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牛奶包装系统设计

伊利200mml鲜牛奶包装系统设计

1设计要求、分析、方案及消费人群确定

1.1设计要求

目前市场上伊利牛奶包装，包括其他品牌奶制品包装基本上就是瓶装、盒装、袋装这几种形式，所区别之处即在瓶子形状，盒子形状以及装潢不同，这三者与产品自身定位的结合呈现出纷繁多样的包装。

今拟设计一款新的包装，具体要求如下：

伊利鲜牛奶，袋装，包装净重200mml，保质期2个月。

1.2设计分析

目前市场上伊利牛奶袋装主要有如下图1、图2所示两种形式。

图1伊利袋装1图2伊利袋装2

图1所示即为利乐包装，从技术角度来看，利乐包是由纸、铝、塑组成的六层复合纸包装，能够有效阻隔空气和光线，而这些正是容易让牛奶和饮料变质的杀手。

因此，小小利乐包，让牛奶和饮料的消费更加方便而安全、而且保质期更长，实现了较高的包装效率，相比之下，图2所示的即为塑料包装，多为PE材料，其保质期短，阻隔性能相对较差，并且耐戳穿强度低，容易造成牛奶露出，在实际生活中，多用于早餐奶，即单独买早餐时，有时单独去买一袋牛奶，即为图2所示，当然图1所示有会存在此种情况。

综上分析，图1不仅多见于家庭单独购买，而且单独售卖也比较常见，关键是图1所示利乐包装保质期更长，能有效满足本次设计所要求的2个月的保质期。

1.3方案及消费人群确定

从以上分析，不难得出，图1所示包装，即“硬袋包装”，不仅对产品的保护更强，耐戳穿强度高于图2，而且图1所示利乐包装，几层材料的综合运用，对牛奶的保质期也大大提高，能更加有效满足多层次消费人群，满足设计所需的2个月的保质期，所以方案最终确定采用图1所示利乐包装形式进行本次设计。

本次伊利200mml鲜牛奶你为上班族设计，目前市场上还无专门针对这一群体的包装，这次拟推出一款上班族的消费产品。

2销售包装设计

牛奶直接灌入包装袋中，采用如上所分析的方案1，即利乐包装，装潢直接印在材料表面。

销售包装与利乐包装一体化，即采用市场上常见的形式，以下对典型的牛奶利乐包装进行分析，通常所见的利乐包装多为6层，从内到外依次为聚乙烯、特殊纸、聚乙烯、特制塑料、铝、特设纸。

聚乙烯本身即具有一定的阻隔性能，与特制塑料，铝，特制纸一起结合，相互贯穿，共同有效保存产品。

最终的装潢印在最外层表面。

根据市场上现有200mml袋装牛奶尺寸规格，其长度方向有效尺寸为140mm，宽度方向有效尺寸为115mm，顶部封合尺寸多为15mm，底部与两侧面的封合尺寸多为5mm，此次销售包装尺寸即按此规格进行设计。

如下图3所示即为利乐包最外层结构图。

图3利乐包最外层结构图

根据产品定位及牛奶包装上必备的一些要素，现设计出如下图4所示销售包装装潢图。

图4销售包装装潢图

3运输包装设计

3.1产品自身特点和装箱实际分析

本运输包装所盛装的是牛奶，虽有利乐包装，但是单个包装件拿在手里还是比较软的，并且产品与产品之间可以相互适当挤压，即瓦楞纸箱内装物集体的外廓尺寸并不是简单的加减，存在些相互接触而使内装尺寸适当缩减，即考虑产品之间可以相互挤压，故综上当产品以一定方式排列时，其尺寸应适当缩减。

本次所设计的为200mmL上班族鲜牛奶，单个质量很轻，目前市场上一箱此种规格的有16包、20包、24包几种规格，本次设计拟取24包进行相关设计，具体思路如下。

3.2产品排列方式

目前市场上200mmL袋装牛奶尺寸长宽尺寸规格即如第2部分尺寸所述，单个包装件长度方向总长为160mm，有效盛装长度为140mm，宽度方向尺寸为115mm，由于所装为液态牛奶，高度方向尺寸并不是处处一致，其中最高部分高度约为15mm，故单个包装高度方向尺寸按最高处高度考虑。

综上单个包装件：

长度方向：

160mm；

宽度方向：

115mm；

高度方向：

15mm。

按一箱24包产品设计，可采用如下页图5所示排列方式：

图5牛奶排列方式

按如上方式进行排列，上述分析设计的过程所考虑的为盛装牛奶的部分进行设计，如上所示，由于包装件彼此之间可以相互适当挤压，一方面节约空间，另一方面使相互配合堆码紧凑，并且符合实际，故可以采用上述方式进行堆码，图5所示为瓦楞纸箱内部单层的堆码示意图，单层堆码6牛奶，由于单个包装件的最高高度为15mm，采用如上所示包装，由于有重叠，所以一层高度方向的尺寸进行修正，最终高度方向尺寸取为30mm。

单层6袋牛奶，共计4层，所以即装24袋。

综上分析所得，按以上分析的排列方式进行排列，最终尺寸，即内装物外廓尺寸为：

L0=115×3=345mm；

B0=210mm；

H0=30×4=120mm。

3.3箱型、瓦楞纸板的选择及纸箱设计

3.3.1箱型

运输包装常用的楞型为A型和B型，A型瓦楞高度和间距最大，柔软且富有弹性，缓冲性能较好，B型的平压强度较高，适合包装较硬的产品。

本次设计牛奶采用利乐包装方式进行包装，但是产品本身还是属于较的产品，故采用A型箱,单瓦楞纸板，单瓦楞纸板主要用来包装重量较轻的产品，有外面纸、内面纸、瓦楞芯纸三层。

3.3.2瓦楞纸板

内装物重量约为24×200×0.001=4.8kg；

最大综合尺寸为：

L0+B0+H0

=345+210+120=675mm。

表3-1瓦楞纸箱选用规定

纸箱类型

内装物最大重量/Kg

综合最大尺寸/mm

瓦楞纸板代号

一类

二类

三类

单瓦楞纸板

700

1000

1400

1750

2000

S-1.1

S-1.2

S-1.3

S-1.4

S-1.5

S-2.1

S-2.2

S-2.3

S-2.4

S-2.5

S-3.1

S-3.2

S-3.3

S-3.4

S-3.5

表3-2瓦楞纸技术指标

纸板代号

耐破度/KPa

边压强度/（N/m）

戳穿强度/J

水分/％

S-2.1

S-2.2

S-2.3

S-2.4

S-2.5

409

686

980

1373

1765

4410

5390

6370

7350

8330

2.9

4.4

5.9

6.9

7.8

10.0±2.0

内销产品选用第二类瓦楞纸板，本产品属于内销产品，初定为S-2.1，并且此型号所对应的内装物最大重量为5kg，最大综合尺寸为700mm，与此最为接近，所以初选出上述纸板型号，查表3-2，S-2.1的技术指标如下：

耐破强度409kPa,边压强度4410N/m，戳穿强度2.9J。

我国箱板纸的有关规定如下：

有A、B、C、D、E五个等级，其中D等适宜制造一般产品包装用的瓦楞纸板，本次即采用D等箱板纸。

表3-3箱板纸技术指标

单位

规定

定量

g/m2

125±7160±8180±9

200±10220±10250±11

280±11300±12320±12

340±13360±14

（普通箱板纸和牛皮挂面纸板）

125±6160±7

180±9200±10

220±10250±11

280±11300±12

320±12340±13

360±14

（牛皮箱纸板）

耐破指数

200-250g/m2

≥300g/m2

kPa·m2/g

3.0

2.8

2.75

2.55

2.00

1.90

3.20

3.00

2.80

横向环压指数

200-250g/m2

≥300g/m2

N·m/g

9.20

11.2

8.00

9.00

6.00

7.00

10.0

11.5

9.20

10.5

横向耐折度

次

100

表3-4瓦楞芯纸技术指标

指标名称

单位

规定

定量

g/m2

112.0±6.0160.0±8.0

127.0±6.0180.0±9.0

140.0±7.0200.0±10.0

紧度不小于

g/m3

0.50

0.45

横向环压指数

112g/m2

不小于127-140g/m2

160-200g/m2

N·m/g

7.1

7.7

9.2

5.5

6.3

7.7

3.8

4.4

5.5

3.3

3.5

纵向裂断长不小于

4.30

3.75

2.70

2.15

交货水分

8.0

9.0

如表3-3，面纸定量取320g/m2，耐破指数取3.0kPa·m2/g，环压指数为11.5N·m/g；

如表3-4，选用C等瓦楞芯纸，定量160g/m2，环压指数为5.5N·m/g。

粘合剂定量取100g/m2。

表3-5瓦楞纸板的瓦楞展开系数

瓦楞型式

展开系数

1.5～1.6

1.4～1.5

1.35～1.4

1.2～1.3

按照选用的箱板纸和瓦楞芯纸，瓦楞纸板的定量=内、外面纸定量之和+∑（瓦楞芯纸定量×瓦楞展开系数）+粘合剂定量

所以Q=320+320+1.4×160+100=964g/m2。

3.3.3纸箱设计

3.3.1.1内尺寸

内装物外廓尺寸为L0=345mm，B0=210mm，H0=120mm。

公差ΔX0长度与宽度方向取3-7mm，高度方向中型箱取5-7mm，由此确定的纸箱内尺寸为：

Lˊ=L0+ΔX0=345+6=349mm；

B＇=B0+ΔX0=210+6=216mm；

H=H0+ΔX0=120+6=126m。

3.3.1.2制造尺寸

L=L´+△X´=349+6=355mm；

B=B´+△X´=216+6=220mm；

H=H+△X´=126+8=134mm；

J=50mm。

3.3.1.3外尺寸

长度和宽度方向的加大值取10mm，高度方向的加大值取12mm，由此确定的纸箱外尺寸为

L〞=L+ΔX=355+10=365mm；

B〞=B+ΔX=220+10=230mm；

H〞=H+ΔX=134+12=148mm。

3.4瓦楞纸箱结构展开图

图6瓦楞纸箱结构展开图

3.5瓦楞纸箱强度校核

由以上尺寸，知0201型纸箱的展开面积约为：

S=（1028-50）×488+50×220

=4882643mm2

≈4.88m2

其质量为Q×S=964×4.88=4704.32≈4.7kg

瓦楞纸箱的周长为：

Z=2（L+B）=2（355+220）=1150mm=115cm。

瓦楞纸板的综合环压强度为：

Px=∑rQ+∑rmCQm（3-1）

=320×11.5+320×11.5+160×5.5×1.4

=8592（N/m）

=85.92（N/cm）

表3-6楞常数与箱常数

楞型

aXz

8.36

5.00

6.10

13.36

0.59

1.27

1.01

根据表3-6：

楞常数取6.10，箱常数取1.27，瓦楞纸箱的抗压强度为：

=Px×

×Z×J（3-2）

=85.92×[6.10/（115/4）]2/3×115×1.27

≈4463.4（N）

货物（包装件）质量W是内装物重量和纸箱重量之和，其值

W=（4.8+4.7）×9.8=93.1N。

安全系数是由货物的储存期和储存条件决定的：

储存期少于30天K=1.6

储存期30-100天K=1.65

储存期100天以上K=2

一般仓库储存时，堆码高度h=450cm，堆码载荷为：

P=KW（h/L-1）K：

安全常数（4-6）

=2×93.1×（450/35.5-1）W：

包装件的重量

≈2174（N）L：

纸箱堆满时高度h：

堆码高度

显然抗压强度比堆码载荷大得多，所以此瓦楞纸箱具有足够的堆码载荷，满足包装要求。

4设计小结

本次设计综合运用了以前所学《包装结构》、《包装材料》、《运输包装》、《包装系统设计》几门专业课的相关知识，并且在设计的过程中，也用到了相关设计软件，如AutoCAD、Photoshop，总体来说，这次设计是对前面所学知识的一次串联，一次总结性的体现，也把相关知识再次运用、学习一遍，以上软件也再次练习一次。

本次设计是，首先明确产品自身的一次系统的包装设计，其中考虑多个方如外形尺寸、重量、销售范围等，其次运用这些参数分析出一些设计所需值，在这个过程中需要查找相关的数据以及表格，最后在把查得数据，按照一定过程，瓦楞纸箱、装潢图。

。

瓦楞纸箱的设计过程中，应根据产品的类型以及销售范围初选箱型、纸板类型，再查相关表格获得相应纸板的技术参数，以备校核之用，校核合格，如抗压强度满足要求，则设计合格，若不满足，重复上述步骤，继续选材设计，直至合格为止，最后用相关软件作出装潢图。

本次设计是一次几门专业课知识综合运用的实际实践，自己在这次设计过程中叶把本学期所学《运输包装》以及之前所学《包装结构》、《包装材料》作了一次回顾，知识的串联得到体现，这即为我本次课程设计的收获。

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