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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、面纸、瓦楞芯纸三层。
3.3.2瓦楞纸板
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
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
5
10
20
30
40
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
销产品选用第二类瓦楞纸板,本产品属于销产品,初定为S-2.1,并且此型号所对应的装物最大重量为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
A
B
C
D
E
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
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
60
35
12
100
60
表3-4瓦楞芯纸技术指标
指标名称
单位
规定
A
B
C
D
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
3.5
纵向裂断长不小于
km
4.30
3.75
2.70
2.15
交货水分
%
8.0
8.0
9.0
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
A
C
B
E
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=、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尺寸
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
A
B
C
AB
aXz
8.36
5.00
6.10
13.36
J
0.59
1.27
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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