減量化技術在大型包裝中的應用

段利艷，劉 暉

（深圳計量質量檢測研究院，深圳 518055）

引言

近年來，低碳經濟的發(fā)展對我國制造的產品及其包裝提出了新的挑戰(zhàn)，發(fā)展低碳經濟、綠色包裝是國際經濟社會發(fā)展的一項重大戰(zhàn)略。包裝從“從源頭抓起”，以減量化作為包裝設計原則，是推進中國包裝產業(yè)綠色制造和可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

大型包裝涵蓋面比較廣，鑒于實驗室的現有檢測設備及未來包裝產業(yè)的發(fā)展需求，本文將大型包裝定義為冰箱、洗衣機、電視機等大型電器的包裝。在設計大型電器包裝時，采用減量化技術，通過反復測試，選用最佳包裝材料，使用最少包裝材料，達到從“源頭”減少包裝廢棄物，讓包裝更環(huán)保的目的。

1 大型包裝減量化技術

減量化就是包裝在滿足保護商品、美化商品、方便實用等功能的條件下，要求包裝物盡可能地用量最少，以節(jié)約資源[1]。包裝減量化能從源頭上減少包裝材料和包裝廢棄物的數量，是發(fā)展包裝綠色化的首選措施。實現包裝減量化首先是包裝設計人員要有綠色環(huán)保、節(jié)約資源的意識，在選用材料、結構設計中都應實施減量化。就大型包裝而言，可以通過以下幾種技術實現包裝減量化。

1.1 輕量化技術

輕量化技術是指在保證實現包裝功能所需各項機械力學性能的前提下，減輕包裝材料的重量[2]。更輕的包裝可以在運輸上節(jié)約能源使用，減少溫室氣體的排放，也可以進一步降低企業(yè)的運輸成本。包裝的輕量化還能為企業(yè)塑造更好的客戶關系。包裝輕量化不僅僅是環(huán)保，更是因為包裝的輕量化可以讓制造商使用較少的包裝材料，直接節(jié)省大量成本。增加環(huán)境效益和減少生產成本，使得包裝的輕量化從根本上促進了包裝物使用量的下降。如國內部分家電行業(yè)的包裝采用由原來的五層瓦楞變?yōu)楝F在的三層瓦楞紙板，其中內外兩層紙板采用高強度的輕量化原紙，而中層采用高強度的瓦楞紙型紙。整體來說紙箱的用量大大減少，但強度并沒有降低，完全能滿足保護貨物的要求。

1.2 減少包裝厚度

減少包裝厚度是指在保證實現包裝功能所需各項機械力學性能的前提下，通過減少壁厚而減少包裝材料的用量[3]。目前，紙板、瓦楞紙板、塑料薄膜、金屬板材均在研發(fā)采用這類技術，從而節(jié)約了大量包裝原材料。如在大型包裝方面采用雙拱復合瓦楞紙板，在保證紙箱強度的同時使紙板厚度減少30%。

1.3 改變包裝結構

通過改變包裝結構也可以實現包裝的減量化，在滿足包裝基本功能需求的前提下，應簡化包裝結構及功能[4]。不宜采用繁瑣的型式或復雜的結構，不應施加沒有必要的額外功能。尤其是大型電器包裝，為了確保商品不受損壞，常采用緩沖效果非常好且體積較大的瓦楞紙箱以及緩沖包裝材料，瓦楞紙板的使用量往往呈幾倍增長，造成了包裝的巨大浪費。因此，在大型電器包裝上，減小瓦楞紙箱尺寸，實現瓦楞紙箱的減量化，具有極大的潛力。

1.4 材料可替代性

環(huán)保包裝材料愈來愈受到各企業(yè)的矚目，尋找可替代的環(huán)保包裝材料是包裝發(fā)展必經之路，在進行貨物包裝設計時盡量尋找環(huán)保型包裝材料。如對大型號的電視機采用紙漿模塑材料替代原來的EPS材料；對大型貨物運輸采用瓦楞紙板托盤替代木質托盤能帶來良好的經濟效益和社會效益。

2 應用案例

減量化技術應用于大型包裝測試中即指通過沖擊試驗（跌落試驗）、振動試驗、壓力試驗、堆碼試驗、環(huán)境試驗等運輸包裝測試，不斷改進貨物的包裝層數、壁厚、結構、材料等，使得包裝材料用量最少。本文以液晶電視機包裝為例進行研究，該電視機原包裝為五層普通瓦楞紙箱（見圖1），我們對其進行測試評估后，認為該包裝采用三層瓦楞紙箱應該就能滿足要求。通過重新評估設計，最終確定新包裝內外兩層紙板采用高強度的輕量化原紙，而中層采用高強度的瓦楞紙型紙（見圖2）。為了驗證改進方法的可行性，在相同測試條件下，對該產品的新包裝進行系列測試。

2.1 正弦掃頻振動試驗

檢測依據：SJ/T 11326-2006；掃頻速率：1 oct/min；振動軸向：Z軸；掃頻循環(huán)數：5次（試驗過程、結果見表1、圖3、圖4）。

2.2 碰撞試驗

檢測依據：SJ/T 11326-2006；脈沖持續(xù)時間：16ms；峰值加速度：100m/s2；碰撞波形：半正弦波；碰撞頻率：（60-80）次/min；碰撞方向：Z軸向；碰撞次數：1000次/方向，共1000次（測試過程見圖3，結果見圖5）。

表1

圖1 五層瓦楞紙板

圖2 三層瓦楞紙板

圖3 正弦掃頻振動和碰撞試驗

圖4 正弦掃頻振動試驗曲線

圖5 碰撞試驗曲線（10g , 16ms）

2.3 跌落試驗

檢測依據：SJ/T 11326-2006；跌落高度：面跌落：350mm，旋轉棱跌落：300mm；跌落部位：底面→底面；兩條相對短棱；跌落次數：2次/部位，共6次。圖6為跌落試驗圖。

2.4 測試結果

測試結束后對包裝和產品進行檢查（見圖7），結果表明產品及包裝外觀結構均正常無損壞，說明三層瓦楞紙箱完全能保護物品在運輸過程中不受損壞。

圖6 跌落試驗

圖7 測試后產品檢查

在設計新包裝時，綜合考慮了該包裝的功能和結構要求，要保證包裝在儲存搬運過程中能夠保護產品不受損壞的基礎上實現減量化，就必須對包裝的結構、選材進行重新評估設計。高強度瓦楞紙板具有很強的防震、抗壓、抗戳穿能力。與傳統的瓦楞紙板相比，其機械性能更好。采用輕量化技術對包裝進行改進，通過減少包裝層數，降低了包裝重量，減少了原材料的用量，采用高強度的輕量化原紙和瓦楞型紙，有效地增強了包裝強度，使得包裝環(huán)保耐用。

3 結束語

本文對大型包裝減量化技術進行了詳細介紹，通過案例驗證，減少包裝層數，采用高強度低克重瓦楞原紙包裝完全能滿足產品的包裝要求。在設計大型電器包裝時，采用減量化技術，減少包裝原材料的使用，節(jié)約了大量的成本，讓包裝更環(huán)保。

[1]馮樹銘.減量化包裝是實現綠色包裝的重要組成部分[J].塑料包裝，2008 ,18 (2) :37 – 39.

[2]Ma Shuang，Qian Xingsan. The Researches on Product Packaging Value-added Mechanism and Path Based on Moderate Packaging[C]//The Proceedings of The 15th International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Singapore: [s.n.],2012,20(2)19-25.

[3]鄭宣，曹國榮.包裝減量化現狀與思考[J].包裝學報，2011( 1):1-5.

[4]佚名.日本包裝減量化的典型案例[J].中國包裝工業(yè)，2009(5):14．