一種可適用自動裝箱的循環(huán)包裝箱的設計和制作

馮仁宇 徐鏗 胡曄 曹靜馳 馮璐

摘? 要：該文研究了一種可適用于自動裝箱機，且可多次循環(huán)使用的包裝箱的設計和制作工藝。以聚丙烯復合材料為箱體材料，板材采用蜂窩板，壓痕采用雙壓線方式。通過上機測試，可解決其他塑質包裝箱在自動裝箱時遇到的壓舌不到位的問題。經連續(xù)10次上機和循環(huán)利用，通過上機效果、耐破強度、邊壓強度、戳穿強度、粘合強度、抗壓強度等指標的測試，結果皆優(yōu)于瓦楞紙包裝箱。

關鍵詞：自動裝箱? ?聚丙烯復合材料? ?雙壓線? ?循環(huán)利用

中圖分類號：J524? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）08（b）-0053-04

Design and Manufacture of a Circulating Packing Box Suitable for Automatic Packing

FENG Renyu? ?XU Keng? ?HU Ye? ?CAO Jingchi? ?FENG Lu

（Shanghai Tobacco Group Co.， Ltd.， Shanghai， 200082 China）

Abstract： This paper studies the design and manufacturing process of a packaging box which can be used for automatic packing machine and can be recycled for many times. Polypropylene composites are used as box material， honeycomb plate is used as plate， and double indentation method is used for indentation. Through the machine test， it can solve the problem that the pressure tongue of other plastic packing cases is not in place in the automatic installation. After 10 consecutive times of loading and recycling， the test results of loading effect， breaking strength， edge pressure strength， puncture strength， bonding strength， compressive strength and other indicators are all better than corrugated box.

Key Words： Automatic packing; Polypropylene composites; Double pressure line; Recycling

黨的“十八大”提出，建設生態(tài)文明必須著力推廣綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，要發(fā)展循環(huán)經濟，促進生產、流通、消費過程的減量化、再利用、資源化，要推動資源利用方式根本轉變，要更多依靠節(jié)約資源和循環(huán)經濟加快轉變經濟發(fā)展方式[1]。隨著我國對綠色環(huán)保的日益重視，以及電子商務的蓬勃發(fā)展，數量巨大的包裝物對環(huán)境的影響受到企業(yè)、政府、消費者等領域的廣泛關注[2]。

2013年6月5日，國家煙草專賣局印發(fā)通知，決定在行業(yè)工商企業(yè)間開展卷煙包裝箱循環(huán)利用工作。通知指出，隨著行業(yè)現代物流建設深入發(fā)展，工商企業(yè)間卷煙運輸及倉儲設施條件進一步完善，卷煙包裝箱在商業(yè)流通環(huán)節(jié)開箱分揀后依然具備循環(huán)利用的條件。開展卷煙包裝箱循環(huán)利用，能夠展示行業(yè)良好社會形象，對促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。該通知明確，到2014年，紙質卷煙包裝箱循環(huán)利用工作要形成一套成熟、規(guī)范的工作制度和運行機制，同?。▍^(qū)、市）循環(huán)利用達到50%以上規(guī)模;到2015年，接壤省份紙質卷煙包裝箱循環(huán)利用達到50%以上規(guī)模，電子標簽（RFID）卷煙包裝箱在行業(yè)批量投入使用;隨之要加快全行業(yè)范圍內卷煙包裝箱跨?。▍^(qū)、市）循環(huán)利用[3]。

傳統(tǒng)的紙質包裝箱存在易損壞、循環(huán)利用難、資源消耗大等缺點，社會循環(huán)利用的內在意識和外在條件也有待提升，因此開發(fā)一種可循環(huán)利用的塑質包裝箱來替代紙質包裝箱是目前迫切的需求。該包裝箱是以聚丙烯復合材料為原料，以聚丙烯蜂窩板材為基材，通過特殊的雙壓線工藝，其具有箱體恢復性好、耐破強度高、邊壓強度高、戳穿強度高、粘合強度高、抗壓強度高等特點，既解決了其他塑質包裝箱不適用自動裝箱的問題，又解決了紙質包裝箱無法循環(huán)利用的問題。其無論在經濟效益方面，還是在環(huán)保方面，都明顯優(yōu)于其他塑質包裝箱和紙質包裝箱[4-5]。

1? 包裝箱的設計

1.1 總體設計

包裝箱設計示意圖見圖1，包括包裝箱和箱蓋（1），其特征在于：所述包裝箱包括箱體和內箱（2），所述箱體為空腔結構，所述箱體包括側板和底板（3），所述側板包括第一側板（4）、第二側板（5）、第三側板（6）和第四側板（7），所述第一側板（4）、第二側板（5）、第三側板（6）和第四側板（7）之間以及側板與底板（3）和箱蓋（1）之間通過一次性模切成型，所述內箱（2）設置在箱體內，所述內箱（2）包括置物箱（8），所述置物箱（8）為空腔結構。其特征在于：所述第一側板（4）、第二側板（5）、第三側板（6）、第四側板（7）、底板（3）和箱蓋（1）皆為聚丙烯蜂窩板，所述聚丙烯蜂窩板為PVC、PET、PP塑料片材疊合而成的蜂窩狀材料。

1.2 設計特點

壓舌在成型時采用單、雙壓線混搭設計，可以避免在自動裝箱過程中出現壓舌錯位等情況，雙壓線設計圖見圖2。

2? 包裝箱制作工藝

包裝箱的制備工藝流程為：使用擁有自熱功能模切機對聚丙烯蜂窩板進行加壓、加熱，對片狀的聚丙烯蜂窩板的特定位置形成壓痕，經過一次性模切成型后，再把需要焊接貼合的第三側板（6）和第四側板（7）重合，用加熱貼合機進行焊接，把貼合完成的包裝箱沿雙壓痕線處折疊，即完成[6]。

3? 材料和方法

3.1 材料

3.1.1 聚丙烯蜂窩板

為多層共擠中空板材結構，采用聚丙烯材質，其整體結構橫切面為梯形結構，豎切面為蜂窩狀圓形結構。

3.1.2 循環(huán)包裝箱

以聚丙烯蜂窩板為原料，經自熱功能模切機對聚丙烯蜂窩板進行加壓、加熱，對片狀的聚丙烯蜂窩板的特定位置形成壓痕，經過一次性模切成型后，再焊接成型的循環(huán)包裝箱。

3.1.3 測試設備

耐破度測試儀;邊壓式壓縮試驗儀;壓縮試驗儀;戳穿強度測試儀;壓縮試驗儀;壓力試驗機。

3.2 方法

準備60只循環(huán)包裝箱樣品，測試自動裝箱和包裝性能，待回收后每次抽5只回收的包裝箱測試包裝箱的各項強度指標，連續(xù)回收測試10次。耐破強度的測試方法《GB/T 6545-1998》、邊壓強度的測試方法《GB/T 6546-1998》、戳穿強度的測試方法《GB/T 2679.7-2005》、粘合強度的測試方法《GB/T 6548-2011》、抗壓強度的測試方法《GB/T 4857.4-2008》。

4? 循環(huán)回收強度測試結果與討論

4.1 循環(huán)包裝箱上機測試結果

通過在自動裝箱機上測試不同循環(huán)回收次數的包裝箱，上機效果見表1。

4.2 循環(huán)包裝箱耐破強度、邊壓強度、戳穿強度、粘合強度、抗壓強度測試結果

通過對比紙箱和循環(huán)包裝機回收后測試耐破強度、邊壓強度、戳穿強度、粘合強度、抗壓強度，紙箱測試結果見表2，循環(huán)包裝箱測試結果見表3，循環(huán)包裝箱單因素方差分析見表4。

從表2中數據可以看出，上述各項指標中，紙箱在回收2次后，戳穿強度下降至9.6 J，已經無法達到標準中數據≥10.0 J的標準，無法再次使用。

從表3中數據可以看出，上述各項指標在連續(xù)測試回收10次，其耐破強度、邊壓強度、戳穿強度、粘合強度、抗壓強度指標都大于計數指標要求。

通過表4中數據和表5中數據可以看出，通過單一因素方差分析，循環(huán)包裝箱在循環(huán)利用過程中測試數據無顯著差異。

通過上述上機性能及紙箱和循環(huán)包裝箱的各項強度指標測試，循環(huán)包裝箱上機性能在連續(xù)10次回收成功率皆≥95%以上。紙箱回收后各項強度指標測試在連續(xù)回收2次后紙箱強度將低于技術驗收標準，而無法使用，循環(huán)包裝箱回收后各項強度指標測試在連續(xù)回收10次后指標皆高于驗收標準。循環(huán)包裝箱具有紙箱無法對比的挺度和回收效果的優(yōu)點。

4.3 循環(huán)包裝箱優(yōu)缺點

循環(huán)包裝箱的優(yōu)點：可適用自動裝箱機、恢復性好、耐破強度高、邊壓強度高、戳穿強度高、粘合強度高、抗壓強度高、可多次回收等。

循環(huán)包裝箱的缺點：單次成本高于紙箱、需專業(yè)回收等[7]。

5? 結語

通過循環(huán)包裝箱的回收后上自動包裝機測試。結果表明，循環(huán)紙箱在在連續(xù)回收10次，開箱包裝性能成功率大于95%。

通過對比紙箱和循環(huán)包裝箱的回收后耐破強度、邊壓強度、戳穿強度、粘合強度、抗壓強度指標的測試結果。結果表明，紙箱的回收尺寸最大為1次，循環(huán)包裝箱可實現回收10次以上。循環(huán)包裝箱可實現的循環(huán)次數實際可實現次數，待需要研究。

參考文獻

[1] 李菁，張霖.卷煙包裝箱循環(huán)利用應用研究[C]//中國煙草學會.中國煙草2013年學術年會論文集.2013：7.

[2] 新昌，肖文飛，韓霖，等.可折疊可循環(huán)復用的快遞包裝箱：206813545U[P].2017-12-29.

[3] 鄭鵬.煙草卷煙包裝箱循環(huán)利用研究[D].大連：大連交通大學，2016.

[4] 張楠.卷煙包裝箱分類捆綁操作臺裝置研究與應用[J].裝備維修技術，2020（2）：355-356.

[5] 尹靜.論卷煙包裝機設備的維護及保養(yǎng)[J].廣西質量監(jiān)督導報，2020（1）：135.

[6] 竺煒，王可.基于EasyDL提升回收卷煙包裝箱效率的功能實現[J].數字技術與應用，2021，39（4）：125-127.

[7] 李家斌，何世偉，胡紅春，等.卷煙包裝箱回收物流系統(tǒng)調度優(yōu)化模型[J].中國煙草學報，2018，24（3）：106-112.