基于“過度包裝”的紙漿模結構單元優化研究

王章蘋

（長沙師范學院，長沙 410100）

基于“過度包裝”的紙漿模結構單元優化研究

王章蘋

（長沙師范學院，長沙 410100）

“過度包裝”對人們的生活帶來許多問題，就商品保護功能和環境保護而言，選擇紙漿模制品，通過對緩沖材料的結構優化，減少緩沖材料的用量，提高材料的利用率，更好的保護產品，在一定程度上減緩過度包裝。

過度包裝；紙漿模制品；緩沖材料；結構設計

隨著社會的進步與人民生活水平的提高，包裝理念也隨之發生巨大變化，使包裝在日常生活中變得越來越重要，從簡單的粗糙的包裝到今天的精美包裝，甚至奢華包裝。過度包裝指的是企業為一時的經濟利益所驅動而過度的專注于產品的包裝，造成對產品的過分包裝，主要表現在材料使用過當、結構設計過當、從而導致包裝成本過高等問題。包裝的主要功能是保護商品、方便儲運、方便銷售[1-2]。因此就包裝材料本身而言，選擇合理的包裝結構單元，對商品的不同物質形態以及商品在儲運和使用過程中為避免損壞、缺損起到一個非常重要的保護作用[3]。本文通過選擇紙漿模制品的緩沖結構，研究結構單元的緩沖性能，進而優化產品的包裝結構，減少材料與資源浪費，在實現保護產品的基礎上減緩過度包裝的尷尬局面。

1 紙漿模塑的結構單元

紙漿模制品是由植物纖維為原料制備的，具有無污染、可降解等特點，在緩沖包裝中尤其在中小型產品的包裝中應用十分廣泛。紙漿模制品的基本緩沖結構單元有桶型、肋型和臺階型，在產品包裝中應用最多的結構為桶型結構與肋型結構，如圖1、圖2所示[4-5]。

圖1 肋型結構

圖2 桶型結構

2 紙漿模塑結構單元的緩沖性能

在紙漿模塑的緩沖結構單元中，通過ANSYS建立肋型和桶型單元結構模型，劃分網格后進行靜態壓縮實驗，分析單元結構在幾何斜度、厚度和高度變化時的緩沖性能。

2.1 斜度

紙漿模制品的緩沖結構的斜度是結構外延的傾斜程度，其變化范圍在1-13度。建立桶型和肋型結構單元的尺寸為30×30×30mm，高度為25mm，厚度為2mm時，研究斜度在1到13度變化時兩種結構的極限載荷情況，實驗結果如圖3所示。

圖3 幾何斜度-極限載荷

實驗結果表明，肋型結構在斜度為70時載荷能力最強，而桶型結構變化較平緩，幾何斜度在1-70時荷載能力變化不明顯，隨著幾何斜度的增加，結構的承載能力呈下降的趨勢。

2.2 厚度

紙漿模制品的通常在1.5-3.5mm間變化，為研究厚度變化對結構的緩沖性能的影響，建立斜度為5度，尺寸為30×30×30mm的桶型和肋型結構模型，分析在靜載時結構的承載能力，如圖4所示為結構單元在厚度變化時的極限載荷。

圖4 厚度-極限載荷

從載荷的分布情況來看，在厚度較薄時（低于2.5mm）桶型單元的際載能力優于肋型載荷，隨著厚度的增加，結構單元的承載能力逐漸增強，但肋型單元的增長量高于桶型結構的增長量，即肋型結構的承載能力優于桶型結構。

2.3 高度

高度對紙漿模制品的緩沖性能影響亦十分明顯，為研究單元結構在高度變化時的承載能力，建立尺寸為30×30mm，厚度為2mm，高度從15mm增長到45mm時，分析桶型結構和肋型結構的承載能力。

圖5 高度-極限載荷

從實驗結果來看，隨著高度的變化，桶型結構的極限載荷先增后減，在高度為30mm時取得最大值，而肋型結構的承載能力逐漸降低，但在高度為30mm時承載能力有個躍升，隨后繼續降低。

3 結論

在以紙漿模制品為緩沖材料的結構設計中，為減緩產品的過度包裝，節能材料，在進行緩沖結構設計時，可根據產品外型、重量等特點，優化緩沖結構。

在產品尺寸較小時，宜選擇桶型單元作為緩沖結構，但結構的斜度為7度時，宜選擇肋型單元作為緩沖結構；

在不增加包裝重量的情況下，適當增加結構的厚度，能極大的提高結構的承載能力；

產品包裝結構的高度不宜過高，若產品的尺寸較長時，可以進行分層結構的方法對產品進行包裝。

總之，通過對紙漿模單元結構緩沖性能的分析，有利于緩沖結構的優化，實現產品的保護，降低包裝成本，促進資源的利用和環境的保護。

[1]顧紅.淺談包裝與環境[J].包裝工程，2002，22(6).

[2]王銳蘭.商品過度包裝的反思及對策[J].江蘇企業管理，2002，4.

[3]金國斌.紙漿模塑制品結構強度與緩沖性能綜合研究[J].包裝工程，2004，2.

[4]池東明.紙漿模塑制品及其應用[J].陜西科技大學學報，2003，21.

[5]康勇剛.紙漿模包裝制品的結構形成[J].中國包裝，2002，5.

Study on Optimization of Pulp Mold Structure Unit Based on Over- packaging

WANG Zhang-ping

Over-package have bring some trouble to our lives. As to the protect function and environmental protection,molded pulp products has been played an important role in cushioning packaging, it can reduce the amount of the buffer material through the structural optimization of the buffer material, better protect the product, to some extent, reduce excessive packaging.

over-package; paper-pulp; cushion material; structure design

TB482.2

A

1400 (2017) 06-0046-03

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.06.002

湖南省教育廳科學研究項目（15C0098）

王章蘋（1979-），女，四川人，碩士，長沙師范學院講師，研究方向為緩沖包裝、包裝印刷。