新型缓冲包装及其测试
新型缓冲包装及其测试Ξ
向 明1,骆光林1,谢 勇2
(1.西安理工大学印刷包装工程学院,陕西西安 710048;2.株洲工学院包装工程系,湖南株州 412008)
摘 要:介绍了一种新型缓冲包装材料及结构,并对相应的包装件进行了有关运输包装试验,列举了德国运输包装试验的项目及其参考标准。测试结果表明,这是一种既有利于环保,又能保护产品不发生破损的有效包装。
关键词:缓冲包装;运输包装试验;瓦楞纸板;塑料薄膜
分类号:TB487 文献标识码:A 文章编号:1008-2611(2000)06-0006-03
New Cushioning Package and Its Test
XIAN G Ming1,L UO Guang-lin1,XIE Y ong2
(1.College of Printing and Packaging Engineering,Xian University of Technology,Xian710048,China;
2.Department of Packaging Engineering,Zhuzhou Institue of Technology,Zhuzhou412008,China)
Abstract:An introduction is devoted to a new kind of cushioning material and its structure. The corresponding transport package is tested and the experimental items with reference criteria in G ermany are listed.The results show that this cushioning package is good for environmental protection and safe to keep products perfect.
K ey w ords:cushioning package;transport package test;corrugated board;plastic film
缓冲包装的主要目的是保护产品在运输过程中不受损坏,除考虑结构的合理性和成本的经济性外,还包括环保性,即不污染环境且有利于回收利用。许多企业尝试用纸缓冲材料(以瓦楞纸板居多)代替泡沫塑料。但这种缓冲材料存在一些缺点;如在运输过程中外来负载的作用下,由于内装物没有与缓冲垫很好地紧固连接,内装物与缓冲纸板之间会出现相对移动,振动时的摩擦经常会损坏内装物表面,冲击则会导致更严重的破损。目前出现的新型缓冲包装结构———瓦楞纸板与塑料薄膜相结合的形式,较好地解决了这一问题。
1 新型缓冲包装结构简述
这种纸板与塑料薄膜复合结构主要用于体积较小、重量较轻的内装物,如电子元件、手携式计算机、通讯工具和小型测试仪器等。常见结构有以下三种。
1)将内装物放在瓦楞纸板衬垫上,然后用塑料薄膜将内装物与瓦楞纸板紧紧缠绕起来。瓦楞纸板衬垫的形状可以多种多样,既可以附带上折边棱和下折边棱,也可设计成其它造型,其尺寸和形状取决于内装物在包装箱内的数量和放置情况等。塑料薄膜常常使用具有一定拉伸性能的聚乙烯薄膜。这种缠绕方式类似于托盘包装时对包装件固定的形式。
2)用粘合剂将塑料薄膜粘贴在折叠好的瓦楞纸板上,但除了涂胶处外,薄膜覆盖处的纸板已被裁切掉,漏出这地方的塑料薄膜,以便包装时靠薄膜的张紧力将内装物固定。最典型的结构就是把一个纸盒盖掏空,然后在边框上胶粘相应尺寸的可以拉伸的薄膜。
3)将塑料薄膜粘贴在压有折痕的纸板上,粘贴处位于折痕线外。将内装物塞入薄膜与纸板之间后,按痕线将外楞向下折叠翻转,此时塑料薄膜处于拉伸状
第14卷第6期 株 洲 工 学 院 学 报Vol.14No.6 2000年11月 J OU RNAL OF ZHU ZHOU INSTITU TE OF TECHNOLO GY Nov.2000Ξ收稿日期:2000-04-10
作者简介:向明(1964-),男,陕西西安人,西安理工大学副教授,1997年赴德国汉堡包装研究所攻读博士,主要从事包装运输与包装测试方面的研究。
态,从而可以把内装物张紧固定在纸板上。翻转到下面的折叠纸板部分实际上可起到一定的缓冲作用。
2 包装件具体结构
下面以一包装件为例来说明包装结构及其包装方式。
该包装件内装物主要为两个光电元件,将它们分别用如前所述第二种缓冲结构方式紧固起来,
将塑料薄膜粘贴在小型折叠瓦楞纸盒掏空的底盖上。先在外瓦楞纸箱底部放上两个小纸盒,塑料薄膜面朝上;然后把光电元件放置在薄膜上;接下来再把另两个小纸盒放置于光电元件顶部,此时小瓦楞纸盒的塑料薄膜面朝下。实际上就是上下对称的一对纸盒,靠其粘贴的塑料薄膜把光电元件夹在了中间,如图1所示。小纸盒上下的折棱部分再加工组合成一个边棱平面,这样无论是放在光电元件下面还是上面的折叠纸盒都能与外包装箱更好地接触和受力。当封闭瓦楞纸板外包装箱时,就会压紧上下内纸盒盖,并通过塑料薄膜将光电元件紧固于上下瓦楞纸盒中间。包装箱内左端也有端向定位的附件,内包装的长度尺寸正好等于外包装箱的内宽尺寸,这样保证了内包装在外包装箱内三个方向都不会移动;外包装箱必须用胶带密封起来,确保内纸盒中塑料薄膜的张紧力。内纸盒的结构可根据不同产品千变万化,也可带有各种各样的连接附件,只要保证产品和内包装固定就行。
图1 该产品的缓冲包装结构示意图
封闭好外包装箱后就组成了该产品的包装件。应该对其按运输包装件试验方法进行相应的测试,检测其是否满足运输过程中保护产品不发生破损的条件。
3 包装件的测试
产品在完成其包装形成包装件后,要采用一定的运输方式到达用户手中。该包装件的流通过程如图2所示:
图2 此包装件的流通过程示意图
为了检验该包装件的防护性能是否良好,必须对其包装原型进行相应的试验。目前世界各地几乎都在采用实验模拟的方法,本试验使用的方法就是在实验室中进行环境模拟,模拟运输过程中出现的各种负载,例如振动、冲击和压力等。所用设备包括低频振动台、装有汽车和飞机运输频谱的随机振动台、跌落试验机和压力试验机。考虑到包装件在运输过程中的气候条件变化不大,所以使用恒温恒湿的条件,即温度23℃、空气相对湿度50%。根据该运输包装件流通过程中所用运输工具和运输距离,并参考有关标准,拟定各类主要测试内容如表1所示。
表1 模拟试验项目和参数
测试名称测试项目及负载参数参考标准
低频振动试验频率4～5Hz,峰值A=25
mm,
面3,1,2,5各2,1,1,1小时
DIN2EN22247
随机振动试验公路运输:面3,1,2,5
各2,1,1,1小时
MILSTD810E
空运:面3,1,2,5
各6,2,2,2小时
ASTM D4728
连续冲击试验半正弦脉冲7g,20ms,12g,8
ms
面3,1,2,5各333次冲击
DIN30786
自由跌落试验跌高800mm,箱角32425
棱3-5,3-4,4-5
面3,4,5
DIN2EN22
堆码试验堆高2.5m,1000kg/ DIN2EN22874
注:①表中DIN表示德国标准,DIN-EN表示德国和欧盟标准,MIL2 STD表示美国军用标准,ASTM表示美国试验材料学会标准。
②表中包装件各面的标示方法为,按照运输状态放置好包装件,使
其一端对着标注人员。上表面标为1,右侧面为2,底面为3,左侧
面为4,近端面为5,远端面为6。
根据经验和测试程序,试验顺序如下。
1)对包装件规定的几个面进行低频振动试验,此时包装件放置在四周带有围框的振动台上,以保证没有在振动台上紧固的包装件不会掉落到地面。包装件弹起的幅度要保证半毫米厚的钢尺能从其底部划过,当然也不能过高。通常振动频率位于4.5～4.8Hz范围内就能达到上述要求。
2)进行随机振动试验。在对包装件的各个要求面测试时,要将包装件固定于振动台上。此时试验实际上并不是把各个面的空运测试完毕后,再测公路运
7
第6期 向 明等 新型缓冲包装及其测试
输或连续冲击,而是将每个测试面固定好以后,分别对该面进行这三项试验,之后再换其它测试面。这样就节省了许多时间,也减少了很多麻烦。
3)分别进行压力试验和跌落试验。压力试验只测运输装载面3,而跌落试验的顺序是先角后棱再面,即角3-4-5以及组成此角的三个棱和三个面。要注意的是无论何种跌落,都要保证试验样品的重力线通过被跌落的面、棱、角。
表1
中的随机振动试验采用模拟汽车运行或飞机飞行过程中的振动情况。此时的振动台面相当于汽车的车厢板或飞机的机舱板,通过计算机分别输入相应的振动信号,从而控制激振器模拟由于路面或飞机发动机等因素引起的振动。现在使用较多的反映运输过程振动特性的是功率频谱图。本次试验所使用的空运功率频谱如图3所示。其中横坐标表示频率,单位是Hz ;纵坐标表示加速度功率谱密度,单位是g 2/Hz 。
图3 空运功率频谱图
4 试验结果分析
运输包装件试验完毕之后,要对包装件进行检查。
检查的内容包括外包装箱及内装物。首先看看外包装箱有无明显破损,特别是跌落后的角与棱以及压力试验后的箱侧面与端面。然后打开外包装箱,查看内装物及其缓冲包装有没有破损现象。一般内装物常见的破损现象有:表面摩擦损伤、局部裂纹或塌陷、零部件弯曲折断、装配松脱,较为严重的是元器件失灵或功能失效。真空包装要仔细检查薄膜封口是否有开裂现象。而内缓冲包装检查只是作为参考,即使缓冲包装发生损伤,但是内装物保持完好,也认为包装合格。反之由于内包装原因内装物出现破损时,就要仔细对缓
冲包装进行检查与分析,并考虑改进的办法。
在测试和检查过程中,通常可以用照相机或摄像机将测试和检查的部分情况记录下来。这对不在测试现场的用户可以作为有力的证据,或整理试验报告时作为插图会更有说服力,甚至还可以通过普通邮件或电子邮件将照片和图象传递给用户。数字式照相机及摄像机可以提供更大的方便,这不仅在于它们的高精度和高分辨率,更在于摄完后能够很方便地在计算机上进行处理和传送。
对本文中的包装件而言,按表1中所列项目和上述试验过程测试完毕后,对它进行检查发现,外包装箱跌落角略有凹陷;内装物两个光电元件外表无损伤,对其功能检测后证明一切正常。缓冲包装基本完好,只是其中张紧薄膜之一与元件棱角接触处有一小洞,但没有对内装物产生什么影响,所以可以认为无关紧要。试验结果说明该包装件通过了相关测试。如果生产厂家在这种运输条件下,使用与测试试样相同的包装材料与包装方式,那么该包装件就获得了具有两年有效期法律效应的运输合格证,被允许进入流通。
5 结 论
除了本文中的运输包装件试验之外,还对另外许多采用这类缓冲包装的包装件进行了测试。大量试验结果表明,这种包装方式能够对各种各样体积小、重量轻的产品起到很好的保护作用。它克服了原先单纯使
用瓦楞纸板作为缓冲包装的缺点,降低了产品在运输过程中的破损率;而且对各种形状的产品都可采取相同的包装方式,省去了加工特殊形状缓冲垫这道工序的费用和时间;同时由于塑料薄膜的用量有限,通常不会超过纸类再生处理允许的杂质比例,因此对纸箱和纸板的回收不会产生多大影响。
综上所述可以认为,这种新型缓冲包装具有良好的环保性和对产品的保护性,在电子工业和计算机等行业的产品包装中会得到越来越广泛的应用。
参考文献:
[1] 彭国勋.缓冲包装动力学[M ].长沙:湖南大学出版社,1989.[2] 许文才,向明.运输包装件冲击管理模型[J ].西安理工大学学报,
1998,(14):404-407.
[3] BFSV ,Pruefbericht ,Hamburg ,G ermany ,1999.
8
株 洲 工 学 院 学 报 2000年