1、瓦楞紙板緩沖包裝結構的緩沖性能研究The Research on the Cushion Performance of Corrugated Cardboard as Package Structure天津科技大學 劉功 劉占勝 宋海燕LIU Gong LIU Zhan-sheng SONG Hai-yan摘要 在分析瓦楞紙板特點的基礎上，設計了四種瓦楞紙板緩沖結構，并對其進行測試，總結其緩沖性能，以探索代替泡沫塑料的可能性。關鍵詞 瓦楞紙板 緩沖包裝 性能研究Abstract On the basis of the characters of the corrugated cardboard

2、, four types of cushion structure of corrugated cardboard are designed. At the same time, we test the cushion performance of them and draw a conclusion. Key Words corrugated cardboard cushion package performance research抑制“白色污染”，倡導“綠色包裝”是當今世界的主課題，人們越來越重視對環保包裝材料的研究和開發，以紙代木、以紙代塑就是其中一類。瓦楞紙板是目前市場上使用較多的紙

3、質包裝材料，在包裝領域中起著非常重要的作用。它不僅具有一定的緩沖性能、抗壓性能，還具有廉價和可回收利用的優點。為了更好地利用瓦楞紙板，有必要對它的各種性能及新的結構進行研究和開發。 一、 楞紙板的綜合分析1 楞紙板材質分析（1）瓦楞紙板作為緩沖材料的優點a包裝廢棄物無需焚燒處理，可任其自動降解或回收利用，其回收技術及成本較EPS泡沫塑料要簡單和低的多。b加工性能良好，裁切、模切、粘合均容易。c儲存、運輸成本低，節省空間，使用時再折疊成型較為方便。d可與外包裝瓦楞紙箱配合使用，一起處理。（2）瓦楞紙板作為緩沖材料的缺點a表面較硬，缺乏柔韌性，主要限于平面使用，包裝商品時容易對商品表面造成損傷。b

4、濕度對其影響較大，濕度愈大其性能會隨之愈顯劣化。c復原性差，一旦受載荷變形，各項性能數值下降迅速。2瓦楞紙板性能分析瓦楞紙板一般先從最弱部分被壓壞，然后由這部分開始連續破壞。例如，當瓦楞紙板疊層進行靜壓試驗時，當壓縮量小于35%時，主要顯示出彈性和部分塑性；當壓縮量超過35%時，疊層逐層破壞，表現出蠕變狀態；當壓縮量達到80%以上時，載荷急劇上升。動態壓縮試驗時，變形量達到一半時，便出現彈性破壞。通過對10張重疊的A型瓦楞紙板、B型瓦楞紙板、AB型瓦楞紙板的動態緩沖特性的分析比較，我們得出：A型瓦楞紙板的緩沖吸振性能比B型瓦楞紙板好；AB型瓦楞紙板由于是由A型楞和B型楞組合，沖擊吸收性能結合了

5、兩種楞型的優點，充分發揮它們的緩沖性，使用范圍也就寬多了。AB型瓦楞紙板受沖擊時，開始B楞幾乎不受影響，在弱沖擊時，A楞先破壞，然后B楞破壞。另外，瓦楞紙板平面面積較大時，A型和B型瓦楞紙板緩沖性能的差異還受內部空氣的影響。二、瓦楞紙板緩沖結構設計瓦楞紙板經過開槽、壓痕、插裝、粘接等程序可制成各種結構，利用其結構優勢及瓦楞紙板所特有的性能，努力提高其緩沖性能。在結構設計中盡可能考慮使其緩沖性能最優，并考慮使其適于規模生產，降低成本。結構1：如圖1所示，由上至下材料組成分別是AB楞五層瓦楞紙板A楞三層白紙板AB楞五層瓦楞紙板。將A楞三層白紙板卷為三層六棱形結構，再與AB楞五層瓦楞紙板粘接。結構2

6、：如圖所示，由上至下材料組成分別是AB楞五層瓦楞紙板瓦楞芯紙AB楞五層瓦楞紙板。將瓦楞芯紙折成波浪形，與AB楞五層瓦楞紙板粘接。瓦楞芯紙一頁成型。結構3：如圖3所示，全部由AB型五層瓦楞紙板構成。先將AB型五層瓦楞紙板折成單層六棱形結構，再與AB型五層瓦楞紙板粘接。結構4：如圖4所示，全部由AB楞五層瓦楞紙板構成。將AB楞五層瓦楞紙板折疊粘接，一頁成型。圖圖 圖圖 三、瓦楞紙板緩沖結構性能測試1靜態壓縮試驗靜態壓縮試驗是在壓力試驗機（YE-50型）上，根據包裝國家標準匯編中GB8186進行試驗，測試并記錄四種瓦楞紙板緩沖結構的力形變關系曲線，進而經過數據處理，得到應力應變曲線和緩沖系數應力曲線

7、。分別如圖5、圖6、圖7所示。圖5圖6圖7結果分析：a緩沖材料的緩沖特性是通過力形變曲線來表征的。在力一定的情況下，曲線與橫坐標之間所夾的面積對應緩沖材料的變形能。在保證作用到產品上的破壞力小于產品的易損值時，單位體積緩沖材料吸收能量越大的，所需材料越少。根據圖所示，結構單位體積吸收變形能最多。b緩沖系數越小，緩沖效率越高，因此，在實際的緩沖包裝設計中，選最小的緩沖系數。根據圖可見，結構具有最小緩沖系數。c可見，結構的緩沖性能優于其他三種結構。 2包裝件振動和跌落試驗選用瓦楞紙板緩沖結構4與聚苯乙烯泡沫塑料包裝同一產品，襯墊尺寸相同，進行振動與跌落試驗，比較其緩沖性能。（1）振動試驗由振動試驗

8、，測得瓦楞紙板緩沖結構與聚苯乙烯泡沫緩沖結構的傳遞率-頻率曲線如圖8所示，當頻率小于40Hz時，瓦楞紙板緩沖結構包裝的傳遞率小于聚苯乙烯結構包裝，抗振效果較好，但是當頻率較高時（大于40 Hz時），抗振效果不如聚苯乙烯。（2）沖擊試驗由沖擊試驗，測得兩種結構包裝的產品6個跌落面的沖擊加速度，如圖9所示，瓦楞紙板緩沖結構的抗沖擊能力完全可以與聚苯乙烯結構包裝相比。圖8 圖9 四、結語通過對瓦楞紙板緩沖結構的設計和測試分析，在標準溫濕度下得出瓦楞紙板緩沖結構完全可以替代泡沫塑料緩沖墊的結論。可以充分利用瓦楞紙板設計不同的緩沖結構，選出緩沖性能最優者，用于緩沖包裝，減少“白色污染”，保護環境。在應用

9、瓦楞紙板緩沖結構時，如需對瓦楞紙板進行防潮處理，也是今后形成產業化生產急需解決的問題。作者簡介：理查德·愛希克教授，德國漢堡包裝研究所所長，今年4月對中國進行了參觀訪問，并與我國包裝界的同行們進行了廣泛的交流；向明，西安理工大學印刷包裝工程學院教師，目前正在德國攻讀包裝工程博士學位，這次隨同Eschke教授一起回國并擔任翻譯，本文由他翻譯整理。 一、 前言 這次有幸能去中國參觀訪問感到非常高興，特別是能和這么多的中國同行們就包裝方向的專題進行直接交流，更是一次難得的機會。首先要講的是，中國的幾個城市，無論是春城昆明、古城西，還是首都北京都給人留下了深刻的印象。這里的發展速度對大部分西

10、方人來講是不可想象的。作為一個在包裝領域工作多年的人來講，中國的包裝狀況也讓我感到驚奇，看到的比我想象的中國及其包裝狀況更好許多。 中國擁有大量的國土面積和人口，人口分布與結構有它自身的特點，作為一個改革開放的大國，中國必須走向世界，與世界各國進行廣泛的交往和貿易往來，這對整個世界和中國都非常重要。在經濟全球化的今天，德國和歐洲市場上也出現了越來越多的中國產品，這勢必就牽扯到了產品的包裝問題。在此想結合德國的包裝情況談談對中國包裝的一些看法和希望。 二、 對中國包裝的整體印象 在中國我看到了中國的政府部門對包裝都特別重視，除了中國包裝技術協會這個中心機構外，各個省市還設有分會。至少有30多所高

11、等院校設有包裝工程專業，與此同時也遇到了許多來自包裝領域的報紙、刊物的同行們，這一點德國沒法與中國相比。所有這些都說明了中國很重視產品的包裝，這也是一個正確的決策。 包裝本身就屬于產品生產的一部分，它的質量好壞直接影響著產品的質量和價格。在中國好幾次都聽到了一句專業術語，講到中國的產品及其包裝是“一等產品，二等包裝，三等價格”。這個概念和術語已成了中國包裝同行的口頭語，而且據說已延續了十幾年之久。開始時作為一句干革命策語激勵大家努力去改進中國的包裝是件好事，但是到了今天有些觀念也應該有所改變。我們經常在德國市場上看到中國的產品，質量上完全可以與歐洲產品相媲美，而且產品的包裝也達到了相當水平，不

12、過很可異價格總是偏低。我們一直在想，為什么中國的產品價格就不能相應提高一些呢？我們認為，中國同行的口頭語應改為“一等產品，一等包裝，一等價格”。好的產品需要好的包裝，好的產品及好的包裝就應該賣好的價錢。這不僅是對中國而言，對整個世界都是一樣的。 其實，中國包裝有著悠久的歷史和傳統，而且具有濃厚的東方色彩，這對西方來講是相當有吸引力的。雖然中國有一段時間由于各種原因與西方的貿易交往不多，相應的產品包裝也出現了一段時間的反復，但我們高興地看到，近20年來中國發生了巨大的變化，產品及其包裝的質量也越來越高。 三、 銷售包裝 我們在中國去了一些現代化的超級市場，也參觀了不少普通的商店，看到了許多不同的

13、生活用品包裝。這些銷售包裝與德國相比應該說已達到了歐洲的水平。無論是包裝的裝潢、造型、結構設計，還是包裝的印刷質量，都給人一種全新的感受。特別是中國的白酒、茶葉包裝和噴霧罐等都給人留下了深刻的印象，不但設計精美，印刷加工精致，而且具有中國的民族特色，而最后一點是中國的包裝同行們任何時候都不能丟掉的。另外，許多德國人喜歡吃中國菜，因為中國菜的調料有它特殊的味道。以前進了漢堡的中國商店就像到了廚房一樣，空氣中飄著調料品的味道，主要原因就是包裝材料的阻隔性不好，按包裝法規來講這是不合格的。但這次很高興地看到，這種現象在超市里的調味品包裝上再也聞不到了。 四、 運輸包裝 運輸包裝首先要保證產品在運輸、

14、儲存、裝卸過程中不發生損傷，然后還要滿足方便、傳遞信息等的要求。這一點中國的運輸包裝設計可以說已基本達到了相應的要求。我們看到的電冰箱、彩電等電器的外包裝箱強度已達到了一定的質量要求，中國的瓦楞紙箱的質量水平已相當高了，紙箱結構也設計合理。現代運輸包裝不僅要滿足其保護功能，銷售包裝一樣也要美觀大方。在購物中心我們也看到了一些運輸包裝，大部分外包裝設計印刷質量不錯，并且也按相應的標準附有各種標志，這些對國際貿易來講非常重要。這里也真誠地希望，中國的運輸包裝都能按照國際標準去設計制造。 五、 紙板包裝材料 這次還看到了紙板包裝材料在中國的發展非常快。大家知道，這種包裝材料對環境保護有利，也易于回收

15、處理，因此，紙板包裝材料在運輸包裝方面得到了全球性的廣泛使用。它不僅大量用于外包裝，而且在內包裝及緩沖包裝方面也拓寬了其應用范圍。中國的同行們不僅在瓦楞紙板的使用上做了大量的工作，也對蜂窩紙板在包裝中的應用進行了大量的研究與開發。從環保與包裝廢棄物回收角度來看這是一個不錯的路子，不過在此應該注意一個問題，即這種紙板的使用肯定會受到一定的限制，特別是它吸收一定量的水份之后，其強度等性能會很快下降。所以除了考慮使用環境氣候條件外，有時還要考慮相應的雨水等防護措施。另外，在這種產品投入市場時，一定要弄清這種產品的需求坑卸啻螅諧熬叭綰危咳綣蠹葉濟康厝呃闃槳寤蚍湮閻槳澹涂贍芑岢魷中磯嗖渙嫉暮蠊?六、 對

16、中國包裝的幾點希望 1運輸包裝的托盤化 現代運輸包裝要節省人力和時間，實現高速自動化，因為用戶要求能在盡可能短的時間內得到自己所需的產品，而且要盡可能地節省成本。托盤集合包裝就是解決這個問題的一種途徑，它能夠實現快速裝卸，還能降低相應的動力學負載，從而減少運輸裝卸過程中的破損率。 這里要談的第一點是中國的出口產品包裝一定要盡可能地使用托盤，由于到了歐洲，裝卸轉運都是自動化操作，無托盤極不方便。如果再次把包裝件堆放到托盤上，即浪費時間，又要增加人力成本，還會加大發生破損的機會。第二點是包裝件的盡寸一定要盡可能地與標準托盤盡寸匹配，這個問題經常在漢堡港可以發現。不管包裝件集合堆放在托盤后的總體尺寸

17、超出一些還是小一些，對集裝箱運輸或安全裝載等都會產生一定的影響。因此，在包裝件的結構尺寸設計時一定要盡可能地接標準托盤尺寸進行優化設計。 2包裝廢棄物與環境保護 包裝是為了在流通過程中保護產品、方便儲運、促進銷售，按一定技術方法而采用的容器、材料及輔助物等的總體名稱，它具有許多功能。但在一部分人眼中，包裝僅僅是一種垃圾，而且許多人認為包裝廢棄物占各種垃圾總量的比便肯定超過30%。實際情況并非如此，在歐洲這個比例是3%左右，在中國也大體上應該是這個比例。但不管怎樣，中國有之么多的人口，包裝的需求量非常大，所以包裝廢棄物的回收處理在環境保護中也占有一定的份量。 在中國聽到包裝界的同行們談到了塑料袋

18、的白色污染問題，我們覺得要解決這個問題可以采取不同的方法。例如，適當提高白色塑料袋的價格，那么用戶就要考慮用什么材料的包裝袋合算；也可以對居民們進行一定的宣傳教育，建議大家盡量使用布袋或筐籃去購買生活用品；動員大家自覺地將包裝廢棄物進行分類或直接堆放在相應的容器中，對亂扔塑料袋或其它包裝廢棄物的現象也可進行相應的處罰。 在德國塑料袋的回收處理相對來說比較容易，考慮到塑料袋回收處理的成本高于直接生產新材料的成本，因此德對塑料袋的回收處理主要采用燃燒處理的辦法，相應的處理技術已避免消除了塑料回收處理時對環境的污染，燃燒時產生的熱能可以被充分利用。 3避免過包裝現象 首先要講的是無論銷售包裝，還是運輸包裝，都要避免過包裝現象。直觀地來講就是在保護產品不發生破損的前提下盡可能節省包裝材料的使用量；同時，所選用的包裝材料、包裝容器及結構一定要與內裝物相匹配。如果一個價值并不高的產品選用了貴重的材料、復雜的結構來包裝，那也屬于過包裝現象。另外還想說明一點，包裝設計也一定要考慮人們的收入水平。中國目前的整體平均收入水平并不是太高，如果都搞成豪華包裝，那顯然不是所有的消費都都能承受的。要承認中國目前已有許多有錢人，但大部分居民的收入