1、紙漿模塑包裝襯墊結(jié)構(gòu)設計規(guī)範針對紙漿模塑工業(yè)包裝製品設計的現(xiàn)狀，初步提出了基於紙漿模塑製品單元結(jié)構(gòu)的設計規(guī)範。該設計規(guī)範有助於紙漿模塑製品設計的規(guī)範化、標準化，並提高紙漿模塑製品設計的效率。     範圍     為規(guī)範紙漿模塑包裝襯墊設計，優(yōu)化產(chǎn)品的設計並簡化現(xiàn)有的設計過程，提高我國出口產(chǎn)品包裝品質(zhì)，制定本規(guī)範。     本規(guī)範適用於工業(yè)品的紙漿模塑包裝襯墊設計。     本規(guī)範基於紙漿模塑製品典型結(jié)構(gòu)單元資料庫。 

2、0;       規(guī)範性引用檔     GB/T453紙和紙板抗張強度的測定法（恒速拉伸法）     GB/T453.1紙和紙板厚度的測定法     GB/T462紙和紙板水分的測定法     GB/T4857.1包裝運輸包裝件試驗時各部位的標示方法     GB/T4857.5包裝運輸包裝件跌落試驗方法   

3、0; GB/T4857.7包裝運輸包裝件正弦定頻振動試驗方法     GB/T4857.11包裝運輸包裝件水準衝擊試驗方法     GB8168包裝用緩衝材料靜態(tài)壓縮試驗方法     GB/T10739紙漿、紙和紙板試樣處理和試驗的標準大氣條件   術語和定義     壁厚：紙漿模塑製品側(cè)壁和支撐面的平均厚度。     拔模斜度：紙漿模塑製品的結(jié)構(gòu)單元側(cè)壁與

4、其脫模方向之間的夾角。     緩衝高度：承受載荷的結(jié)構(gòu)單元兩個承載面之間的最小距離。     圓角：紙漿模塑製品結(jié)構(gòu)單元壁與壁相交處及角隅處的圓角。     上下襯墊式：被包裝產(chǎn)品正常放置時，採用上、下底面襯墊進行包裝的方式。     前後襯墊式：被包裝產(chǎn)品正常放置時，採用前、後底面襯墊進行包裝的方式。     角襯墊式：採用角襯墊進行包裝的方式。     

5、;重疊襯墊式：採用兩個或以上的紙漿模塑緩衝襯墊重疊為一體進行包裝的方式。     定位尺寸：緩衝襯墊定位模組尺寸。     支撐面積：緩衝襯墊中起承載和緩衝作用部分的表面積。 設計要求     緩衝襯墊設計要求     1.有良好的衝擊能量和振動能量吸收性，減小傳遞到產(chǎn)品上的衝擊、振動。2.分散作用在產(chǎn)品上的應力，保護產(chǎn)品的表面及凸起部分。3.防止產(chǎn)品在包裝容器內(nèi)移動以及產(chǎn)品之間的相互接觸。4.有良好的耐破損性、環(huán)境穩(wěn)定性（溫

6、濕度的穩(wěn)定性）和物理相容性（防靜電等）。5.可回收利用，廢棄物易處理。     製品要求     製品尺寸：設計的紙漿模塑製品在生產(chǎn)過程中不能存在較大的尺寸偏差，其尺寸允許範圍見表1。     表1紙漿模塑製品尺寸偏差範圍     外形尺寸（mm）偏差範圍     長度和寬度±2     高度±1    &#

7、160;厚度±0.2         製品外觀：     1.製品表面應潔淨、乾燥、無雜質(zhì)、無孔洞、破損、裂紋、斷邊、汙損等損傷。     2.熱整形製品的正面不允許有裂紋。     3.紙品正面允許有網(wǎng)紋，背面允許有輕度波紋。     4.同批製品應色澤均勻，不應有明顯的色差。     5.製品無異味，不得

8、有黴變。     製品的物理及機械性能：製品的物理性能指密度、含水率、厚度等；機械性能指構(gòu)成紙塑製品的材料性能和製品的性能。二者應符合表2的要求，其測試方法可參照紙漿模塑包裝結(jié)構(gòu)性能測試方法。 表2製品的物理及機械性能要求     類別單位性能要求     物理性能品質(zhì)偏差%±5%     含水率%14%     抗張強度kN/m抗張強度7kN/m，伸長率7%   &

9、#160; 伸長率%     機械性能防潮試驗%50%     振動試驗被包裝物無功能損傷，表面無刮痕。     跌落試驗包裝電子產(chǎn)品時，製品不能掉纖維。     抗壓試驗抗壓強度大於堆碼強度，變形量20mm         設計規(guī)範     明確包裝件的流通環(huán)境    

10、0;包裝件在流通環(huán)節(jié)中接觸到的一切外部因素即為流通環(huán)境因素。流通環(huán)境因素是導致包裝件損壞的主要外部因素。影響紙漿模塑緩衝襯墊設計的環(huán)境因素主要有以下三類：     1.物理機械因素，主要指運輸環(huán)節(jié)中的衝擊、振動，以及倉儲環(huán)節(jié)的堆碼等外部因素。設計紙漿模塑緩衝襯墊前，宜充分瞭解在運輸環(huán)節(jié)中的裝卸設備、裝卸高度、運輸方式和手段等，以及倉儲環(huán)節(jié)的堆碼層數(shù)等。振動會導致紙漿模塑緩衝襯墊表面纖維脫落以及刮傷被包裝產(chǎn)品的表面，針對不同產(chǎn)品特性做出相對調(diào)整。     2.生物化學因素，主要包括溫度、濕度、雨水、輻射、有害氣體、微

11、生物等自然條件影響。其中，運輸、倉儲環(huán)節(jié)的濕度對紙漿模塑緩衝襯墊的影響最大，可導致緩衝襯墊受潮失效的危險。     3.人為因素，主要指野蠻裝卸等。裝卸過程造成的跌落衝擊對包裝件破壞最嚴重，是主要的考慮因素。     明確被包裝產(chǎn)品性質(zhì)     被包裝產(chǎn)品是紙漿模塑製品設計的研究物件，在進行結(jié)構(gòu)設計前必須明確其與設計相關的主要性質(zhì)，主要有被包裝產(chǎn)品的形狀、品質(zhì)、尺寸、脆值、易損部件、附件及其大小等。此外，還需瞭解客戶的設計要求。     

12、;選擇紙漿模塑材料     根據(jù)生產(chǎn)原料及其配比的不同，紙漿模塑材料主要有造紙原漿、廢瓦楞紙板、廢報紙、紙質(zhì)邊角料以及瓦楞紙和報紙混合材料五種。紙漿模塑材料的性能取決於原料配比、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備等因素，性能參數(shù)企業(yè)可通過對自己生產(chǎn)的製品進行測試獲得。     根據(jù)被包裝產(chǎn)品的性質(zhì)和成本等具體設計要求，選擇相適應的紙漿模塑材料。     1.小型輕質(zhì)電子產(chǎn)品的緩衝性能要求低而外觀要求高，可選擇材料性質(zhì)偏軟的廢報紙和原漿。     2.中

13、、重型或貴重電子產(chǎn)品對強度和緩衝性能要求較高，根據(jù)具體產(chǎn)品的性質(zhì)，選擇不同配比的瓦楞紙、報紙混合材料。    紙漿模塑緩衝襯墊設計     設計方案的制定：除了充分瞭解包裝件的流通環(huán)境、被包裝產(chǎn)品性質(zhì)、選擇相適應紙漿模塑材料，還需瞭解客戶的設計要求、被包裝產(chǎn)品的外包裝箱尺寸等，在此基礎上制定若干可行方案。     1.上下襯墊式。受外包裝箱的限制，該包裝方式的緩衝面積較小，在結(jié)構(gòu)設計上要求高，但襯墊尺寸小，生產(chǎn)成本低。對於寬度較大的產(chǎn)品，可考慮採用上下底面角襯墊的方式進行包裝

14、。     2.前後襯墊式。相對於上下襯墊式，前後襯墊式的保護面積更大，有更多的結(jié)構(gòu)設計方式，設計難度較低，但襯墊尺寸較小，生產(chǎn)成本高。對於厚度較小的產(chǎn)品，該包裝方式趨近於全面包裝。     3.重疊襯墊式。該包裝形式基於以上兩種形式，除了適用於強度和緩衝要求較高的產(chǎn)品包裝，還是用於產(chǎn)品緩衝支撐面與外包裝箱內(nèi)表面距離較遠的包裝。     4.組合式襯墊。對於重型或貴重電子產(chǎn)品，單用紙漿模塑材料無法達到緩衝設計要求，可增加瓦楞紙板結(jié)構(gòu)件或蜂窩紙板作為輔助。在被包裝產(chǎn)品外觀保護方

15、面，可考慮給產(chǎn)品套裝塑膠薄膜或者瓦楞紙板結(jié)構(gòu)件；為防止紙漿模塑材料纖維附著在產(chǎn)品上，宜套裝塑膠薄膜。紙漿模塑包裝襯墊結(jié)構(gòu)設計規(guī)范緩沖結(jié)構(gòu)設計：本規(guī)范把緩沖襯墊結(jié)構(gòu)劃分為兩個模塊：一個是定位結(jié)構(gòu)模塊，另一個是緩沖結(jié)構(gòu)模塊，如圖1所示。制品外圍是椅狀單元定位結(jié)構(gòu)，內(nèi)部是緩沖結(jié)構(gòu)。其中，L是制品的長度尺寸，B是制品的寬尺寸，t是單元結(jié)構(gòu)間距，l是單元結(jié)構(gòu)長度尺寸，b是單元結(jié)構(gòu)寬度尺寸。圖1 緩沖襯墊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)對緩沖性能的影響：1. 壁厚：根據(jù)不同產(chǎn)品的包裝要求，壁厚的取值也不同。結(jié)構(gòu)單元越厚，其承載性能越強。例如，經(jīng)熱整形的制品厚度變薄，其承載能力較熱整形前的低。但受加工工藝和成本的限制，用于工業(yè)

16、產(chǎn)品包裝的制品壁厚一般取值在1.5mm和2.5mm之間。2. 拔模斜度：拔模斜度的存在，方便制品與生產(chǎn)模具分離。拔模斜度影響制品的脫模質(zhì)量，同時影響結(jié)構(gòu)單元的力學性能，其取值一般在3度到8度之間。3. 緩沖高度：高度決定了制品的最大變形范圍、緩沖能力，也影響到承載能力。緩沖高度的增加，結(jié)構(gòu)單元的承載能力會逐漸降低。在設計過程中，緩沖高度取值取決于包裝外箱、產(chǎn)品保護性及加工工藝等。為方便產(chǎn)品脫模，緩沖高度應小于250mm。4. 圓角：緩沖襯墊受沖擊時，圓角部位是最容易破裂的，從而導致結(jié)構(gòu)的破壞，緩沖性能下降。此外，圓角的設計還與緩沖結(jié)構(gòu)脫模質(zhì)量有關，其大小根據(jù)不同產(chǎn)品而定。定位結(jié)構(gòu)設計：結(jié)構(gòu)設計

17、時，為了使被包裝產(chǎn)品能夠良好地固定，以防止在運輸過程中發(fā)生晃動，紙塑制品應設計足夠的支撐，而且定位面的面積還應與被包裝產(chǎn)品的尺寸和重量相適應。此外，定位結(jié)構(gòu)主要承受側(cè)面的沖擊。所以，定位結(jié)構(gòu)的設計尤為重要。定位設計主要采用椅狀結(jié)構(gòu)。下面從跌落試驗的加速度時程曲線（如圖2所示）出發(fā)，確定椅狀結(jié)構(gòu)的數(shù)量及尺寸。圖2 加速度曲線圖2中的時程曲線可近似為三角形，并且根據(jù)沖量定理得出下式： （1）其中，m是被包裝產(chǎn)品質(zhì)量；a是沖擊加速度；H是跌落高度；1是初速度，其值為0；2是末速度，其值為；T1為初始時間，T2為結(jié)束時間。所以得出：（2）由圖2可以看出，。其中，k是加速度時程曲線左半部分的斜率。代入（

18、2）中消去T2-T1，得到：（3）又有式。其中，x1為L方向上的單元個數(shù)，f1是椅狀單元側(cè)面最大承載載荷。代入（3）可得到：（4）外包裝箱和被包裝產(chǎn)品的尺寸決定了椅狀單元的高度。從建立的典型結(jié)構(gòu)單元數(shù)據(jù)庫中查找，就可以得到符合f1要求的椅狀單元結(jié)構(gòu)及尺寸。由圖1可以分別得出長度和寬度方向的單元結(jié)構(gòu)個數(shù)與間距關系式：（5）其中，y1為B方向上的單元個數(shù)。從而得到長度和寬度方向椅狀單元間距t為：（6）加速度時程曲線形狀不同可得出不同的a表達式，代入式（4）中即可。緩沖結(jié)構(gòu)設計：1. 采用同種規(guī)格單元的制品緩沖系數(shù)：根據(jù)運輸包裝相關理論有：（7）其中，C為緩沖模塊緩沖系數(shù)，F(xiàn)為緩沖模塊所受載荷，E為緩沖模塊吸收的外部能量，F(xiàn)i、Ei分別為各緩沖單元結(jié)構(gòu)最大承受載荷及對應吸收的能量。由于采用的緩沖結(jié)構(gòu)單元類型和規(guī)格相同，所以：（8）其中，E2為緩沖單元結(jié)構(gòu)吸收的能量，C2為緩沖單元的緩沖系數(shù)。2. 單元個數(shù)及間距：緩沖結(jié)構(gòu)是緩沖襯墊的主要部分，其強度和緩沖性能均須達到設計要求。在制品中，除了定位作用的椅狀結(jié)構(gòu)承載部分載荷，剩余載荷由緩沖結(jié)構(gòu)承載。所以，緩沖結(jié)構(gòu)承載強度為： （9）其中，n1、n2分別為定位結(jié)構(gòu)單元、緩沖結(jié)構(gòu)單元個數(shù)；F1、F2分別為定位結(jié)構(gòu)單元