基于“过度包装”的纸浆模结构单元优化研究

王章苹

（长沙师范学院，长沙 410100）

基于“过度包装”的纸浆模结构单元优化研究

王章苹

（长沙师范学院，长沙 410100）

“过度包装”对人们的生活带来许多问题，就商品保护功能和环境保护而言，选择纸浆模制品，通过对缓冲材料的结构优化，减少缓冲材料的用量，提高材料的利用率，更好的保护产品，在一定程度上减缓过度包装。

过度包装；纸浆模制品；缓冲材料；结构设计

随着社会的进步与人民生活水平的提高，包装理念也随之发生巨大变化，使包装在日常生活中变得越来越重要，从简单的粗糙的包装到今天的精美包装，甚至奢华包装。过度包装指的是企业为一时的经济利益所驱动而过度的专注于产品的包装，造成对产品的过分包装，主要表现在材料使用过当、结构设计过当、从而导致包装成本过高等问题。包装的主要功能是保护商品、方便储运、方便销售[1-2]。因此就包装材料本身而言，选择合理的包装结构单元，对商品的不同物质形态以及商品在储运和使用过程中为避免损坏、缺损起到一个非常重要的保护作用[3]。本文通过选择纸浆模制品的缓冲结构，研究结构单元的缓冲性能，进而优化产品的包装结构，减少材料与资源浪费，在实现保护产品的基础上减缓过度包装的尴尬局面。

1 纸浆模塑的结构单元

纸浆模制品是由植物纤维为原料制备的，具有无污染、可降解等特点，在缓冲包装中尤其在中小型产品的包装中应用十分广泛。纸浆模制品的基本缓冲结构单元有桶型、肋型和台阶型，在产品包装中应用最多的结构为桶型结构与肋型结构，如图1、图2所示[4-5]。

图1 肋型结构

图2 桶型结构

2 纸浆模塑结构单元的缓冲性能

在纸浆模塑的缓冲结构单元中，通过ANSYS建立肋型和桶型单元结构模型，划分网格后进行静态压缩实验，分析单元结构在几何斜度、厚度和高度变化时的缓冲性能。

2.1 斜度

纸浆模制品的缓冲结构的斜度是结构外延的倾斜程度，其变化范围在1-13度。建立桶型和肋型结构单元的尺寸为30×30×30mm，高度为25mm，厚度为2mm时，研究斜度在1到13度变化时两种结构的极限载荷情况，实验结果如图3所示。

图3 几何斜度-极限载荷

实验结果表明，肋型结构在斜度为70时载荷能力最强，而桶型结构变化较平缓，几何斜度在1-70时荷载能力变化不明显，随着几何斜度的增加，结构的承载能力呈下降的趋势。

2.2 厚度

纸浆模制品的通常在1.5-3.5mm间变化，为研究厚度变化对结构的缓冲性能的影响，建立斜度为5度，尺寸为30×30×30mm的桶型和肋型结构模型，分析在静载时结构的承载能力，如图4所示为结构单元在厚度变化时的极限载荷。

图4 厚度-极限载荷

从载荷的分布情况来看，在厚度较薄时（低于2.5mm）桶型单元的际载能力优于肋型载荷，随着厚度的增加，结构单元的承载能力逐渐增强，但肋型单元的增长量高于桶型结构的增长量，即肋型结构的承载能力优于桶型结构。

2.3 高度

高度对纸浆模制品的缓冲性能影响亦十分明显，为研究单元结构在高度变化时的承载能力，建立尺寸为30×30mm，厚度为2mm，高度从15mm增长到45mm时，分析桶型结构和肋型结构的承载能力。

图5 高度-极限载荷

从实验结果来看，随着高度的变化，桶型结构的极限载荷先增后减，在高度为30mm时取得最大值，而肋型结构的承载能力逐渐降低，但在高度为30mm时承载能力有个跃升，随后继续降低。

3 结论

在以纸浆模制品为缓冲材料的结构设计中，为减缓产品的过度包装，节能材料，在进行缓冲结构设计时，可根据产品外型、重量等特点，优化缓冲结构。

在产品尺寸较小时，宜选择桶型单元作为缓冲结构，但结构的斜度为7度时，宜选择肋型单元作为缓冲结构；

在不增加包装重量的情况下，适当增加结构的厚度，能极大的提高结构的承载能力；

产品包装结构的高度不宜过高，若产品的尺寸较长时，可以进行分层结构的方法对产品进行包装。

总之，通过对纸浆模单元结构缓冲性能的分析，有利于缓冲结构的优化，实现产品的保护，降低包装成本，促进资源的利用和环境的保护。

[1]顾红.浅谈包装与环境[J].包装工程，2002，22(6).

[2]王锐兰.商品过度包装的反思及对策[J].江苏企业管理，2002，4.

[3]金国斌.纸浆模塑制品结构强度与缓冲性能综合研究[J].包装工程，2004，2.

[4]池东明.纸浆模塑制品及其应用[J].陕西科技大学学报，2003，21.

[5]康勇刚.纸浆模包装制品的结构形成[J].中国包装，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

湖南省教育厅科学研究项目（15C0098）

王章苹（1979-），女，四川人，硕士，长沙师范学院讲师，研究方向为缓冲包装、包装印刷。