新型环保快递包装设计与材料优选

杨昆 孙绍芹 何俊仪 吴蕾 曹天歌

摘要：快递业近年来呈飞速发展态势，快递包装污染、浪费问题却随之而来。本文通过文献研究法、问卷调查法、软件编程法等设计出新型的可循环环保快递包装，它具有完全不使用胶带的设计亮点，利用软件进行数据分析的优势。

关键词：设计；环保；软件编程法

中图分类号：X324 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0252-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.156

New environmentally friendly express package design and material optimization

Yang Kun 1， Sun Shaoqin 1， He Junyi 1， Wu Lei 1， Cao Tiange 2

（1.School of Economics and Management， Beijing University of Chemical Technology， Beijing 102202， China；

2.School of Science， Beijing University of Chemical Technology， Beijing 102202， China）

Abstract： The express delivery industry has been developing rapidly in recent years， and the problem of courier packaging pollution and waste has followed. This paper designs a new type of recyclable environmental protection express package through literature research method， questionnaire survey method， software programming method， etc. It has the advantages of design highlights that do not use tape at all and data analysis using software.

Keywords： Design；Environmental protection；Software programming

1 背景

1.1 行业现状及政策

快递业近年来呈飞速发展态势。国家邮政局最新数据显示，2017年全国快递业务完成401亿件，同比增长28%，连续四年稳居世界第一。而数字显示，中国每年完成的快递件数还在以100亿件左右的速度增长。国家继续秉持着“绿色、创新、开放、协调、共享”的五大发展理念。

1.2 资源浪费与环境污染问题

国家郵政局发布的《2017中国快递领域绿色包装发展现状及趋势报告》显示快递包装2017年产生800万t垃圾。其中，全国每年因快递包装过度浪费的瓦楞纸板大约有18.2万t，相当于1547hm2森林。总体而言，快递垃圾回收率小于20%，填充物回收率几乎为0，造成了巨大的资源浪费。快递包装垃圾污染态势加剧。以消耗量增长最快的快递包装塑料袋为例，其材质大多是低密度聚乙烯，含有塑化剂、阻燃剂等有害物质，焚烧时会产生二噁英，严重影响人体健康，造成大气污染；而封箱胶带的主要材料是聚氯乙烯，如果埋在土里，100年也降解不了。

2 新型环保快递包装设计亮点

2.1 绿色降解

我们采用新型绿色蜂窝纸板与纸浆模塑技术，设计出“零胶带”蜂窝纸板包装箱。材料方面，六边形蜂窝纸板根据自然界蜂巢的结构原理制作而成，用料省，成本低，强度高，不易变形，抗冲击性好。纸浆模塑采用再生纸黏合，它以废纸为原料，来源广泛，可回收利用。设计方面，它通过纸板之间的压制卡顿固定，并且用快递单作为封条，完全摆脱了胶带的束缚。图1是包装的平面展开图。图2是包装的工程图，图3是包装的折叠过程图。

2.2 循环利用

通过测试纸箱的承压性能和弹性性能，突出反映了蜂窝纸板包装箱的高质量，可循环次数达7～10次。

（1）空箱抗压测试。压力实验机上均匀施加压力至箱体破损时的最大负荷及变形量。

图4是厚度为20mm蜂窝纸板制成的纸箱压力—变形曲线。从结果可以看出此纸箱的最大承载能力为3880N。当压力>1000N时纸箱迅速变形。（2）纸箱对比测试。图5和图6分别为单层瓦楞纸板和双层蜂窝胞壁“弹性模量与相对湿度”“屈服强度与相对湿度”的关系。从图中可以看出在相同湿度下，双层蜂窝胞壁的弹性、屈服强度都要优于单层瓦楞纸板。

2.3 人文情怀

在包装盒上印刷城市绿光LOGO，使整套设计呈现出系统性，简洁而独特。设置个人留言区，印一句箴言警句，不同的纸箱句子可以不同。图7为LOGO。

2.4 市场前景

采用调查问卷法，共收回151份有效问卷。图8反映出约91%的被调查者愿意为绿色埋单，这有力地支撑了“新型环保快递包装的市场前景广阔”的结论。

3 材料优选

采用软件建模法，利用Matlab软件科学地分析出样本中最优质的塑料替代材料，并力求降低成本。

我们通过收集聚丙烯（PP），纤维素，聚己内酯（PCL），聚乙烯醇（PVA），聚乳酸（PLA）这五种材料的物理化学数据，来进行主成分分析。首先我们对于数据进行了初步的处理，剔除缺失值，并将一些给出区间范围的数据改为区间中点值，这时我们的数据就变成了5*7的矩阵，接着观察到由于各个物理化学性质的量纲不同，我们做了去量纲的归一化处理，公式如下：

其中X1代表密度，X2代表脆化温度，X3代表比重，X4代表断裂伸长率，X5代表熔点，X6代表拉伸强度， X7代表热变形温度。下一步，这里选取了7个主成分，每个主成分都是7个指标的线性组合，将数据导入Matlab中进行主成分贡献率的计算，得出的贡献率如表2。

其中Comp5，6，7的系数与前几个主成分的系数相差了几个数量级，我们在这里忽略后面的主成分的影响。

最后一步带入数据计算每个材料的得分，我们得到如下一个向量：

（60.01983921 25.06672884 72.02105116 16.72261556 43.64997608）

可以看出得分最高的是聚己内酯（PCL），而且比得分第二高的聚丙烯高出了20%，得分最低的是聚乙烯醇材料。

参考文献

[1]陈莹燕.可持续发展理念下快递包装的创新设计[J].包装工程，2014，35（24）：10-12+26.

[2]杨丽辉，覃京燕.复用型绿色快递包装设计理念探究[J].包装工程，2016，37（10）：39-42.

[3]王嬿舒.快递包装的便利性设计思考[J].包装学报，2016，8（4）：106.

[4]冯梦珂，曹国荣，程玲，付亚波.快递包装的现状与绿色化[J].北京印刷学院学报，2016，24（02）：22-25.

[5]路永华.快递包装现状及影响因素调查研究[J].价值工程，2016，35（08）：215-217.

收稿日期：2018-05-03

作者简介：杨昆（1994-），女，本科，学生，研究方向为管理科学与工程。