减量化技术在大型包装中的应用

段利艳，刘 晖

（深圳计量质量检测研究院，深圳 518055）

引言

近年来，低碳经济的发展对我国制造的产品及其包装提出了新的挑战，发展低碳经济、绿色包装是国际经济社会发展的一项重大战略。包装从“从源头抓起”，以减量化作为包装设计原则，是推进中国包装产业绿色制造和可持续发展的重要措施。

大型包装涵盖面比较广，鉴于实验室的现有检测设备及未来包装产业的发展需求，本文将大型包装定义为冰箱、洗衣机、电视机等大型电器的包装。在设计大型电器包装时，采用减量化技术，通过反复测试，选用最佳包装材料，使用最少包装材料，达到从“源头”减少包装废弃物，让包装更环保的目的。

1 大型包装减量化技术

减量化就是包装在满足保护商品、美化商品、方便实用等功能的条件下，要求包装物尽可能地用量最少，以节约资源[1]。包装减量化能从源头上减少包装材料和包装废弃物的数量，是发展包装绿色化的首选措施。实现包装减量化首先是包装设计人员要有绿色环保、节约资源的意识，在选用材料、结构设计中都应实施减量化。就大型包装而言，可以通过以下几种技术实现包装减量化。

1.1 轻量化技术

轻量化技术是指在保证实现包装功能所需各项机械力学性能的前提下，减轻包装材料的重量[2]。更轻的包装可以在运输上节约能源使用，减少温室气体的排放，也可以进一步降低企业的运输成本。包装的轻量化还能为企业塑造更好的客户关系。包装轻量化不仅仅是环保，更是因为包装的轻量化可以让制造商使用较少的包装材料，直接节省大量成本。增加环境效益和减少生产成本，使得包装的轻量化从根本上促进了包装物使用量的下降。如国内部分家电行业的包装采用由原来的五层瓦楞变为现在的三层瓦楞纸板，其中内外两层纸板采用高强度的轻量化原纸，而中层采用高强度的瓦楞纸型纸。整体来说纸箱的用量大大减少，但强度并没有降低，完全能满足保护货物的要求。

1.2 减少包装厚度

减少包装厚度是指在保证实现包装功能所需各项机械力学性能的前提下，通过减少壁厚而减少包装材料的用量[3]。目前，纸板、瓦楞纸板、塑料薄膜、金属板材均在研发采用这类技术，从而节约了大量包装原材料。如在大型包装方面采用双拱复合瓦楞纸板，在保证纸箱强度的同时使纸板厚度减少30%。

1.3 改变包装结构

通过改变包装结构也可以实现包装的减量化，在满足包装基本功能需求的前提下，应简化包装结构及功能[4]。不宜采用繁琐的型式或复杂的结构，不应施加没有必要的额外功能。尤其是大型电器包装，为了确保商品不受损坏，常采用缓冲效果非常好且体积较大的瓦楞纸箱以及缓冲包装材料，瓦楞纸板的使用量往往呈几倍增长，造成了包装的巨大浪费。因此，在大型电器包装上，减小瓦楞纸箱尺寸，实现瓦楞纸箱的减量化，具有极大的潜力。

1.4 材料可替代性

环保包装材料愈来愈受到各企业的瞩目，寻找可替代的环保包装材料是包装发展必经之路，在进行货物包装设计时尽量寻找环保型包装材料。如对大型号的电视机采用纸浆模塑材料替代原来的EPS材料；对大型货物运输采用瓦楞纸板托盘替代木质托盘能带来良好的经济效益和社会效益。

2 应用案例

减量化技术应用于大型包装测试中即指通过冲击试验（跌落试验）、振动试验、压力试验、堆码试验、环境试验等运输包装测试，不断改进货物的包装层数、壁厚、结构、材料等，使得包装材料用量最少。本文以液晶电视机包装为例进行研究，该电视机原包装为五层普通瓦楞纸箱（见图1），我们对其进行测试评估后，认为该包装采用三层瓦楞纸箱应该就能满足要求。通过重新评估设计，最终确定新包装内外两层纸板采用高强度的轻量化原纸，而中层采用高强度的瓦楞纸型纸（见图2）。为了验证改进方法的可行性，在相同测试条件下，对该产品的新包装进行系列测试。

2.1 正弦扫频振动试验

检测依据：SJ/T 11326-2006；扫频速率：1 oct/min；振动轴向：Z轴；扫频循环数：5次（试验过程、结果见表1、图3、图4）。

2.2 碰撞试验

检测依据：SJ/T 11326-2006；脉冲持续时间：16ms；峰值加速度：100m/s2；碰撞波形：半正弦波；碰撞频率：（60-80）次/min；碰撞方向：Z轴向；碰撞次数：1000次/方向，共1000次（测试过程见图3，结果见图5）。

表1

图1 五层瓦楞纸板

图2 三层瓦楞纸板

图3 正弦扫频振动和碰撞试验

图4 正弦扫频振动试验曲线

图5 碰撞试验曲线（10g , 16ms）

2.3 跌落试验

检测依据：SJ/T 11326-2006；跌落高度：面跌落：350mm，旋转棱跌落：300mm；跌落部位：底面→底面；两条相对短棱；跌落次数：2次/部位，共6次。图6为跌落试验图。

2.4 测试结果

测试结束后对包装和产品进行检查（见图7），结果表明产品及包装外观结构均正常无损坏，说明三层瓦楞纸箱完全能保护物品在运输过程中不受损坏。

图6 跌落试验

图7 测试后产品检查

在设计新包装时，综合考虑了该包装的功能和结构要求，要保证包装在储存搬运过程中能够保护产品不受损坏的基础上实现减量化，就必须对包装的结构、选材进行重新评估设计。高强度瓦楞纸板具有很强的防震、抗压、抗戳穿能力。与传统的瓦楞纸板相比，其机械性能更好。采用轻量化技术对包装进行改进，通过减少包装层数，降低了包装重量，减少了原材料的用量，采用高强度的轻量化原纸和瓦楞型纸，有效地增强了包装强度，使得包装环保耐用。

3 结束语

本文对大型包装减量化技术进行了详细介绍，通过案例验证，减少包装层数，采用高强度低克重瓦楞原纸包装完全能满足产品的包装要求。在设计大型电器包装时，采用减量化技术，减少包装原材料的使用，节约了大量的成本，让包装更环保。

[1]冯树铭.减量化包装是实现绿色包装的重要组成部分[J].塑料包装，2008 ,18 (2) :37 – 39.

[2]Ma Shuang，Qian Xingsan. The Researches on Product Packaging Value-added Mechanism and Path Based on Moderate Packaging[C]//The Proceedings of The 15th International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Singapore: [s.n.],2012,20(2)19-25.

[3]郑宣，曹国荣.包装减量化现状与思考[J].包装学报，2011( 1):1-5.

[4]佚名.日本包装减量化的典型案例[J].中国包装工业，2009(5):14．