充氣墊作為小型家電緩沖包裝的可行性研究

1、充氣墊作為小型家電緩沖包裝的可行性研究傅靜芳充氣墊作為小型家電緩沖包裝的可行性研究充氣墊作為小型家電緩沖包裝的可行性研究傅靜芳(寧波工程學(xué)院,寧波315016)摘要:提出將充氣墊取代傳統(tǒng)的泡沫作為小型家電產(chǎn)品的緩沖包裝,可以減少白色污染,有利于再次利用;在充氣墊的性能方面,通過(guò)一系列試驗(yàn)對(duì)充氣墊,泡沫的性能作了比照測(cè)試,證明其可行性.關(guān)鍵詞:充氣墊;跌落試驗(yàn);堆碼試驗(yàn);振動(dòng)試驗(yàn)中圖分類號(hào):TB485.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10013563(2005)05003502Researchofthepossibilitytouseaircushionpackaginginsmallhousehol

2、dappliancesFUJing知ng(NingboUniversityofTechnology,Ningbo315016,China)Abstract:Thisarticleadvisedtouseaircushioninsteadofthefoamwhichwasprovedtobefeasiblefromaseriesofperformancetest.Keywords:aircushion;weight?capacitytest;falltest;vibrationtest傳統(tǒng)家電產(chǎn)品都采用泡沫作為緩沖包裝材料,但塑料泡沫所導(dǎo)致的白色污染已成為環(huán)境一大公害,尤其是出口產(chǎn)品,不斷遭遇.

3、綠色壁壘.假設(shè)用充氣墊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的泡沫作為緩沖包裝,在污染方面必然會(huì)大為改觀,在緩沖保護(hù)的性能方面如何呢?1實(shí)驗(yàn)材料本實(shí)驗(yàn)選用了佳能打印機(jī)IP1000,松下微波爐NNS313WF兩種家電產(chǎn)品,相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.這兩種產(chǎn)品采用的都是左右結(jié)構(gòu)塑料泡沫局部緩沖包裝.打印機(jī)質(zhì)量小,尺寸普通,無(wú)尖角,重心均勻,與瓦楞紙箱之間間隙較大;微波爐質(zhì)量大,尺寸較大,八個(gè)角均為尖角,重心集中于右側(cè).表1產(chǎn)品的質(zhì)量,規(guī)格TaIb.1Quality&specificationofproductions2充氣墊的包裝,裝箱方式現(xiàn)采用充氣墊取代泡沫作為緩沖包裝材料,充氣墊的材料為0.3m的聚氯乙烯塑料薄膜,結(jié)

4、構(gòu)見(jiàn)圖1,為.十字型袋體,圖中白線處為充氣墊兩層袋體的折疊粘合處,采用熱燙方式粘合并留兩處通氣道,氣嘴在最上外表(見(jiàn)圖3).充氣墊的尺寸設(shè)計(jì)以保持產(chǎn)品原外包裝瓦楞紙箱尺寸為原那么.裝箱方式見(jiàn)圖2,3(以打印機(jī)為例).3性能測(cè)試比擬家電產(chǎn)品在裝卸,搬運(yùn),運(yùn)輸,倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)由于重壓,碰撞,振動(dòng)等外力作用而發(fā)生貨損,使用緩沖包裝的目的就在于減小外力對(duì)產(chǎn)品的沖擊力.下面的實(shí)驗(yàn)將充氣墊,泡沫兩種緩沖材料作性能上的比擬.3.1堆碼試驗(yàn)倉(cāng)儲(chǔ)中的貨物堆碼時(shí),最底層貨物的承受的壓力是最大的,試驗(yàn)中,采用l0倍于該產(chǎn)品的重物,面積與產(chǎn)品的承壓面積相等,試驗(yàn)時(shí)間為24h.利用壓力應(yīng)變片,壓力傳感器,電荷放大器

5、,將石英壓力應(yīng)變片貼于產(chǎn)品的主要受力部位,分別采用泡沫墊與充氣墊,試驗(yàn)時(shí)間為24h.兩種產(chǎn)品的充氣墊均無(wú)破損,經(jīng)檢查,產(chǎn)品外觀,性能無(wú)任何損傷.比照表2數(shù)據(jù),采用充氣墊包裝的產(chǎn)品所受壓力均小于泡沫墊.對(duì)于充氣墊包裝的產(chǎn)品,外界的壓力向產(chǎn)品傳遞的途徑為:壓力一氣壓一壓力,因?yàn)槌錃鈮|上的緩沖作用面積遠(yuǎn)大于泡沫墊,且壓力均勻.這對(duì)于重心集中與一側(cè)的產(chǎn)品如微波爐,采用充氣墊作為緩沖收稿日期:20054)44)7作者簡(jiǎn)介:傅靜芳(1972一),男,浙江寧波人,寧波工程學(xué)院講師,主要研究方向?yàn)槲锪髟O(shè)施,設(shè)備等.35包裝工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.26No.52005.10裝材料尤為

6、有利.圖1充氣墊Fig.1Aircushion圖2沖氣墊與打印機(jī)Fig.2Aircushion&printer表2堆碼試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.2Dataofweightcapacitytest3.2跌落實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品在物流環(huán)節(jié)中(如運(yùn)輸,倉(cāng)儲(chǔ))從高處跌落后,緩沖包裝對(duì)產(chǎn)品能否起到保護(hù)作用?通過(guò)跌落試驗(yàn),模擬產(chǎn)品從一定的高度跌落后,產(chǎn)品所受到的沖擊,比擬充氣墊與泡沫兩種材料的性能.試驗(yàn)所用的器材有:加速度傳感器,電荷放大器及數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),跌落高度分別為0.5m,lITI,1.5m,對(duì)打印機(jī)與微波爐的6個(gè)包裝面進(jìn)行測(cè)試,下面對(duì)表3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析:1)打印機(jī)與微波爐的緩沖包裝采用左右結(jié)構(gòu)的

7、局部泡沫包裝,從理論上講,沖擊力通過(guò)泡沫傳遞到產(chǎn)品與包裝接觸局部,而采用充氣墊包裝的,沖擊力分散到產(chǎn)品全部的外表面,所以充氣墊的保護(hù)效果優(yōu)于泡沫.比擬3組不同高度的試驗(yàn)數(shù)據(jù),充氣墊的峰值加速度均小于泡沫包裝;2)打印機(jī)的左,右側(cè)面的外表積遠(yuǎn)小于其他4個(gè)外表,其剛度相應(yīng)較大,自身的緩沖作用較小,所以無(wú)論采用泡沫還是充氣墊,左右側(cè)面的峰值加速度要大于另外四個(gè)側(cè)面;前,后,頂,底4個(gè)外表的面積,剛度都比擬接近,所以其峰值加速度也根本相同.微波爐的前面是門與控制面板,都不允許變形,所以剛度最大,相應(yīng)的峰值加速度也最大;頂面面積最大,鐵皮薄并開有數(shù)排長(zhǎng)條形散熱孔,彈性最好,所以相應(yīng)的峰值加速度最小;左右

8、兩面的材料,厚薄與頂面相同,但面積約為1/2,所以剛度比頂面大;底面與后面因?yàn)楦饔幸粋€(gè)突起,面積約1/2,并且材料厚度比頂面厚,所以彈性略差,峰值加速度比左右兩面略大些;3)假如增加充氣墊內(nèi)的空氣壓力,緩沖效果有所改善.4振動(dòng)試驗(yàn)36振動(dòng)是家電產(chǎn)品在運(yùn)輸途中損壞的因素之一.通過(guò)對(duì)兩圖3包裹一裝箱一充氣Fig,3Packagingencasing-fillingair種產(chǎn)品的裸機(jī),泡沫塑料包裝,充氣墊包裝時(shí)的振動(dòng)頻率測(cè)試,從而確定:1)充氣墊作為緩沖包裝在運(yùn)輸中是否有效;2)泡沫與充氣墊對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)作用比擬.試驗(yàn)器材:機(jī)械振動(dòng)臺(tái),傳感器,電荷放大器,頻譜儀,將兩種產(chǎn)品的裸機(jī),泡沫包裝,充氣墊包裝

9、依次固定在振動(dòng)臺(tái)上,見(jiàn)圖4.試驗(yàn)頻率范圍為350Hz,每5Hz增幅作一次記錄,并作圖(見(jiàn)圖5).表3跌落試驗(yàn)數(shù)據(jù)/(m/s)Tab.3Dataoffalltest包裝材料跌落面O.5m1.0m1.5m泡沫充氣墊泡沫充氣墊泡沫包充氣墊一剛62.423.991.733.8ll2.441.5打后65.323.895.834.1ll7.641.8印左83.542.6l22.76o.3150.774.3右83.842.6l21.76o.5149.574.3機(jī)61.226.389.735.2ll1.543.4頂?shù)?6.827.1ll2.635.7l38.644.2一剛l04.249.7147.873.2l

10、8O.789.6后72.441.5l04.358.8l28.472.3微左63.528.487.941.4l07.851.3波爐右62.729.686.842.3l09.652.6頂5O.222.673.532.890.340.8底73.538.9103.457.2l26.171.3圖4產(chǎn)品振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖Fig.4Sketchofvibrationtest從圖5中可以看出:1)打印機(jī)裸機(jī)振動(dòng)時(shí),在頻率為17Hz時(shí)發(fā)生了共振,泡(下轉(zhuǎn)第42頁(yè))包裝工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.26No.52005.10材料親水性,要根據(jù)儲(chǔ)藏環(huán)境條件合理控制庫(kù)存期.4.3飲料灌裝在灌裝環(huán)節(jié)也

11、可能產(chǎn)生應(yīng)力開裂問(wèn)題,也應(yīng)重視,預(yù)防和警惕.1)灌裝生產(chǎn)線的各個(gè)局部,應(yīng)采用低堿度的處理水,因?yàn)镻ET材料對(duì)堿性物質(zhì)較敏感;2)在輸送生產(chǎn)線上的潤(rùn)滑劑稀釋比例要合理,防止過(guò)量潤(rùn)滑劑發(fā)泡;3)進(jìn)行灌裝設(shè)備處理的化學(xué)物質(zhì)必須與PET材料相容;4)在包裝時(shí)要盡量讓瓶子枯燥,防止殘留水分進(jìn)入二級(jí)包裝;5)灌裝好的產(chǎn)品應(yīng)儲(chǔ)存在通風(fēng)良好的地方,防止陽(yáng)光直射,不要靠近任何熱源.4.4其它以上只是生產(chǎn)廠家的一些主要預(yù)防方面,此外在物流配送,倉(cāng)儲(chǔ)以及貨架存放等也應(yīng)采取一些相關(guān)的積極預(yù)防措施,比方貨架使用的清潔劑,搬運(yùn)方式等.5結(jié)語(yǔ)應(yīng)力開裂是碳酸飲料瓶經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象,要防止此類問(wèn)題的發(fā)生,首先要從保證PET原材料

12、的質(zhì)量抓起,其次在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)采取有效預(yù)防措施,在了解PET材料特性的根底上,關(guān)注和控制與其直接或間接接觸的一切物質(zhì).通過(guò)上述分析,并采取相應(yīng)措施,預(yù)防和減少PET瓶應(yīng)力開裂必將得到有效成果.參考文獻(xiàn):1J何曼君.高分子物理M.上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2002(上接第36頁(yè))沫包裝時(shí)第一共振頻率出現(xiàn)在813Hz,當(dāng)頻率高于30Hz,振幅反大于裸機(jī)振動(dòng);采用充氣墊包裝時(shí),低頻共振發(fā)生在1217Hz處,且振幅大于泡沫包裝;2)微波爐裸機(jī)振動(dòng)時(shí),在2230Hz時(shí)發(fā)生了共振;泡沫包裝時(shí)的第一共振頻率出現(xiàn)在1223Hz,振幅比裸機(jī)振動(dòng)有所降低,而在頻率高于35Hz,振幅高于裸機(jī)振動(dòng);采用充氣墊包裝時(shí),低頻

13、共振發(fā)生在2226Hz范圍,振幅高于泡沫包裝;當(dāng)振動(dòng)頻率大于30Hz,振幅那么遠(yuǎn)小于泡沫包裝.I/,一)/j1010203040頻率/Hz300200l0O卜,/(|,/,n-,/,L一,拿圖5振動(dòng)試驗(yàn)的峰值加速度曲線Fig.5CurvesofpeakaccelerationofvibrationtestA1:打印機(jī)裸機(jī)Bl:微波爐裸機(jī)A2:打印機(jī)泡沫包裝B2:微波爐泡沫包裝A3:打印機(jī)充氣墊包裝B3:微波爐充氣墊包裝由此可分析得到:1)2種產(chǎn)品采用充氣墊包裝,共振時(shí)間超過(guò)15min,均無(wú)損壞,可認(rèn)為包裝合格;2)充氣墊包裝在低頻時(shí)的保護(hù)功能咯遜于泡沫,在高頻時(shí)的保護(hù)功能那么遠(yuǎn)優(yōu)于泡沫;3)如

14、果增加充氣墊內(nèi)的氣體壓力,可改善緩沖效果.425結(jié)語(yǔ)通過(guò)上面的3個(gè)試驗(yàn)的比擬,對(duì)于質(zhì)量一般的小型家電產(chǎn)品,充氣墊在緩沖保護(hù)性能上完全可以取代傳統(tǒng)的泡沫墊,成本也低于泡沫;如果在使用之后將充氣墊內(nèi)的氣放掉折疊,回收利用相當(dāng)方便.充氣墊的缺乏之處有以下2點(diǎn):1)易被刺穿.假設(shè)產(chǎn)品的外外表有突出的尖刺或棱角,可能會(huì)刺破充氣墊,所以如果采用充氣墊作緩沖包裝,產(chǎn)品外表應(yīng)盡量防止尖刺或棱角;如無(wú)法防止,可以在尖刺,棱角等部位加紙護(hù)角;2)溫度影響.由于一個(gè)產(chǎn)品從產(chǎn)地到達(dá)消費(fèi)者手中,中間環(huán)節(jié)可能會(huì)遇到較大的溫差,那么充氣墊內(nèi)的壓力也相應(yīng)地發(fā)生變化.假設(shè)某一產(chǎn)品產(chǎn)地的溫度為0C,充氣墊內(nèi)壓力為P0,在運(yùn)輸途中或倉(cāng)庫(kù)中的最高溫度為50,根據(jù)克拉帕龍理想氣體方程:PV=NRT,可以算得高溫時(shí)的壓力P.1.183Po;反之,生產(chǎn)地溫度為50C,可能遇到的低溫為一IOC,低溫時(shí)壓力P一0.814Po;假設(shè)