充气垫作为小型家电缓冲包装的可行性研究

1、充气垫作为小型家电缓冲包装的可行性研究傅静芳充气垫作为小型家电缓冲包装的可行性研究充气垫作为小型家电缓冲包装的可行性研究傅静芳(宁波工程学院,宁波315016)摘要:提出将充气垫取代传统的泡沫作为小型家电产品的缓冲包装,可以减少”白色污染”,有利于再次利用;在充气垫的性能方面,通过一系列试验对充气垫,泡沫的性能作了对比测试,证明其可行性.关键词:充气垫;跌落试验;堆码试验;振动试验中图分类号:TB485.1文献标识码:A文章编号:10013563(2005)05003502Researchofthepossibilitytouseaircushionpackaginginsmallhouseh

2、oldappliancesFUJing知ng(NingboUniversityofTechnology,Ningbo315016,China)Abstract:Thisarticleadvisedtouseaircushioninsteadofthefoamwhichwasprovedtobefeasiblefromaseriesofperformancetest.Keywords:aircushion;weight?capacitytest;falltest;vibrationtest传统家电产品都采用泡沫作为缓冲包装材料,但塑料泡沫所导致的白色污染已成为环境一大公害,尤其是出口产品,不断遭

3、遇.绿色壁垒.假如用充气垫代替传统的泡沫作为缓冲包装,在污染方面必然会大为改观,在缓冲保护的性能方面如何呢?1 实验材料本实验选用了佳能打印机IP1000松下微波炉NN一S313WF两种家电产品，相关数据见表1.这两种产品采用的都是左右结构塑料泡沫局部缓冲包装.打印机质量小,尺寸普通,无尖角,重心均匀,与瓦楞纸箱之间间隙较大;微波炉质量大,尺寸较大,八个角均为尖角,重心集中于右侧.表1产品的质量,规格TaIb.1Quality&specificationofproductions2 充气垫的包装,装箱方式现采用充气垫取代泡沫作为缓冲包装材料,充气垫的材料为0.3m的聚氯乙烯塑料薄膜,结

4、构见图1,为.十字型袋体,图中白线处为充气垫两层袋体的折叠粘合处,采用热烫方式粘合并留两处通气道,气嘴在最上表面（见图3）.充气垫的尺寸设计以保持产品原外包装瓦楞纸箱尺寸为原则.装箱方式见图2,3（以打印机为例）.3 性能测试比较家电产品在装卸,搬运,运输,仓储过程中,经常会由于重压,碰撞,振动等外力作用而发生货损,使用缓冲包装的目的就在于减小外力对产品的冲击力.下面的实验将充气垫,泡沫两种缓冲材料作性能上的比较.3.1 堆码试验仓储中的货物堆码时,最底层货物的承受的压力是最大的,试验中,采用l0倍于该产品的重物,面积与产品的承压面积相等，试验时间为24h.利用压力应变片，压力传感器，电荷放大

5、器,将石英压力应变片贴于产品的主要受力部位,分别采用泡沫垫与充气垫，试验时间为24h.两种产品的充气垫均无破损,经检查,产品外观,性能无任何损伤.对比表2数据,采用充气垫包装的产品所受压力均小于泡沫垫.对于充气垫包装的产品,外界的压力向产品传递的途径为:压力一气压一压力,因为充气垫上的缓冲作用面积远大于泡沫垫,且压力均匀.这对于重心集中与一侧的产品如微波炉,采用充气垫作为缓冲收稿日期:20054）44）7作者简介:傅静芳（1972一）,男,浙江宁波人,宁波工程学院讲师,主要研究方向为物流设施,设备等.35包装工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.26No.52005.10装材料尤

6、为有利.图1充气垫Fig.1Aircushion图2冲气垫与打印机Fig.2Aircushion&printer表2堆码试验数据Tab.2Dataofweightcapacitytest3.2 跌落实验产品在物流环节中（如运输,仓储）从高处跌落后,缓冲包装对产品能否起到保护作用?通过跌落试验,模拟产品从一定的高度跌落后,产品所受到的冲击,比较充气垫与泡沫两种材料的性能.试验所用的器材有:加速度传感器,电荷放大器及数据采集分析系统，跌落高度分别为0.5m,lITI,1.5m,对打印机与微波炉的6个包装面进行测试,下面对表3的试验数据进行分析:1）打印机与微波炉的缓冲包装采用左右结构的局部

7、泡沫包装,从理论上讲,冲击力通过泡沫传递到产品与包装接触部分,而采用充气垫包装的,冲击力分散到产品全部的外表面,所以充气垫的保护效果优于泡沫.比较3组不同高度的试验数据,充气垫的峰值加速度均小于泡沫包装;2）打印机的左,右侧面的表面积远小于其他4个表面,其刚度相应较大,自身的缓冲作用较小,所以无论采用泡沫还是充气垫,左右侧面的峰值加速度要大于另外四个侧面;前,后,顶,底4个表面的面积,刚度都比较接近,所以其峰值加速度也基本相同.微波炉的前面是门与控制面板,都不允许变形,所以刚度最大,相应的峰值加速度也最大;顶面面积最大,铁皮薄并开有数排长条形散热孔,弹性最好,所以相应的峰值加速度最小;左右两面

8、的材料,厚薄与顶面相同,但面积约为1/2,所以刚度比顶面大;底面与后面因为各有一个突起,面积约1/2,并且材料厚度比顶面厚,所以弹性略差,峰值加速度比左右两面略大些;3）假如增加充气垫内的空气压力,缓冲效果有所改善.4 振动试验36振动是家电产品在运输途中损坏的因素之一.通过对两图3包裹一装箱一充气Fig,3Packagingencasing-fillingair种产品的裸机,泡沫塑料包装,充气垫包装时的振动频率测试,从而确定:1）充气垫作为缓冲包装在运输中是否有效;2）泡沫与充气垫对产品的保护作用比较.试验器材:机械振动台,传感器,电荷放大器,频谱仪,将两种产品的裸机,泡沫包装,充气垫包装依

9、次固定在振动台上,见图4.试验频率范围为350Hz,每5Hz增幅作一次记录，并作图（见图5）.表3跌落试验数据/（m/s）Tab.3Dataoffalltest包装材料跌落面O.5m1.0m1.5m泡沫充气垫泡沫充气垫泡沫包充气垫一刚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机61.226.389.735.2111.543.4顶底76.827.1ll2.635.7l38.644.2一刚104.249.7147.873.218

10、O.789.6后72.441.5104.358.8128.472.3微左63.528.487.941.4107.851.3波炉右62.729.686.842.3109.652.6顶5O.222.673.532.890.340.8底73.538.9103.457.2126.171.3图4产品振动试验台简图Fig.4Sketchofvibrationtest从图5中可以看出:1）打印机裸机振动时，在频率为17Hz时发生了共振，泡（下转第42页）包装工程PACKAGINGENGINEERINGVo1.26No.52005.10材料亲水性,要根据储藏环境条件合理控制库存期.4.3 饮料灌装在灌装环节也

11、可能产生应力开裂问题,也应重视,预防和警惕.1）灌装生产线的各个部分,应采用低碱度的处理水,因为PET材料对碱性物质较敏感;2）在输送生产线上的润滑剂稀释比例要合理,避免过量润滑剂发泡;3）进行灌装设备处理的化学物质必须与PET材料相容;4）在包装时要尽量让瓶子干燥,避免残留水分进入二级包装;5）灌装好的产品应储存在通风良好的地方,避免阳光直射,不要靠近任何热源.4.4 其它以上只是生产厂家的一些主要预防方面,此外在物流配送,仓储以及货架存放等也应采取一些相关的积极预防措施,比如货架使用的清洁剂,搬运方式等.5结语应力开裂是碳酸饮料瓶经常发生的现象,要防止此类问题的发生,首先要从保证PET原材

12、料的质量抓起,其次在各个生产环节采取有效预防措施,在了解PET材料特性的基础上,关注和控制与其直接或间接接触的一切物质通过上述分析，并采取相应措施，预防和减少PET瓶应力开裂必将得到有效成果.参考文献:1J何曼君.高分子物理M.上海:复旦大学出版社,2002（上接第36页）沫包装时第一共振频率出现在813Hz,当频率高于30Hz,振幅反大于裸机振动;采用充气垫包装时,低频共振发生在1217Hz处,且振幅大于泡沫包装；2）微波炉裸机振动时，在2230Hz时发生了共振;泡沫包装时的第一共振频率出现在1223Hz,振幅比裸机振动有所降低，而在频率高于35Hz,振幅高于裸机振动;采用充气垫包装时,低频

13、共振发生在2226Hz范围，振幅高于泡沫包装；当振动频率大于30Hz,振幅则远小于泡沫包装.I/,一）/j1010203040频率/Hz300200l0O卜,/（|,/,n-,/,L一,拿图5振动试验的峰值加速度曲线Fig.5CurvesofpeakaccelerationofvibrationtestA1：打印机裸机Bl:微波炉裸机A2:打印机泡沫包装B2:微波炉泡沫包装A3:打印机充气垫包装B3:微波炉充气垫包装由此可分析得到:1）2种产品采用充气垫包装，共振时间超过15min,均无损坏,可认为包装合格;2）充气垫包装在低频时的保护功能咯逊于泡沫,在高频时的保护功能则远优于泡沫;3）如果增

14、加充气垫内的气体压力,可改善缓冲效果.425结语通过上面的3个试验的比较,对于质量一般的小型家电产品,充气垫在缓冲保护性能上完全可以取代传统的泡沫垫,成本也低于泡沫;如果在使用之后将充气垫内的气放掉折叠,回收利用相当方便.充气垫的不足之处有以下2点:1）易被刺穿.假如产品的外表面有突出的尖刺或棱角,可能会刺破充气垫,所以如果采用充气垫作缓冲包装,产品外表应尽量避免尖刺或棱角;如无法避免,可以在尖刺,棱角等部位加纸护角;2）温度影响.由于一个产品从产地到达消费者手中,中间环节可能会遇到较大的温差,则充气垫内的压力也相应地发生变化.假设某一产品产地的温度为0C,充气垫内压力为P0在运输途中或仓库中的最高温度为50C,根据克拉帕龙理想气体方程：PV=NRT,可以算得高温时的压力P.1.183PO；反之,生产地温度为50C,可能遇到的低温为一IOC,低温时压力P0.814PO假设充