馮仁宇 徐鏗 胡曄 曹靜馳 馮璐

摘? 要：該文研究了一種可適用于自動裝箱機(jī)，且可多次循環(huán)使用的包裝箱的設(shè)計和制作工藝。以聚丙烯復(fù)合材料為箱體材料，板材采用蜂窩板，壓痕采用雙壓線方式。通過上機(jī)測試，可解決其他塑質(zhì)包裝箱在自動裝箱時遇到的壓舌不到位的問題。經(jīng)連續(xù)10次上機(jī)和循環(huán)利用，通過上機(jī)效果、耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)的測試，結(jié)果皆優(yōu)于瓦楞紙包裝箱。

關(guān)鍵詞：自動裝箱? ?聚丙烯復(fù)合材料? ?雙壓線? ?循環(huán)利用

中圖分類號：J524? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）08（b）-0053-04

Design and Manufacture of a Circulating Packing Box Suitable for Automatic Packing

FENG Renyu? ?XU Keng? ?HU Ye? ?CAO Jingchi? ?FENG Lu

（Shanghai Tobacco Group Co.， Ltd.， Shanghai， 200082 China）

Abstract： This paper studies the design and manufacturing process of a packaging box which can be used for automatic packing machine and can be recycled for many times. Polypropylene composites are used as box material， honeycomb plate is used as plate， and double indentation method is used for indentation. Through the machine test， it can solve the problem that the pressure tongue of other plastic packing cases is not in place in the automatic installation. After 10 consecutive times of loading and recycling， the test results of loading effect， breaking strength， edge pressure strength， puncture strength， bonding strength， compressive strength and other indicators are all better than corrugated box.

Key Words： Automatic packing; Polypropylene composites; Double pressure line; Recycling

黨的“十八大”提出，建設(shè)生態(tài)文明必須著力推廣綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)生產(chǎn)、流通、消費(fèi)過程的減量化、再利用、資源化，要推動資源利用方式根本轉(zhuǎn)變，要更多依靠節(jié)約資源和循環(huán)經(jīng)濟(jì)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式[1]。隨著我國對綠色環(huán)保的日益重視，以及電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，數(shù)量巨大的包裝物對環(huán)境的影響受到企業(yè)、政府、消費(fèi)者等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注[2]。

2013年6月5日，國家煙草專賣局印發(fā)通知，決定在行業(yè)工商企業(yè)間開展卷煙包裝箱循環(huán)利用工作。通知指出，隨著行業(yè)現(xiàn)代物流建設(shè)深入發(fā)展，工商企業(yè)間卷煙運(yùn)輸及倉儲設(shè)施條件進(jìn)一步完善，卷煙包裝箱在商業(yè)流通環(huán)節(jié)開箱分揀后依然具備循環(huán)利用的條件。開展卷煙包裝箱循環(huán)利用，能夠展示行業(yè)良好社會形象，對促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。該通知明確，到2014年，紙質(zhì)卷煙包裝箱循環(huán)利用工作要形成一套成熟、規(guī)范的工作制度和運(yùn)行機(jī)制，同?。▍^(qū)、市）循環(huán)利用達(dá)到50%以上規(guī)模;到2015年，接壤省份紙質(zhì)卷煙包裝箱循環(huán)利用達(dá)到50%以上規(guī)模，電子標(biāo)簽（RFID）卷煙包裝箱在行業(yè)批量投入使用;隨之要加快全行業(yè)范圍內(nèi)卷煙包裝箱跨?。▍^(qū)、市）循環(huán)利用[3]。

傳統(tǒng)的紙質(zhì)包裝箱存在易損壞、循環(huán)利用難、資源消耗大等缺點，社會循環(huán)利用的內(nèi)在意識和外在條件也有待提升，因此開發(fā)一種可循環(huán)利用的塑質(zhì)包裝箱來替代紙質(zhì)包裝箱是目前迫切的需求。該包裝箱是以聚丙烯復(fù)合材料為原料，以聚丙烯蜂窩板材為基材，通過特殊的雙壓線工藝，其具有箱體恢復(fù)性好、耐破強(qiáng)度高、邊壓強(qiáng)度高、戳穿強(qiáng)度高、粘合強(qiáng)度高、抗壓強(qiáng)度高等特點，既解決了其他塑質(zhì)包裝箱不適用自動裝箱的問題，又解決了紙質(zhì)包裝箱無法循環(huán)利用的問題。其無論在經(jīng)濟(jì)效益方面，還是在環(huán)保方面，都明顯優(yōu)于其他塑質(zhì)包裝箱和紙質(zhì)包裝箱[4-5]。

1? 包裝箱的設(shè)計

1.1 總體設(shè)計

包裝箱設(shè)計示意圖見圖1，包括包裝箱和箱蓋（1），其特征在于：所述包裝箱包括箱體和內(nèi)箱（2），所述箱體為空腔結(jié)構(gòu)，所述箱體包括側(cè)板和底板（3），所述側(cè)板包括第一側(cè)板（4）、第二側(cè)板（5）、第三側(cè)板（6）和第四側(cè)板（7），所述第一側(cè)板（4）、第二側(cè)板（5）、第三側(cè)板（6）和第四側(cè)板（7）之間以及側(cè)板與底板（3）和箱蓋（1）之間通過一次性模切成型，所述內(nèi)箱（2）設(shè)置在箱體內(nèi)，所述內(nèi)箱（2）包括置物箱（8），所述置物箱（8）為空腔結(jié)構(gòu)。其特征在于：所述第一側(cè)板（4）、第二側(cè)板（5）、第三側(cè)板（6）、第四側(cè)板（7）、底板（3）和箱蓋（1）皆為聚丙烯蜂窩板，所述聚丙烯蜂窩板為PVC、PET、PP塑料片材疊合而成的蜂窩狀材料。

1.2 設(shè)計特點

壓舌在成型時采用單、雙壓線混搭設(shè)計，可以避免在自動裝箱過程中出現(xiàn)壓舌錯位等情況，雙壓線設(shè)計圖見圖2。

2? 包裝箱制作工藝

包裝箱的制備工藝流程為：使用擁有自熱功能模切機(jī)對聚丙烯蜂窩板進(jìn)行加壓、加熱，對片狀的聚丙烯蜂窩板的特定位置形成壓痕，經(jīng)過一次性模切成型后，再把需要焊接貼合的第三側(cè)板（6）和第四側(cè)板（7）重合，用加熱貼合機(jī)進(jìn)行焊接，把貼合完成的包裝箱沿雙壓痕線處折疊，即完成[6]。

3? 材料和方法

3.1 材料

3.1.1 聚丙烯蜂窩板

為多層共擠中空板材結(jié)構(gòu)，采用聚丙烯材質(zhì)，其整體結(jié)構(gòu)橫切面為梯形結(jié)構(gòu)，豎切面為蜂窩狀圓形結(jié)構(gòu)。

3.1.2 循環(huán)包裝箱

以聚丙烯蜂窩板為原料，經(jīng)自熱功能模切機(jī)對聚丙烯蜂窩板進(jìn)行加壓、加熱，對片狀的聚丙烯蜂窩板的特定位置形成壓痕，經(jīng)過一次性模切成型后，再焊接成型的循環(huán)包裝箱。

3.1.3 測試設(shè)備

耐破度測試儀;邊壓式壓縮試驗儀;壓縮試驗儀;戳穿強(qiáng)度測試儀;壓縮試驗儀;壓力試驗機(jī)。

3.2 方法

準(zhǔn)備60只循環(huán)包裝箱樣品，測試自動裝箱和包裝性能，待回收后每次抽5只回收的包裝箱測試包裝箱的各項強(qiáng)度指標(biāo)，連續(xù)回收測試10次。耐破強(qiáng)度的測試方法《GB/T 6545-1998》、邊壓強(qiáng)度的測試方法《GB/T 6546-1998》、戳穿強(qiáng)度的測試方法《GB/T 2679.7-2005》、粘合強(qiáng)度的測試方法《GB/T 6548-2011》、抗壓強(qiáng)度的測試方法《GB/T 4857.4-2008》。

4? 循環(huán)回收強(qiáng)度測試結(jié)果與討論

4.1 循環(huán)包裝箱上機(jī)測試結(jié)果

通過在自動裝箱機(jī)上測試不同循環(huán)回收次數(shù)的包裝箱，上機(jī)效果見表1。

4.2 循環(huán)包裝箱耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果

通過對比紙箱和循環(huán)包裝機(jī)回收后測試耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度，紙箱測試結(jié)果見表2，循環(huán)包裝箱測試結(jié)果見表3，循環(huán)包裝箱單因素方差分析見表4。

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，上述各項指標(biāo)中，紙箱在回收2次后，戳穿強(qiáng)度下降至9.6 J，已經(jīng)無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中數(shù)據(jù)≥10.0 J的標(biāo)準(zhǔn)，無法再次使用。

從表3中數(shù)據(jù)可以看出，上述各項指標(biāo)在連續(xù)測試回收10次，其耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度指標(biāo)都大于計數(shù)指標(biāo)要求。

通過表4中數(shù)據(jù)和表5中數(shù)據(jù)可以看出，通過單一因素方差分析，循環(huán)包裝箱在循環(huán)利用過程中測試數(shù)據(jù)無顯著差異。

通過上述上機(jī)性能及紙箱和循環(huán)包裝箱的各項強(qiáng)度指標(biāo)測試，循環(huán)包裝箱上機(jī)性能在連續(xù)10次回收成功率皆≥95%以上。紙箱回收后各項強(qiáng)度指標(biāo)測試在連續(xù)回收2次后紙箱強(qiáng)度將低于技術(shù)驗收標(biāo)準(zhǔn)，而無法使用，循環(huán)包裝箱回收后各項強(qiáng)度指標(biāo)測試在連續(xù)回收10次后指標(biāo)皆高于驗收標(biāo)準(zhǔn)。循環(huán)包裝箱具有紙箱無法對比的挺度和回收效果的優(yōu)點。

4.3 循環(huán)包裝箱優(yōu)缺點

循環(huán)包裝箱的優(yōu)點：可適用自動裝箱機(jī)、恢復(fù)性好、耐破強(qiáng)度高、邊壓強(qiáng)度高、戳穿強(qiáng)度高、粘合強(qiáng)度高、抗壓強(qiáng)度高、可多次回收等。

循環(huán)包裝箱的缺點：單次成本高于紙箱、需專業(yè)回收等[7]。

5? 結(jié)語

通過循環(huán)包裝箱的回收后上自動包裝機(jī)測試。結(jié)果表明，循環(huán)紙箱在在連續(xù)回收10次，開箱包裝性能成功率大于95%。

通過對比紙箱和循環(huán)包裝箱的回收后耐破強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度、戳穿強(qiáng)度、粘合強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的測試結(jié)果。結(jié)果表明，紙箱的回收尺寸最大為1次，循環(huán)包裝箱可實現(xiàn)回收10次以上。循環(huán)包裝箱可實現(xiàn)的循環(huán)次數(shù)實際可實現(xiàn)次數(shù)，待需要研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 李菁，張霖.卷煙包裝箱循環(huán)利用應(yīng)用研究[C]//中國煙草學(xué)會.中國煙草2013年學(xué)術(shù)年會論文集.2013：7.

[2] 新昌，肖文飛，韓霖，等.可折疊可循環(huán)復(fù)用的快遞包裝箱：206813545U[P].2017-12-29.

[3] 鄭鵬.煙草卷煙包裝箱循環(huán)利用研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2016.

[4] 張楠.卷煙包裝箱分類捆綁操作臺裝置研究與應(yīng)用[J].裝備維修技術(shù)，2020（2）：355-356.

[5] 尹靜.論卷煙包裝機(jī)設(shè)備的維護(hù)及保養(yǎng)[J].廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報，2020（1）：135.

[6] 竺煒，王可.基于EasyDL提升回收卷煙包裝箱效率的功能實現(xiàn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2021，39（4）：125-127.

[7] 李家斌，何世偉，胡紅春，等.卷煙包裝箱回收物流系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化模型[J].中國煙草學(xué)報，2018，24（3）：106-112.