EPS包装制品设计与生产.pdf

第一章 缓冲防震 在包装行业中经常习惯使用“防震包装”一说，实际此说法并不妥当，特别是用于 EPS 包装产品。因为 EPS 包装不是防震、更主要的是防止冲击所造成的商品损坏。确切地说， EPS 包装能减少冲击所造成的外力影响，并在一定条件下(如一定的跌落高度、运输条件等) 起到保护商品的作用。因此，将习惯上称之为 EPS 防震包装”，改称为“EPS 缓冲包装”更 为符合实际情况，也能与国外的名称(Cushioning)统一。至于“习惯成自然”则另当别论， 但至少应该明确的是包装的主要功能是缓冲。 当然，EPS 的防震作用也是存在的。相对地讲，EPS 包装是一种受压时变形量较大，而 消除外力后回弹量(即弹性)较小的一种泡沫塑料。其防震性能明显地优于刚性较大的其它防 震材料，如金属弹簧等。一般地讲，只要能满足缓冲条件(个别的、在一定条件内的冲击) ， 对于振幅不大、不在共振频率范围内的震动是可以不予考虑的。因此，包装设计重点是要解 决 EPS 包装的缓冲问题。进行 EPS 的包装设计，首先要明确的是：怎样的包装厚度和缓种 面积最为合适，这就是本章所要解决的问题。为了便于研究，我们先讨论 EPS 缓冲包装的 理论基础。 第一节 缓冲包装设计的理论基础 我们知道，飞机着陆时有个落地速度，为了减少飞机和机场跑道的冲力，除了减小飞机 的落地分速度外，飞机上必须安装缓冲器。缓冲器的主要作用，是使飞机与跑道接触时，减 少冲击力。当然，飞机的充气轮胎本身就有缓冲作用。而缓冲器内原有一定压力的压缩空气， 更可以在着落的瞬间被进一步压缩，从而大大地减少了飞机的冲击力，从而保证飞机的着陆 安全。但是，缓冲器被压缩以后，随着飞机落地分速度的减小，缓冲器内压缩空气贮藏的能 量会释放出来。缓冲器就象是一根被压缩的弹簧。这样光有缓冲器的飞机，着落以后会产生 严重的颠簸。所以，现代飞机被安装上缓冲防震器。其一般防震的原理是，让缓冲器中装有 压缩空气和液压油。在压缩过程中，缓冲防震器的液压油通过大孔，比较容易压缩其中的空 气，而在膨胀过程中，液压油只能通过小孔，从而阻缓了缓冲防震器的膨胀过程。由于液压 油通过小孔，液压油受磨擦阻力的作用而升温。这样，实际是将飞机着陆过程中的动能变成 热能散发到空气中去。飞机上的“缓冲防震器”就是如此来保证飞机着落时具有良好的缓冲、 防震性能的。 产品的跌落过程同飞机的着落有相同之处。为了研究问题的方便，我们有必要了解缓冲 和防震这两个概念。 一、防止产损坏的两个概念 1．缓冲：设法减少产品的冲击力。 正如飞机必定要着陆一样，产品在运输和储存过程中，总是难免要受到不同程度的碰撞。 根据牛顿力学的原理，产品所受到的冲击力 F 的大小与其本身的质量 m 和其速度的变 化率即加速度 a 成正比。即： F=ma 第 6 页 共 45 页 显然，通常情况下，冲击力并不大。但是当产品以一定速度与其他物品相碰撞时，其速 度变化很大，有时产品还会即刻停止运动，甚至以反向速度回弹，这时产品就会受到很大的 冲击力。更为常见的现象是产品在运输过程中碰到跌落现象。 若设跌落碰撞前，产品的瞬时速度为 V 。 若把产品的跌落过程看作是自由落体，那末产品碰撞前的速度 V 与其跌落高度 h 有关， 即： 其中 g 为重力加速度。 在碰撞的一刹那，产品速度很快降为零，产品将承受很大的冲击力，这对产品的安全带 来极大的危害。对于 EPS 缓冲包装来说，就是增加冲击作用的时间，使 值减小，使冲击 力减小，从而可以保证产品在一定的跌落高度内免遭损坏。因为跌落高度过高，产品跌落着 地的速度将增加，从而增加了冲击力。 目前，我们广泛地采用EPS[可发性聚苯乙烯) 、EPE(可发性聚乙烯) 、PU(聚氨酯) 、PVC(聚 氯乙烯)等发泡塑料用作缓冲包装材料，而 EPS 因其成型工艺简单、价格低廉而使用最为广 泛。除了上述泡沫塑料外，凡是能增加冲击时间的包装材料，如瓦楞纸箱、气垫簿膜等，都 可算作缓冲包装材料的范围。 2 ．防振：增加产品受振动时的阻尼。 产品在实际运输过程中，难免要受到颠颇。例如在汽车、火车、轮船等运输过程中，飞 机在飞行和着陆滑行过程中，产品被装进