包裝工藝學第十一章物理防護

包裝工藝學第十一章物理防護1第一頁，共六十九頁，2022年，8月28日第十一章物理防護包裝工藝第一節(jié)沖擊與振動防護包裝工藝一沖擊與振動防護包裝沖擊防護包裝：在包裝容器與產品之間合理布置緩沖材料，達到吸收沖擊能量、延長沖擊作用時間、降低沖擊加速度的目的。振動防護包裝：調節(jié)包裝產品的固有頻率和阻尼系數(shù)，把包裝產品的振動傳遞率控制在預定的范圍內。（目的：控制低頻諧振，衰減高頻振動）2第二頁，共六十九頁，2022年，8月28日緩沖包裝材料的作用：延長外部激勵作用時間，降低包裝產品的動態(tài)

響應；消耗外界激勵，降低傳遞給包裝產品的沖擊和

振動能量。3第三頁，共六十九頁，2022年，8月28日沖擊防護包裝設計：以流通環(huán)境條件和緩沖材料的動力特性曲線為依據(jù)，合理選用緩沖特性曲線，計算緩沖襯墊尺寸，優(yōu)化緩沖包裝結構形式。振動防護包裝設計：以流通環(huán)境條件和緩沖材料的阻尼特性為依據(jù)，合理選擇緩沖材料，把包裝產品的振動傳遞率控制在預定的范圍內。4第四頁，共六十九頁，2022年，8月28日二緩沖材料1緩沖材料的特性彈性或黏彈性：力學響應同時表現(xiàn)出明顯的彈性

和黏性特征，即為黏彈性。復原性：載荷去除后，恢復原來的形狀。溫、濕度穩(wěn)定性：在溫度差、濕度差較大的范圍內，保持緩沖性能基本不變。吸濕性：吸濕性大能降低緩沖性能。酸堿性：適中5第五頁，共六十九頁，2022年，8月28日2緩沖材料分類按材質分類植物纖維：如棉花、紙屑、木屑、稻草等；礦物纖維：石棉、礦物棉、玻璃纖維等；動物纖維：毛皮、毛氈等；氣泡結構：天然橡膠、泡沫塑料等；紙及紙制品：瓦楞紙板、舊報紙等。6第六頁，共六十九頁，2022年，8月28日按材料結構分類松散狀：碎紙屑、木屑等；規(guī)則形體：塊、板、顆粒、貝殼狀等；成品形：現(xiàn)場發(fā)泡裹包內裝物；緩沖結構及器具：瓦楞、蜂窩紙板制成的各種形狀的隔板、襯墊、框架。7第七頁，共六十九頁，2022年，8月28日按力學性質分類：線形彈性類：金屬雙線形彈性類：金屬類彈簧并聯(lián)三次函數(shù)類：木屑、塑料絲、彈簧吊裝等正切曲線型彈性類：瓦楞紙板、泡沫橡膠雙曲正切曲線型彈性類：軟質泡沫塑料，

如發(fā)泡聚氯乙烯等8第八頁，共六十九頁，2022年，8月28日3常用緩沖材料（1）發(fā)泡聚合物材料材料內部具有無數(shù)微小氣孔，因此具有阻止

空氣對流的作用；

不易傳熱；

比重輕；

吸音隔聲；具有彈性；

不怕潮濕、吸水性小等。9第九頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚苯乙烯泡沫塑料：

較好的防振緩沖性能；

具有較高的耐壓強度；

吸水性小，有一定的抗油脂性；

容易成型；

價格低。缺點：壓縮后易產生塑性變形，重復使用性差；

耐候性差，材質較脆，易破碎、起塵。

用于家用電器等包裝。10第十頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚乙烯泡沫承載范圍廣；

防震性能優(yōu)于聚苯乙烯泡沫塑料；

吸收能量大，柔韌性好；

密度低、回彈性好；

重量輕；

具有良好的耐低溫性、耐化學藥品性、耐潮性；

機械強度高。

用于精密儀器、儀表等。11第十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚氨酯泡沫塑料分為三種：軟、硬、半硬質軟質聚氨酯泡沫塑料較為常用：

回彈性好；

緩沖性能良好，使用范圍廣。缺點：承載能力??；

不能用于較重產品的緩沖。12第十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚丙烯泡沫塑料防震緩沖性能優(yōu)良；

緩沖性能、抗蠕變性能優(yōu)于聚乙烯泡沫塑料；

用量比聚乙烯少；

適用于經受反復壓縮、振動大、運輸環(huán)境惡劣

的情況。13第十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日（2）氣泡塑料薄膜氣泡內有空氣具有彈性，能吸收沖擊能量；不吸潮，不腐蝕金屬，可直接包裝產品；不適宜包裝質量較大、負荷集中的尖銳產品。14第十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日（3）橡膠類緩沖材料彈性好；

柔軟、變形大、不易蟲蛀；

適用于一般負荷較輕或中等負荷的產品包裝。（4）木絲、藤絲、紙屑等緩沖材料能承受較大的靜壓力；

價格低、彈性好，對環(huán)境無污染。

含水率高會使金屬發(fā)霉，含水率過低會變脆。

適用于防震要求不高，且重量輕的產品。15第十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日（5）紙漿模塑類緩沖材料具有良好的緩沖性能；

強度高；

通氣性、吸潮性好；

成本低，無污染。16第十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日三緩沖包裝工藝規(guī)則產品與不規(guī)則產品的判定依據(jù)：質量、結構尺寸、外形、重心1常用防護包裝工藝(1)全面緩沖包裝：在產品與包裝容器之間的所有間隙填充、固定緩沖材料，對產品周圍進行全面保護的技術方法。

適用于小批量、不規(guī)則產品的包裝。17第十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日(2)局部緩沖包裝：采用緩沖襯墊（角襯墊、側襯墊、棱襯墊）對產品拐角、棱角或側面等易損部位進行保護的技術方法。適用于形狀規(guī)則產品的大批量包裝，用料少。18第十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日19第十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日(3)懸浮式緩沖包裝采用彈簧將被包裝物懸吊在外包裝容器四周，產品受到外力作用時各個方向都能得到充分緩沖保護的技術方法。適用于精密、脆弱產品；要求包裝容器強度高。軍工中使用較多。20第二十頁，共六十九頁，2022年，8月28日2特殊防護包裝工藝(1)受壓面積調整法

在保證產品不發(fā)生觸底的情況下，通過緩沖材料的壓縮變形吸收產品的沖擊能量，減少產品的加速度。21第二十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日(2)產品帶有凸起部分的防護包裝

需考慮可能發(fā)生的觸底現(xiàn)象，避免產品的凸起部分與包裝容器四壁發(fā)生碰撞。22第二十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日(3)整體產品固定防護包裝

對于有可動部件的產品，且產品表面不能承受沖擊，應將產品整體固定，再用緩沖材料加以保護。23第二十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日(4)長凸筋防護包裝

產品底面的承載面積很小，裝、運時會發(fā)生移動，可采用長凸筋防護包裝。24第二十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日(5)大撓度產品防護包裝

為防止產品發(fā)生撓曲，可在產品跨度中間部位增加緩沖塊，或加長兩端的支撐。25第二十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日(6)形狀變異產品防護包裝對于異形產品，緩沖材料的厚度為產品變異部位外側到包裝容器的內側距離。26第二十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日(7)緩沖座防護包裝脆弱部件可拆卸體積、質量大的產品固定在抗沖擊座上（如橡膠緩沖座），限制產品在包裝箱內的自由度。27第二十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日(8)現(xiàn)場發(fā)泡包裝工藝將待發(fā)泡的塑料原料(液體)注入包裝箱或容器內，直接進行發(fā)泡，而把要求包裝的產品用泡沫塑料全部包裹。

適用于各種形狀的產品。28第二十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日四平板顯示產品緩沖包裝1單一材料的緩沖包裝圖11-11（a）聚苯乙烯EPS原料模壓成型，外筋式緩沖襯墊結構。圖11-11（b）外筋襯墊結構29第二十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚苯乙烯泡沫塑料EPS優(yōu)點：加工技術成熟，成本低；缺點：不環(huán)保，受到沖擊后襯墊易開裂、移位，不能多

次使用。設計：增加厚度（耗材多）；采用外筋式緩沖襯墊結構（沖擊力由外向里傳遞

，筋條變形充分，緩沖效果好）；接觸部位采用小面多點的結構。適用于小屏幕平板產品30第三十頁，共六十九頁，2022年，8月28日圖11-12（a）將聚乙烯泡沫塑料EPE平板手工或機械加工成設計形狀，再通過熱合或黏結等方式制成緩沖襯墊。圖11-12（b）產品的緩沖包裝。31第三十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚乙烯泡沫塑料EPE優(yōu)點：柔韌、有彈性、不開裂、不斷裂、良好的緩沖性能，可多次防護。缺點：加工難度大，壓縮強度低，包裝產品抗壓能力差，需增加框架支撐（如包裝外面加木框架）。適用于各種尺寸的平板顯示產品的包裝。32第三十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日聚丙烯泡沫塑料EPP優(yōu)點：有彈性、不開裂、不斷裂、良好的緩沖性能，可多次防護，壓縮強度高，包裝產品抗壓能力好。缺點：加工工藝復雜，原料價高，運輸成本高，設備投入高（需預發(fā)泡、預壓、高壓成型、成品烘干等）。適用于大屏幕平板產品的包裝。設計方法與設計EPS襯墊類似。33第三十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日2組合材料的緩沖包裝適用于大、中屏幕平板產品的包裝。優(yōu)點：采用常規(guī)材料，不需要增加大量的設備投資；

除EPS外，均采用平板結構，生產簡單，產品便于儲存運輸。缺點：拆分零件多，裝配復雜。34第三十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日兩種組合方案：EPS和紙蜂窩板組合：緩沖、防振、抗壓性能好，成本比EPE、EPP緩沖襯墊低，適用于中、小屏幕的大批量生產。EPS與EPE、紙蜂窩板組合：緩沖、防振、抗壓性能好，成本比EPE、EPP緩沖襯墊低，適用于大、中屏幕的大批量生產。35第三十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日圖11-14為EPS和紙蜂窩板組合的緩沖包裝。1：將EPS襯墊與異型產品組合包裝成規(guī)則形狀，并將紙蜂窩加強板和減振墊設計成平板；2：用紙蜂窩材料對1中形成的規(guī)則內包裝再進行包裝。局部需加裝EPS減振墊或紙蜂窩板減振墊，四周安裝紙蜂窩加強板。（減振墊優(yōu)先選用EPS減振墊）36第三十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日紙板/泡沫塑料的組合襯墊：利用紙角撐強度好、對棱角抗沖擊作用強；利用EPE良好的柔軟性、防振性、耐沖壓性和較高回復性。37第三十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日用紙角撐加工一個矩形框架；將EPE板材加工成為整機定位、緩沖、支撐的單元體，并粘接在框架上（構成組合襯墊）。將上、下組合襯墊套裝于整機產品上。優(yōu)點：采用常規(guī)材料，不需要增大設備投入。緩沖性能好，可多次防護；

零件少，裝配簡單。缺點：加工工藝復雜。適用于大、中屏幕產品。38第三十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日五計算機技術在緩沖包裝中的應用a計算機仿真：利用計算機進行系統(tǒng)的建模-實驗-分析b計算機輔助脆值計算c緩沖包裝系統(tǒng)動態(tài)特性分析39第三十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日40第四十頁，共六十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)集合包裝工藝將許多小件物品通過集裝器具集合成一個可起吊和叉舉的大型貨物，以便于使用機械進行裝卸和搬運作業(yè)。集裝器具分為：

捆扎集裝

托盤

集裝架

集裝袋

集裝網(wǎng)

集裝箱41第四十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日一捆扎集裝工藝用捆扎材料將金屬制品、木材或小包裝之類的貨物組合成一個獨立的搬運單元的集合包裝方法。常用材料：A鋼絲：伸縮率小，張力保持能力優(yōu)良，易生銹，捆扎管道、磚、木箱等剛性物品；B鋼帶：伸縮率小，張力保持能力優(yōu)良，易生銹，用于重物捆扎；C聚酯帶：拉伸強度高、耐沖擊、彈性恢復好、張力保持能力優(yōu)良、耐化學性好、耐候性好、長期儲存性好，用于重物捆扎；42第四十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日D尼龍：質輕，彈性好、強度大、耐磨、耐彎曲、耐水、耐化學性好，用于重物捆扎；E聚乙烯帶：耐水性好，適用于含水量高的農產品捆扎；F聚丙烯帶：質輕、柔軟、強度高，耐水性、耐化學性強，成本低，用于捆扎瓦楞紙箱，托盤集裝等；G加強捆扎帶：在聚酯帶或聚丙烯帶中加入金屬絲加強筋，適用于中包裝的捆扎。43第四十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日二托盤包裝工藝1托盤包裝工藝

將若干個包裝產品堆碼在托盤上，通過捆扎、裹包或膠粘等方法加以固定，形成一個獨立的搬運單元，以便于機械化裝卸、運輸?shù)囊环N集合包裝方法。優(yōu)點：整體性好，堆碼平整穩(wěn)固；適合于大型機械進行裝卸和搬運；可減少貨物在裝卸、儲運過程中發(fā)生碰撞、跌

落、傾倒、野蠻裝卸的可能性；使原來的包裝流通費用大幅降低。

44第四十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日缺點：增加了托盤的制作和維修費用；

需要相應的搬運機械。托盤堆碼方式45第四十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日木、紙、金屬等硬質直方體貨物采用交錯式堆碼，并用拉伸或收縮包裝固定；紙、纖維類貨物采用交錯式堆碼，并用捆扎帶十字封合；密封的金屬容器等圓柱體貨物采用木蓋加固；需要防潮、防水的紙、紡織品采用交錯式堆碼，并用拉伸、收縮包裝或增加角支撐、蓋板加固；46第四十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日易碎貨物堆碼增加木質支撐隔板結構；金屬瓶類圓柱體容器或貨物單層垂直堆碼，增加貨框及板條加固；袋類貨物多采用正反交錯式堆碼。需校核容器的堆碼強度和可能發(fā)生的蠕變。47第四十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日48第四十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日2托盤包裝設計方法(1)從里到外49第四十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日(2)從外到里50第五十頁，共六十九頁，2022年，8月28日三集裝架包裝工藝一種框架式集裝器具，強度較高，特別適合于結構復雜、批量大的重型產品包裝，可以起到保護、加固的作用，并為產品集裝后的起吊、叉舉、堆碼提供必要的輔助裝置。

可以長期周轉

使用。51第五十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日52第五十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日53第五十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日54第五十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日55第五十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日56第五十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日四集裝袋包裝工藝可以集裝1t以上粉狀貨物A圓筒形集裝袋優(yōu)點：集裝袋重量輕，體積小，成本低；密封性好，強度高，破損率幾乎為零，可以長期周轉使用；57第五十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日B方形集裝袋：袋體為長方體，其余結構與圓筒形基本相似，盛裝相同容量，袋高可降低20%，穩(wěn)定性得到提高。C圓錐形集裝袋：上小下大的圓錐體，裝料、卸料公用一個袋口，自立穩(wěn)定性好。載重量小，適合一次性使用。D吊包式集裝袋：上部開口，四周有五根兜底的吊帶。適用于集裝各種小袋包裝的產品，可重復使用。E穿繩式集裝袋：袋體為正方體，用繩索穿過袋體上的孔，然后將繩索掛在叉車的叉臂或起吊鉤上。F折疊式箱形集裝袋：袋體上安裝有兩個交叉的剛性框，空袋時可折疊，裝貨時撐開，適用于包裝衣服、布匹等，可重復使用。58第五十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日集裝袋材料：橡膠帆布袋：阻隔性優(yōu)良，耐酸、耐堿、耐熱120℃、耐寒-30℃、防水、防潮，使用壽命可達8年。聚氯乙烯帆布袋：阻隔性優(yōu)良，耐酸、耐堿、防水、防潮，重量輕、價格低，70-80℃變軟，-10℃變硬，耐候性差，使用壽命約為3-5年?？棽技b袋：價格低，耐候性較好，阻氣性稍差，使用壽命3年以上。59第五十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日五集裝網(wǎng)包裝工藝可集裝1-5t的小型袋裝產品。圖a由合成纖維編織的盤式集裝網(wǎng)：強度較高，耐腐蝕性好，耐熱性、耐光性稍差。圖b由柔性鋼絲繩加強的箱式集裝網(wǎng)：強度高、剛性大、穩(wěn)定性好。60第六十頁，共六十九頁，2022年，8月28日六集裝箱包裝工藝集裝箱：能長期重復使用，具有足夠的強度；途中轉運，不動容器內貨物，可直接換裝；可進行快速裝卸，并可從一種運輸工具直接方便地換裝到另一種運輸工具上；便于貨物的裝滿和卸空；具有1m3以上容積的運輸容器。通用集裝箱：干貨集裝箱，用于運輸時不需要溫度調節(jié)的產品。專用集裝箱：針對具體包裝件或貨物有特殊要求的集裝箱。散裝集裝箱、開頂集裝箱、冷藏集裝箱、保溫集裝箱、通風集裝箱、側壁全開式集裝箱等。61第六十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日62第六十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日63第六十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日1集裝箱包裝工藝（1）集裝箱運輸適用于流量大、穩(wěn)定集中的貨物；需實現(xiàn)公路、水路、鐵路“多式聯(lián)運”；需有專用碼頭、泊位、裝卸機械等設備配套。（2）裝貨積載指同種貨物在集裝箱內的堆載形式與重量、不同貨物配載