冰箱用缓冲包装材料综述

2020年02月/Feb.2020 31
冰箱用缓冲包装材料综述
黄大年 蔡训儒
（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）
摘要：本文详细介绍了瓦楞纸板、蜂窝纸板、EPS、EPE、透明包装膜、气柱袋、EPP 冰箱用缓冲包装材料，分析了每种材料的优缺点，肯定了缓冲包装材料在冰箱中的重要地位，指出透明包装膜、气柱袋、EPP 是冰箱包装材料的应用趋势。

关键词：瓦楞纸板；蜂窝纸板；EPS；EPE；透明包装膜；气柱袋；EPP
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｂｏａｒｄ，　ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ　ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ，　ＥＰＳ，　ＥＰＥ，　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ｐａｃｋｉｎｇ　ｆｉｌｍ，　Ａｉｒ　Ｃｏｌｕｍｎ　Ｂａｇ　ａｎｄ　ＥＰＰ　ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ　ｐａｃｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏｒ　ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ，　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓ－ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｍａｔｅｒｉａｌ，　ａｎｄ　ａｆｆｉｒｍｓ　ｔｈｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ　ｐａｃｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎ　ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ｆｉｌｍ，　Ａｉｒ　Ｃｏｌｕｍｎ　Ｂａｇ　ａｎｄ　ＥＰＰ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｒｅｎｄｓ　ｏｆ　ｒｅｆｒｉｇ－ｅｒａｔｏｒ　ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｂｏａｒｄ；　ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ　ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ；　ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ　ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ；　ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ　ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ；　ｔｒａｎｓｐａｒ－ｅｎｔ　ｐａｃｋｉｎｇ　ｆｉｌｍ；　ａｉｒ　ｃｏｌｕｍｎ　ｂａｇ；　ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ
Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｎ　Ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ　Ｐａｃｋａｇｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｆｏｒ　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒｓ
前言
随着我国经济的快速增长，居民生活水平大幅提高，电冰箱作为最常用的家用电器之一已进入寻常百姓家［１］。

由于电冰箱体积和重量较大，在运输及装卸环节中可能会受到外界的冲击或震荡，进而对质量和外观造成一定的破坏。

因此，选择恰当的缓冲包装材料，对电冰箱进行合理的包装，进而提高物流运输的可靠性就显得尤为必要［２］。

本文从实际应用角度出发，详细介绍了冰箱用缓冲包装材料。

１　瓦楞纸板
瓦楞纸板是由箱板纸和通过瓦楞辊加工成波形的瓦楞纸粘合而成的板状物。

冰箱中常用的瓦楞纸板有单层瓦楞纸板和双层瓦楞纸板，单层瓦楞纸板是由两层箱板
纸和一层瓦楞纸加工而成的纸板，如图１所示。

双层瓦楞纸板由两层箱板纸、两层瓦楞纸和一层夹芯加工而成的瓦楞纸板，如图２所示。

１．１　瓦楞形状
瓦楞的形状主要有三种形式，分别是Ｖ形、Ｕ形和ＵＶ形。

Ｖ形瓦楞近似于尖形，Ｕ形瓦楞呈圆形，而
ＵＶ
图1 单层瓦楞纸板示意图
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图2 双层瓦楞纸板示意图
形瓦楞则介于Ｕ形和Ｖ形之间，如图３所示。

Ｖ形瓦楞性能卓越，其突出优点是硬度大、强度高。

但是当外界压力超过其能承受的范围时，瓦楞极容易变形，进而无法恢复至原来的状态。

同时，在Ｖ形瓦楞的生产过程中，无论是芯纸还是粘合剂，使用量相对较少，导致楞辊磨损较快。

Ｕ形瓦楞质地轻柔，且弹性较好。

在外界压力没有超过自身弹性范围的前提下，Ｕ形瓦楞可以轻易回弹至原状态。

生产Ｕ形瓦楞时，瓦楞辊磨损较慢，如此有效保证了瓦楞纸板厚度的一致性。

除此之外，Ｕ形瓦楞比较圆滑，不会出现在楞峰处切断瓦楞芯纸的现象。

ＵＶ形瓦楞形状介于Ｕ形和Ｖ形之间，ＵＶ形瓦楞纸板兼具了Ｕ形和Ｖ形瓦楞纸板的优点，比如：ＵＶ形瓦楞的加工性能和力学回弹性能要好于Ｖ形瓦楞，平压强度则好于Ｕ形瓦楞。

ＵＶ形瓦楞纸板因其卓越的力学和缓冲性能，被广泛应用在产品的外包装上。

１．２　瓦楞纸板楞型
瓦楞的高度及其每３００　ｍｍ长度方向上瓦楞的数量决定了瓦楞纸板的楞型。

通常情况下，瓦楞纸板有Ａ型、Ｂ型和Ｃ型三种类型。

Ａ型瓦楞高度４．５～５　ｍｍ，楞数３４±３个；Ｂ型瓦楞高度２．５～３　ｍｍ，楞数５０±４个；Ｃ型瓦楞高度３．５～４　ｍｍ，楞数４１±３个。

无论是在高度上、还是间距上，Ａ型瓦楞都是最大的，抗震缓冲性能也是最好的。

Ｂ型瓦楞强度大，其显著优势是包装较硬的产品。

除此之外，Ｂ型瓦楞间距相对较小，纸面光滑平整，易于印刷。

Ｃ型瓦楞恰好介于Ａ型瓦楞和Ｂ型瓦楞之间，受Ｃ型瓦楞加工性能和力学性能的影响，目前很少有制品单独使用Ｃ型瓦楞［３］。

Ａ型、Ｂ型和Ｃ型可以两两组合成双层瓦楞纸板，即：ＡＢ型瓦楞纸板，ＡＣ型瓦楞纸板，ＢＣ型瓦楞纸板。

１．３瓦楞纸板用途
冰箱行业内，瓦楞纸板主要被用作产品的外包装箱。

由于瓦楞纸板的平整性，决定了其可以方便地进行印刷，以赋予产品外包装绚丽的纹理色彩，进而大大提
升产品的附加值。

同时，瓦楞纸箱质量轻、能够折叠，
图
3 瓦楞形状示意图
图4 瓦楞纸板楞型示意图
便于储存与运输，这一点远胜过木材包装。

除此之外，瓦楞纸箱可以采用合理的瓦楞组合提高纸箱的抗压能力和耐破度，进而满足不同产品的使用要求。

瓦楞纸箱在使用过程中，其明显的局限性是防潮性差，瓦楞纸箱吸水后，其强度会急剧下降，甚至破烂，既容易丧失产品外包装的作用，又容易引发顾客投诉。

因此，在产品设计和使用过程中应高度重视纸箱耐潮性能。

通常，有效的方法是在箱板纸表面加入防潮剂，进而适当提高瓦楞纸箱的防潮性能。

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２　蜂窝纸板
蜂窝纸板是通过胶黏剂将瓦楞原纸组合成一个个空心立体正六边形，并在正六边形两面粘贴面纸，使其形成一个整体受力件的夹层结构，因其形状类似蜜蜂蜂巢，故称之为蜂窝纸板。

蜂窝纸芯的研究及问世意义十分突出。

随着我国印刷业的快速发展和公众环保意识的提高，传统的有机包装材料将逐渐被蜂窝纸、蜂窝纸芯、蜂窝纸板等绿色产品所取代。

　
２．１　蜂窝纸板优点
强度／质量比较大，从而大幅提升制品的性价比，是蜂窝纸板的显著优点。

同时，蜂窝纸板均匀分布的六边形结构，赋予了产品优异的抗压和抗弯能力。

科学研究和论证表明，蜂窝的几何形状与拱桥相似，使表面抗压强度增加了１００倍。

蜂窝纸板是由纸芯和平整的面纸做成的，其优异的缓冲性能取决于独特的六边形蜂窝夹芯结构，这种结构使得蜂窝纸板具有更高的单位体积能量吸收值［４］。

同时，蜂窝纸板的强度和刚度受芯纸厚度、芯纸重量、蜂窝芯直径、蜂窝芯柱高度等因素的影响，特殊的处理可以实现独特的功能。

除此之外，蜂窝纸板内部的正六边形结构不仅是密封的，而且是互相独立的，空气置于其中，这种结构有助于提升蜂窝纸板的隔音保温性能。

同时，因蜂窝纸板采用可再生的纸制作而成，易于回收，既提高了资源利用率，又降低了环境污染。

２．２　蜂窝纸板缺点
蜂窝纸板在使用过程中也存在一些不足，比如：断裂性能差、耐折性差、耐穿刺性差，这些不足制约了蜂窝纸板在一些领域的推广应用。

其次，蜂窝纸板加工性能差且不能制作瓦楞纸板容器，即使可以生产，自动化程度也比较低。

同时，蜂窝纸板印刷不良，无法满足现代装饰的需要，进一步限制了蜂窝纸板在包装上的应用。

２．３　蜂窝纸板用途
冰箱行业内，蜂窝纸板主要被用作产品的包装箱和包装侧条。

蜂窝纸板用作包装箱时，其纸板厚度多为１０　ｍｍ，对应的平压强度约为１７０￣２４０　ｋＰａ。

蜂窝纸板用作包装侧条时，其纸板厚度多为２０　ｍｍ或２５　ｍｍ，且包装侧条与冰箱外表面接触的一侧应粘贴ＥＰＥ，以防蜂窝侧条刮伤冰箱表面。

３　ＥＰＳ
ＥＰＳ是可发性聚苯乙烯的简称。

由可发性聚苯乙烯珠粒经加热预发泡后在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料。

ＥＰＳ设计自由度比较大，不仅可以通过注塑成型制备出密度及形状各异的缓冲制品，也可以通过挤出成型制备出不同厚度的板材。

３．１　ＥＰＳ优缺点
ＥＰＳ泡沫的显著优点是质量轻、强度大、成型效率高，且易成型出复杂的结构。

ＥＰＳ泡沫的缺点是多次挤压变形后，ＥＰＳ难以恢复至原状，致使包装件丧失原有的缓冲性能，进而无法有效保护产品免受外界冲击的影响［５］。

同时，ＥＰＳ很难回收再利用，进而造成白色污染。

３．２　ＥＰＳ用途
ＥＰＳ是冰箱包装系统中最常用的一种缓冲包装材料，其常被用作冰箱的包装盖板、包装底座和包装侧条。

ＥＰＳ的缓冲厚度和缓冲密度是影响包装件性能的最重要的两个因素。

一般来讲，包装盖板密度１９￣２７　ｋｇ／ｍ２，缓冲厚度１５￣５０　ｍｍ；包装底座的密度２３￣３０　ｋｇ／ｍ２，缓冲厚度４５￣１１０　ｍｍ；包装侧条密度２１￣２７　ｋｇ／ｍ２，缓冲厚度：
１２￣２５　ｍｍ。

图5 蜂窝纸板结构示意图
４　ＥＰＥ
ＥＰＥ又称珍珠棉，是由高压低密度聚乙烯（ＬＤＰＥ）经发泡设备高温发泡生产而成的。

是目前世界上比较先进的保护性内包装环保材料。

ＥＰＥ具有较高的弹性，洁白的外观。

４．１　ＥＰＥ优点
ＥＰＥ对冲击能量有良好的吸收性，可有效减少传递到被包装产品上的冲击力，能较好地将振动能量转化为热能和塑性变形能，极大的衰减振动能量。

不仅如此，ＥＰＥ在每次变形后能较好地恢复到原来尺寸和形状，不易产生冲击后的间隙，较好地克服二次冲击现象，给包装设计和充分保护被包装产品带来了更大的可靠性［６］。

ＥＰＥ具有良好的温度和湿度稳定性，在常温环境温度条件下，ＥＰＥ材料能保持较好的温度稳定性，具备良好的缓冲保护效果，即便在受潮状态下也有良好的缓冲抗振性能。

ＥＰＥ具有优异的化学稳定性和物理相容性，在生产制造过程中，不经过化学处理，具有天然的抗微生物的能力，更不易引起制品表面生锈。

同时，ＥＰＥ与内装产品具有很好物理性质适应性，可避免发生有害的物理作用，ＥＰＥ珍珠棉不易因冲击、振动作用磨破内装表面。

其良好的物理适应性，易克服因磨擦产生电荷积累，易克服吸附灰尘或其它物质的现象。

ＥＰＥ生产过程属物理发泡，不会产生其它化学成份，而且可回收再利用。

它在自然界中经阳光照射或埋于地下数月就会逐渐自然分解成其它无毒害物质，不会污染环境，因此ＥＰＥ是一种环保的包装材料。

４．２　ＥＰＥ缺点
目前常见的ＥＰＥ厚度多是１０￣２０　ｍｍ，如果需要更厚的ＥＰＥ，只能通过多层ＥＰＥ复合在一起。

复合时效率低，而且复合时需要火焰或高温热熔等方式，存在很大的安全隐患。

４．３　ＥＰＥ用途
ＥＰＥ常被用作冰箱的减震块、密封条、保护板等，因其所使用的位置及效果不同，形状和密度有所差别。

５　透明包装膜
采用透明的塑料薄膜替代外包装纸箱对产品与缓冲材料进行包装，包装好后可以直视内部产品的一种包装方式。

目前，常用的透明包装材料有热缩膜和冷缩膜两种。

５．１　透明包装膜优点
收缩膜外形体积小，可大幅增加仓储数量，显著降低物流仓储成本，且可实现不同产品共用薄膜，便于仓库对物料的管理。

同时，因收缩膜外形体积小，在物流运输时提高了装箱数量，节省了物流开支。

而且物流全程清晰可见，安全警示作用更直观有效，　物流过程中发生的产品损坏一目了然，避免将损坏产品送到客户手中［７］。

可有效降低产品破损。

透明包装可以用机械设备全自动进行包装，降低人工成本，提高生产线包装效率。

不仅如此，收缩膜采用可降解材料制成，能在土壤中自行降解，保护自然环境，是一款全绿色包装材料。

５．２　透明包装膜缺点
实际使用过程中，透明包装膜暴露的突出缺点是易产生静电，仓储环境下，膜上会吸附灰尘，使得包装系统看起来比较脏。

而且，收缩膜表面无法印刷，无法达到瓦楞纸箱表面五彩斑斓的效果。

５．３　透明包装膜用途
目前，透明包装膜主要用于取代出口冰箱的包装箱。

出于物流环境、质量观念和环保意识的综合考量，内销冰箱几乎看不到采用透明包装膜的产品。

６　气柱袋
气柱袋又称缓冲气柱袋、充气袋、气泡柱袋，是采用自然空气填充的新式包装材料。

６．１　气柱袋优缺点
气柱袋缓冲性和复原性很好，不吸水，不会因为潮湿或雨天影响而使产品受潮。

且体积小、质量轻，减少运输费用以及存储空间。

包装过程，快速简便，气柱袋采用并联结构设计，一根破损，不影响其它气柱。

产品无需开模，即可实现定制。

同时，气柱袋无毒无污染，
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可回收重复使用［８］。

在使用过程中，气柱袋存在的最大问题是易刺破，且存在漏气风险。

６．２气柱袋用途
气柱袋常被用作中小容积冰箱的包装侧条，相比与ＥＰＳ和蜂窝纸板包装侧条，气柱袋包装侧条更具价格优势，其卓越的缓冲性能，大幅提高了冰箱包装系统的可靠性。

７　ＥＰＰ
ＥＰＰ（发泡聚丙烯）是一种性能卓越的高结晶型聚丙烯复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增长最快的新型环保抗压缓冲材料。

ＥＰＰ制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐化学品性、耐油性和隔热性。

另外，其质量轻，可大幅度减轻物品的重量。

同时，ＥＰＰ是一种绿色环保材料，可回收再利用，不会造成白色污染。

当前，ＥＰＰ的缺点是价格较高，一般冰箱难以承受如此高昂的包装费用。

正因为如此，在那些容积较大、价格较贵、产品溢价较高的冰箱上，普通ＥＰＳ和ＥＰＥ难以满足其包装设计需求，ＥＰＰ恰到好处的发挥了拾遗补缺的作用。

８　结论
缓冲包装材料在冰箱生产、仓储、物流等环节中发挥着至关重要的作用，改进包装设计，提高包装质量，采用新型包装材料不断取代传统包装材料是家电包装的永恒话题。

当前，家电包装正向着轻量化、集成化、低成本、再利用方向发展，只有恰当的应用包装材料，才能提高包装系统的可靠性、降低物流环节的费损［９］。

透明包装膜、气柱袋、ＥＰＰ作为新兴包装材料，势必引领家电包装新趋势。

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黄大年（1969-），男，毕业于合肥工业大学材料科学与工程专业，现
任长虹美菱股份有限公司材料工程师，主要从事新材料新技术应用等
研究工作。

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刘宏宇(1989-)，男，硕士，长虹美菱股份有限公司研究院，制冷工程
师，研究方向：制冷系统节能与能源综合利用。

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