小家電包裝以紙代塑和減量降本實(shí)踐應(yīng)用研究

■文/顧金輝

（上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司，上海 200233）

0 引 言

隨著人們生活水平的不斷提高，公眾的環(huán)保意識(shí)隨之提升。為應(yīng)對(duì)塑料包裝材料“白色污染”問(wèn)題，各個(gè)國(guó)家陸續(xù)實(shí)施“禁塑令”或“限塑令”，從供應(yīng)端上減少塑料包裝制品的使用，從而降低由其帶來(lái)的塑料垃圾數(shù)量。世界各大跨國(guó)公司或知名品牌企業(yè)都紛紛加入這一環(huán)保潮流，擔(dān)負(fù)起自身的社會(huì)責(zé)任，為綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。本文通過(guò)介紹一個(gè)具體的“以紙代塑”案例，探討在實(shí)施環(huán)保優(yōu)化項(xiàng)目過(guò)程中如何幫助客戶(hù)找到最合適的替代材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)降本增效目標(biāo)。

1 案例分析

某全球知名家電品牌企業(yè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“M企業(yè)”）制定了產(chǎn)品包裝的綠色環(huán)保戰(zhàn)略，對(duì)該品牌旗下的所有產(chǎn)品的包裝方案進(jìn)行升級(jí)換代，用紙質(zhì)包裝袋、卡紙、瓦楞紙襯墊或紙漿模塑等綠色環(huán)保材料替換現(xiàn)有產(chǎn)品包裝中的塑料制品，如塑料袋、塑料格擋、泡沫襯墊等。這就是我們常說(shuō)的“以紙代塑”。

目前，M企業(yè)推出的家用空調(diào)扇已在全球市場(chǎng)熱賣(mài)，每年都有較高的銷(xiāo)售量。收到M企業(yè)寄來(lái)的樣品后，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的開(kāi)箱檢查以及重新包裝裝配，進(jìn)一步了解了M企業(yè)的現(xiàn)有方案，如圖1、圖2所示。

圖1 空調(diào)扇樣品包裝開(kāi)箱圖

圖2 空調(diào)扇包裝內(nèi)部示意圖

對(duì)現(xiàn)有包裝產(chǎn)品進(jìn)行研究，并走訪(fǎng)了M企業(yè)設(shè)在馬來(lái)西亞新山市的工廠(chǎng)，與該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人面談，經(jīng)多次會(huì)議溝通及反復(fù)討論，最終確定對(duì)包裝袋、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)和過(guò)濾器附件袋進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

（1）包裝袋。用環(huán)保材料制造的包裝袋取代原有的EPE珍珠棉包裝袋（圖2中的白色袋子），以實(shí)現(xiàn)“以紙代塑”目標(biāo)。

（2）內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。優(yōu)化現(xiàn)有包裝內(nèi)部的瓦楞紙襯墊結(jié)構(gòu)，減少包裝材料的使用量，實(shí)現(xiàn)節(jié)省成本目標(biāo)。

（3）過(guò)濾器附件袋。用鋁箔袋替換過(guò)濾器附件部分的普通塑料袋，以提升過(guò)濾器功效。

明確了項(xiàng)目的具體內(nèi)容和目標(biāo)之后，著手制定相關(guān)的工作流程和成果匯報(bào)形式。

2 案例改進(jìn)

2.1 包裝袋的優(yōu)化改進(jìn)

2.1.1 環(huán)保包裝袋的選配

對(duì)目前市場(chǎng)上的常用環(huán)保包裝袋進(jìn)行調(diào)研，選取以下3種環(huán)保包裝材料進(jìn)行驗(yàn)證。

（1）高強(qiáng)度包裝紙。該材料在市場(chǎng)上比較常見(jiàn)，性?xún)r(jià)比較高，有望達(dá)到客戶(hù)要求，但主要難點(diǎn)在于能否找到合適克重的包裝紙。如果克重較低，其材料厚度較薄，強(qiáng)度達(dá)不到要求，就極容易在包裝或運(yùn)輸過(guò)程中破損。一般來(lái)說(shuō)，該材料的克重在8～30 g/m2之間，而綜合性?xún)r(jià)比最佳的是克重為60 g/m2的包裝紙，如圖3所示。

圖3 高強(qiáng)度包裝紙

（2）全棉無(wú)紡布。由該材料制作的包裝袋手感較好、外觀時(shí)尚，一般用于較高檔的產(chǎn)品，如手機(jī)、筆記本等。但是，原料價(jià)格和加工成本都很高，不能滿(mǎn)足降本要求，因而未能選中該材料，如圖4所示。

圖4 全棉無(wú)紡布

（3）隔離紙或者離型紙。該材料外觀漂亮、價(jià)格可以接受，但硬度較高，不易制成包裝袋，況且材質(zhì)較硬的包裝袋很可能在包裝作業(yè)中磨損或劃傷空調(diào)扇表面，因而在打樣測(cè)試后最終放棄對(duì)該材料的選用，如圖5所示。

圖5 隔離紙或離型紙

2.1.2 打樣測(cè)試

尋找合適的包裝材料供應(yīng)商，分別對(duì)以上3種材料進(jìn)行打樣測(cè)試。打樣效果如圖6、圖7、圖8所示。

圖6 高強(qiáng)度包裝紙袋打樣圖

圖7 全棉無(wú)紡布袋打樣圖

圖8 隔離紙/離型紙袋打樣圖

同時(shí)，還對(duì)3種材料的綜合性能進(jìn)行了綜合分析和樣品測(cè)試（見(jiàn)表1），最終選定了高強(qiáng)度包裝紙袋替代原先的EPE珍珠棉袋。這個(gè)改變可以大大降低產(chǎn)品的包裝成本，同時(shí)也能基本滿(mǎn)足客戶(hù)的防塵防污要求，對(duì)品牌形象也有一定的提升。

表1 新環(huán)保材料性能指標(biāo)綜合比較

2.2 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)

2.2.1 頭部的改進(jìn)

對(duì)保護(hù)空調(diào)扇頭部的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)（即頭部）進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，包括對(duì)原包裝方案中的瓦楞襯墊部分作相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到降低包裝成本的目的；在保證外箱尺寸不變的前提下，對(duì)空調(diào)扇頂部和中部的瓦楞紙襯墊實(shí)施全新的設(shè)計(jì)方案。原空調(diào)扇包裝的頭部緩沖結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 原有頭部襯墊緩沖結(jié)構(gòu)圖

在原頭部?jī)?nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，內(nèi)襯物與空調(diào)扇頭部是線(xiàn)性接觸，不能很好地與產(chǎn)品頂部的圓弧外形相匹配，在運(yùn)輸包裝測(cè)試過(guò)程或?qū)嶋H物流運(yùn)輸中會(huì)存在較大的破損風(fēng)險(xiǎn)。因此，優(yōu)化方案將接觸面改成與產(chǎn)品弧度相接近的曲面，從而達(dá)到更好的緩沖效果。新結(jié)構(gòu)可以有效地增強(qiáng)保護(hù)作用并降低包裝材料的用量。具體如圖10和11所示。

圖10 新包裝頭部緩沖部分

圖11 新包裝頭部緩沖部分結(jié)構(gòu)圖和三維立體效果圖

原頭部?jī)?nèi)襯結(jié)構(gòu)需要使用0.35 m2的瓦楞紙板，新結(jié)構(gòu)只需要使用0.22 m2的瓦楞紙板，相對(duì)減少了37%的瓦楞紙板用量。同時(shí)，在操作方面，新結(jié)構(gòu)更容易折疊成型，有效提高了包裝的操作效率。

2.2.2 中部的改進(jìn)

對(duì)保護(hù)空調(diào)扇中部的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)（即中部）進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。原中部緩沖結(jié)構(gòu)內(nèi)部是用切斷邊，在與產(chǎn)品接觸時(shí)較容易發(fā)生剮蹭，同時(shí)對(duì)新改用的高強(qiáng)度包裝紙產(chǎn)生較大的切斷和劃破風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此問(wèn)題，在新結(jié)構(gòu)中運(yùn)用折邊（紙板翻折）概念，有效地解決了上述問(wèn)題。原結(jié)構(gòu)與新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)比如圖12、13所示。

圖12 原中部緩沖結(jié)構(gòu)（a）與新中部緩沖結(jié)構(gòu)（b）的比較之一

圖13 原中部緩沖結(jié)構(gòu)（a）與新中部緩沖結(jié)構(gòu)（b）的比較之二

在新內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮了如何降低材料的使用量。原中部緩沖結(jié)構(gòu)需要0.65 m2瓦楞紙板，而新結(jié)構(gòu)只需要0.42 m2瓦楞紙板，相對(duì)減少了35%的瓦楞紙板用量。此外，在后續(xù)測(cè)試結(jié)果中證實(shí)，新結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度比原結(jié)構(gòu)更高。

這樣，整個(gè)內(nèi)補(bǔ)結(jié)構(gòu)的改善全部完成，內(nèi)部新包裝方案的整體效果如圖14所示。

圖14 新包裝三維立體效果圖

2.3 過(guò)濾器附件袋的優(yōu)化改進(jìn)

根據(jù)客戶(hù)的反饋意見(jiàn)，原塑料袋方案不能很好地阻隔過(guò)濾器中的活性物質(zhì)與空氣接觸，容易氧化失效。因此，將空調(diào)扇過(guò)濾器上的塑料袋改成鋁箔袋。采用高阻隔性的鋁箔袋方案后，極大地提高了包裝袋的阻隔性，保證了過(guò)濾器的功效。改進(jìn)前后的方案對(duì)比如圖15所示。

圖15 空調(diào)扇過(guò)濾器的塑料袋方案（左）與鋁箔袋方案（右）的比較

3 測(cè)試驗(yàn)證

客戶(hù)對(duì)所有包裝方案都有一套嚴(yán)格的運(yùn)輸包裝測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和要求，需要對(duì)實(shí)際的成品實(shí)物樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，只有測(cè)試通過(guò)后，方會(huì)認(rèn)定包裝方案的可行性。以下分別對(duì)部分重要測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行介紹。

3.1 隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試

在改善整個(gè)新的包裝方案過(guò)程中，客戶(hù)對(duì)空調(diào)扇本體的表面剮蹭有嚴(yán)格的要求，而隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試可以有效驗(yàn)證這方面的性能?？蛻?hù)要求的隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中需要使用的振動(dòng)頻譜如表2所示。

表2 隨機(jī)振動(dòng)頻譜

同時(shí)，分別對(duì)包裝箱的3個(gè)面進(jìn)行180 min加強(qiáng)的隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試，再分別進(jìn)行30 min的定頻測(cè)試，定測(cè)試頻率為4.9 Hz。振動(dòng)測(cè)試過(guò)程如圖16所示。

圖16 隨機(jī)振動(dòng)（3個(gè)面）

3.2 跌落測(cè)試

通過(guò)跌落測(cè)試可以評(píng)估內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的有效保護(hù)性能。在跌落測(cè)試中，測(cè)試高度設(shè)定為1 000 mm，按照1個(gè)角部、3條楞邊和6個(gè)面的順序，依次進(jìn)行跌落測(cè)試。部分測(cè)試場(chǎng)景如圖17所示。

圖17 跌落測(cè)試場(chǎng)景

整套測(cè)試完成后，還須開(kāi)箱檢驗(yàn)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品狀態(tài)，查驗(yàn)產(chǎn)品和包裝件是否都處于比較完好的狀態(tài)，空調(diào)扇在通電后是否正常工作，產(chǎn)品表面是否存在明顯的剮蹭或者變形，等等。整體過(guò)程測(cè)試的部分照片如圖18所示。

圖18 測(cè)試完成后的檢驗(yàn)圖示

3 結(jié) 語(yǔ)

在整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)改進(jìn)過(guò)程中。筆者認(rèn)為，以下幾點(diǎn)需要注意。

（1）要弄清楚什么才是客戶(hù)改善的期望或要達(dá)到的目的?？蛻?hù)需要取得什么樣的改善效果？為什么需要做這些改善？改善部分能否落地？這些問(wèn)題在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中都必須時(shí)刻銘記。

（2）市場(chǎng)調(diào)研和打樣測(cè)試都是極為重要的工作內(nèi)容。只有對(duì)市場(chǎng)上的新型包裝材料進(jìn)行詳盡調(diào)研，才能找到合適的供應(yīng)商，拿到合適的樣品。拿到樣品后必須進(jìn)行打樣和測(cè)試，這樣才能弄清楚這個(gè)新材料是否適合客戶(hù)的產(chǎn)品定位。

（3）環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的包裝材料越來(lái)越受到客戶(hù)的青睞，減少包裝材料的使用量，降低包裝的加工成本也是所有客戶(hù)的共同追求。環(huán)保技術(shù)的提供者必須時(shí)刻關(guān)注客戶(hù)的核心訴求，不斷提升設(shè)計(jì)能力和開(kāi)展可行性研究，為客戶(hù)提供性?xún)r(jià)比最高的解決方案。