楊昆 孫紹芹 何俊儀 吳蕾 曹天歌

摘要：快遞業(yè)近年來呈飛速發(fā)展態(tài)勢(shì)，快遞包裝污染、浪費(fèi)問題卻隨之而來。本文通過文獻(xiàn)研究法、問卷調(diào)查法、軟件編程法等設(shè)計(jì)出新型的可循環(huán)環(huán)?？爝f包裝，它具有完全不使用膠帶的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)；環(huán)保；軟件編程法

中圖分類號(hào)：X324 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）07-0252-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.156

New environmentally friendly express package design and material optimization

Yang Kun 1， Sun Shaoqin 1， He Junyi 1， Wu Lei 1， Cao Tiange 2

（1.School of Economics and Management， Beijing University of Chemical Technology， Beijing 102202， China；

2.School of Science， Beijing University of Chemical Technology， Beijing 102202， China）

Abstract： The express delivery industry has been developing rapidly in recent years， and the problem of courier packaging pollution and waste has followed. This paper designs a new type of recyclable environmental protection express package through literature research method， questionnaire survey method， software programming method， etc. It has the advantages of design highlights that do not use tape at all and data analysis using software.

Keywords： Design；Environmental protection；Software programming

1 背景

1.1 行業(yè)現(xiàn)狀及政策

快遞業(yè)近年來呈飛速發(fā)展態(tài)勢(shì)。國家郵政局最新數(shù)據(jù)顯示，2017年全國快遞業(yè)務(wù)完成401億件，同比增長28%，連續(xù)四年穩(wěn)居世界第一。而數(shù)字顯示，中國每年完成的快遞件數(shù)還在以100億件左右的速度增長。國家繼續(xù)秉持著“綠色、創(chuàng)新、開放、協(xié)調(diào)、共享”的五大發(fā)展理念。

1.2 資源浪費(fèi)與環(huán)境污染問題

國家郵政局發(fā)布的《2017中國快遞領(lǐng)域綠色包裝發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)報(bào)告》顯示快遞包裝2017年產(chǎn)生800萬t垃圾。其中，全國每年因快遞包裝過度浪費(fèi)的瓦楞紙板大約有18.2萬t，相當(dāng)于1547hm2森林?？傮w而言，快遞垃圾回收率小于20%，填充物回收率幾乎為0，造成了巨大的資源浪費(fèi)?？爝f包裝垃圾污染態(tài)勢(shì)加劇。以消耗量增長最快的快遞包裝塑料袋為例，其材質(zhì)大多是低密度聚乙烯，含有塑化劑、阻燃劑等有害物質(zhì)，焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二噁英，嚴(yán)重影響人體健康，造成大氣污染；而封箱膠帶的主要材料是聚氯乙烯，如果埋在土里，100年也降解不了。

2 新型環(huán)?？爝f包裝設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

2.1 綠色降解

我們采用新型綠色蜂窩紙板與紙漿模塑技術(shù)，設(shè)計(jì)出“零膠帶”蜂窩紙板包裝箱。材料方面，六邊形蜂窩紙板根據(jù)自然界蜂巢的結(jié)構(gòu)原理制作而成，用料省，成本低，強(qiáng)度高，不易變形，抗沖擊性好。紙漿模塑采用再生紙黏合，它以廢紙為原料，來源廣泛，可回收利用。設(shè)計(jì)方面，它通過紙板之間的壓制卡頓固定，并且用快遞單作為封條，完全擺脫了膠帶的束縛。圖1是包裝的平面展開圖。圖2是包裝的工程圖，圖3是包裝的折疊過程圖。

2.2 循環(huán)利用

通過測(cè)試紙箱的承壓性能和彈性性能，突出反映了蜂窩紙板包裝箱的高質(zhì)量，可循環(huán)次數(shù)達(dá)7～10次。

（1）空箱抗壓測(cè)試。壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)上均勻施加壓力至箱體破損時(shí)的最大負(fù)荷及變形量。

圖4是厚度為20mm蜂窩紙板制成的紙箱壓力—變形曲線。從結(jié)果可以看出此紙箱的最大承載能力為3880N。當(dāng)壓力>1000N時(shí)紙箱迅速變形。（2）紙箱對(duì)比測(cè)試。圖5和圖6分別為單層瓦楞紙板和雙層蜂窩胞壁“彈性模量與相對(duì)濕度”“屈服強(qiáng)度與相對(duì)濕度”的關(guān)系。從圖中可以看出在相同濕度下，雙層蜂窩胞壁的彈性、屈服強(qiáng)度都要優(yōu)于單層瓦楞紙板。

2.3 人文情懷

在包裝盒上印刷城市綠光LOGO，使整套設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出系統(tǒng)性，簡(jiǎn)潔而獨(dú)特。設(shè)置個(gè)人留言區(qū)，印一句箴言警句，不同的紙箱句子可以不同。圖7為LOGO。

2.4 市場(chǎng)前景

采用調(diào)查問卷法，共收回151份有效問卷。圖8反映出約91%的被調(diào)查者愿意為綠色埋單，這有力地支撐了“新型環(huán)?？爝f包裝的市場(chǎng)前景廣闊”的結(jié)論。

3 材料優(yōu)選

采用軟件建模法，利用Matlab軟件科學(xué)地分析出樣本中最優(yōu)質(zhì)的塑料替代材料，并力求降低成本。

我們通過收集聚丙烯（PP），纖維素，聚己內(nèi)酯（PCL），聚乙烯醇（PVA），聚乳酸（PLA）這五種材料的物理化學(xué)數(shù)據(jù)，來進(jìn)行主成分分析。首先我們對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步的處理，剔除缺失值，并將一些給出區(qū)間范圍的數(shù)據(jù)改為區(qū)間中點(diǎn)值，這時(shí)我們的數(shù)據(jù)就變成了5*7的矩陣，接著觀察到由于各個(gè)物理化學(xué)性質(zhì)的量綱不同，我們做了去量綱的歸一化處理，公式如下：

其中X1代表密度，X2代表脆化溫度，X3代表比重，X4代表斷裂伸長率，X5代表熔點(diǎn)，X6代表拉伸強(qiáng)度， X7代表熱變形溫度。下一步，這里選取了7個(gè)主成分，每個(gè)主成分都是7個(gè)指標(biāo)的線性組合，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab中進(jìn)行主成分貢獻(xiàn)率的計(jì)算，得出的貢獻(xiàn)率如表2。

其中Comp5，6，7的系數(shù)與前幾個(gè)主成分的系數(shù)相差了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，我們?cè)谶@里忽略后面的主成分的影響。

最后一步帶入數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)材料的得分，我們得到如下一個(gè)向量：

（60.01983921 25.06672884 72.02105116 16.72261556 43.64997608）

可以看出得分最高的是聚己內(nèi)酯（PCL），而且比得分第二高的聚丙烯高出了20%，得分最低的是聚乙烯醇材料。

參考文獻(xiàn)

[1]陳瑩燕.可持續(xù)發(fā)展理念下快遞包裝的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].包裝工程，2014，35（24）：10-12+26.

[2]楊麗輝，覃京燕.復(fù)用型綠色快遞包裝設(shè)計(jì)理念探究[J].包裝工程，2016，37（10）：39-42.

[3]王嬿舒.快遞包裝的便利性設(shè)計(jì)思考[J].包裝學(xué)報(bào)，2016，8（4）：106.

[4]馮夢(mèng)珂，曹國榮，程玲，付亞波.快遞包裝的現(xiàn)狀與綠色化[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，24（02）：22-25.

[5]路永華.快遞包裝現(xiàn)狀及影響因素調(diào)查研究[J].價(jià)值工程，2016，35（08）：215-217.

收稿日期：2018-05-03

作者簡(jiǎn)介：楊昆（1994-），女，本科，學(xué)生，研究方向?yàn)楣芾砜茖W(xué)與工程。