■文/顧金輝

（上海天祥質量技術服務有限公司，上海 200233）

0 引 言

隨著人們生活水平的不斷提高，公眾的環(huán)保意識隨之提升。為應對塑料包裝材料“白色污染”問題，各個國家陸續(xù)實施“禁塑令”或“限塑令”，從供應端上減少塑料包裝制品的使用，從而降低由其帶來的塑料垃圾數(shù)量。世界各大跨國公司或知名品牌企業(yè)都紛紛加入這一環(huán)保潮流，擔負起自身的社會責任，為綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展事業(yè)貢獻自己的一份力量。本文通過介紹一個具體的“以紙代塑”案例，探討在實施環(huán)保優(yōu)化項目過程中如何幫助客戶找到最合適的替代材料，同時實現(xiàn)降本增效目標。

1 案例分析

某全球知名家電品牌企業(yè)（以下簡稱“M企業(yè)”）制定了產(chǎn)品包裝的綠色環(huán)保戰(zhàn)略，對該品牌旗下的所有產(chǎn)品的包裝方案進行升級換代，用紙質包裝袋、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。這就是我們常說的“以紙代塑”。

目前，M企業(yè)推出的家用空調扇已在全球市場熱賣，每年都有較高的銷售量。收到M企業(yè)寄來的樣品后，經(jīng)過簡單的開箱檢查以及重新包裝裝配，進一步了解了M企業(yè)的現(xiàn)有方案，如圖1、圖2所示。

圖1 空調扇樣品包裝開箱圖

圖2 空調扇包裝內(nèi)部示意圖

對現(xiàn)有包裝產(chǎn)品進行研究，并走訪了M企業(yè)設在馬來西亞新山市的工廠，與該項目負責人面談，經(jīng)多次會議溝通及反復討論，最終確定對包裝袋、內(nèi)襯結構和過濾器附件袋進行優(yōu)化改進。

（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），以實現(xiàn)“以紙代塑”目標。

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

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

明確了項目的具體內(nèi)容和目標之后，著手制定相關的工作流程和成果匯報形式。

2 案例改進

2.1 包裝袋的優(yōu)化改進

2.1.1 環(huán)保包裝袋的選配

對目前市場上的常用環(huán)保包裝袋進行調研，選取以下3種環(huán)保包裝材料進行驗證。

（1）高強度包裝紙。該材料在市場上比較常見，性價比較高，有望達到客戶要求，但主要難點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，強度達不到要求，就極容易在包裝或運輸過程中破損。一般來說，該材料的克重在8～30 g/m2之間，而綜合性價比最佳的是克重為60 g/m2的包裝紙，如圖3所示。

圖3 高強度包裝紙

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

圖4 全棉無紡布

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

圖5 隔離紙或離型紙

2.1.2 打樣測試

尋找合適的包裝材料供應商，分別對以上3種材料進行打樣測試。打樣效果如圖6、圖7、圖8所示。

圖6 高強度包裝紙袋打樣圖

圖7 全棉無紡布袋打樣圖

圖8 隔離紙/離型紙袋打樣圖

同時，還對3種材料的綜合性能進行了綜合分析和樣品測試（見表1），最終選定了高強度包裝紙袋替代原先的EPE珍珠棉袋。這個改變可以大大降低產(chǎn)品的包裝成本，同時也能基本滿足客戶的防塵防污要求，對品牌形象也有一定的提升。

表1 新環(huán)保材料性能指標綜合比較

2.2 內(nèi)襯結構的優(yōu)化改進

2.2.1 頭部的改進

對保護空調扇頭部的內(nèi)襯結構（即頭部）進行改進設計，包括對原包裝方案中的瓦楞襯墊部分作相應的結構優(yōu)化設計，以達到降低包裝成本的目的；在保證外箱尺寸不變的前提下，對空調扇頂部和中部的瓦楞紙襯墊實施全新的設計方案。原空調扇包裝的頭部緩沖結構如圖9所示。

圖9 原有頭部襯墊緩沖結構圖

在原頭部內(nèi)襯結構設計中，內(nèi)襯物與空調扇頭部是線性接觸，不能很好地與產(chǎn)品頂部的圓弧外形相匹配，在運輸包裝測試過程或實際物流運輸中會存在較大的破損風險。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，從而達到更好的緩沖效果。新結構可以有效地增強保護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構圖和三維立體效果圖

原頭部內(nèi)襯結構需要使用0.35 m2的瓦楞紙板，新結構只需要使用0.22 m2的瓦楞紙板，相對減少了37%的瓦楞紙板用量。同時，在操作方面，新結構更容易折疊成型，有效提高了包裝的操作效率。

2.2.2 中部的改進

對保護空調扇中部的內(nèi)襯結構（即中部）進行改進設計。原中部緩沖結構內(nèi)部是用切斷邊，在與產(chǎn)品接觸時較容易發(fā)生剮蹭，同時對新改用的高強度包裝紙產(chǎn)生較大的切斷和劃破風險。針對此問題，在新結構中運用折邊（紙板翻折）概念，有效地解決了上述問題。原結構與新結構的設計對比如圖12、13所示。

圖12 原中部緩沖結構（a）與新中部緩沖結構（b）的比較之一

圖13 原中部緩沖結構（a）與新中部緩沖結構（b）的比較之二

在新內(nèi)襯結構設計過程中，充分考慮了如何降低材料的使用量。原中部緩沖結構需要0.65 m2瓦楞紙板，而新結構只需要0.42 m2瓦楞紙板，相對減少了35%的瓦楞紙板用量。此外，在后續(xù)測試結果中證實，新結構的強度比原結構更高。

這樣，整個內(nèi)補結構的改善全部完成，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 過濾器附件袋的優(yōu)化改進

根據(jù)客戶的反饋意見，原塑料袋方案不能很好地阻隔過濾器中的活性物質與空氣接觸，容易氧化失效。因此，將空調扇過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，保證了過濾器的功效。改進前后的方案對比如圖15所示。

圖15 空調扇過濾器的塑料袋方案（左）與鋁箔袋方案（右）的比較

3 測試驗證

客戶對所有包裝方案都有一套嚴格的運輸包裝測試標準和要求，需要對實際的成品實物樣進行實驗室測試，只有測試通過后，方會認定包裝方案的可行性。以下分別對部分重要測試項目進行介紹。

3.1 隨機振動測試

在改善整個新的包裝方案過程中，客戶對空調扇本體的表面剮蹭有嚴格的要求，而隨機振動測試可以有效驗證這方面的性能?？蛻粢蟮碾S機振動測試標準中需要使用的振動頻譜如表2所示。

表2 隨機振動頻譜

同時，分別對包裝箱的3個面進行180 min加強的隨機振動測試，再分別進行30 min的定頻測試，定測試頻率為4.9 Hz。振動測試過程如圖16所示。

圖16 隨機振動（3個面）

3.2 跌落測試

通過跌落測試可以評估內(nèi)襯結構設計對產(chǎn)品的有效保護性能。在跌落測試中，測試高度設定為1 000 mm，按照1個角部、3條楞邊和6個面的順序，依次進行跌落測試。部分測試場景如圖17所示。

圖17 跌落測試場景

整套測試完成后，還須開箱檢驗內(nèi)部的結構和產(chǎn)品狀態(tài)，查驗產(chǎn)品和包裝件是否都處于比較完好的狀態(tài)，空調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。整體過程測試的部分照片如圖18所示。

圖18 測試完成后的檢驗圖示

3 結 語

在整個項目的設計改進過程中。筆者認為，以下幾點需要注意。

（1）要弄清楚什么才是客戶改善的期望或要達到的目的。客戶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？這些問題在項目實施過程中都必須時刻銘記。

（2）市場調研和打樣測試都是極為重要的工作內(nèi)容。只有對市場上的新型包裝材料進行詳盡調研，才能找到合適的供應商，拿到合適的樣品。拿到樣品后必須進行打樣和測試，這樣才能弄清楚這個新材料是否適合客戶的產(chǎn)品定位。

（3）環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的包裝材料越來越受到客戶的青睞，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的共同追求。環(huán)保技術的提供者必須時刻關注客戶的核心訴求，不斷提升設計能力和開展可行性研究，為客戶提供性價比最高的解決方案。