在產(chǎn)品實際流通或?qū)嶒炇依锏姆抡鎸嶒炛?,我們一直習慣從宏觀角度去評價一個完整包裝件的優(yōu)劣。所謂宏觀角度評價,反映的是包括包裝材料、包裝方式、包裝結(jié)構(gòu)以及內(nèi)裝產(chǎn)品自身特性等各種因素的綜合影響結(jié)果,簡單且直觀。然而,宏觀角度評價難以考察某一種因素在整個包裝件中所發(fā)揮的功用。因此,在評價某一包裝件的綜合保護水平時,需要根據(jù)內(nèi)裝物的特性,確定一個完整包裝件中包裝材料、設(shè)計結(jié)構(gòu)、包裝方式等因素的單獨保護作用。
在整個包裝系統(tǒng)中,重點是對包裝件中擔任重要角色的緩沖類材料實施科學的檢測和深入的分析。包裝用緩沖材料廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、家用電器、儀器儀表、玻璃陶瓷等各種易損易碎物品。緩沖材料主要有泡沫類、彈簧類、纖維類等,而發(fā)泡塑料類應(yīng)用最多最廣。常用的發(fā)泡塑料有發(fā)泡聚乙烯(EPE)、發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)、發(fā)泡聚氨酯(PU)等。發(fā)泡塑料是一種氣體與塑料共混而成的材料,具有較大的可壓縮性、緩沖性,在防震、防破碎包裝中起著重要的作用。發(fā)泡緩沖材料可以根據(jù)不同的被包裝產(chǎn)品,制成多種多樣的形狀和結(jié)構(gòu),置于產(chǎn)品的適當部位發(fā)揮緩沖效用。與其它材料相比,發(fā)泡材料的用料少、質(zhì)量輕、便于加工、易于機械化生產(chǎn),因此越來越多地受到使用和生產(chǎn)廠家的青睞。發(fā)泡類緩沖材料可粗略地分為硬質(zhì)發(fā)泡材料和軟質(zhì)發(fā)泡材料、開孔發(fā)泡材料和閉孔發(fā)泡材料、物理發(fā)泡材料和化學發(fā)泡材料以及高密度材料和低密度材料等。同一類的塑料原料由于發(fā)泡倍率不同、熟化程度不同,所生成的發(fā)泡材料在性能和用途上具有很大的差異,如:發(fā)泡材料的外觀、阻尼特性、彈性等都會有所不同。在實際應(yīng)用中,通常根據(jù)產(chǎn)品的保護要求,通過測試的方法比較發(fā)泡緩沖材料的各項理化性能,挑選出相關(guān)參數(shù)最恰當、最經(jīng)濟的材料加以應(yīng)用。研究發(fā)泡緩沖材料的目的就是力圖做到用最低的包裝成本滿足產(chǎn)品最必要的保護要求。
我們常見到的是成型的緩沖材料。測試成型緩沖材料的物理性能,重點是考察其緩沖性能。檢測緩沖材料的方法很多,不同類型的緩沖材料有其相應(yīng)的試驗方法和試驗項目。檢測緩沖材料的各項性能指標,我們經(jīng)常采用中國國家標準、美國ASTM 標準、ISO 國際標準和日本JIS 標準等。測試項目常見的有:緩沖材料的外觀、表觀密度、尺寸穩(wěn)定性、靜態(tài)壓縮特性、動態(tài)壓縮特性、蠕變特性、壓力保持以及振動傳遞特性等。
觀察發(fā)泡緩沖材料的外觀,我們可以辨別出發(fā)泡緩沖材料的原料類型,如EPE、EPS、PU 等;同時也能判斷出發(fā)泡緩沖材料的發(fā)泡類型,如開孔或閉孔;以及發(fā)泡緩沖材料的熟化程度。
表觀密度是決定同類發(fā)泡緩沖材料緩沖性能的一項主要物理特性,它是評價發(fā)泡緩沖材料最直觀的途徑。通常同類材料中密度較高的剛性較大,密度較低的彈性較好。發(fā)泡緩沖材料的泡孔成型不同,分成開孔和閉孔。針對不同的泡孔成型表觀密度有其對應(yīng)的測定方法。根據(jù)選用不同模制材料的位置,分別可以測量表觀總密度、表觀芯密度、體積密度。測量表觀密度低于30kg/m3 的閉孔泡沫材料時,要將加工過程中混入的氣體質(zhì)量包含在內(nèi)。氣體質(zhì)量要以測定時狀態(tài)調(diào)節(jié)的環(huán)境溫度作為計算依據(jù)。發(fā)泡緩沖材料表觀密度所決定的緩沖特性在其它物理性能指標中也會有所體現(xiàn),如靜態(tài)壓縮特性曲線中,表觀密度較高的材料所呈現(xiàn)的曲線斜率會大于表觀密度較低的材料;在動態(tài)壓縮特性、蠕變特性及壓力保持試驗中,表觀密度較低的材料形變回復(fù)性比較好。
發(fā)泡緩沖材料的尺寸穩(wěn)定性是考察發(fā)泡緩沖材料的耐候能力,它與發(fā)泡緩沖材料的加工原料和加工工藝息息相關(guān)。“結(jié)構(gòu)緊湊”是緩沖包裝設(shè)計的關(guān)鍵,發(fā)泡緩沖材料在交變的溫濕度環(huán)境下進行流通,包裝件所受到的沖擊、振動、堆碼都會使發(fā)泡緩沖材料受到應(yīng)力擠壓產(chǎn)生形變,隨著變形在時間上的不斷積累,造成發(fā)泡緩沖材料以及整個包裝出現(xiàn)一定的永久形變,并產(chǎn)生空隙,使包裝件結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,從而降低了包裝件的自身保護能力。在實際流通過程中,緩沖襯墊上發(fā)生的微小尺寸變化,會對包裝結(jié)構(gòu)造成很大影響。在GB/T8811-1988中,規(guī)定尺寸穩(wěn)定性試驗的溫度為70℃± 2℃,在此環(huán)境中將試樣連續(xù)放置48h后比較尺寸變化率。試驗溫度應(yīng)該根據(jù)包裝件的流通環(huán)境全過程進行綜合考慮。一般應(yīng)將包裝件流通過程中所遭受的極限溫濕度作為試驗的測試目標,才能準確且有針對性的考察發(fā)泡緩沖材料的耐候性能。
緩沖材料的靜態(tài)壓縮是模擬在靜態(tài)載荷下包裝件中緩沖襯墊所表現(xiàn)出的形變和力學特性。包裝件在運輸和倉儲過程中都會遇到不同的堆碼方式,不論何種堆碼方式,在此過程中都會對包裝件產(chǎn)生靜態(tài)壓力。這種靜態(tài)載荷同時可由外包裝紙箱、緩沖襯墊以及內(nèi)裝產(chǎn)品自身共同承擔支撐作用。在靜態(tài)載荷的作用下,發(fā)泡緩沖材料受到壓縮,產(chǎn)生變形,改變了包裝件整體結(jié)構(gòu),影響了緩沖效果。發(fā)泡緩沖材料自身所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變?nèi)Q于材料本身的特性,它與材料類型、材料質(zhì)量、發(fā)泡方式、發(fā)泡倍率、混合密度、成型工藝等有著直接的關(guān)系。靜態(tài)壓縮試驗是