缓冲包装材料性能测试

包装材料可靠性测试标准Version：1.0拟制(品管部)：日期：Prepared by Date审核(品管部)：日期：Reviewed by Date修订记录Revision record一、目的：规范公司8602包装材料的可靠性测试标准，以保证所提供的包装材料符合产品质量要求。

二、适用范围：适用于公司所生产或外购的包装材料（如彩盒、外包装箱）的可靠性测试。

三、引用标准《GB4857.2 运输包装件基本试验温湿度调节处理》《GB4857.3 运输包装件基本试验堆码试验方法》《GB4857.4 运输包装件基本试验压力试验方法》《GB4857.5 运输包装件基本试验垂直冲击跌落试验方法》《GB6545 瓦楞纸板耐破强度的测定方法》《GB6546 瓦楞纸板边压强度的测定方法》《GB6548 瓦楞纸板粘合强度的测定方法》《GB9174 一般货物运输包装通用技术条件》四、定义：1、常温：指温度为15℃--35℃，湿度范围为20%--75%，大气压强为85Kpa--105 Kpa下的温度环境。

五、需要进行可靠性试的几种情况：1、新包装材料或新供应商来料时的鉴定；2、当结构、工艺、材料有较大改变时；3、产品长期停产后，恢复生产时；4、出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；5、国家质量监督机构或用户提出要求时；六、试验环境要求：1、除环境试验和预处理外，其他实验环境要求为：温度：15-35℃，湿度：45%-75%RH；2、外观检验时，标准视距：4 0W的日光灯下30-40cm视距目视检查。

光源：40W日光灯被测体表面眼睛距离30-40cm七、可靠性测试标准与方法：7.1纸箱性能测试：7.1.1 检验项目：边压强度、耐破强度、戳穿强度、粘合强度、抗压力试验。

7.1.2 预处理条件及试验环境：试样按GB4857.2 规定，在温度23±2℃，相对湿度50%±5%环境中预处理24h，并在此条件下进行试验。

常用密度EPE的静态压缩缓冲特性试验研究【摘要】本试验通过研究比较包装设计中几种常用密度（18kg/m3、22 kg/m3、25 kg/m3、28 kg/m3、35kg/m3）的EPE静态缓冲特性，分析了一体成型与多层复合EPE性能差异、不同厂家同密度EPE性能差别、同厂家不同密度EPE性能差别，为包装设计者在进行包装缓冲设计时提供材料特性依据。

以Cmin点设计衬垫厚度，一次成型相对于多层复合EPE可降低13%厚度；密度为25kg/m3的EPE相对于18 kg/m3可降低约9%厚度，密度为28kg/m3的EPE相对于22kg/m3可降低约4%厚度；不同厂家间生产的同密度EPE性能无明显差异性，所得数据有普遍参考价值。

【关键词】EPE 密度静态压缩缓冲特性缓冲系数-最大应力曲线聚乙烯泡沫塑料（EPE），是以低密度聚乙烯（LDPE）为主要原料积压生成的高泡沫聚乙烯制品。

EPE俗称珍珠棉，是一种具有高强缓冲、抗震能力的新型环保发泡材料，具有质轻、防潮、保温、隔音、防摩擦、耐腐蚀等一系列优越的使用特性，同时具有良好的加工性能及可回收再利用，是目前包装设计中使用最为广泛的缓冲材料之一。

不论是缓冲材料的静态压缩还是动态压缩特性试验，有大量学者[1-4]进行了不同角度研究，其中还包括能量法等理论运用[5-6]。

缓冲系数-最大应力曲线是包装缓冲设计中的重要参考指标，而目前正式发布的缓冲材料C-σm 曲线[7]中关于EPE 材料的参考较少，缺乏对包装设计人员的足够指导意义。

有研究表明低密度（低于3.0lb/ft3，即48 kg/m3）EPE材料的缓冲性能随着材料密度的下降而降低[8]，而几种常用密度的EPE间到底性能差异如何是本文讨论的重点。

本试验通过静态压缩缓冲性能测试，比较了一次成型与多层复合EPE性能差异、同厂家的不同密度EPE性能差别以及不同厂家的同密度EPE性能差别。

1 试验1.1 样品本次试验选择了广东地区8家EPE生产厂家提供的5种常用密度EPE材料进行分析，包含密度为18kg/m3、22kg/m3、25kg/m3、2kg/m3、35kg/m3的材料，基本囊括了目前市场常用的EPE密度。

娟等人[5]对正棱台EPE 缓冲垫进行静态缓冲性能研究，研究表明在同等应力水平下，异型与普通型EPE 缓冲垫能量吸收基本一致，在同等应变水平下，异型EPE 缓冲垫的能量吸收小于普通型EPE 缓冲垫。

载荷较小时，异型EPE 缓冲垫的缓冲系数要小于普通型EPE 缓冲垫，且随着应力的增大，两者间的差距逐渐减小。

作为工程应用人员，除了EPE 结构设计以外，还要综合考虑成本、EPE 材料的加工复杂性、包装操作人员的便捷性、包装件外尺寸对堆栈的影响等因素。

在EPE 的结构设计中需要将多种单因素综合考虑，如材料密度、厚度、材料受压面积和结构变化等。

依据国家标准测试的材料缓冲性能与实践设计中因结构变化对缓冲性能的影响所产生的差别，成为目前EPE 包装设计需要解决的工程问题。

综合考虑EPE 结构因素与标准测试所体现的静态缓冲性能的差别影响，需要由试验对比来反0 引 言商品的有效流通需要缓冲材料的有效保护，缓冲材料中发泡聚乙烯，俗称EPE ，因其良好的缓冲性能而被广泛应用于小型机电产品、仪器、玻璃器皿及食品等缓冲包装[1]。

不少学者及机构对影响EPE 材料静态压缩性能的各个因素进行了分析与研究。

肖雯娟等人[2]对常用密度EPE 、一次成型及多层复合EPE 静态缓冲特性进行试验研究表明，在一定范围内密度大的EPE 缓冲性能更好，在应变＜50%范围内，一次成型EPE 承压优势比多层复合EPE 要好；都学飞[3]对不同厚度EPE 静态试验研究表明，较厚的EPE 缓冲性能较好，另还表明EPE 的载荷-位移曲线呈正切函数特征。

还有学者在EPE 工程应用相关方面进行研究，田芃等人[4]通过4种不同裁切方式静态压缩试验研究比对分析，表明EPE 裁切次数增加使材料刚度降低，说明尺度效应对EPE 性能有明显影响；李淑EPE结构因素对静态缓冲性能影响的仿真与试验分析摘 要：在使用密度为28（±2）kg/m 3EPE 材料进行缓冲设计与包装测试评价的实践工作中，发现按照国标GB/T8168—2008对材料的测试，会因结构变化产生不同的缓冲性能。

缓冲材料静态缓冲性能的测定1、实验内容理解缓冲系数的概念，掌握静态缓冲系数的测试方法2、实验目的1）、熟悉仪器的原理及使用方法，学习分析实验结果2）、了解流通环境中缓冲包装对运输包装件的作用3）、掌握国家标准测试方法，了解分析实验产生误差的原因3、实验原理及相关标准1）、本实验原理是通过拉力试验机对试样世家静态压缩负荷时测定缓冲材料的变形情况，经过数据分析和处理后得出的静态性能的方法。

可分为A法（不进行预处理）和B法（进行预处理后再实验）2）相关标准①按GB/T 4857.17的规定准备试验样品，数量一般不少于3件；②按GB/T 4857.1 的规定，对试验样品各部位进行编号(只要求了解)；③按GB/T 4857.2的规定，选定试验样品的实际工作环境对试验样品进行温湿度预处理（只要求了解）；④按GB/T 8168-2008的规定，对试样进行静态压缩试验4、实验设备HD-604S电脑式伺服拉力试验机游标卡尺5、实验步骤A法（不进行预处理）1)试样的采集：试样尺寸为100*100mm，高度25±0.2mm（当厚度小于25mm时允许叠放）。

试样各处高度相差不大于0.1 mm,两端面与主轴必须垂直。

每组试样不少于3个(为节省材料和时间，只做一次)。

2)环境预处理：在标准环境湿度（23℃±2℃，50％±2％）下进行状态调节，时间为24小时。

3)测试试样厚度：在试样样品的上表面上放置一块平整的刚性平板，使试验样品受到0.2±0.02kpa的压缩载荷。

30s后在载荷状态下测量试样四角的厚度，求出平均值（T）（精确到0.1mm）4)将拉伸机的开关拨到“1”位置，打开计算机和软件5)将试样放在两平压板件，使试样上下端面与平压板重合。

通过微调按钮，使上平板贴近试样上端面，但不产生压力。

6)进入软件工作界面，先进行测前设置（1）点击“试样资料选择”旁边的修改按钮，输入试样的宽度、厚度及标距，点击“确定”按钮。

所以有幸接触到不少的缓冲材料，InstapakPUR现场发泡包装foam-in-placepackagingf，吸塑泡罩包装clamshellpackaging，是目前使用比较广泛的缓冲包装材料（不符合环保要求，可模塑、轻质、价格低、包装保护效果优，称为预发泡材料，将预发泡聚苯乙烯珠粒材料注入模具，经过加温、熔化、挤压、催化、发泡形成珍珠棉状发泡片材的塑料材料，主要用作商品的内衬包装，该材料的我们公司也有生产高级厨房用锅具，所以有幸接触到不少的缓冲材料。

保丽龙EPS，伊比龙EPE，拿普龙EPP，匹欧龙EPO, 气泡纸Bubble wrap，Instapak PUR现场发泡包装foam-in-place packaging foam，蜂窝纸板Honeycomb paperboard，纸浆模mold pulp，吸塑泡罩包装clam shell packaging，纸托paperboard nesting等。

聚苯乙烯泡沫塑料（EPS－Expanded Polystyrene）俗名保丽龙，是目前使用比较广泛的缓冲包装材料（不符合环保要求，将来会不断被替代），可模塑、轻质、价格低、包装保护效果优，半硬的均聚物，闭孔结构。

发泡倍率在40倍左右，原料粒子有分302，303，401，403，开头的数字越大，表示粒子越小，更易成型，当然价格就会越高。

一般手工制作的EPS都使用302，如果精度要求较高的话，就需要开模，模具费用适中，有些如果量不大的话，使用水泥模就可以了。

EPS原料是用不到8％的碳氢化合物发泡剂（戊烷）浸泡小粒树脂，加热到85－96℃，发泡剂产生内压，膨胀为聚苯乙烯珠粒，称为预发泡材料。

膨胀倍数25－40，密度16－26mg/cm3。

将预发泡聚苯乙烯珠粒材料注入模具，通低压蒸气加热和二次膨胀使珠粒发泡。

封闭区内的热量与压力使珠粒熔合成为半硬的闭孔泡沫塑料制品。

蒸气透过率和吸水率低，绝缘良好，光滑而微弹性表面不会磨损产品，可模塑成复杂形状，压缩到75％还有很大回复能力，静压蠕变低，压缩强度高，可浸泡阻燃剂和抗静电剂，食品相容好，耐酸、碱和脂肪族化合物，但不耐溶剂与矿物油。

缓冲材料的制备与测试实验教学探索针对缓冲材料实验课程以往教学过程中存在的问题，提出了针对性的课程教学方法和实践环节的改革模式，从综合能力培养的角度，对缓冲材料性能实验课教学改革进行了探索性尝试，收到了较好的教学效果。

缓冲材料实验教学教学改革实验教学一直以来都是高等教育人才培养的一个重要环节。

实验教学因其直观性、实践性、科研性及综合性等特点，决定了它在高校的整个教学体系中占有十分重要的地位。

随着我校材料工程省级实验教学示范中心的建设，在实验课程教学中创新教学模式和教学方法，体现学生在教学中的积极性、主动性和创造性显得尤为重要。

因此，我们对缓冲材料实验教学模式、教学内容及教学方法进行一些探索，并取得初步成效，对改革中出现的一些问题进行了总结，希望能为相关实验教学提供借鉴。

一、缓冲材料实验课教学特点及现状在《运输包装》和《包装综合实验》课程的教学过程中，为进一步巩固学生所学理论知识，同时掌握缓冲材料的实验方法，培养学生动手实践操作能力和创新意识，缓冲材料实验课是一个不可缺少的重要教学环节。

通过实验使学生了解缓冲包装材料的分类，掌握缓冲材料的静态特性、动态特性的表示方法与获取方法，具备缓冲系数曲线的识读能力。

重点为缓冲材料的静态特性、动态特性的表示方法，缓冲系数曲线，为缓冲包装设计提供重要依据。

但在实际教学过程中，由于缓冲材料实验课程的枯燥乏味、且多为验证型实验，导致学生大多处于被动状态，依赖性强，缺失发现问题、解决问题能力。

在这种背景下，老师如何能在有限的时间激发学生实践的积极性与创造性成为实验课教学过程中无法回避的一个问题。

因此，缓冲材料试验课程教学的方法和模式值得认真探讨与研究。

二、缓冲材料实验教学体系改革的思路1.采取两阶段循序渐进的教学方法原来的缓冲材料实验课程是针对学生初学运输包装原理的情况，在“缓冲包装设计”章节讲解结束后，安排课内实验4学时，训练如何进行缓冲材料的性能测试等。

受到学时的限制，实验测试所需缓冲材料由老师提供，学生进行验证，忽略培养学生的创新意识，对学生只是“授之以鱼”，而不是“授之以渔”。

学习情境一商品纸包装材料与容器的选用及性能检测实训项目1：包装用纸和纸板的性能检测第一部分测试准备一、实训目的1．了解和掌握科学的纸和纸板性能测试采样的方法。

2．学习并掌握试样预处理的方法。

3．掌握正确分辨纸和纸板纵横向和正反面的方法，为后续测试做好准备。

二、实训设备及实训材料设备：恒温恒湿试验箱材料：试样三、实训原理根据国家标准进行采样和试样预处理。

四、实训内容1．1试验样品的准备1．1．1 试样的采取为了保证产品质量，给用户提供合格的产品，除了生产上按时对产品进行取样检查外，在交付使用前，用户也要对整批（批：品种相同，特性相同的纸或纸板的集合体，批的包装单位是根据产品标准所规定的）。

产品进行抽样检查。

抽样原则是，取样尽量少要有代表性。

目前我国实行的标准规定，从整批产品中采取试样时，应先从其中抽出若干包装单位(规定平板和卷简包装抽取3～5％的包装单位；卷盘包装抽取０.２％的包装单位)。

然后再从抽出的包装单位中采取试样，进行检测。

要检测的试样应能代表整批产品所具有的性能；试样要保持平整，不折不皱，没有破损或其他纸病；要避免阳光照射，防止潮湿或局部温、湿度变化；供测水分的试样应立即置于干燥、严密的容器内。

以上为成批产品交付使用时的抽样方法。

在生产中，可根据各厂的具体情况，按时或按纸辊取样进行检测，以及时掌握生产情况，控制生产，保证产品质量。

（1）选取包装单位按GB/T2828的规定选取，包装单位应该是无损伤并有完整的包装。

（2）整张样品的选取从所选取的包装单位中取整张样品，其方法如下。

①平板纸的取样按所选取的包装单位的总张数抽取样品，其数如下表1-1所示。

表1-1 平板纸取样数量②卷筒纸的取样从卷筒外部去掉全部受损伤的纸层，在未损伤的部分去掉三层（定量不超过225g/m²）。

或一层（定量超过225g/m²）沿卷筒的全幅刀切一刀，其深度要能满足取样所要的张数，让切取的纸样与纸卷分离。

包装材料通用检验标准1.范围本标准规定了，纸箱，胶袋，EPE缓冲材料加工的技术指标及检验要求。

本标准适用于外协加工的纸箱,胶袋，EPE缓冲材料的验收检查.2.规范性引用文件GB6543-86 <〈瓦楞纸箱>>GB18455-2001 〈<包装回收标志>>GB 18580—2001 〈<。

人造板制品甲醛释放限量>〉3.包装材料环保基本要求（1) 所有包装材料均应符合环保要求，重金属Pb、Cd、Hg、Cr6+ 总含量不得过100ppm （重量比）。

（2）纸箱、珍珠棉、吸塑盒及各种包装材料粘合剂所含有甲醛释放量应符合GB 18580-2001标准中E2级要求（E2≤5.0mg/L）.（3）纸箱及胶袋上均应有清晰的符合国家规定的包装回收标志.木箱、纸箱的包装回收标志见墨稿设计图纸，胶袋上的包装回收标志见本标准的第6.7条的规定。

（4）如客户要求有GP或ROHS标签的，必须要有此标签。

5 纸箱检验要求一. 检验项目和技术要求:l 外观检验项目规定为十一种。

其中八种为轻缺陷,三种为重缺陷。

轻缺陷的项目为：标志、印刷、压痕线、刀口、箱钉、结合、裱合和摇盖耐折；重缺陷的项目为内径尺寸、刀模尺寸、外径尺寸、厚度和纸板性能测试(见下表）项目技术要求备注标识符号1. 造型标准,色彩正确，无变形，错位现象相关要素经由客户方确定印刷(色彩、内容）1。

箱（盒）面图案、文字印刷清晰、深浅一致、内容全齐、正确,无漏印、多印、变形、走位现象。

2. 印刷无露白，侵墨，重影现象，目视无色差.3. 印刷条码及字符须清晰可辩，能正常读码含正麦（正面）、侧麦（侧面)等印刷内容压痕线1。

压痕线宽：单瓦楞纸箱不大于12mm；双瓦楞纸箱不大于17mm.2. 折线居中，不得有裂破、断线、重线等缺陷，箱上不得有多余的压痕线刀口1。

刀口无明显毛刺，裁刀切口里面纸裂损距边不超过8mm或长不超过12mm，2. 成箱后叠角漏洞直径不超过5mm箱钉1。

包装测试技术1，包装测试的定义：研究包装材料，包装容器和包装件的性能测试与分析的一门科学技术。

P1页2，包装测试的目的：为了评定包装的好坏程度及结果，即在一定的流通条件下，检验包装件的防护性能是否良好；考察包装件可能引起的损坏及研究其损坏原因和预防措施；比较不同包装的优劣；检查包装件以及所使用的包装材料、包装容器的性能是否符合有关标准、规定和法令。

P1页3，包装试验的类型：1按试验目的分类为对比试验、模拟试验和性能试验2 按试验形式分类为单项试验、多项试验和综合试验3 按试验对象分类为纸与纸板试验方法、塑料薄膜试验方法、包装容器试验方法、缓冲包装材料试验方法、一般运输包装件试验方法、大型运输包装件试验方法、危险货物包装件试验方法、托盘试验方法、集装箱试验方法。

P2页4，包装测试的主要内容：1包装材料性能测试：纸与纸板性能测试项目、塑料薄膜性能测试项目、缓冲材料性能测试项目2 包装容器性能测试：软包装容器性能测试项目、硬包装容器性能测试项目、3 运输包装件性能测试：试验强度、静态性能测试项目、动态性能测试项目、其他性能试验项目5，本课程的内容及要求：6，包装术语的标准：国际标准是指国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）所制定的标准，以及国际标准化组织公布的其他国际组织所规定的的某些标准。

包装国际标准主要是ISO标准和“国际海上危险货物运输规则”（简称“国际危规”）。

是由国际海事组织（IMO）发布。

国标（GB）、国军标（GJB）、专业（部）标准包装试验方面，我国参考较多的是ASTM标准、FED标准、MIL标准7，包装术语标准包装方面的术语标准可称为包装术语标准。

我国目前主要的包装术语标准有： GB 4122--83 包装通用术语GB 5035--85 包装机械术语GB 7285--87 木包装容器术语现正在制定《包装印刷术语》、《纸容器包装术语》、《金属容器包装术语》及《防护包装术语》等包装术语标准。

一、确定流通环境对物流环境的残酷程度的判定是缓冲设计的重要的一步，主要是判定存在的何种运输危险和危险情况。

它包括搬运过程的偶然跌落，汽车震动，冲击，温湿度极限和对马压力。

我们在这里主要设计冲击和震动，但其他的因素在包装设计中也非常重要。

冲击冲击可能出现在运输过程中的任何一个环节，最严重的冲击是出现在搬运环节上。

它包括一个包装件在装卸，中转过程中跌落的次数，最关键的要知道包装件可能跌落的高度。

震动在汽车运输过程中在不经历震动是不可想象的，汽车引擎的转动和车车轮的转动也会硬气车厢的震动。

不确定的震动会引起车辆的悬浮系统的反应和车厢的变形。

这些不确定的震动可能是周期的，还有一些震动可能是随机性的。

在真空运输环境中的震动是极其复杂的，她的震动激励是各种因素混合成的频带上输出的。

这种震动通常是被认为是时间域的随机的震动。

因为无法预测到任一时刻会发生什么情况，然而，从频域的角度上来讲，一部车辆很容易显示出频率极其水平（或强度）。

在运输国产过程中稳定的震动通常发生在低频，在低频是（3～5Hz）车辆运行的最严重的震动的垂直加速度值0.5g,在震动试验中我们选择0.5g的加速度值也正因为如此。

二、冲击确定产品的特性冲击作为设计基础我们要输入诸如：包括物态理化特性，由此来确定决定采用何种包装方式，确定产品的结构特性，如尺寸，重量，重心，形状等等以及产品的机械特性，如脆值，固有频率和抗压强度等等。

震动寻找共振点，通常认为在产品不敏感的频率上震动，不会使产品损坏，因此找到一个产品的敏感的频率（共振点）是产品设计的关键，对产品进行震动试验的目的，就是要找到产品的固有频率或共振频率。

三、重新改进产品根据我们测试的产品的脆值，有时增加产品本身的强度比把它永昂贵的包装包起来更理想。

我们需要在产品的成本，产品的可靠性和包装成本之间进行权衡，有时对产品进行小的改进和从新设计，可以适当的增加产品的脆值；虽然这样每个产品的成本稍微升高了，但如果这样做能大大的降低产品的包装成本，那整个包装件的成本也就相应的降低了。