玉米秸秆瓷具缓冲包装设计

    宣慧玉++陈玲江

    【摘 要】目的：针对农作物丰收后废弃的大量秸秆无法合理处置问题，为避免对环境造成污染，对其进行设计加工，成为陶瓷器具的绿色缓冲包装。方法：利用废弃的玉米秸秆粉碎化处理作为主要原材料，与淀粉胶黏剂充分混合，压制成缓冲纸板和缓冲纸盒。结果：设计出应用于陶瓷器具等易碎物品的缓冲包装，可有效避免陶瓷器具在流通环境和交易过程中的摩擦、碰撞等意外。构建属于绿色原生态植物纤维材料的新兴缓冲包装理念。结论：节约了木质类板材的损耗，保护森林树木资源；减少了不可降解工业塑料的使用；避免了大量秸秆燃烧产生粉尘黑烟等不利环境的污染；废物利用，秸秆变废为宝，弥补了包装材料的稀缺。满足人们的未来市场所需，是一款可循环再生的绿色瓷具缓冲包装设计。

    【关键词】绿色设计；玉米秸秆；陶瓷杯具缓冲包装；缓冲包装设计

    中图分类号：J527 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2016）03-0264-04

    随着节约资源和保护环境等国家技术经济政策的实施，产品的可再生和可循环利用成为人们关注的焦点。玉米秸秆缓冲包装开发设计在绿色设计上极具意义。绿色运输包装逐渐成为流通交易市场上的主体需求，一款性能优良、环境友好的包装设计更是成为更多简约人士的追求。陶瓷等器具销售市场前景良好，如何就运输途中更好的保护瓷器，开发设计一款绿色缓冲包装将具有广大的商业前景。

    一、设计的背景及意义

    我国是农业大国，近年来，随着科学技术的进步和农产品产量的不断增加，一些农作物的废弃物处理也随之成为了问题。其中，玉米秸秆的污染和浪费就是一个典型的例子。每年我国都会产生大量的玉米秸秆，虽然其中一部分可以用作畜牧业饲养的原料，但大部分的秸秆都是焚烧化处理。这种就地焚化方式使得每到秋冬之交，空气污染指数严重，农作物秸秆也成为了众矢之的。在当今提倡健康绿色未来的理念下，这种做法不仅浪费资源，更会造成环境污染。因此具有良好环境相容性的“环保缓冲包装材料”的研制与应用已成为21世纪的必然趋势[1]。本文中所介绍的瓷具缓冲包装是用农作物秸秆粉碎物和粘接剂作为原料，经混合、交联反应、发泡、浇铸、烘烤定型、自然干燥等工艺后，制成减震缓冲包装材料[2]。在材料成型包装方面，可模仿中国古代的榫接，以插片的形式连接，不再使用其他胶黏剂；可模塑成型，一体化造型；可开发研制植物纤维发泡法，贴合瓷器造型，结构巧妙。这些都是利于降低成型成本、运输成本、安装成本等的方式，是集资源型、实用性、艺术性、经济化为一体的新型缓冲包装设计，必将具有良好的社会效益。

    二、瓷具缓冲包装设计方法

    瓷具缓冲包装设计方法包括陶瓷器具性能分析、市场上常见瓷具类缓冲包装对比、玉米秸秆缓冲包装的具体工艺制作流程以及同类缓冲材料性能的部分参数。最后展示了适应于不同瓷具产品的成品效果。

    （一）陶瓷器具性能分析

    产品的性能主要是对设计对象进行特点分析。发现产品的性能缺点，才能了解产品的薄弱环节。

    我国是瓷具大国，以“瓷”为主的产品可谓种类繁多、争奇斗艳。从陶瓷的功能进行分类，有艺术陈列类瓷具、饮食厨卫类瓷具、化工纺织类瓷具等。所以，不同用途的各种功能陶瓷器具，自身的易损点和着重点都是截然不同的。就艺术陈列类瓷具分析，它们的呈现形态大多具有个性化和现代艺术气息，其易损点主要集中在一些张扬的艺术细节设计边缘，包装时就该着重关注此处结构，进行有效保护。而又如饮食厨卫类瓷具，大多符合人体工程学设计理念，边缘较圆润，整体较四方统一，包装时就该特别注重圆润处的保护，以免磕出棱角，影响瓷具产品的使用。

    （二）市场上常见瓷具类缓冲包装的对比

    缓冲包装旨在用较低的成本包装使产品在流通运输工程中获得较完善的保护。据调查发现，我国工业化仍处于产品生产超前产品包装的现状。瓷具的包装方式逐渐从简陋过渡到精美、从笨重发展到细致。以下是市场上常见的瓷具产品包装形式：

    （1）采用草绳或者塑料包装带等简易材料进行堆叠捆扎形式打包。打包方式较简便、成本低，但缺点是美观性较差、产品破损率高。草绳易断裂产生绳屑，污染环境，缓冲性能难以预测，已逐渐被淘汰；

    （2）利用瓦楞纸板或瓦楞纸箱作为外装物，内里衬上泡沫塑料或者瓦楞衬垫，对不同尺寸的产品进行固定打包。此方法为现在的主流缓冲包装方式，绿色环保。缺点是较浪费纸板，包装适用范围受局限，不能紧密贴合内装物，发生相对移动损伤内装物；

    （3）蜂窝纸板方式，与瓦楞纸板不同的是，内里做成适合于产品的孔穴状形式，对产品进行缓冲。采用蜂窝纸板材料不仅降低了包装成本，而且有助于提升该公司的品牌和形象，减少了“白色污染”，为外贸企业产品出口打开了一条“绿色通道”[3]。但是由于生产自动化程度低等工艺问题没有解决，所以尚在完善阶段。

    表一：常见陶瓷器具缓冲包装优缺点对比图

    （三）玉米秸秆缓冲材料工艺流程

    1.原料

    每年春秋月份，是玉米成熟的主要季节。在玉米收割后，对废弃的青（干）玉米秸秆进行粗挑，去除非植物纤维性垃圾。对剩下的玉米秸秆进行暴晒，除去大部分的植物水分，留下较干燥的秸秆原料。

    2.粉碎

    使用玉米秸秆粉碎机对秸秆原料进行一次性彻底粉碎，秸秆的长纤维在此步骤中迅速断裂，得到植物纤维较短的的玉米秸秆粉碎物，堆叠以便于后期的加工。

    3.粘结剂成型

    在玉米秸秆粉碎物中，按照适当配比，加入工业水溶性胶黏剂，然后进行均匀地搅拌，使得水溶性胶黏剂与秸秆粉碎物秸秆颗粒物呈现半固体状，然后通过工业设备制成缓冲纸板或者缓冲纸盒。制成的缓冲包装就可以被用于各式各样陶瓷器具的包装。

    （四）玉米秸秆板材料分析

    这种由植物纤维和淀粉胶黏剂混合的得到的缓冲纸板材料具有较好的性能参数。综合成本较低；防静电、防腐蚀能力均大于EPS发泡材料；防震隔震能力优于纸浆模塑。相较于纸浆模塑、EPS材料，对于陶瓷器具产品的包装适用范围更广。

    表二：常见瓷具缓冲材料性能参数对比

    三、设计特点

    一款好的瓷具缓冲包装，不仅需要具备优良的缓冲防震功能，减少陶瓷器具在运输和交易途中受到冲撞而损坏，更要加强环保意识，符合人们追求简约绿色生活、回归朴素自然的理念。所以，我们在设计瓷具的缓冲包装时，充分了解陶瓷在运输装卸时的脆弱性和交易时的美观性等可考虑因素，采用大量废弃的玉米秸秆为原材料，加以合理设计运用，力求做到环保和包装两不误。

    本次玉米秸秆瓷具缓冲包装很好的体现了缓冲包装设计的设计要素：

    （一）工艺性

    包装容器、缓冲包装设计方法等方面全面论述了现代包装力学的框架体系[4]。瓷具的缓冲包装，从早前的稻草捆扎包装发展到后来的木箱装运，直到后来的瓦楞纸板缓冲包装，逐步完善了对陶瓷器具的缓冲研究。在追求简洁轻便卫生的前提下，工业科技含量大大加强。当下的缓冲包装，先不管其工艺构成特点如何，适应企业工业化量产，同时又兼顾包装在基本意义上的艺术特殊性，成为了缓冲包装的核心组成要素。

    本次设计的玉米秸秆缓冲包装采用多种方式成型：

    （1）片状组合压制插片形式：a工艺上简单明了，简化了制作成型的步骤，短期内即可大批量生产；b插片式设计具有结构感，匠心独运地表现出新造型展现形式；c包装盒侧面楞向内折形成的凹槽富有曲线美，同时兼顾了外观形态；

    （2）几何模塑成型：根据不同陶瓷器具的几何外观尺寸，采用类似纸浆模塑的方式，热压脱模生产，玲珑有型；

    （3）植物纤维发泡：a生产工艺简单，无需多次发泡和冷却；b生产同数量的包装材料，纤维发泡比塑料发泡生产成本低廉。

    （二）功能实用性

    产品在流通过程中要经过装卸、搬运、运输和储存环节，其包装件要根据流通环境要求来设计[5]。随着现代审美艺术的逐步发展，陶瓷越来越受国内外人们的喜爱，陶瓷器具的流通量和流通广度在世界上是名列前茅的[6]。再者，瓷器的种类、尺寸、形状等也越来越多，对于瓷器包装方式的改革也呼之而出。好的缓冲包装设计不仅可以给瓷器提供安全可靠的保护方式，在缓冲材料的选择上也不再单方面地停留于棉絮、锯末、稻草等。

    以压制插片一套瓷杯为例简单介绍：

    通过压制而成的秸秆板材分别进行加工处理。缓冲包装内芯采用根据瓷杯大小的薄片，通过切口方式，进行穿插联接；盒身周围与盒盖通过对一套瓷杯的放置尺寸测量，在秸秆板材的内侧划痕，方便弯折成型，整体性强。研究表明，玉米秸秆缓冲包装盒侧面楞向内陷，形成凹槽，使包装边缘更加贴合内装物，防震缓冲性能好，能耐多次冲击，动态变形小，能有效减少瓷具在运输流通途中的摩擦碰撞，更好地固定瓷器，满足各类动态运输变化。

    外观整体图 内包装图

    （三）经济性

    包装业实施循环经济的模式，首先要通过科学指导下的优化设计和工艺创新，减少包装原料的使用量[7]。因此，缓冲材料如何在瓷具的流通过程中较好地进行抗震缓冲，同时又能节约资源保护环境、降低材料成本，这些是大众所关注的焦点。本次缓冲包装有如下优势：

    （1）原料选材来自大量废弃的玉米秸秆，成本较低，资源丰富，取材方便；

    （2）纸板采用插片、模塑。发泡等方式成型，无额外胶黏剂，降低了缓冲包装的成型成本；

    （3）结构简单理想，操作时可免去工具，降低安装成本；

    （4）片状纸板运输时体积较小，可节省运输空间，节约运输费用。

    压制插片法

    （四）环保性

    诚然，瓷器缓冲包装材料从一开始是为了保护陶瓷器具免受损坏而出现，但是发展到今天，一个越来越明显的现象出现了：人们对于瓷器包装的态度开始从单一的缓冲保护功能着眼于绿色环保性。一类对环境友好的瓷器缓冲包装成为后起之秀。本次研究设计的玉米秸秆瓷具缓冲包装的原料是植物性粗纤维和淀粉性胶黏剂，融于环境可自然降解，不会对环境造成污染和破坏。部分缓冲包装还可回收再生利用，粉碎后还可二次充当缓冲充填物，解决了秸秆最终去向的后顾之忧。

    四、应用前景

    随着实用设计感的理念日渐人心，缓冲包装的外表设计更趋于艺术化，材质结构也更加丰富。他们已不再单纯地被认为是运输途中的“护花使者”，在陶瓷器具的销售和商品价值上，已经开始展现自己独特的魅力。同时，由于缓冲包装的巧妙结合，陶瓷器具等的脆弱包装物已然展现出运输轻巧的一面，必将拥有良好的商业应用前景。

    模塑法 纤维发泡法

    五、结束语

    玉米秸秆瓷具缓冲材料可以就地取材，采用最简化的工艺方式和新技术对旧材料进行合理的改造运用，大大降低了包装成本。与其他缓冲包装材料相比，减少了森林资源的供需，减少塑料制品的使用，保护了环境，同时，增加了粗植纤维的综合利用性，增加了产品的经济价值。

    参考文献：

    [1]张绍华.绿色包装工业和环境保护协调发展的最佳途径[J].中国包装，2001（1）.

    [2]王高升，邵文泉，王丽，张力.农作物秸秆缓冲包装材料的研制[J].包装工程，2001，22（6）：16-19.

    [3]叶柏彰.我国蜂窝纸板产业现状分析[J].株州工学院学报，2003（2）.

    [4]王志伟.现代包装力学[J].包装工程，2002，23

    （1）：1-5.

    [5]彭国勋.物流运输包装设计[M].北京：印刷工业出版社，2006.

    [6]张咸镇.陶瓷运输包装浅析[J].中国包装，1986（02）.

    [7]王振林.包装系统工程[J].包装工程，2005，26（50）：

    2-4.