玩具包装衬垫的合理设计及运输安全测试二北京海绵床垫货车布料杆气动马达

玩具包装衬垫的合理设计及运输安全测试二

2．2 了解玩具结构特点确定易损部位

玩具与一般电子、机械产品不同，出于成本考虑，对于玩具本身材料强度、零件的加工精度要求不是很高；玩具品种繁多，形状各异，外形结构比较复杂，经常有一些不规则的构件，这就更容易在运输、装卸过程中产生零件松脱、局部裂纹等。因此，在进行玩具的包装设计时，一定要对玩具的主要功能和结构特点作详细的了解，找出最容易损坏的部位，测定玩具所能承受的最大冲击加速度，即玩具本身的脆值。玩具脆值的测试可以参照电子产品脆值的测试方法，利用冲击试验机或自由跌将朝向取代传统热固性发泡材料落实验机，测出玩具的破损边界曲线，确定脆值的大小。

2．3 选择包装材料设计包装结构

根据玩具的流通环境参数和脆值，来选择玩具的包装材料，设计合理的包装结构。玩具的外包装盒可以采用单层纸板或瓦楞纸板，对于一般的电动玩具，如果外壳形状比较规则，采用具有一定强度的纸板作包装即可。但是，考虑玩具本身的销售特点，顾客购买玩具时希望看到里边的具体产品，所以一般玩具的外包装盒都有较大的可视窗口，这样就降低了包装盒的强度。对于这类玩具，只要在包装盒内加上合适的衬垫，对盒体起一定的支撑作用，衬垫的厚度可以根据经验或简单的跌落实验，能够保护玩具不受损即可。而对于高档的电子玩具，内部衬垫的尺寸、形状、放置部位等则需经过计算、设计和测试。材料通常用泡沫塑料垫，衬垫厚度可以根据下列公式初步计算ASTM B611：

T=CH/G

式中：T为所需衬垫的厚度；H为跌落高度，取决于装卸环境，与被包装物的重量有关；G为被包装物的脆值，为重力加速度的倍数；c为衬垫材料的最小缓冲系数，与材料本身的特性有关。

一般说来，在装卸过程中可能产生的玩具的跌落，最容易引起玩具的损坏，因此，按照上面公式计算出的厚度，就是玩具在运输过程中经受跌落冲击而不受损所需衬垫的最小厚度[2)。

考虑实际流通中玩具包装后还要义马放入瓦楞纸箱集装运输，纸箱对玩具也有一定的保护作用，可以用计算得出的衬垫厚度再乘以一个小于1的系数K，对厚度值进行适当的调整。具体K值的大小要对瓦楞纸箱进行一系列的跌落测试，得到相关的经验数据。

衬垫的形状和施加的部位要视玩具的形状和结构而设计，可以采用上下结构和左右结构。例如车辆类玩具宜用左右垫结构，玩具机器人常用上下垫结构。衬垫与玩具的接触部位尽量选在比较平整的外壳表面，避开薄弱环节，如一些细小部件位置，联接内部易损零件的位置等，设计衬垫形状时，把这些位置悬空，避免直接受到外力的冲击。

现在提倡绿色包装，有些国家开始禁止使用泡沫塑料作包装材料，玩具外包装及内盒，要求印制“回收标志”以便消费者处理。如果从环保的角度考虑，可以用瓦楞纸板、纸浆模或其它可降解的材料代替泡沫塑料衬垫。据有关资料报道，一家公司最近开发的一种新型生物降解包装缓冲蒸汽锅炉材料(ECO-Foam)，其淀粉含量 40％，可生物降解成分60％，发泡倍率达30倍，密度为0．033g／cm3，可作为精密仪器仪表、高档电子产品的缓冲包装材料。英国一家公卧式拉力试验机的研制司生产出一种名为“FLEX-TRA”的纸卷，用再六氟化硫生纤维制成，可以回收再利用；废弃时能生物降解，不会对环境造成污染。这种纸卷上有很多小裂口，拉开后形成蜂窝状，能起到缓冲衬垫的作用。瓦楞纸板具有良好的缓冲性能，可根据玩具的外形折叠成任意形状，瓦楞纸板的缺点是在重压下芯纸容易产生永久变形，失去对内装物的保护作用。但考虑玩具与一般电子产品相比质量较轻，不会对纸板产生太大的压力。至于用几层瓦楞、衬垫结构如何设计，则需对各类型的瓦楞纸板作相应的缓冲性能测试，与泡沫塑料相比较，取得相同的保护效果。

2．4 模拟运输环境测试包装保护效果

包装设计完成以后，要根据玩具可能经历的运输环填，进行模拟试验。主要试验有：振动、跌落冲击、水平冲击等。振动试验是模拟运输过程中由于火车、汽车、轮船等运输工具的振动对玩具产生的影响。方法是把包装好的玩具放在机械振动台上，在一定的频率下振动20分钟，或者在0～50Hz范围内进行扫频振动，找出共振点，检验玩具是否有零件脱落、裂缝、元件损坏等。跌落冲击和水平冲击试验主要是模拟装卸中的跌落和运输工具起动、停止、紧急刹车等冲击状态下，包装对内装玩具的保护作用。一旦发生损坏情况，需要调整设计参数，重新设计包装。

3 结 语

高档电子玩具的包装与运输安全还没有引太阳能灯起业内人士的足够重视，随着玩具本身价值的提高，对它的包装会更趋科学和合理。

(文/新桂芳 仓诗建 王金变 天津科技大学)

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