玉米秸稈瓷具緩沖包裝設計

宣慧玉++陳玲江

【摘 要】目的：針對農作物豐收后廢棄的大量秸稈無法合理處置問題，為避免對環境造成污染，對其進行設計加工，成為陶瓷器具的綠色緩沖包裝。方法：利用廢棄的玉米秸稈粉碎化處理作為主要原材料，與淀粉膠黏劑充分混合，壓制成緩沖紙板和緩沖紙盒。結果：設計出應用于陶瓷器具等易碎物品的緩沖包裝，可有效避免陶瓷器具在流通環境和交易過程中的摩擦、碰撞等意外。構建屬于綠色原生態植物纖維材料的新興緩沖包裝理念。結論：節約了木質類板材的損耗，保護森林樹木資源；減少了不可降解工業塑料的使用；避免了大量秸稈燃燒產生粉塵黑煙等不利環境的污染；廢物利用，秸稈變廢為寶，彌補了包裝材料的稀缺。滿足人們的未來市場所需，是一款可循環再生的綠色瓷具緩沖包裝設計。

【關鍵詞】綠色設計；玉米秸稈；陶瓷杯具緩沖包裝；緩沖包裝設計

中圖分類號：J527 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2016）03-0264-04

隨著節約資源和保護環境等國家技術經濟政策的實施，產品的可再生和可循環利用成為人們關注的焦點。玉米秸稈緩沖包裝開發設計在綠色設計上極具意義。綠色運輸包裝逐漸成為流通交易市場上的主體需求，一款性能優良、環境友好的包裝設計更是成為更多簡約人士的追求。陶瓷等器具銷售市場前景良好，如何就運輸途中更好的保護瓷器，開發設計一款綠色緩沖包裝將具有廣大的商業前景。

一、設計的背景及意義

我國是農業大國，近年來，隨著科學技術的進步和農產品產量的不斷增加，一些農作物的廢棄物處理也隨之成為了問題。其中，玉米秸稈的污染和浪費就是一個典型的例子。每年我國都會產生大量的玉米秸稈，雖然其中一部分可以用作畜牧業飼養的原料，但大部分的秸稈都是焚燒化處理。這種就地焚化方式使得每到秋冬之交，空氣污染指數嚴重，農作物秸稈也成為了眾矢之的。在當今提倡健康綠色未來的理念下，這種做法不僅浪費資源，更會造成環境污染。因此具有良好環境相容性的“環保緩沖包裝材料”的研制與應用已成為21世紀的必然趨勢[1]。本文中所介紹的瓷具緩沖包裝是用農作物秸稈粉碎物和粘接劑作為原料，經混合、交聯反應、發泡、澆鑄、烘烤定型、自然干燥等工藝后，制成減震緩沖包裝材料[2]。在材料成型包裝方面，可模仿中國古代的榫接，以插片的形式連接，不再使用其他膠黏劑；可模塑成型，一體化造型；可開發研制植物纖維發泡法，貼合瓷器造型，結構巧妙。這些都是利于降低成型成本、運輸成本、安裝成本等的方式，是集資源型、實用性、藝術性、經濟化為一體的新型緩沖包裝設計，必將具有良好的社會效益。

二、瓷具緩沖包裝設計方法

瓷具緩沖包裝設計方法包括陶瓷器具性能分析、市場上常見瓷具類緩沖包裝對比、玉米秸稈緩沖包裝的具體工藝制作流程以及同類緩沖材料性能的部分參數。最后展示了適應于不同瓷具產品的成品效果。

（一）陶瓷器具性能分析

產品的性能主要是對設計對象進行特點分析。發現產品的性能缺點，才能了解產品的薄弱環節。

我國是瓷具大國，以“瓷”為主的產品可謂種類繁多、爭奇斗艷。從陶瓷的功能進行分類，有藝術陳列類瓷具、飲食廚衛類瓷具、化工紡織類瓷具等。所以，不同用途的各種功能陶瓷器具，自身的易損點和著重點都是截然不同的。就藝術陳列類瓷具分析，它們的呈現形態大多具有個性化和現代藝術氣息，其易損點主要集中在一些張揚的藝術細節設計邊緣，包裝時就該著重關注此處結構，進行有效保護。而又如飲食廚衛類瓷具，大多符合人體工程學設計理念，邊緣較圓潤，整體較四方統一，包裝時就該特別注重圓潤處的保護，以免磕出棱角，影響瓷具產品的使用。

（二）市場上常見瓷具類緩沖包裝的對比

緩沖包裝旨在用較低的成本包裝使產品在流通運輸工程中獲得較完善的保護。據調查發現，我國工業化仍處于產品生產超前產品包裝的現狀。瓷具的包裝方式逐漸從簡陋過渡到精美、從笨重發展到細致。以下是市場上常見的瓷具產品包裝形式：

（1）采用草繩或者塑料包裝帶等簡易材料進行堆疊捆扎形式打包。打包方式較簡便、成本低，但缺點是美觀性較差、產品破損率高。草繩易斷裂產生繩屑，污染環境，緩沖性能難以預測，已逐漸被淘汰；

（2）利用瓦楞紙板或瓦楞紙箱作為外裝物，內里襯上泡沫塑料或者瓦楞襯墊，對不同尺寸的產品進行固定打包。此方法為現在的主流緩沖包裝方式，綠色環保。缺點是較浪費紙板，包裝適用范圍受局限，不能緊密貼合內裝物，發生相對移動損傷內裝物；

（3）蜂窩紙板方式，與瓦楞紙板不同的是，內里做成適合于產品的孔穴狀形式，對產品進行緩沖。采用蜂窩紙板材料不僅降低了包裝成本，而且有助于提升該公司的品牌和形象，減少了“白色污染”，為外貿企業產品出口打開了一條“綠色通道”[3]。但是由于生產自動化程度低等工藝問題沒有解決，所以尚在完善階段。

表一：常見陶瓷器具緩沖包裝優缺點對比圖

（三）玉米秸稈緩沖材料工藝流程

1.原料

每年春秋月份，是玉米成熟的主要季節。在玉米收割后，對廢棄的青（干）玉米秸稈進行粗挑，去除非植物纖維性垃圾。對剩下的玉米秸稈進行暴曬，除去大部分的植物水分，留下較干燥的秸稈原料。

2.粉碎

使用玉米秸稈粉碎機對秸稈原料進行一次性徹底粉碎，秸稈的長纖維在此步驟中迅速斷裂，得到植物纖維較短的的玉米秸稈粉碎物，堆疊以便于后期的加工。

3.粘結劑成型

在玉米秸稈粉碎物中，按照適當配比，加入工業水溶性膠黏劑，然后進行均勻地攪拌，使得水溶性膠黏劑與秸稈粉碎物秸稈顆粒物呈現半固體狀，然后通過工業設備制成緩沖紙板或者緩沖紙盒。制成的緩沖包裝就可以被用于各式各樣陶瓷器具的包裝。

（四）玉米秸稈板材料分析

這種由植物纖維和淀粉膠黏劑混合的得到的緩沖紙板材料具有較好的性能參數。綜合成本較低；防靜電、防腐蝕能力均大于EPS發泡材料；防震隔震能力優于紙漿模塑。相較于紙漿模塑、EPS材料，對于陶瓷器具產品的包裝適用范圍更廣。

表二：常見瓷具緩沖材料性能參數對比

三、設計特點

一款好的瓷具緩沖包裝，不僅需要具備優良的緩沖防震功能，減少陶瓷器具在運輸和交易途中受到沖撞而損壞，更要加強環保意識，符合人們追求簡約綠色生活、回歸樸素自然的理念。所以，我們在設計瓷具的緩沖包裝時，充分了解陶瓷在運輸裝卸時的脆弱性和交易時的美觀性等可考慮因素，采用大量廢棄的玉米秸稈為原材料，加以合理設計運用，力求做到環保和包裝兩不誤。

本次玉米秸稈瓷具緩沖包裝很好的體現了緩沖包裝設計的設計要素：

（一）工藝性

包裝容器、緩沖包裝設計方法等方面全面論述了現代包裝力學的框架體系[4]。瓷具的緩沖包裝，從早前的稻草捆扎包裝發展到后來的木箱裝運，直到后來的瓦楞紙板緩沖包裝，逐步完善了對陶瓷器具的緩沖研究。在追求簡潔輕便衛生的前提下，工業科技含量大大加強。當下的緩沖包裝，先不管其工藝構成特點如何，適應企業工業化量產，同時又兼顧包裝在基本意義上的藝術特殊性，成為了緩沖包裝的核心組成要素。

本次設計的玉米秸稈緩沖包裝采用多種方式成型：

（1）片狀組合壓制插片形式：a工藝上簡單明了，簡化了制作成型的步驟，短期內即可大批量生產；b插片式設計具有結構感，匠心獨運地表現出新造型展現形式；c包裝盒側面楞向內折形成的凹槽富有曲線美，同時兼顧了外觀形態；

（2）幾何模塑成型：根據不同陶瓷器具的幾何外觀尺寸，采用類似紙漿模塑的方式，熱壓脫模生產，玲瓏有型；

（3）植物纖維發泡：a生產工藝簡單，無需多次發泡和冷卻；b生產同數量的包裝材料，纖維發泡比塑料發泡生產成本低廉。

（二）功能實用性

產品在流通過程中要經過裝卸、搬運、運輸和儲存環節，其包裝件要根據流通環境要求來設計[5]。隨著現代審美藝術的逐步發展，陶瓷越來越受國內外人們的喜愛，陶瓷器具的流通量和流通廣度在世界上是名列前茅的[6]。再者，瓷器的種類、尺寸、形狀等也越來越多，對于瓷器包裝方式的改革也呼之而出。好的緩沖包裝設計不僅可以給瓷器提供安全可靠的保護方式，在緩沖材料的選擇上也不再單方面地停留于棉絮、鋸末、稻草等。

以壓制插片一套瓷杯為例簡單介紹：

通過壓制而成的秸稈板材分別進行加工處理。緩沖包裝內芯采用根據瓷杯大小的薄片，通過切口方式，進行穿插聯接；盒身周圍與盒蓋通過對一套瓷杯的放置尺寸測量，在秸稈板材的內側劃痕，方便彎折成型，整體性強。研究表明，玉米秸稈緩沖包裝盒側面楞向內陷，形成凹槽，使包裝邊緣更加貼合內裝物，防震緩沖性能好，能耐多次沖擊，動態變形小，能有效減少瓷具在運輸流通途中的摩擦碰撞，更好地固定瓷器，滿足各類動態運輸變化。

外觀整體圖 內包裝圖

（三）經濟性

包裝業實施循環經濟的模式，首先要通過科學指導下的優化設計和工藝創新，減少包裝原料的使用量[7]。因此，緩沖材料如何在瓷具的流通過程中較好地進行抗震緩沖，同時又能節約資源保護環境、降低材料成本，這些是大眾所關注的焦點。本次緩沖包裝有如下優勢：

（1）原料選材來自大量廢棄的玉米秸稈，成本較低，資源豐富，取材方便；

（2）紙板采用插片、模塑。發泡等方式成型，無額外膠黏劑，降低了緩沖包裝的成型成本；

（3）結構簡單理想，操作時可免去工具，降低安裝成本；

（4）片狀紙板運輸時體積較小，可節省運輸空間，節約運輸費用。

壓制插片法

（四）環保性

誠然，瓷器緩沖包裝材料從一開始是為了保護陶瓷器具免受損壞而出現，但是發展到今天，一個越來越明顯的現象出現了：人們對于瓷器包裝的態度開始從單一的緩沖保護功能著眼于綠色環保性。一類對環境友好的瓷器緩沖包裝成為后起之秀。本次研究設計的玉米秸稈瓷具緩沖包裝的原料是植物性粗纖維和淀粉性膠黏劑，融于環境可自然降解，不會對環境造成污染和破壞。部分緩沖包裝還可回收再生利用，粉碎后還可二次充當緩沖充填物，解決了秸稈最終去向的后顧之憂。

四、應用前景

隨著實用設計感的理念日漸人心，緩沖包裝的外表設計更趨于藝術化，材質結構也更加豐富。他們已不再單純地被認為是運輸途中的“護花使者”，在陶瓷器具的銷售和商品價值上，已經開始展現自己獨特的魅力。同時，由于緩沖包裝的巧妙結合，陶瓷器具等的脆弱包裝物已然展現出運輸輕巧的一面，必將擁有良好的商業應用前景。

模塑法 纖維發泡法

五、結束語

玉米秸稈瓷具緩沖材料可以就地取材，采用最簡化的工藝方式和新技術對舊材料進行合理的改造運用，大大降低了包裝成本。與其他緩沖包裝材料相比，減少了森林資源的供需，減少塑料制品的使用，保護了環境，同時，增加了粗植纖維的綜合利用性，增加了產品的經濟價值。

參考文獻：

[1]張紹華.綠色包裝工業和環境保護協調發展的最佳途徑[J].中國包裝，2001（1）.

[2]王高升，邵文泉，王麗，張力.農作物秸稈緩沖包裝材料的研制[J].包裝工程，2001，22（6）：16-19.

[3]葉柏彰.我國蜂窩紙板產業現狀分析[J].株州工學院學報，2003（2）.

[4]王志偉.現代包裝力學[J].包裝工程，2002，23

（1）：1-5.

[5]彭國勛.物流運輸包裝設計[M].北京：印刷工業出版社，2006.

[6]張咸鎮.陶瓷運輸包裝淺析[J].中國包裝，1986（02）.

[7]王振林.包裝系統工程[J].包裝工程，2005，26（50）：

2-4.