包裝結構設計第一章

第一章緒論

第一節包裝結構設計

一、包裝結構

包裝結構指包裝設計產品的各個有形部分之間相互聯絡相互作用的技術方式。這些方式不僅包括包裝體各部分之間的關係，如包裝瓶體與封閉物的嚙合關係，摺疊紙盒各部的配合關係等，還包括包裝體與內裝物之間的作用關係，內包裝與外包裝的配合關係以及包裝系統與外界環境之間的關係。

廣義的包裝結構包括以下部分：

1．材料結構指材料的組合方式。例如wk－200·scp－150·wk－200cf瓦楞紙板的結構是雙面c楞，內外面紙為200g/㎡漂白牛皮漿箱紙板，瓦楞芯紙為150g/㎡半化學漿高強瓦楞紙。這種結構的瓦楞紙板適用於精美彩印水果運輸托盤箱。

再如opa/pe表示為一種兩層複合材料的結構，這種結構的包裝薄膜，不僅具有良好的阻隔性、強度、機械成型性或熱封效能，而且可以在不用剪刀的情況下用手撕出一條有限的開口，適宜包裝乳酪等食品。

2．工藝結構

工藝結構指為完成某一特定的保護性功能或目的而確定的包裝形式如緩衝包裝結構、防振包裝結構等。

3．容器結構

包裝容器結構是狹義的包裝結構，是本書的主要研究物件。

二、包裝結構設計

包裝結構設計指從科學原理出發，根據不同包裝材料、不同包裝容器的成型方式，以及包裝容器各部分的不同要求，對包裝的內、外構造所進行的設計。從設計的目的上主要解決科學性與技術性；從設計的功能上主要體現容裝性、保護性、方便性和「環境友好」性，同時與包裝造型和裝潢設計共同體現顯示性與陳列性。

1．科學性

要使包裝結構設計達到科學合理，不僅要運用數學、力學、機械學等自然科學的知識，而且要涉及經濟學、美學、心理學等社會科學的知識。

2．技術性

包裝結構必須充分考慮機械成型性，特別是現代技術條件下的機械成型性，例如在計算機控制高速全自動生產線或包裝線上，包裝結構要確保高速成型或高速灌裝而不會出現生產故障或產品質量下降。

但不容忽視，乙個創新的包裝結構可能孕育著一項創新的生產技術。

3．容裝性

包裝必須能夠可靠地容裝所規定的內裝物數量，不得有任何洩露或滲漏。

4．保護性

包裝必須保證內裝物在包裝產品的「生命週期」即經過一系列的裝卸、運輸、倉儲、陳列、銷售直至消費者在有效期限內啟用或使用時不被破壞。這裡既包括對內裝物的保護，也包括對包裝自身的保護。

5．方便性

在「人－包裝－產品－環境」系統中，「以人為本」的方便性作為反映現代包裝功能的標誌之一得到人們的廣泛重視。優秀的包裝設計要充分考慮人體的結構尺寸和人的生理與心理因素。設計輕巧，易於搬運的包裝，可以降低疲勞強度，減少野蠻裝卸；攜帶方便，易於執握的銷售包裝，又往往可以誘發消費者的購買慾，促進銷售。

所以，包裝必須要方便裝填（灌裝）、方便運輸、方便裝卸、方便堆碼、方便陳列、方便銷售、方便攜帶、方便開啟與再封、方便使用、方便處理等。

6．「環境友好性」

同樣，在「人－包裝－產品－環境」系統中，「環境友好」性也是反映現代包裝功能的標誌。國際社會越來越注意到包裝能夠減輕汙染和製造汙染的雙重作用，在經濟上走可持續發展的道路，而節省資源、保護環境是可持續發展的關鍵保證。包裝結構對於包裝的減量化、資源化和無害化能夠發揮重要作用。

7．顯示性

包裝必須具有明顯的辨別性，在琳琅滿目的市場貨架中以其自身顯著的特點使人們能夠迅速地辨別出來。

8．陳列性

包裝必須在充分顯現的前提下具有良好的展示效果，或者說具有理想的吸引力，以誘使消費者當場決策購買，或留有深刻印象以便以後購買。

第二節包裝結構設計在包裝工程中的地位

一、包裝結構設計的地位

由世界包裝組織（wpo）一年一度頒發的「世界之星」包裝大獎評獎標準如下：

·保護內裝物

·方便攜帶、裝填、封閉、開啟和再封

·銷售吸引力

·圖案設計

·必要的資訊

·產品的質量

·材料經濟性、成本降低、環境責任、可回用性

·結構新穎

·地域特色

·技術創新

以上標準充分顯示出包裝是乙個系統，包裝工程是一門系統科學，是由許多相互直接或間接聯絡的子系統，縱橫交織形成了包裝工程這一極其複雜、極其廣泛、多層次多級別的特大網狀開放系統。包裝工程可以簡化為由包裝設計、包裝材料、包裝機械和包裝工藝四個大的主要子系統組成，而包裝結構設計、包裝造型設計和包裝裝潢設計則同是包裝設計這一子系統內更深層次的子系統（圖1-1）。

圖1-1 包裝結構設計的地位

在wpo的評獎標準中，包裝結構不僅是極其重要的乙個方面，而且其本身及其材料、機械、工藝等方面在包裝實施過程中所依靠的科技水平，其蘊涵的保護、方便、銷售吸引力及資訊等功能，其對可持續發展戰略的貢獻都是非常關鍵的獲獎因素。

因此，作為包裝工程學科中的骨幹課程或分支，包裝結構設計除了與包裝造型設計和包裝裝潢設計具有同樣重要的地位之外，與包裝材料、包裝機械和包裝工藝也有十分密切的關係，而這些關係，又要受到成本經濟、市場競爭、法規標準、社會責任等外部環境條件的約束，例如日本一些著名企業在承擔推進3r，實現包裝減量化的社會責任時，減小包裝體積，降低容器壁厚，在功能不變的前提下採用合理使用紙板的結構設計（圖1-2）。

圖1-2 減少紙板用量的結構設計

（a）改進前的設計（b）改進後的設計

這些縱橫向的聯絡就構成了以包裝結構設計為中心的網狀系統——包裝工程。

二、包裝設計與材料、機械和工藝的關係

包裝設計是實現包裝功能目的的計畫，而包裝材料、包裝機械和包裝工藝則是計畫付諸實施的三個必要的前提和手段。從圖1-1可以看出，包裝設計是包裝工程的核心主導，包裝材料、包裝機械和包裝工藝是包裝工程的基礎。作為主導的包裝設計具有較大的靈活性，否則就不會具有特色或個性的包裝。

作為基礎的包裝材料、包裝機械和包裝工藝具有相對的穩定性，對於包裝設計具有一定的約束和限制，否則任何理想的包裝設計都會成為一種空中樓閣。但是，四者在外界「人－包裝－產品－環境」系統活力的激勵下，又不斷進步、發展和變化，一旦有乙個獲得突破，必將引起連鎖反應，牽扯其他發生深刻變化，推動整個包裝工程學科不斷發展、更新和完善。

圖1-3 耐熱耐壓pet飲料包裝瓶

(a)2件成型瓶 (b)1件成型瓶 (c)2段1件成型瓶

圖1-3為短短幾年間耐熱耐壓pet飲料包裝瓶的演變過程。2023年以前pet瓶底部為半球狀結構，其自立性依賴與之粘接的hdpe瓶託（圖1-3(a)），由於是用兩種不同材料製造的，**回用有一定困難。2023年瓶底結構設計成5足城堡形，1段工藝成型，提高了瓶體的自立能力，但瓶底厚度不均，接近中心部厚度過大，底部結晶化度低且變化幅度大，瓶體質量同2件成型瓶，但跌落強度，耐環境應力開裂性（escr）、防潮性與耐熱耐壓性均有所降低（圖1-3(b)）。

由於環境與資源的壓力，包裝減量化、資源化、無害化受到人們的廣泛重視，瓶體尤其是瓶底薄壁化結構設計擺在人們的面前。圖1-3(c)是近兩年面市的6足城堡形結構瓶底，採用2段成型工藝，即瓶體1次成型－瓶底區域性加熱－瓶底2次成型，較之1段成型，瓶底厚度均勻且普遍降低，結晶化度提高且變化幅度不大（圖1-4）。跌落強度、escr、防潮性與2件成型瓶相同，耐熱耐壓性提高。

特別值得注意的是瓶體質量比前二者降低17.3%，符合當代包裝的要求。

圖1-4 城堡形結構瓶底效能比較圖

(a)瓶底厚度 (b)瓶底結晶化度 (c)瓶底距**部位距離(㎜)

表1-1為1.5l耐熱耐壓pet瓶特性比較。

表1-11.5l耐熱耐壓pet瓶特性比較

注： stress cracking resistance

2. gas volume

三、包裝結構設計與造型設計、裝潢設計的關係

1．包裝造型設計

包裝造型指具有實用價值和美感作用的包裝外觀型體。包裝造型設計是運用美學法則（點、線、面、體等多種形態要素的規律）對包裝的立體外觀所進行的藝術設計。從設計目的上主要解決藝術性和心理性，從包裝功能上主要體現顯示性和陳列性。

2．包裝裝潢設計

包裝裝潢指具有媒介作用、資訊作用與**作用的包裝平面外觀，包括圖案、文字、商標、色彩及其排版方式。包裝裝潢設計是根據藝術思維運用藝術手段對包裝進行外觀的平面設計。

與包裝造型設計一樣，包裝裝潢設計並不是純藝術的勞動，它必須結合科學技術來進行。也就是說，要受到包裝材料，包裝機械與包裝工藝等條件的限制。這一點與包裝結構設計相同。

3．包裝結構設計與造型設計、裝潢設計的關係

（1）三者具有一定的關連性

包裝結構、造型與裝潢設計的關連性，指他們在包裝設計這一相對獨立的系統中，不是一般的堆砌而成，不能理解成為三個要素的簡單相加，而是相互聯絡相互作用的有機組合。例如，在摺疊紙盒的包裝設計中，決不是在其結構圖上隨意設計圖案、文字、商標等，而是要考慮裝潢的各個要素與結構的各個要素按一定方式的結合。

在插入蓋管式摺疊紙盒的結構設計中，粘合襟片與蓋板均連線在後板上，這樣成型後，紙盒接縫處在盒體後部，前視觀察不影響紙盒外觀造型，而蓋板由前向後開啟，便於消費者取裝或觀察內裝物。

在未考慮結構特點而進行的裝潢設計中，主要展示面（商品名稱、商標牌號及生產廠家名稱等）有可能設計在後板上，次要展示面（商品說明或外文牌號等）設計在前板上，這樣當前視觀察主要裝潢麵時，紙盒接縫處影響外觀，而蓋板由後向前開啟，不便於消費者取用。

最佳設計應該將主要展示面設計在前板，次要展示面設計在後板上。這樣的結合方式使結構、造型與裝潢巧妙地融為一體，整體設計沒有缺陷。

圖1-5 塑料瓶設計

(a)造型設計 (b)瓶蓋與瓶底結構 (c)結構設計

圖1-5(a)為一化妝品塑料包裝瓶的造型創意，圖1-5(b)在此基礎上考慮了瓶底結構及標準化瓶蓋結構，按照瓶重進行容量調整，根據成形性和強度分析進行形狀修正，從而完成了初步的結構設計。全部設計在計算機上進行。

（2）三者具有共同的目的性

如果把包裝設計看成乙個系統，他就是乙個有機的整體，整體性則是其最基本的特徵。包裝設計系統整體的特徵和功能不能歸結為結構、造型與裝潢設計三個子系統的特性和功能的總和，而是三者有機結合後的系統整體具有新的特性和新的功能。這些新的特性和新的功能是孤立的子系統所不具有的，而只有系統整體存在時才表現出來。

也就是說，三者有機結合成包裝設計後的整體功能大於其孤立狀態下的功能總和。

例如在上述摺疊紙盒包裝結構設計中，其結構具有容裝性和保護性，裝潢具有顯示性，造型具有陳列性，而當其前板與主要展示面結合一體時，就具有一種方便性，即暗示消費者按照習慣將蓋由前向後開啟，從而觀察內裝物，進一步確定購買動機和實施購買行為的新功能。

只有結構、造型與裝潢設計有機地結合起來，才能淋漓盡致地發揮包裝設計的全部功能和作用，換言之，三者間之所以需要緊密的有機聯絡，關鍵在於共同的功能目的，都是為了有效地實現包裝設計的功能和作用。其實質是物質功能與精神功能的有機結合，科學原理與美學原理的有機結合，技術工藝與藝術創意的有機結合。

包裝結構設計第一章

第一章塑料製品的結構設計

包裝結構設計

包裝結構設計

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