緩沖材料主要有塑料緩沖材料和紙制緩沖材料兩大類。塑料緩沖材料一般為經過發泡處理的合成樹脂，主要包括發泡聚乙烯（EPE）、發泡聚苯乙烯（EPS）、聚氨酯（PU）等發泡塑料和氣墊塑料薄膜，這些材料對環境有相當程度的影響，不易回收利用，不利于可持續發展和我國所倡導的和諧社會理念。紙質緩沖材料是近來國際上發展非常迅速的新一代綠色環保類材料，其生產原料主要為紙漿以及相關的加工助劑，是一種輕質、高緩沖性的彈性材料。這種材料相對于泡沫材料，能夠全部降解，環保性能優良，是一種廣為關注的代木代塑新材料，在家電包裝中得到了廣泛關注。
家電產品中洗衣機的傳統緩沖包裝由發泡塑料制成的頂蓋、底襯墊和鑲條組成。洗衣機主體通過底部金屬固定圈固定于泡沫底襯墊上，泡沫頂蓋放置在洗衣機主體的上面，泡沫底襯墊和頂蓋之間使用塑料緩沖材料連接。塑料緩沖包裝襯墊根據洗衣機底部金屬固定圈以及底部外殼形狀制成，用于固定洗衣機主體，確保洗衣機在運輸過程中不發生移動，同時還具有一定的緩沖作用。
目前，洗衣機包裝多采用塑料緩沖材料，不能再生，也不轉化降解，而且體積較大，給回收運輸造成了困難。隨著人們環保意識的不斷增強，發泡塑料緩沖包裝襯墊已不能適應低碳環保的包裝要求。目前市場上采用的紙質緩沖包裝襯墊，大多數是將蜂窩紙板經特殊的沖壓設備和模具沖壓而成。但是單的蜂窩紙板產品的側壓強度隨著孔徑的增大而減小，不能可靠地固定洗衣機產品，而且此種紙質緩沖包裝襯墊既不美觀，防水性能也差，長時間堆碼存放容易傾斜。
針對紙質緩沖包裝襯墊的應用現狀，并根據洗衣機產品的包裝要求，通過將瓦楞紙板和蜂窩紙板組合，并以實現工業化生產為目標，設計了一種新型紙質緩沖包裝襯墊，并提出了它的機械化生產線方案。
1襯墊的總體結構及性能要求1.1總體結構針對目前市場上紙質緩沖包裝襯墊的不足，采取瓦楞紙板和蜂窩紙板聯用的形式，紙質緩沖包裝襯墊包括襯墊骨架和粘結在襯墊骨架上的緩沖體，塑料件粘結嵌入在襯墊底板上，其中的襯墊骨架由瓦楞紙板折疊而成，緩沖體由蜂窩紙板粘結而成。本產品以瓦楞紙板作為底托、定位板和插板，以塊狀及條狀蜂窩組件作為緩沖材料，中間通過塑料件嵌入粘合在塊狀蜂板上，大大提高了紙質緩沖包裝襯墊的緩沖強度和抗震性能。并采用了有利于機械化生產的架構設計，便于機械化生產。紙質緩沖包裝襯墊見。
1.瓦楞底托；2.定位瓦楞紙板；3.蜂窩底板左板；4.蜂窩底板；5.蜂窩底板前板；6.蜂窩底板右板；7.塑料件；8.蜂窩底板后板紙質緩沖包裝襯墊由可看出，該緩沖包裝襯墊主要由瓦楞紙板、蜂窩板和塑料件組成，主要成型方式為粘膠固定、嵌入和折疊等。裁切好的瓦楞紙板和蜂窩紙板之間為白乳膠粘合固定，塑料件與蜂窩底板之間為嵌入和膠結固定，蜂窩紙板塊和條之間為白乳膠粘合固定。
瓦楞底托的外側則采用輥涂的方式涂覆一層防水劑。
紙板防水劑能明顯改善紙板的耐水性，當水長時間落于紙板時，不會因沾濕而成水滴，能防止水分浸透紙板，起到超防水、超疏水效果。
1.2性能要求為了保證紙質緩沖包裝襯墊在物流運輸過程中能夠起到良好的保護作用，需要測試帶有洗衣機的紙質緩沖包裝襯墊的機械性能（跌落和振動）和防潮性能。本紙質緩沖包裝襯墊經過杭州松下家用電器公司檢測檢驗，可以達到以下規定的項目。
跌落性能。將洗衣機放置于以上所述的紙質緩沖包裝襯墊上，打包包裝好，連續經過45mm高度的角跌落，60mm高度的兩側楞跌落，45mm高度的兩側面跌落以及60mm高度的面跌落，洗衣機無變形和破損，洗衣機表面無劃痕。
振動性能。在100Hz連續振動條件下，連續振動40h，洗衣機均無變形，鎖緊件無松動，洗衣機吊桿等易碎部件無破碎，洗衣機底部無劃痕。
堆碼性能。將打包包裝好的洗衣機放置于之上所述的紙質緩沖包裝襯墊上，在洗衣機包裝箱的頂部垂直分散施加60kg壓力，洗衣機包裝箱高度變化不大于3mm.防潮性能。滿足ISZ1537-1995要求，即當水短時間落于其上時，不會因沾濕而成水滴，能防止水浸透紙板。
2生產設備的工藝流程及關鍵機構設計2.1加工工藝流程分析根據上文紙制緩沖包裝襯墊結構和性能的分析，可確定紙制緩沖包裝襯墊的成型方式為：瓦楞底托經搖翼折疊粘合成型，蜂窩底板膠粘固定在瓦楞底托上，蜂窩左板、右板、后板和定位板膠結固定在蜂窩底板上，塑料件部分嵌入蜂窩底板，并膠結固定在蜂窩底板上。基于其結構形式和成型方式的特點，確定該紙質緩沖包裝襯墊的工藝原理。根據紙質緩沖包裝撐條的結構設計，其加工過程可以分為瓦楞底托輸送、涂膠，蜂窩塊條移置、粘合，緩沖包裝襯墊自動成型，塑料件移置、粘結等步驟，具體過程見。
該紙質緩沖包裝襯墊的加工工藝流程大致如下：（1）在襯墊底托盒坯上表面指定位置涂膠；（2）蜂窩底板和蜂窩前板通過各自的物料供送機構和移置紙質緩沖包裝襯墊加工工藝原理機構，分別粘合固定在底托盒坯的相應位置；（3）在蜂窩底板上表面的指定位置涂膠；（4）蜂窩后板和蜂窩左右板通過各自的物料供送機構和移置機構，分別粘合固定在蜂窩底板的相應位置；（5）緩沖包裝襯墊進入成型工位，通過底托成型機將襯墊底托成型；（6）在蜂窩底板上表面的指定位置涂膠；（7）瓦楞定位板和塑料件通過各自的物料供送機構和移置機構，分別粘合固定在蜂窩底板的相應位置。
為了實現上述工藝路線，同時保證各個設計要素的獨立性，本設備須要包含如下子系統：物料供送系統、物料移置系統、涂膠系統、底托成型系統、輸送鏈板系統等。
由上述工藝路線可以看出，要實現系統功能，整條生產設備設計必須合理，各工位除其機械結構安全可靠外，還必須實現機電一體化，各工位之間在控制子系統的作用下相互配合，協調動作。
根據行業現狀和生產設備，確定本系統的基本參數如下：適用物料為紙質緩沖包裝襯墊；操作工人數量為1名；生產能力為每分鐘1015個；工作時間為每天8h；年工作日為300d；年生產量為200萬個。
2.2關鍵機構瓦楞底托成型機構的設計根據基本參數，要達到1015個/mm的生產能力，則設計生產能力應該在12個以上，平均每個5s.瓦楞底托成型系統要完成施膠，瓦楞底托的折疊，襟片的粘合、保壓幾個動作，無疑成為整條生產線的瓶頸工序，故紙質緩沖包裝襯墊的瓦楞底托成型系統為本生產線的關鍵子系統，其每個機構的結構設計以及動作的協調配合尤其重要。
2.2.1成型工藝及結構組成紙制緩沖包裝襯墊加工到底托成型時，見，蜂窩底板和前板已經粘合在底托上，而蜂窩后板和左右板粘合固定在蜂窩底板上。底托盒坯為一塊已經模切壓痕好的瓦楞紙板，底托成型即底托盒坯搖翼折起以及其襟片分別粘合成型的過程。
根據該類型盒坯的結構形式特點，可確定其成型工藝為：將紙質緩沖包裝襯墊置于自動成型機的成型模具上，在瓦楞底板4角的襟片處進行施膠處理，在蜂窩紙板上表面垂直向下加壓，其搖翼以及粘貼襟片通過模具在下壓過程中先后按順序折起，粘貼襟片分別粘合，下壓到模具最底部時，底托成型完成。
經瓦楞底托成型機成型工藝分析可知，成型機主要由涂膠設備、推送機構和成型機構3部分組成。涂膠設備負責在底托盒坯襟片處施加膠水，推送機構負責完成將襯墊送進與送出成型工位的動作，而成型機構負責完成將襯墊底托加工成型的工序。緩沖包裝襯墊底托的整個成型時間為5s. 2.2.2涂膠機構紙質緩沖包裝襯墊瓦楞底托成型時間短，所使用的膠水須要具有粘結強度高、固化速度快的特性。綜合其工藝要求、企業利益和人性化設計原則等因素，成型機采用包裝用熱溶膠，配以相對應的熱熔膠膠機。
熱熔膠機的結構通常包括熔缸、齒輪泵、分岐座、輸膠喉管、槍體、電控制系統和外罩殼等部件。熱熔膠放入熔缸進行加溫預熱，當熔缸預熱到135°C（可自由設定）便接通自動跟蹤箱電源。當所有的溫控點達到預設定溫度后便開始工作。啟動或自動馬達，熱熔膠經過齒輪泵作用泵出熔缸，經過濾網通過回流閥輸出，再經過保溫管進入槍體，達到噴膠涂膠的目的。
根據紙質緩沖包裝襯墊的成型工藝以及熱熔膠機的結構特點，可選擇無錫冉信熱熔膠機械設備有限公司生產的噴膠機設備，在紙質緩沖包裝襯墊4個襟1.機架；2.復位彈簧；3.升降底座；4.皮帶；5.輥輪；6.襟片擋塊；7.導槽成型機構的成型組件Fig.片處分別配備有4個槍體，獨立噴膠。
2.2.3成型機構基于襯墊底托的成型工藝分析，成型機的成型機構由提供壓力的壓板組件和使襯墊底托的搖翼及襟片按順序折起和粘合的成型組件組成。
壓板組件的功能主要是提供底托成型壓力，并且使折起的襟片下壓至正確位置。按要求設計的成型機構壓板組件見。
1.壓板；2.支座；3.導桿；4.升降氣缸；5.保壓氣缸；6.保壓推板；7.氣缸；8.推板成型機構壓板組件Fig.升降氣缸3上端固定在成型機機架上，下端連接支座2，導桿3在壓板組件升降時起到導向的作用。壓板組件的工作原理為：升降氣缸4驅動支座2下降，通過固定在支座2上的5個壓板1下壓襯墊，使其在成型組件上逐漸成型，同時支座2上的氣缸7驅動推板8將折起的襟片下壓至正確位置，同時保壓氣缸5驅動保壓推板6將襟片與底托瓦楞紙板壓實保壓，保壓3s后壓板組件復位，取出緩沖包裝襯墊。
成型組件的功能主要是借助壓板組件的下壓力，并通過成型組件各個部件，將襯墊底托的各個搖翼和襟片按順序分別折起和粘合，最后使襯墊底托完全成型。按要求設計的成型機構成型組件見。
升降底座3通過其底部6根導桿和復位彈簧2與成型機機架1連接，升降底座3上的2個皮帶4為工作平面，且其四周分別布置著一組輥輪5和一個襟片擋塊6，圖中7為襯墊的導槽。成型組件的工作原理為：置于工作平面皮帶4上的襯墊底托在壓力組件的壓力作用下，隨著升降底座3逐漸下降并壓縮復位彈簧2，底托的襟片首先被擋塊6逐漸折彎，同時其搖翼分別隨輥輪的轉動而折起，當升降底座3下降至最底部時，底托的搖翼和襟片都完全折起并且分別粘合，壓力組件復位，升降底座3在復位彈簧2的作用下上升至初始位置。
2.2.4底托成型機構工作循環該系統的執行機構由襟片推板、壓板和保壓推板組成，所述的執行結構均由單行程氣缸進行驅動。
為了減少不必要的等待時間，提高生產效率，合理安排各執行機構的動作順序也很重要。根據各動作的配合要求，繪制出系統各執行機構的工作循環圖，見。
3結語研究的新型紙質緩沖包裝襯墊由瓦楞紙板、蜂窩紙板和塑膠件組成，具有良好的緩沖性能。通過對紙質緩沖包裝襯墊加工工藝的分析，確定了加工過程所涉及到的子系統，并對其中紙質緩沖包裝襯墊底托成型系統進行了機構設計。該底托成型樣品機的實際生產能力為每分鐘1015個，可基本滿足緩沖包裝襯墊的實際生產需要。
