1 背景

1.1 行业现状及政策

快递业近年来呈飞速发展态势。国家邮政局最新数据显示，2017年全国快递业务完成401亿件，同比增长28%，连续四年稳居世界第一。而数字显示，中国每年完成的快递件数还在以100亿件左右的速度增长。国家继续秉持着“绿色、创新、开放、协调、共享”的五大发展理念。

1.2 资源浪费与环境污染问题

国家郵政局发布的《2017中国快递领域绿色包装发展现状及趋势报告》显示快递包装2017年产生800万t垃圾。其中，全国每年因快递包装过度浪费的瓦楞纸板大约有18.2万t，相当于1547hm2森林。总体而言，快递垃圾回收率小于20%，填充物回收率几乎为0，造成了巨大的资源浪费。快递包装垃圾污染态势加剧。以消耗量增长最快的快递包装塑料袋为例，其材质大多是低密度聚乙烯，含有塑化剂、阻燃剂等有害物质，焚烧时会产生二噁英，严重影响人体健康，造成大气污染；而封箱胶带的主要材料是聚氯乙烯，如果埋在土里，100年也降解不了。

2 新型环保快递包装设计亮点

2.1 绿色降解

我们采用新型绿色蜂窝纸板与纸浆模塑技术，设计出“零胶带”蜂窝纸板包装箱。材料方面，六边形蜂窝纸板根据自然界蜂巢的结构原理制作而成，用料省，成本低，强度高，不易变形，抗冲击性好。纸浆模塑采用再生纸黏合，它以废纸为原料，来源广泛，可回收利用。设计方面，它通过纸板之间的压制卡顿固定，并且用快递单作为封条，完全摆脱了胶带的束缚。图1是包装的平面展开图。图2是包装的工程图，图3是包装的折叠过程图。

2.2 循环利用

通过测试纸箱的承压性能和弹性性能，突出反映了蜂窝纸板包装箱的高质量，可循环次数达7～10次。

（1）空箱抗压测试。压力实验机上均匀施加压力至箱体破损时的最大负荷及变形量。

图4是厚度为20mm蜂窝纸板制成的纸箱压力—变形曲线。从结果可以看出此纸箱的最大承载能力为3880N。当压力>1000N时纸箱迅速变形。（2）纸箱对比测试。图5和图6分别为单层瓦楞纸板和双层蜂窝胞壁“弹性模量与相对湿度”“屈服强度与相对湿度”的关系。从图中可以看出在相同湿度下，双层蜂窝胞壁的弹性、屈服强度都要优于单层瓦楞纸板。

2.3 人文情怀

在包装盒上印刷城市绿光LOGO，使整套设计呈现出系统性，简洁而独特。设置个人留言区，印一句箴言警句，不同的纸箱句子可以不同。图7为LOGO。

2.4 市场前景

采用调查问卷法，共收回151份有效问卷。图8反映出约91%的被调查者愿意为绿色埋单，这有力地支撑了“新型环保快递包装的市场前景广阔”的结论。

3 材料优选

采用软件建模法，利用Matlab软件科学地分析出样本中最优质的塑料替代材料，并力求降低成本。

我们通过收集聚丙烯（PP），纤维素，聚己内酯（PCL），聚乙烯醇（PVA），聚乳酸（PLA）这五种材料的物理化学数据，来进行主成分分析。首先我们对于数据进行了初步的处理，剔除缺失值，并将一些给出区间范围的数据改为区间中点值，这时我们的数据就变成了5*7的矩阵，接着观察到由于各个物理化学性质的量纲不同，我们做了去量纲的归一化处理，公式如下：

其中X1代表密度，X2代表脆化温度，X3代表比重，X4代表断裂伸长率，X5代表熔点，X6代表拉伸强度， X7代表热变形温度。下一步，这里选取了7个主成分，每个主成分都是7个指标的线性组合，将数据导入Matlab中进行主成分贡献率的计算，得出的贡献率如表2。

其中Comp5，6，7的系数与前几个主成分的系数相差了几个数量级，我们在这里忽略后面的主成分的影响。

最后一步带入数据计算每个材料的得分，我们得到如下一个向量：

（60.01983921 25.06672884 72.02105116 16.72261556 43.64997608）

可以看出得分最高的是聚己内酯（PCL），而且比得分第二高的聚丙烯高出了20%，得分最低的是聚乙烯醇材料。

参考文献

[1]陈莹燕.可持续发展理念下快递包装的创新设计[J].包装工程，2014，35（24）：10-12+26.

[2]杨丽辉，覃京燕.复用型绿色快递包装设计理念探究[J].包装工程，2016，37（10）：39-42.

[3]王嬿舒.快递包装的便利性设计思考[J].包装学报，2016，8（4）：106.

[4]冯梦珂，曹国荣，程玲，付亚波.快递包装的现状与绿色化[J].北京印刷学院学报，2016，24（02）：22-25.

[5]路永华.快递包装现状及影响因素调查研究[J].价值工程，2016，35（08）：215-217.