植物秸秆包装容器造型设计研究

【摘要】： 目前,世界各国对绿色包装材料和包装造型设计进行积极探索,我国包装行业也进入新的发展时期。本文基于可持续发展的绿色包装设计理念,对植物秸秆包装容器造型设计进行深入研究,解决植物秸秆包装容器的干法成型技术,通过对物料特性及对热压干法成型机理的研究,给出成型工艺参数和工艺配方,完善造型设计。 将艺术设计理论方法与木材科学、包装技术相结合,设计开发植物秸秆包装容器造型。将形态变化规律和造型设计方法应用于植物秸秆包装容器造型设计,探寻植物秸秆包装容器造型设计成型的可应用性,构建包装造型、结构、材料、工艺融合的系统体系。进行植物秸秆包装容器绿色产品设计和研发,以科技创新实现包装设计和包装生产绿色化。 研究包装容器成型过程的影响因素。包括秸秆的成分和碎料粒度、施胶量、成型温度、成型压力、成型时间、性能(防水、防油、防醇等),以及成型工艺参数的影响,探索合理的工作压力、温度及工业化生产控制参数,达到包装要求的强度、刚度等标准的要求。研究以秸秆碎料为原材料,添加绿色助剂,设计生产壁厚均匀、致密、表面光洁的植物秸秆包装容器,满足绿色、环保、可降解的性能要求。 对干法成型机理、各种助剂和工艺技术进行实验研究。通过单因素实验对初选的几种绿色助剂进行实验分析,找出各添加剂对包装容器使用性能的影响规律。通过实验确定植物秸秆包装容器成型的主要影响因素及其取值范围,用正交实验对实验的结果进行极差分析,得出最佳成型工艺参数。 通过材料性能测试和压缩性能测试实验,探讨力学性能对植物秸秆包装容器造型的影响。利用有限元软件对包装容器进行仿真分析,完善植物秸秆包装容器结构设计,为包装容器结构改进和模具的开发提供借鉴。 本文在理论创新和应用创新方面取得成果。将植物秸秆包装容器造型设计所涉及的材料科学理论、包装工程理论、艺术设计理论相结合,形成不同学科交叉融合的理论创新体系;按照造型与工艺、材料紧密结合的原则,以植物秸秆为基础原料,添加可降解绿色助剂,利用高温高压的方式干法生产植物秸秆包装容器。 对植物秸秆包装容器造型形态、成型工艺及降解特性研究,探寻包装造型的设计创新变化的思路。充分利用我国丰富的秸秆资源,指导生产实践,推广应用绿色包装容器,促进我国包装产业进一步发展。 【关键词】：包装容器 造型设计 植物秸秆 干法成型
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB482
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景11-14
• 1.1.1 包装工业现状及存在问题11
• 1.1.2 包装工业发展战略11-13
• 1.1.3 包装容器设计的现状及发展趋势13-14
• 1.2 研究目的和意义14-16
• 1.2.1 研究目的14-15
• 1.2.2 研究意义15-16
• 1.3 国内外相关研究16-20
• 1.3.1 文献综述16-20
• 1.3.2 研究存在的主要问题20
• 1.4 研究内容与方法20-23
• 1.4.1 研究的主要内容20-22
• 1.4.2 研究方法22-23
• 2 植物秸秆包装容器造型与结构设计23-39
• 2.1 包装容器造型艺术设计理论23-30
• 2.1.1 包装容器造型的形态23-27
• 2.1.2 包装容器造型形态设计方法27-29
• 2.1.3 包装造型设计与美学评价29-30
• 2.2 植物秸秆包装容器结构设计30-36
• 2.2.1 植物秸秆包装容器结构设计要求30-32
• 2.2.2 植物秸秆包装容器结构尺寸设计32-35
• 2.2.3 植物秸秆包装容器结构性能设计35-36
• 2.3 植物秸秆包装容器设计与开发36-38
• 2.3.1 植物秸秆包装容器造型绿色设计理念36
• 2.3.2 植物秸秆包装容器设计开发示例36-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 植物秸秆包装容器成型机理对造型的影响39-47
• 3.1 植物秸秆材料物性分析39-44
• 3.1.1 植物秸秆的组分39-42
• 3.1.2 秸秆特性42-44
• 3.2 秸秆容器的成型机理44-46
• 3.2.1 秸秆容器压力成型的黏结机制44-45
• 3.2.2 秸秆容器成型的粒子特性45
• 3.2.3 秸秆容器高压成型的化学成分变化45-46
• 3.3 本章小结46-47
• 4 植物秸秆包装容器成型工艺及主要参数对造型的影响47-80
• 4.1 植物秸秆包装容器工艺配方实验47-61
• 4.1.1 实验设备与材料47-48
• 4.1.2 植物秸秆包装容器加工工艺流程及要点48-49
• 4.1.3 配方工艺研究49-58
• 4.1.4 影响植物秸秆包装容器成型的因素分析58-61
• 4.2 植物秸秆包装容器力学性能对造型的影响61-71
• 4.2.1 包装容器力学实验材料与设备61-63
• 4.2.2 植物秸秆包装容器材料的拉伸实验63-65
• 4.2.3 植物秸秆包装容器压缩实验65-71
• 4.3 实验方案优化71-79
• 4.3.1 植物秸秆包装容器配方参数优化71-73
• 4.3.2 植物秸秆包装容器成型工艺参数优化73-79
• 4.4 本章小结79-80
• 5 植物秸秆包装容器造型设计有限元分析与应用80-92
• 5.1 植物秸秆包装容器设计与有限元分析法80-82
• 5.1.1 有限元软件在包装容器造型设计中的应用80-81
• 5.1.2 包装容器造型有限元分析思路81-82
• 5.2 秸秆包装容器造型有限元比较分析82-86
• 5.2.1 容器造型有限元建立过程82-84
• 5.2.2 容器造型有限元结果比较分析84-86
• 5.3 秸秆包装容器造型有限元模拟实验86-90
• 5.4 植物秸秆包装容器的创新设计90-91
• 5.5 本章小结91-92
• 结论92-94
• 参考文献94-100
• 攻读学位期间发表的学术论文100-101
• 致谢101-102

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