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蜂窩板托盤的技術條件及生產工藝上


發布時間:2008-3-20 22:00:05    信息來源:江蘇省蘇州市明德包裝有限公司

摘 要:我國木材資源短缺,如何用其他環保再生材料代替木材包裝材料已成為一個亟待解決的新課題。蜂窩板正是一種新型的以紙代木的環保材料,具有質輕、抗壓、抗震性能好、可循環使用等優點。本文分析國內外代木包裝的現狀,闡述蜂窩板托盤的結構和物理性能,論證其制造托盤的可行性以及蜂窩板托盤的生產工藝,并就生產中的相關問題提出合理化建議

     關鍵詞:包裝材料 蜂窩板 木材 托盤 應用

  據統計,我國2003年木材進口量約12 316萬m3,進口原木、鋸材、人造板、木漿及紙和紙板耗匯約130億美元,僅次于石油、鋼鐵,而且依然呈上升趨勢L1]。我國每年倉儲運輸中使用的木制托盤達幾千萬個。有關資料表明,包裝工業越發達,木包裝在整個包裝材料中的比例就越小,如:中國約為2O ,日本約為1O ,而美國僅3 L2]。蜂窩紙板作為綠色包裝材料,與瓦楞紙板、木材和塑料相比,有不可替代的優勢。1 t蜂窩紙板可代替30~50 m3的木材,而成本則只有木材的1/3-3J。用蜂窩紙板做的托盤質量平均只有6 kg,是同等木托盤的1/4,并具有強度高、成本低、緩沖性能好等特性,是一種符合21世紀發展要求的環保型新材料,在國內外包裝領域日益得到應用和推廣。

1 托盤

  托盤(又稱棧板)是現代工商業生產、運輸、儲存及包裝中的一種重要工具L4]。按用途,托盤可分為一次性使用的易損耗型托盤,聯營運輸的通用托盤和倉庫、貨場等內部短途貯運托盤等;接外形結構,托盤又分為平托盤、箱式托盤和立柱式托盤3種。其中平托盤目前應用最廣泛。根據不同作業要求和制式,平托盤還可以分為單面、雙面、雙向進叉和四向進叉等多種類型。雖然各地的托盤規格各異,但國際標準化組織(ISO)規定,只有6種托盤規格(單位均為mm,下同),而1 100×1 100規格托盤可與ISO集裝箱相配合而被認可。

2 國內外代木托盤的發展現狀及問題

     目前發達國家的代木包裝材料主要是用定向結構刨花板(oriented strand board,簡稱OSB),其不僅具有抗彎強度高、線膨脹系數小、尺寸穩定性好、握釘力強等優點,而且重復使用率高,成本低,優于木材、蜂窩紙板和木塑復合材料。最近2年受國際貿易中禁用天然木材的影響,在托盤上得到大量應用。據統計,僅2001年,歐洲生產2 000萬m。的OSB,其中40 用于托盤。而我國對OSB應用才起步,但也必將是中國未來代木托盤發展的主流。

     1998年前后,國內各種代木托盤產品主要有蜂窩紙板托盤與瓦楞紙板托盤。另外,市場上也有少量的木塑托盤,因具有較高的強度和硬度、耐酸堿、抗腐朽、不變形等優點,適用于大型物流中心的物資儲運。與國外的代木托盤相比,國內在材料種類、技術、標準、性能和生產設備上仍有一定的差距。例如在生產蜂窩紙板托盤中,蜂窩紙芯及紙板是關鍵,但還存在著生產出的紙芯柱孔不成正六邊形、粘接強度不達標等問題。另外,代木托盤方面的技術要求和規范也很缺乏。目前實行的《塑料平托盤》國家標準是1994年制訂的,托盤規格混亂,性能測試不嚴謹,造成質量隱患。物流企業的“非標準化狀態”嚴重阻礙了我國代木托盤的進一步發展,并為此付出了巨額的經濟代價。以2000年為例,我國的物流費用高達17 880.8億元,約占GDP的2O 9/6,如果物流費用所占比例降低1個百分點,就可節約近900億元。

3 蜂窩紙板托盤的技術條件和生產工藝

3.1 蜂窩紙板的結構與特性

     蜂窩紙板的結構為上下2層面紙,中間為蜂窩狀的芯紙,用膠黏劑粘合成3層結構(如圖1)。蜂窩紙板的厚度變化主要靠改變蜂窩芯紙的厚度來實現,其厚度一般在5~90 mm之間變化,也可根據要求的托下面盤強度,改變蜂窩紙芯的柱孔尺寸。蜂窩紙板在國內生產時間不長,尚無專用原紙及其標準。因此,蜂板紙芯用紙標準采用的是瓦楞原紙標準(GB/T13023—91),面紙采用的是箱板紙標準(GB/T13024—91)[ 。蜂窩紙板具有受壓均勻、抗壓、抗彎、抗剪強度高和緩沖性、減振性好等方面的性能。

3.1.1 蜂窩原紙的主要性能指標

     紙的定量 通常蜂窩紙板的芯紙,即瓦楞原紙的定量一般在120~180 g/m2。之間,面紙定量在200~500 g/m2。之間。在蜂窩板托盤的生產中,應按照托盤承載重量不同選用不同定量的紙。紙的定量越大,其抗磨損、抗壓及防潮能力就越好,但成本也越高。紙的方向性 由于纖維排列多為紙張縱向,在蜂窩紙板生產中,當芯紙的纖維方向與蜂窩面紙垂直時,其抗壓強度較大。

     含水率 含水率對紙的柔韌性和彈性、強度都有明顯的影響,一般蜂窩紙板原材料用紙的含水率在8%~12%之間。蜂窩紙板的含水率控制要合適,否則會嚴重影響紙板的抗壓強度和緩沖性能。紙的環壓強度 通過向一個高12.7 mm、周長152 mm 的紙環加壓,至壓潰時所需要的力即為環壓強度,可體現蜂窩產品的耐壓性能和承載能力。通常芯紙的環壓強度在4.4~5.5 N·m/g之間,而面紙的環壓強度在6.5 N·m/g左右。另外,紙板的平壓強度與紙芯的高度有關,隨著蜂窩紙板厚度的增加而呈緩慢下降的趨勢。

3.1.2 蜂窩紙芯的主要物理性能指標

     含水率 蜂窩紙芯的含水率應<15%。在使用蜂窩紙芯時,經過拉伸烘干處理后,其含水率<4%,以便蜂窩紙芯的定型。拉伸干燥后的蜂窩紙芯,30min內保持形狀不變。

      抗壓強度蜂窩紙芯的抗壓強度與紙材、蜂窩形狀、孔徑大小和含水率密切相關。蜂窩紙芯的抗壓強度在含水率3 時最大。芯紙的定量不同、種類不同,其抗壓強度不同,具體數值可參閱具體生產廠的企業標準和國家標準。

      緩沖強度 當蜂窩紙芯所承受的壓力超過其抗壓強度而被壓潰時,蜂窩紙芯在單位面積上所能承受的平均壓力即為緩沖強度。因此,其能量吸收能力是可預知的,并在能量吸收方面具有良好的應用前景。相對密度在相同的芯紙定量條件下,蜂窩紙芯孔徑越小,相對密度越大,抗壓強度越大;在相同的孔徑條件下,芯紙的定量越大,相對密度也越大,抗壓強度亦增加。

     孔徑比 為保證蜂窩夾層板的蜂窩強度,蜂窩紙芯的拉伸程度因盡量充分,使蜂窩紙芯內徑接近最大值,孔徑比(蜂窩孔距與其內徑的比,i=a/d,見圖2)為1時蜂窩紙芯的寬度是展開之前寬度的75%,此時蜂窩紙芯形狀接近正六邊形蜂窩結構,各種性能也達最佳。一般情況下,蜂窩紙芯的拉伸適用范圍在60%~80%之間。

3.1.3 膠黏劑 由于蜂窩紙板托盤要求防潮、耐水,作為出口產品還必須滿足耐濕熱環境的要求。因而選用改性的防水型PVAc。

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