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蜂窝纸板在运输包装上的应用   

发布日期:2020-01-13 作者: 点击:

  一、蜂窝复合材料简介

  自然界蜜蜂以其超然的智慧和辛勤的劳动构筑了无数形状优美的六边形蜂巢。早在公元四世纪的古希腊,数学家佩波斯就提出:蜂窝的优美形状,是自然界有效劳动的代表。他猜想,人们所见到的、截面呈六边形的蜂窝,是蜜蜂采用少量的蜂蜡建成的,他的这一猜想被称为“蜂窝猜想”。而后的事实和理论均证明,蜜蜂所建造的蜂巢的确采用了少的蜂蜡,占有大的空间面积,而结构稳定性为佳。由此可见,六边形蜂巢结构是自然界的佳选择,代表了有效劳动的成果。

  受自然蜂巢的启迪,人类长期研究和分析了自然蜂窝结构的特点,创造性地发明了各种蜂窝复合结构材料及其制品,它们有的用于新材料和新产品的研发,有的用来改善现有产品的特性,有的用于解决结构设计中面临的难题等等。在应用材料领域,蜂窝复合材料类似于连续排列的工字钢结构,以其极佳的抗压、抗弯特性和超轻型结构特征而闻名于世。当与同类型的实心材料相比时,蜂窝材料其强度重量比和刚性重量比在已知材料中均是高的。蜂窝结构板材具有许多优越的性能:从力学角度分析,封闭的六角等边蜂窝结构相比其它结构,能以少的材料获得大的受力,而蜂窝结构板受垂直于板面的载荷时,它的弯曲刚度与同材料、同厚度的实心板相差无几,甚至更高,但其重量却轻70-90%,而且不易变形,不易开裂和断裂,并具有减震、隔音、隔热和极强的耐候性等优点。

  高强度蜂窝纸板是近年来在欧美、日本和我国兴起的一种节省资源、保护生态环境、成本低廉的新型绿色环保包装材料,它具有轻、强、刚、稳四大优点,体现了一种全新的包装模式和观念。从体积上来讲,小如电子产品的微型马达,大至飞机发动机等大型机电产品;从重量而言,轻如几百克的蜂窝移动电话,大到几吨重的汽车零部件都可以采用蜂窝纸板包装。蜂窝纸板的应用已经显示出了其它包装材料无可比拟的巨大优越性,而且,作为一种环保材料,它具有可自然降解,不污染环境和循环再生利用等特点。不仅如此,使用一吨再生蜂窝纸材料,可以替代30到50立方米的木材,极大地减少木材的使用量,保护日益减少的森林资源。正是由于蜂窝纸板的众多优点,尤其是在节约资源和环保价格上的优势,正日益得到世界各国政府的鼓励和支持,在推广和应用上已出现了令人鼓舞的局面。

  在我国,有关部门已注意到这一新兴的包装材料。1998年12月,国家经贸委转发了全国包装改进办公室《关于加强全国包装改进工作的意见》,文件中明确指出:“出口机电产品包装材料质量差,要加速蜂窝纸板的应用和推广,逐步取代部分木质包装。”1999年,国家经贸委资源司综合利用与环保处编制的《我国绿色包装工业发展对策与规划研究》中也明确把蜂窝纸板包装列为推广发展计划,并指出:“这种新型的蜂窝纸板箱将成为我国出口货物的理想包装,它的推广应用将为我国降低商品在流通过程中的破损率、提高包装产品质量起到积极的作用。”而国家发展计划委员会2000年3月发布了《关于组织实施新材料高技术产业化专项》的公告,其中明确规定了新结构蜂窝纸板作为高技术产业化近期工作的重点项目。2001年8月,由中国包装总公司组织的“新型代木包装材料”专项之一蜂窝纸板被列入国家重点技术创新计划,同年,广东省将蜂窝纸板的产业化应用列入十五发展计划。

蜂窝纸板

  近年来,由荷力胜推动和引导的蜂窝纸板应用开发不断取得新的突破。1998年研发的蜂窝纸托盘得到广大出口商的欢迎和应用,解决了木质包装材料出口美国、欧盟受限的难题,目前蜂窝纸托盘正不断扩大市场分额,成为木质托盘的主要替代品;2000年研发的蜂窝纸板空调包装方案,得到海尔、格力、美的、科龙、长虹等国内家电巨头的青睐,已基本取代了传统的EPS泡沫或木架包装方案;随后,长虹背投电视、液晶电视、海尔冰柜、美的洗碗机等家电产品陆续应用蜂窝纸板包装,开发和应用蜂窝纸板包装材料正形成燎原之势,因此,蜂窝纸板作为一种新型的包装材料具有良好的发展和应用前景。

  二、蜂窝纸板的结构特征和优点

  1.蜂窝纸板的结构

  蜂窝复合纸板的结构如下图所示,是一种规范的蜂窝夹层结构:由上下两张面纸夹蜂窝纸芯粘合而成。蜂窝夹层结构具有突出的抗压和抗弯曲能力,其显着的特点是以少的材料获得大的受力,即强度/重量比大,这是蜂窝复合材料受人青睐的根本原因。

  2.蜂窝纸板的制造

  蜂窝纸板的制造工艺可以被分为五个部分:面纸放卷、蜂窝纸芯拉伸定型、纸芯或面纸涂胶、纸板复合成型和纸板裁切。

  蜂窝纸板的制造既可以采用手工的方法制造,也可以采用纸板生产设备制造。由于手工方法生产效率太低,质量无法保证,基本无法满足现代工业化的生产需求。所以,蜂窝纸板一般都是采用蜂窝纸板生产设备来完成上述生产工艺要求。

  3.蜂窝纸板的主要技术特点

  ①重量很轻、用材料少、成本低

  蜂窝夹层结构与其它各种板式结构相比,具有大的强度/重量比,因而其制成品的性能/价格比好,这是蜂窝纸板成功的关键。如普通蜂窝纸板的密度约为:30-50kg/m3,约为普通五层瓦楞纸板密度的三分之一,而普通蜂窝纸板的材料成本约是与其强度相当的重型七层瓦楞纸板的三分之二。与EPS泡沫相比,在同等抗压强度下,蜂窝纸板比EPS轻20%—30%,用料省,且价格低于EPS材料。

  ②高强度、表面平整、不易变形

  蜂窝夹层结构近似各向同性,结构稳定性好,不易变形,其突出的抗压能力和抗弯能力是箱式包装材料需要的重要的特性。普通蜂窝纸板正面每平方厘米可承受2-5公斤的压力,是普通瓦楞纸板抗压能力的5-10倍。普通蜂窝纸板的抗弯折强度是强化瓦楞纸板的2-5倍,是普通瓦楞纸板的5-30倍。与EPS泡沫相比,在同等密度下,蜂窝纸板的抗压强度比EPS泡沫材料高30%—50%。

  ③抗冲击、缓冲性好

  蜂窝纸板由柔性的纸芯和面纸做成,具有较好的韧性和回弹性,通过改变蜂窝纸芯的纸重或孔径大小,以及改变面纸的克重,都可以方便改变蜂窝纸板的抗压强度和缓冲性能。目前,高厚度的蜂窝纸板通过简单加工就可以替代现已大量使用的EPS塑料泡沫缓冲垫或用作运输包装物之间的缓冲板。

  ④吸音、隔热

  蜂窝夹层结构内部为封闭的小室,其中充满空气,因此具有很好的隔音、隔热和保温性能。

  ⑤无污染、符合现代环保潮流

  蜂窝纸板全部由可循环再生的纸材制作,使用后可以百分之百地回收再利用。即使弃之不用,也可被大自然降解、吸收,是很好的绿色环保包装材料。


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