經(jīng)過10多年的研制和開發(fā),蜂窩紙板已經(jīng)成為我國包裝工業(yè)的重要包裝基材,其制造技術水平、市場開發(fā)不斷取得進展,但仍存在著一些問題。本文系統(tǒng)地回顧了蜂窩紙板的發(fā)展歷史和我國應用研究的進展狀況,提出了促進蜂窩紙板發(fā)展的相應措施。
蜂窩紙板是近幾年來迅速發(fā)展起來的紙質(zhì)新型材料,這一發(fā)展過程呈時起時伏狀態(tài),對此作出深入分析,將是十分有益的。
一、蜂窩紙板概述
1.蜂窩板的由來和分類
科學家發(fā)現(xiàn),蜜蜂所做的六角六面狀窩是一個杰作,它以最少的材料消耗,構筑成極為堅固的蜂窩,其結構要比其他任何形狀的結構更強有力。因為這種多墻面的排列和一系列連續(xù)的蜂窩形的網(wǎng)狀結構,可以分散承擔來自各方的外力,使得蜂窩結構對擠壓力的抵抗,比任何圓形或正方形要高得多。科學家對蜂窩結構的研究,給人們的啟迪是,即使非常纖薄的材料,只要把它制成蜂窩形狀,就能夠承受很大的壓力。
蜂窩板一般分金屬和非金屬兩大類。金屬類蜂窩板主要適用于飛機制造業(yè)、汽輪機制造業(yè)、船舶制造業(yè)、交通運輸業(yè)等。非金屬類蜂窩板又分纖維類和紙類。纖維類蜂窩板主要用于交通運輸業(yè)、室內(nèi)裝飾業(yè)以及家具業(yè)等;紙類蜂窩板主要用于包裝業(yè)、建材業(yè)、家具業(yè)等。包裝業(yè)用的紙類蜂窩板,即蜂窩紙板,主要用于制作包裝箱及運輸包裝。
2.蜂窩紙板的結構和特性
蜂窩紙板的結構為上下兩層面紙(或紙板),中間為自然蜂窩狀的芯紙,用一定的粘合劑將芯紙粘合在兩層面紙之間,形成三層狀結構,這一點與單瓦楞紙板結構相似。蜂窩紙板的厚度變化主要靠增加或減少蜂窩芯紙的厚度來實現(xiàn)。結構始終保持三層,其厚度可以在5—90mm之間變化,而不象瓦楞紙板要靠增加瓦楞的層數(shù)來增加厚度。蜂窩紙板夾芯柱孔的尺寸可變化,它的變化也可改變蜂窩紙板的強度,這一點與瓦楞紙板相比也有區(qū)別。
蜂窩紙板的結構決定了它的特性,即質(zhì)輕,受壓均勻,抗壓、抗彎、抗剪強度高,具有良好的緩沖隔振性能,成本低,且易回收,可再生,是一種綠色、節(jié)能、環(huán)保、高科技的新型包裝材料。
3.蜂窩紙板的制作和工藝 蜂窩紙板制作工藝(指粘結成型工藝)有三種形式:1)單機作業(yè)式;2 )機組作業(yè)式;3)生產(chǎn)聯(lián)動線式,即生產(chǎn)線。
蜂窩紙板生產(chǎn)線由兩部分組成。第一部分是制造蜂窩狀六角形結構紙芯的機組,屬前道工序,紙的質(zhì)量、規(guī)格、形狀是蜂窩產(chǎn)品的基礎。第二部分是對紙芯進行上下層復合紙板的機組,屬后道工序,后加工的質(zhì)量、水平是保證蜂窩制品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
蜂窩紙板全部生產(chǎn)工序是:1)制芯:有纏繞式、層疊式、紙條對接式、連續(xù)紙條式;2)上膠:有噴膠法、涂膠法、全幅面涂膠法;3) 拉伸:有限寬拉伸、差速拉伸、差速和限寬相結合式、橫向拉伸;4) 復合:有面上涂膠復合、楞上涂膠復合;5)壓實:有壓力機壓實、擠壓實、輥壓實;6)切條:有切紙機切條、圓刀分切、單沖刀切條;7 ) 拼接:有人工拼接、半自動拼接、自動拼接(芯條對接,紙條拼粘); 8)加熱干燥:有電加熱、蒸汽加熱、導熱油加熱;9)縱橫切:有計算機控制、工作程序控制;10)特殊處理:有打毛處理、排氣處理、增加接觸面處理。
二、蜂窩紙板的歷史和現(xiàn)狀
1.蜂窩紙板的歷史
蜂窩紙板已有近60年歷史,最早用在軍事上。在第二次世界大戰(zhàn)時,它用作降落傘空運落下的工具,起緩沖作用,使降落的空運貨物在落地時盡量少受損傷。20世紀五六十年代,在發(fā)達國家中,蜂窩紙板已開始應用于建材、包裝等領域。
我國蜂窩技術先由航天工業(yè)引進,以鋁材用于制造航天材料。20 世紀80年代后期,蜂窩紙板始用于軍品。1988年中國人民解放軍總后勤部立項,下達了研究任務書;1990年完成了產(chǎn)品的測試試驗工作,并制作了包裝箱、紙托盤等包裝產(chǎn)品,在軍隊所屬倉庫及軍援軍貿(mào)物資中進行了試用,取得了明顯的效果。1992年由總后衛(wèi)生藥材倉庫研制的蜂窩紙芯生產(chǎn)設備和蜂窩紙板粘結設備試制成功。盡管這條生產(chǎn)線存在著許多設計缺陷,但卻結束了手工制作蜂窩紙板的歷史,引發(fā)了國內(nèi)眾多廠家競相開始蜂窩紙板生產(chǎn)設備的研制工作。到1997年底,除一些引進英國、德國、荷蘭、韓國等國設備的企業(yè)外,國內(nèi)研制生產(chǎn)蜂窩紙板的企業(yè)已達27個。機械、電子、外貿(mào)等系統(tǒng)也先后開展了大量的推廣應用試驗工作,組織力量研制了機電產(chǎn)品周轉(zhuǎn)箱、電子產(chǎn)品緩沖包裝箱、平板玻璃包裝箱、外貿(mào)出口紙托盤等,在相關行業(yè)試用或使用,在保護內(nèi)容物、降低包裝費用等方面取得了較好的效果。
鑒于以上情況,為規(guī)范蜂窩紙板技術的發(fā)展,機械科學研究院、中國出口商品包裝研究所、全軍包裝工作辦公室等單位聯(lián)合起草了機械行業(yè)標準《蜂窩紙板生產(chǎn)線》,包裝標準《包裝材料蜂窩紙板》以及國家軍用標準《蜂窩紙板規(guī)范》。這三項標準的制定,標志著蜂窩紙板已經(jīng)成為我國包裝工業(yè)使用的重要包裝基材,其推廣應用工作已進入了一個新的發(fā)展階段。
2.蜂窩紙板熱潮
蜂窩紙板從1998年10月開始熱起來,起因是1998年美國在我國出口貨物的木質(zhì)包裝中發(fā)現(xiàn)了光肩星天牛等蟲害,于9月17日宣布禁止我國未經(jīng)嚴格高溫、熏蒸或防腐劑處理的實木包裝材料入境。加拿大、英國等緊隨其后,相繼頒布類似的禁令,對我國的實木包裝材料實施限制。 1999年6月歐盟15國家實行緊急措施,防止中國產(chǎn)品木質(zhì)包裝中攜帶的蟲害在歐盟擴散。
從1998年10月開始,我國外貿(mào)出口下降,解決木質(zhì)包裝問題迫在眉睫。國家領導對此十分關注,多次下發(fā)緊急通知,要求有關部門研究對策,提出解決問題的措施。我國對美出口貨物約有一半采用木質(zhì)包裝,如果采用熏蒸辦法,其熏蒸費用十分高昂。因此,不得不考慮盡快開發(fā)出適合我國國情和出口需要的新型包裝材料,加速推出代木包裝材料,而蜂窩紙板是理想材料,成為推廣應用的熱點,這是蜂窩紙板迅速升溫的直接原因。
3.蜂窩紙板的應用
一是用作緩沖襯墊。蜂窩紙板的蜂窩夾芯結構使其緩沖性能優(yōu)于瓦楞紙板,可采用全面緩沖或局部緩沖的形式來保護內(nèi)裝物。
二是用作托盤。蜂窩紙板托盤與木托盤相比,重量輕,也有較高的強度,可作普通平托盤和單面托盤外,還可制成立柱式托盤結構。
三是用作包裝箱。象瓦楞紙箱一樣,蜂窩紙板可加工成紙箱,但一般只能用較薄的蜂窩紙板來做紙箱。
四是用作角撐、護棱等附件。與緩沖襯墊類似,蜂窩紙板可用作運輸包裝件的角撐與護棱,這特別適合于集合包裝,起保護作用,減少碰撞與摩擦,降低破損。
目前,蜂窩紙板還用于制成“衛(wèi)生棺”,包裝遺體后一起火化,主要供應香港、深圳市場,現(xiàn)在大連等城市也開始使用“衛(wèi)生棺”。
三、蜂窩紙板的發(fā)展趨勢
1.對蜂窩紙板的正確評價
完全可以肯定,蜂窩紙板是一種深受重視,值得推廣的包裝材料。首先它符合國家產(chǎn)業(yè)政策。包裝是消耗木材的大戶,代木包裝是國家的產(chǎn)業(yè)政策。尤其是1998年夏季,我國發(fā)生了百年不遇的特大洪水災害,災情之重,災區(qū)之大是前所未有的。因此,國家限制采伐森林,限制木材用于包裝。在《出口貨物代木包裝指導目錄》中,蜂窩紙板成為代木首選材料,它不僅能節(jié)約木材,更主要是打破美、加、歐盟等對我國貿(mào)易所設置的障礙。
其次是它符合價格規(guī)律。木材價格總趨勢上升不會變。近年來,東南亞國家也在控制森林采伐,出口減少,導致進口木材價格不斷上升,消費需求量并沒有減少反而增加,而價格上浮是調(diào)節(jié)供求的主要手段。用木材包裝不再是低成本,改用其他更經(jīng)濟的材料勢在必然。蜂窩紙板結構科學合理,成本較低,符合價格規(guī)律。
再次它符合保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展政策。消除白色污染已成為當前保護環(huán)境的重要課題,而運輸包裝所大量應用的EPS緩沖襯墊,已成為日益嚴重的白色污染源。《蒙特利爾議定書》和《維也納宣言》(我國均為簽字國)規(guī)定,將在2005年實現(xiàn)消除EPS污染的目標。蜂窩紙板具有優(yōu)良的緩沖性能,是取代EPS的理想材料,同時又遵循保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的總體方針。
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