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蜂窝板托盘的技术条件及生产工艺上

时间:2022-04-29 来源网站:松原化工机械网

蜂窝板托盘的技术条件及生产工艺(上)

摘 要:我国木材资源短缺,如何用其他环保再生材料代替木材包装材料已成为一个亟待解决的新课题。蜂窝板正是一种新型的以纸代木的环保材料,具有质轻、抗压、抗震性能好、可循环使用等优点。本文分析国内外代木包装的现状,阐述蜂窝板托盘的结构和物理性能,论证其制造托盘的可行性以及蜂窝板托盘的生产工艺,并就生产中的相关问题提出合理化建议

关键词:包装材料 蜂窝板 木材 托盘 应用

据统计,我国2003年木材进口量约12 316万m3,进口原木、锯材、人造板、木浆及纸和纸板耗汇约130亿美元,仅次于石油、钢铁,而且依然呈上升趋势L1]。我国每年仓储运输中使用的木制托盘达几千万个。有关资料表明,包装工业越发达,木包装在整个包装材料中的比例就越小,如:中国约为2O ,日本约为1O ,而美国仅3 L2]。蜂窝纸板作为绿色包装材料,与瓦楞纸板、木材和塑料相比,有不可替代的优势。1 t蜂窝纸板可代替30~50 m3的木材,而成本则只有木材的1/3-3J。用蜂窝纸板做的托盘质量平均只有6 kg,是同等木托盘的1/4,并具有强度高、成本低、缓冲性能好等特性,是一种符合21世纪发展要求的环保型新材料,在国内外包装领域日益得到应用和推广。

1 托盘

托盘(又称栈板)是现代工商业生产、运输、储存及包装中的一种重要工具L4]。按用途,托盘可分为一次性使用的易损耗型托盘,联营运输的通用托盘和仓库、货场等内部短途贮运托盘等;接外形结构,托盘又分为平托盘、箱式托盘和立柱式托盘3种。其中平托盘目前应用最广泛。根据不同作业要求和制式,平托盘还可以分为单面、双面、双向进叉和四向进叉等多种类型。虽然各地的托盘规格各异,但国际标准化组织(ISO)规定,只有6种托盘规格(单位均为mm,下同),而1 100×1 100规格托盘可与ISO集装箱相配合而被认可。

2 国内外代木托盘的发展现状及问题

目前发达国家的代木包装材料主要是用定向结构刨花板(oriented strand board,简称OSB),其不仅具有抗弯强度高、线膨胀系数小、尺寸稳定性好、握钉力强等优点,而且重复使用率高,成本低,优于木材、蜂窝纸板和木塑复合材料。最近2年受国际贸易中禁用天然木材的影响,在托盘上得到大量应用。据统计,仅2001年,欧洲生产2 000万m。的OSB,其中40 用于托盘。而我国对OSB应用才起步,但也必将是中国未来代木托盘发展的主流。

1998年前后,国内各种代木托盘产品主要有蜂窝纸板托盘与瓦楞纸板托盘。另外,市场上也有少量的木塑托盘,因具有较高的强度和硬度、耐酸碱、抗腐朽、不变形等优点,适用于大型物流中心的物资储运。与国外的代木托盘相比,国内在材料种类、技术、标准、性能和生产设备上仍有一定的差距。例如在生产蜂窝纸板托盘中,蜂窝纸芯及纸板是关键,但还存在着生产出的纸芯柱孔不成正六边形、粘接强度不达标等问题。另外,代木托盘方面的技术要求和规范也很缺乏。目前实行的《塑料平托盘》国家标准是1994年制订的,托盘规格混乱,性能测试不严谨,造成质量隐患。物流企业的“非标准化状态”严重阻碍了我国代木托盘的进一步发展,并为此付出了巨额的经济代价。以2000年为例,我国的物流费用高达17 880.8亿元,约占GDP的2O 9/6,如果物流费用所占比例降低1个百分点,就可节约近900亿元。

3 蜂窝纸板托盘的技术条件和生产工艺

3.1 蜂窝纸板的结构与特性

蜂窝纸板的结构为上下2层面纸,中间为蜂窝状的芯纸,用胶黏剂粘合成3层结构(如图1)。蜂窝纸板的厚度变化主要靠改变蜂窝芯纸的厚度来实现,其厚度一般在5~90 mm之间变化,也可根据要求的托下面盘强度,改变蜂窝纸芯的柱孔尺寸。蜂窝纸板在国内生产时间不长,尚无专用原纸及其标准。因此,蜂板纸芯用纸标准采用的是瓦楞原纸标准(GB/T13023—91),面纸采用的是箱板纸标准(GB/T13024—91)[ 。蜂窝纸板具有受压均匀、抗压、抗弯、抗剪强度高和缓冲性、减振性好等方面的性能。

3.1.1 蜂窝原纸的主要性能指标

纸的定量 通常蜂窝纸板的芯纸,即瓦楞原纸的定量一般在120~180 g/m2。之间,面纸定量在200~500 g/m2。之间。在蜂窝板托盘的生产中,应按照托盘承载重量不同选用不同定量的纸。纸的定量越大,其抗磨损、抗压及防潮能力就越好,但成本也越高。纸的方向性 由于纤维排列多为纸张纵向,在蜂窝纸板生产中,当芯纸的纤维方向与蜂窝面纸垂直时,其抗压强度较大。

含水率 含水率对纸的柔韧性和弹性、强度都有明显的影响,一般蜂窝纸板原材料用纸的含水率在8%~12%之间。蜂窝纸板的含水率控制要合适,否则会严重影响纸板的抗压强度和缓冲性能。纸的环压强度 通过向一个高12.7 mm、周长152 mm 的纸环加压,至压溃时所需要的力即为环压强度,可体现蜂窝产品的耐压性能和承载能力。通常芯纸的环压强度在4.4~5.5 N·m/g之间,而面纸的环压强度在6.5 N·m/g左右。另外,纸板的平压强度与纸芯的高度有关,随着蜂窝纸板厚度的增加而呈缓慢下降的趋势。

3.1.2 蜂窝纸芯的主要物理性能指标

含水率 蜂窝纸芯的含水率应<15%。在使用蜂窝纸芯时,经过拉伸烘干处理后,其含水率<4%,以便蜂窝纸芯的定型。拉伸干燥后的蜂窝纸芯,30min内保持形状不变。

抗压强度蜂窝纸芯的抗压强度与纸材、蜂窝形状、孔径大小和含水率密切相关。蜂窝纸芯的抗压强度在含水率3 时最大。芯纸的定量不同、种类不同,其抗压强度不同,具体数值可参阅具体生产厂的企业标准和国家标准。

缓冲强度 当蜂窝纸芯所承受的压力超过其抗压强度而被压溃时,蜂窝纸芯在单位面积上所能承受的平均压力即为缓冲强度。因此,其能量吸收能力是可预知的,并在能量吸收方面具有良好的应用前景。相对密度在相同的芯纸定量条件下,蜂窝纸芯孔径越小,相对密度越大,抗压强度越大;在相同的孔径条件下,芯纸的定量越大,相对密度也越大,抗压强度亦增加。

孔径比 为保证蜂窝夹层板的蜂窝强度,蜂窝纸芯的拉伸程度因尽量充分,使蜂窝纸芯内径接近最大值,孔径比(蜂窝孔距与其内径的比,i=a/d,见图2)为1时蜂窝纸芯的宽度是展开之前宽度的75%,此时蜂窝纸芯形状接近正六边形蜂窝结构,各种性能也达最佳。一般情况下,蜂窝纸芯的拉伸适用范围在60%~80%之间。

3.1.3 胶黏剂 由于蜂窝纸板托盘要求防潮、耐水,作为出口产品还必须满足耐湿热环境的要求。因而选用改性的防水型PVAc。

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