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蜂窝纸板有着不可替代的成本优势
作者:admin 发布时间:2019-03-20 关注次数:200

作为一种新型材料,蜂窝纸板不仅具有重量轻、用料少、成本低、强度高、缓冲性能好、吸音隔热等诸多优越性能,而且便于回收再利用,是一种理想的绿色包装材料,目前正占据越来越多的市场份额。
  应用形式
  1.包装内衬
  目前,海尔、海信、美的、澳柯玛等大型家电企业正在大批量采用蜂窝纸板作为包装内衬来保护产品,如全自动洗衣机、空调等家电的整体包装内衬,以及冰箱、冷柜等家电的侧防护包装内衬。需要注意的是,作为整体包装内衬时,蜂窝纸板一般要配合瓦楞纸板等其他包装材料来组成复合包装内衬,这样既能保证良好的缓冲性能,又能在运输过程中避免因包装破损而导致家电损伤。
  2.托盘和托盘箱
  蜂窝纸板具有良好的平面抗压性能,因此非常适合制成托盘和托盘箱(如图1所示)。
  (1)蜂窝托盘
  蜂窝托盘是由裁切成面板、角墩(或底带)的蜂窝纸板经包裹、黏结、压合等工艺制作而成的承载、运输用托盘,其主要由面板、角墩(或底带)两部分组成,这两部分的结构和材质直接影响整个蜂窝托盘的各项性能指标,如堆码、抗弯、抗冲击等性能。因此在加工蜂窝托盘时,一定要对面板、角墩(或底带)的结构和材质严格把关。例如,面板一般由两面复合有一定厚度的工业纸板的高强度蜂窝纸板制成,这样可增强托盘的抗弯和表面抗戳穿等性能;角墩(或底带)则采用平压强度在50吨/平方米以上的高强度蜂窝纸板复合而成,外部再复合一层抗撕裂度极好的复合纸板,这样可减小实际使用过程中角墩(或底带)受损和脱落的可能性。此外,根据客户要求以及实际使用情况,蜂窝托盘还需增加相应的附属结构,如叉孔护角(打包护角)、面板封边条和连接条等。对于其他特殊要求,如防潮和防水等性能,同样可通过特殊工艺来满足。
  (2)蜂窝托盘箱
  蜂窝托盘箱就是在蜂窝托盘的基础上增加箱体和上盖,箱体由纸护角连接而成,上盖则采用与面板相同的纸板,四周再用纸护角进行包边,以做扣合之用。
  图1 蜂窝纸板制成的托盘和托盘箱
  优势分析
  1.缓冲性能优势
  蜂窝纸板以自然蜂窝状的芯纸为基体,这种特殊的结构铸就了其质轻、抗压、抗弯、缓冲性能好等特性。为证明蜂窝纸板具有良好的缓冲性能,下面,以全自动洗衣机的包装内衬为例,对EPS制成的包装内衬与蜂窝纸板―瓦楞纸板复合材料制成的复合包装内衬进行跌落试验对比,包括底跌落、角跌落和棱跌落试验,跌落高度分别为610mm、450mm、450mm,跌落后,对这两套内衬的最大加速度和脉宽进行分析,最终得出的对比数据见表1。
  从表1中可以看出,蜂窝纸板―瓦楞纸板复合包装内衬在跌落过程中的最大加速度均比EPS包装内衬小,相应脉宽均比EPS包装内衬大。由此说明,在跌落瞬间,蜂窝纸板―瓦楞纸板复合包装内衬有效减缓了全自动洗衣机触地到停止震动的速度,从而防止全自动洗衣机因与地面产生刚性接触而损伤。可见,蜂窝纸板具有良好的缓冲性能。
  2.成本优势
  与木材和EPS相比,蜂窝纸板有着不可替代的成本优势,目前正被用于替代木质包装材料和EPS泡沫塑料缓冲材料。
  在包装内衬方面,随着国际石油价格的不断上涨,EPS的成本也水涨船高,在此形势下,蜂窝纸板包装内衬的成本优势更加明显,根据海尔集团对白电包装内衬的统计,与EPS包装内衬相比,蜂窝纸板包装内衬的成本平均下降了10%~15%。
  在托盘方面,1吨蜂窝纸板可替代30~50m3木材,而成本只有木材的1/3。
  此外,在蜂窝纸板生产过程中须经过红外线或微波烘干,这就相当于进行了消毒灭菌处理,因此由其制成的托盘无须再进行熏蒸处理,即在一定程度上免去了熏蒸费用,这进一步降低了托盘成本。
  3.环保优势
  蜂窝纸板的原材料为再生纸或草浆纸,使用后可100%回收再利用,即使弃之不用,也能在自然状态下完全分解,不会对环境造成危害,是一种绿色包装材料。面对欧盟和美、日等地区和国家的绿色贸易壁垒,以及我国绿色政策的相继出台,蜂窝纸板的应用和推广势在必行。
  蜂窝纸板正凭借其良好的缓冲性能、低廉的成本、优越的环保性能,吸引着国内外包装行业的目光,相信在不久的将来,蜂窝纸板必将引领时代潮流,成为包装材料领域的佼佼者。
  应用实例
  一套较为完整的冰箱包装大致包括四大部分:①内包装袋,主要起到保护冰箱表面不被包装内衬划伤以及防尘防潮的作用,目前多用PE袋、EPE袋等;②包装内衬,由上衬、角衬、底衬三部分组成,主要用于保证运输过程中冰箱受到意外冲击时不会产生损坏;③外包装箱,不仅为冰箱提供最外层的防护,也可在其表面印刷产品标识性信息;④各种标签等。
  其中,角衬(如图2所示)是冰箱缓冲包装的重要组成部分,其主要作用是:运输装卸过程中,吸收冰箱侧面可能遭受的猛烈冲击;夹持操作过程中,保护冰箱不受任何损伤。具有良好缓冲性能的蜂窝纸板正好能满足上述要求,因此完全可用来制作角衬。下面,就以冰箱角衬设计为例,为大家详细讲解蜂窝纸板的实际应用。
  在角衬材质一定的情况下,角衬的设计过程主要考虑以下几个参数(如图3所示)。
  (1)角衬厚度T1、T2。一般T1、T2相等,为20~30mm,但如果冰箱的表面特征(如背面压缩机突起、宽门、带把手等)不同,T1和T2有可能不相等。对于这些特征所在的保护面,对应的角衬厚度就要略厚一些。
  (2)角衬高度L。由冰箱高度决定,一般情况下,角衬高度不低于冰箱高度的75%。     (3)角衬宽度W1、W2。其中,W1为承载面宽度,W2为非承载面宽度。在角衬厚度和高度都确定的情况下,W1直接决定角衬所能承受的压力,因此宽度是角衬设计中最为重要的参数。
  (4)开口等其他特征,主要是为了配合冰箱背部突起的压缩机盖。
  角衬的4个主要参数中,厚度、高度、开口等其他特征主要由冰箱的形状决定,一般较为固定;而宽度则决定了角衬的抗压强度,直接影响冰箱包装的抗夹持能力,因此在设计角衬宽度时,需要重点考虑冰箱的抗夹持能力。
  根据调查,目前较为常用的纸箱夹持装备的夹持力为2000磅(约907.2kg),夹具尺寸为1320mm×1220mm(如图4所示)。
  根据冰箱大小和数量的不同,冰箱夹持状态大致可分为3种:单台小型冰箱的夹持、单台大型冰箱的夹持、多台冰箱的夹持(包括2台以上的堆码夹持)。由于不同夹持状态的夹持力均为2000磅,因此单台夹持时冰箱所承受的夹持力是最大的。下面,就分别对第一和第二种夹持情况下角衬宽度的设计进行分析。
  (1)单台小型冰箱角衬宽度的设计
  单台小型冰箱的夹持,特指角衬总高度小于夹具高度,即小于1220mm,根据压强定律P=F÷S(压强=压力÷受力面积),可推算出角衬宽度的计算公式:
  W1=cF÷(P×nL)
  其中,F为夹持力,即907.2kg(约8891N);P为蜂窝纸板的可靠平压强度;n为高度方向上角衬的段数;L为单个角衬的高度;c为安全系数,一般取3。
  (2)单台大型冰箱角衬宽度的设计
  单台大型冰箱的夹持,特指角衬总高度大于夹具高度,即大于1220mm,根据压强定律可推算出角衬宽度的计算公式:
  W1=cF÷(1.22P)
  =7290c÷P
  即W1=7290c÷P
  其中,F为夹持力,即907.2kg(约8891N);P为蜂窝纸板的可靠平压强度;c为安全系数,一般取3。
  注意:①考虑到通用性角衬W2与W1相等,因此可以根据成本需要缩减W2的宽度,但是在操作过程中需要额外提醒;②对于两边厚度不相等的角衬,如果较厚的一面为承载面,W1所指的宽度应为与冰箱接触的蜂窝纸板的宽度。
  通过以上理论计算,不难得出蜂窝纸板的有效防护面积,从而保证其具有良好的缓冲性能。

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