環(huán)保包裝技術(shù)方案解析

馮達(dá)昌+陳利科

中國是世界包裝大國，包裝行業(yè)GDP已超1萬億元，在國民經(jīng)濟(jì)中位列第13位，且年均復(fù)合增長率超過10%，可以說，世界包裝正在迎來一個(gè)“中國時(shí)代”。但同時(shí)也產(chǎn)生了大量的包裝廢棄物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國每年消耗的包裝材料達(dá)3000多萬噸，由此產(chǎn)生的包裝廢棄物約為1600萬噸。而且，我國包裝廢棄物的回收利用率仍然遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平，由于用戶認(rèn)識上的不足，往往片面要求包裝運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑥亩鴮?dǎo)致包裝因過分投入而造成資源浪費(fèi)。另一方面，隨著市場競爭程度的不斷加劇，制造業(yè)不斷進(jìn)行成本優(yōu)化，包裝作為產(chǎn)品的組成部分也日益受到成本擠壓，使整個(gè)包裝行業(yè)進(jìn)入了微利時(shí)代，這也進(jìn)一步刺激了部分先鋒企業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。可以預(yù)見，綠色、低碳、高效的包裝技術(shù)將是未來整個(gè)行業(yè)發(fā)展的主流，企業(yè)應(yīng)盡早開發(fā)和運(yùn)用這些包裝技術(shù)，以奠定自己的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位，獲得強(qiáng)大的市場效應(yīng)，形成良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在目前的形勢下，筆者認(rèn)為應(yīng)用當(dāng)今先進(jìn)的包裝技術(shù)，結(jié)合環(huán)保需求，進(jìn)行集成創(chuàng)新將是包裝行業(yè)的重要發(fā)展方向。包裝材料單一化、用料減量化、體積最小化、操作簡易化，以及包裝的循環(huán)使用是切實(shí)有效的包裝技術(shù)開發(fā)課題。在此，筆者將我公司所做的3個(gè)包裝技術(shù)改進(jìn)方案與大家分享，希望能給包裝行業(yè)相關(guān)人士提供有益的參考。

顯示器一體化包裝

傳統(tǒng)的顯示器包裝通常采用瓦楞紙箱作為外包裝容器，內(nèi)部緩沖材料則以EPS泡沫塑料為主。EPS泡沫塑料因價(jià)格便宜、緩沖性好被大多數(shù)用戶所采用，但同時(shí)由于其產(chǎn)生的廢棄物難于處理且對環(huán)境有較大危害，因此被稱為“白色污染”，國際上一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)禁止或限制使用，一些世界知名企業(yè)也相繼制定了有關(guān)環(huán)保策略，以削減EPS泡沫塑料的用量，尋找新的環(huán)保替代材料。

我公司根據(jù)用戶運(yùn)輸包裝測試要求，采用高強(qiáng)瓦楞紙板作為顯示器的單一包裝材料，充分利用瓦楞紙板本身固有的緩沖特性，對產(chǎn)品的角棱面采取不同的防護(hù)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)增強(qiáng)角棱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以應(yīng)對強(qiáng)烈沖擊產(chǎn)生的能量對產(chǎn)品造成損害，并且針對面接觸部位減少緩沖面積，減輕沖擊傳遞率，通過包裝材料受到?jīng)_擊時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男巫儊磉_(dá)到有效吸收沖擊能的效果。顯示器一體化包裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

通過振動(dòng)試驗(yàn)（圖2）和跌落試驗(yàn)（表1）測試結(jié)果表明，其保護(hù)效果可以達(dá)到相關(guān)要求，且棱角跌落試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，一體化包裝比EPS泡沫塑料具有更強(qiáng)的減振能力，保護(hù)效果更佳。由于一體化包裝充分利用了瓦楞紙板的黏彈性以及挺度，包裝的體積可以進(jìn)一步減小。表2為以某品牌19英寸顯示器包裝為例，將一體化包裝方式與傳統(tǒng)包裝方式進(jìn)行了比較，從中可以看出，一體化包裝方式綜合成本較低。

液晶面板循環(huán)包裝

目前液晶面板的包裝方式仍以一次性集合包裝為主，包裝形式通常采用紙包裝容器，內(nèi)部通過EPS、EPE、紙托、瓦楞紙板、蜂窩紙板等材料達(dá)到固定、區(qū)隔和緩沖防護(hù)的效果。由于包裝在使用過程中容易破損，并且內(nèi)部包裝物結(jié)構(gòu)相對固定，回收體積較大，使得大多數(shù)用戶不愿意再回收利用。

我公司針對此現(xiàn)象進(jìn)行了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)此包裝的物流形式是點(diǎn)對點(diǎn)的交易模式，非常適合集中回收。但仍需重點(diǎn)解決以下幾個(gè)問題：①包裝使用過程中的破損率；②包裝回收狀態(tài)下的體積；③包裝的標(biāo)準(zhǔn)化與通用性；④包裝的拆裝便利性；⑤包裝的使用與回收管理模式。

我公司技術(shù)人員綜合考慮了以上問題，比較了多種包裝材料的優(yōu)劣性及包裝材料的可制造性，選定可折疊木質(zhì)包裝容器作為回收容器，內(nèi)部包裝物采用復(fù)合EPE包裝材料。液晶面板最終包裝方案如圖3所示。

可折疊木質(zhì)包裝容器的特點(diǎn)是：

（1）包裝回收過程中可折疊成片狀結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了回收體積；

（2）使用時(shí)易于裝配成箱，使用后易于拆卸；

（3）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度高，不易破損，且可堆碼。

內(nèi)部EPE包裝物的特點(diǎn)是：

（1）EPE為復(fù)合EPE材料，采用不同密度的材料復(fù)合成型，并使用整體開槽工藝加工出固定槽，使整個(gè)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用；

（2）采用V槽結(jié)構(gòu)達(dá)到使用時(shí)易于裝配、回收時(shí)可展開存放的效果，節(jié)省運(yùn)輸空間；

（3）采用菱形可伸縮結(jié)構(gòu)，可適用于不同規(guī)格的內(nèi)裝物，使包裝的通用性得到明顯改善。

同時(shí)，包裝企業(yè)與終端用戶之間應(yīng)當(dāng)達(dá)成緊密的合作關(guān)系，形成閉環(huán)的包裝物循環(huán)模式，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)原則，借助產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟或區(qū)域布局，在小區(qū)域內(nèi)形成小循環(huán)，區(qū)域間形成大循環(huán)，使整體達(dá)到供需相對平衡。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）循環(huán)包裝是為了實(shí)現(xiàn)高效物流和資源有效循環(huán)，可保障區(qū)域內(nèi)進(jìn)行循環(huán)使用和共用網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)行體系。

（2）包裝制造公司負(fù)責(zé)保障各面板產(chǎn)品制造商與各組裝面板制造商之間共享和循環(huán)使用該包裝，使其自由流通；

（3）可以租賃的方式向客戶提供使用；

（4）有利于實(shí)現(xiàn)面板產(chǎn)品包裝和物流的集裝化、標(biāo)準(zhǔn)化、單元化、模塊化、機(jī)械化、信息化和作業(yè)一貫化，減少貨損，增強(qiáng)安全性，可以節(jié)約資源和能源，降低運(yùn)營成本；

（5）回收系統(tǒng)的平臺搭建與業(yè)務(wù)特點(diǎn)的契合非常重要，通過標(biāo)準(zhǔn)化操作可以達(dá)到物流和包裝管理的效率提升。

新型環(huán)保紙托盤

隨著物流現(xiàn)代化發(fā)展，托盤已成為物流中的重要支柱之一。目前，全國托盤的保有量已超過2億只，并且90%以上為木托盤，浪費(fèi)了大量的木材資源。這已引起了國務(wù)院的關(guān)注，并由工信部等七部委聯(lián)合推動(dòng)全國開展節(jié)材代木試點(diǎn)工作。我公司作為首批節(jié)材代木試點(diǎn)企業(yè)之一，多年來致力于推進(jìn)輕載托盤的研究。紙托盤是輕載托盤的重要發(fā)展方向，但長期以來存在防水性差、適用性差、自動(dòng)化生產(chǎn)水平低等問題，嚴(yán)重制約著紙托盤的大面積推廣。通過對紙托盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)、防水方案的實(shí)施以及機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備的研究，我公司已成功突破該瓶頸，開發(fā)出新型環(huán)保紙托盤，并在部分用戶中大批量推廣使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。endprint

1.紙托盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)

該紙托盤以蜂窩紙板和瓦楞紙板相結(jié)合的方式，結(jié)合不同承載要求，形成不同的托盤面板材料結(jié)構(gòu)和托盤墊塊結(jié)構(gòu)，并根據(jù)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)調(diào)配出高黏、快干、防潮性好的環(huán)保膠黏劑，配合自動(dòng)化快速生產(chǎn)。

我公司對紙托盤面板和墊塊進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)（如圖4、圖5），試驗(yàn)結(jié)果顯示，單個(gè)托盤墊塊可承載1000kg以上壓力，與面板的黏合強(qiáng)度超過100Nm的扭矩；托盤抗彎載荷壓力為500kg的試驗(yàn)條件下，變形量為5mm；抗壓壓力為2200kg的試驗(yàn)條件下，變形量為9mm；跌落高度為500mm的條件下，變形量不超過1%。

2.托盤防水設(shè)計(jì)

根據(jù)托盤使用環(huán)境要求，可以采用不同等級的防水處理。一般拔水要求可采用在托盤表面涂布拔水劑的方法處理，泡水要求可以采用特定的防水劑進(jìn)行涂布處理，另外，在材料的端面需要采用封邊處理，以全面防止水分子進(jìn)入材料內(nèi)部，破壞材料的強(qiáng)度。值得一提的是，長時(shí)間泡水要求則需要采用塑料類薄膜或片材在材料外表面形成隔水層。我公司獨(dú)有的封邊技術(shù)可保證外形美觀，且貼合緊密牢固。面板封邊及墊塊隔水罩處理如圖6所示。

3.機(jī)械化生產(chǎn)

我公司對紙托盤生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，自主研發(fā)了紙托盤生產(chǎn)線，極大地提升了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。將紙托盤生產(chǎn)工藝流程分為面板與墊塊分別預(yù)先加工備料和成型加工兩大部分。對面板和墊塊半成品物料實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和管理，減少物料的品種規(guī)格，實(shí)現(xiàn)效率最佳化。成型加工時(shí)根據(jù)不同的要求選配不同的材料，在定位模具的輔助下，快速組裝成型。由于自主調(diào)配的快干型膠黏劑非常適合高速生產(chǎn)，使整個(gè)生產(chǎn)過程比較順暢。

該紙托盤具有質(zhì)量輕、成本低、完全環(huán)保、出口不受限制等優(yōu)勢，特別是作為空運(yùn)托盤，可顯著節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用。機(jī)械化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，耐水性技術(shù)的完善，使得該紙托盤已具備大規(guī)模使用的條件，是一項(xiàng)值得向用戶推廣使用的技術(shù)。

總之，在提倡“綠色、節(jié)材、低碳”的今天，環(huán)保包裝技術(shù)已經(jīng)越來越受到社會(huì)各界的關(guān)注，開發(fā)和應(yīng)用環(huán)保包裝技術(shù)是有效減少資源浪費(fèi)、解決環(huán)境問題、改善人類生存條件的有效途徑，同時(shí)也是提升企業(yè)競爭力、促進(jìn)可持續(xù)經(jīng)營的有利保證。endprint