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1、新型蜂窝纸板结构制品在运输包装中的应用在我国运输包装领域，开发和应用新型蜂窝纸板结构制品，可节省资源，保护生态环境，符合国际包装工业材料应用发展趋势。我国每年出口货物所用的与集装箱配套的一次性托盘的用量大约为 8000 万个，如果 50%采用蜂窝纸板托盘，则市场潜力巨大。全国机械、电子、冶金、化工、粮油食品等产品包装对纸板结构包装箱的年需求量约在 3 亿个以上，蜂窝纸板箱大有用武之地蜂窝纸板具有较高的耐压和较好的缓冲性能，主要应用于包装工程，如包装纸箱、包装缓冲垫、托盘等。蜂窝纸板基本力学性能是设计和应用该种新型材料的基础，力学性能 （1）纸蜂窝板具有类似于发泡塑料的力学特性，具有显著的粘性和
2、塑性，是一种优良的绿色缓冲包装材料；（2）纸蜂窝板的平压强度随孔径的增加而降低，而当厚度高于一个临界值后，随厚度的增加而增强（如图 1）；（3）纸蜂窝板的缓冲性能受厚度影响不大，与孔径大小有关（如图 2）；（4）纸蜂窝板的并置能降低缓冲系数，提高缓冲性能，而叠置则能增加平压强度，提高抗冲击性能。纸蜂窝板作为一种材料，它需要根据产品包装需要而设计制作成不同的结构，从而达到必要的缓冲作用。加工性能（1）模切配合产品本身的结构特点，模切使其能更好地贴合产品外形。（2）预压通过预压，使构成蜂窝孔壁的纸张变形，从而降低纸蜂窝板的平压强度，提高其缓冲性能。（3）粘合纸质材料具有良好的可粘性，通过胶粘剂的选
3、用，可以和塑料、纸、木材、金属等材料质实现良好的粘接。（4）压痕折弯纸蜂窝板也可以像瓦楞纸板那样进行压痕，改变其折叠方向。这种方式是通过使纸蜂窝板的局部压溃实现的。它还有一种折弯方式，即去掉折弯部分多余的材料，再用粘合剂粘接成所需要的形状。这种方式外形棱角充实规整，但对加工精度和细节要求较高。以上特性为纸蜂窝板应用范围、缓冲厚度与结构设计提供了一定的指导作用。在进行纸蜂窝缓冲制品的设计时，如果运用得当，不但可以有效提高衬垫的缓冲保护能力，避免其不利因素，而且可以简化结构，降低设计材料成本。纸蜂窝包装制品在运输包装中的应用主要包括三个方面：托盘、纸蜂窝容器和缓冲包装纸蜂窝包装制品的设计主要从两个
4、方面来着手：其一，材料的适当选用搭配；其二，结构的适宜合理设计。因此，在进行蜂窝缓冲制品的结构设计时，主要工作就是扬长避短，创新包装方案，优化结构，实现功能性和服务性的完美结合。一，纸蜂窝托盘在运输包装中的应用托盘是现代工商业生产、运输、储存及包装中的一种重要工具。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。托盘在现代物流中有极其重要的作用，是实现现代化物流的基础工具。托盘可以把
5、不同大小的物品置放在上面，形成规格化的货物单元，通过叉车实现集装单元化作业，所以托盘是装卸机械化的重要的器具。在物流的各个环节中，搬运是实现机械化最难的一个环节，其作业形态很复杂。出现了叉车和托盘结合的方式，搬运机械化才有了实现的可能性。托盘在物流系统运作的全过程中要和相关设备具有匹配性。在自动仓库或其他货架仓库中，就需要用托盘进行作业，将载货的托盘装上货架和卸下货架，因此托盘和货架的规格尺寸要有相应关系。利用托盘往集装箱里装卸货物可以提高作业效率，现在已经有专门往集装箱里装托盘的小型叉车，托盘尺寸和集装箱的内宽也应该匹配。因此托盘在物流系统中的作用是不可替代的。一个国家的物流系统的规格协调与
6、不协调，各种设备的利用率高还是不高，规格如何制定，很重要的就要以托盘作为基准，或者根据托盘的因素来考虑。蜂窝托盘主要是针对木托盘而设计开发的，旨在减少对森林资源的耗损。对于自重较小的产品，直接使用纸蜂窝板制成蜂窝托盘即可，其结构和材料较为简单，一般为单层面板加底部支脚，能承受几十到上百公斤的重量。而对于自重较大的产品，则需要通过纸蜂窝板的叠置，以及与其它材料（如瓦楞纸板、层板、塑料零件、纸型钢类）的相互结合，进行优良的结构设计，来实现其承载能力。1、纸蜂窝托盘的结构设计（1）确定产品流通环境 运输工具搬运方式仓储条件气侯环境流通时间路途近远 （2）确定托盘外尺寸托盘尺寸及公差必须符合国标 GB
7、/T2934 联运通用平托盘 主要尺寸及公差的要求，要根据货物的运输方式，所装载单个货物或单元货物的底面尺寸，确定最优的托盘外尺寸及盘体尺寸。（3）额定蜂窝托盘相关技术参数。蜂窝托盘的额定载荷不大于 1000kg,蜂窝托盘的叉孔高度尺寸为 70100mm，优先选用 100mm。 （4）蜂窝托盘的主要结构方式分蜂窝托盘由托盘盘体和支撑脚组成。蜂窝托盘分单面（D）和双面（S）使用，双向进叉（D1、S1）和四方向进叉 D2、S2)。（5）托盘盘体托盘盘体用于容装货物，并为人工搬运或机械转运提供足够的抗弯曲挠度。蜂窝托盘的盘体主要采用蜂窝纸板构成，附加瓦楞纸板、层板、纸型钢等起到保护蜂窝纸板、增加强度
8、之用。 （6）支撑脚的设计支撑脚是托盘的承力部分，其结构的稳定性和坚实程度直接决定了货物静态放置时的可靠性，因此支撑脚的设计必须满足几点要求：符合货物静态堆载可能发生的最高限值；支撑脚着力部位应该在货物的重心分布区域内；在货物允许的流通期限（即货物从产地到用户这一期限）内，支撑脚的变形量应小于 10mm；支撑脚间距应符合机械搬运设备的特点；支撑脚承力面积和数量根据所承载货物总重量确定。注：对于蜂窝托盘，支撑脚的承力面积、数量和分布均一性很大程度上决定了托盘的静态极限承重值。（7）托盘一些附加特性的实现集合包装当所托载的货物为两件以上时，即称为集合包装，一个托盘所装载货物即为一个集合单元。集合包
9、装不仅要考虑托盘的承载重量，还应考虑货物的堆码序列、整个集合单元的稳定性。集合单元的稳定性可通过三种方式实现：其一，使用拉伸膜缠绕或热缩膜裹覆，使一个托盘的货物成为一体；其二，使用纸角钢、纸钢板，并在顶面加顶箱为盖，构成牢固的框架结构，使货物固定在内；其三，直接用打包带打包裹紧。 托盘的防潮性可采用三种方式实现托盘的防潮性能：其一，在托盘外表面涂覆一层防潮剂；其二，将托盘表面纸张覆一层 HDPE 膜；其三，提高对托盘原材料的施胶度。托盘的环保性瓦楞纸托盘、蜂窝托盘的使用，其目的在于以纸代木，减少原木资源的耗费，同时实现出口产品的环保要求，满足欧美等国家对进口产品提出的种种要求。因此，在进行托盘
10、设计时应注意选材，在保证强度、所需实现功能和适当的成本前提下，尽可能使用全纸质材料。二，纸蜂窝容器的设计（1）纸蜂窝容器的特点容器的主要材料为蜂窝纸板，辅以恰当的纸质型钢、瓦楞纸板和其它配件组构成箱。蜂窝纸板为平板状结构，具有较高的平压强度，这在设计容器时既有有利的一面，也有不利的一面。在水平方向上抗压强度较高，但抗垂直压强的能力却不足。另一方面，蜂窝纸板本身的戳穿强度较低，在设计容器时也应注意予以弥补。（2）明确容器物理特性在设计容器时首先应明确容器的用途、使用环境、承载重量、内装物特点，确定容器基本物理特性，包括底层承重、是否堆码、内装物净重、流通环境等。（3）纸蜂窝容器结构作为容器，根据
11、不同的用途、产品特点、使用频次、流通环境等等，纸蜂窝容器可以有不同的几何结构，也可与不同的配件配合达到不同的目的。因此笔者不想在此赘述其具体结构，但应提出的是，容器的结构形式是与产品用途、流通环境及各种特殊要求密不可分的，设计师们应锐意创新，借鉴其它材料容器实例，充分发挥纸质型材的优点，趋利避害。（4）连接方式用纸蜂窝板生产容器，最大的问题是棱边的连接。在选择连接方式和粘接材料时，必须保证粘接强度足以对抗容器在使用过程中各个方向的张力。纸蜂窝板间面与面接触时亦可仅靠粘合剂实现连接，但当面与棱边、棱边与棱边连接时，则需采用其它的加固件、连接件进行连接。常用的方法是：先在蜂窝纸板上填预埋件，再用纸
12、槽钢与蜂窝纸板楞边粘接固定，待干燥定形后即可使用木螺钉、板式家具用塑料连接件等进行连接固定。在这一方面将会较多应用到板式家具的加工固定方式。（5）纸型材容器弱点的弥补楞边加强鉴于蜂窝纸板边角强度差，垂直抗压能力弱，在设计容器时应注意对容器楞边的保护和加强。一般采取的方式是用纸槽钢包边、加纸角钢、用瓦楞纸板包边、加纸钢板加强等方式。增加抗戳穿强度蜂窝纸板的表面只有一层牛皮卡纸，当最高克度的纸张也不能满足容器的抗戳穿强度时，就应考虑增加其它材料予以弥补了。防潮性能的实现实现此目的有两种方式：其一，覆膜；其二，涂刷防潮剂。三，缓冲包装的设计在进行该类缓冲衬垫设计时，其设计思路与 EPS 缓冲衬垫相似
13、：首先，确定其各方向的缓冲厚度，在保证缓冲性能的前提下保证装箱量达到最大。其次，根据所确定的缓冲厚度、缓冲面积，草拟纸型材缓冲衬垫的大致结构，初步确定主要缓冲面积上的蜂窝纸板结构特性（厚度、蜂窝格大小及配纸方式）；最后，根据材料特性来设计衬垫结构方式，并针对薄弱点增加附件，进行加强设计。在进行方案设计及结构设计时，应注意各种纸质材料本身特性的充分发挥，必要时可根据情况与其它材料配合使用，从而实现扬长避短，节约成本的效果。蜂窝纸板作为缓冲衬垫，设计中的最大难点在于其异形加工难，边压强度低，整体性差等。零件越复杂，加工成本越高；接触面积越小，越容易压溃；一旦压溃，其二次保护性能差这些都需要通过结构设计来弥补。另外，设计时还必须考虑零件的装配工艺、运输、仓储堆码方面的因素，使工艺实施尽可能简单，衬垫不易受损伤。
