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中国是世界包装大国,包装行业GDP已超1万亿元,在国民经济中位列第13位,且年均复合增长率超过10%,可以说,世界包装正在迎来一个“中国时代”.但同时也产生了大量的包装废弃物,据统计,全国每年消耗的包装材料达3000多万吨,由此产生的包装废弃物约为1600万吨.而且,我国包装废弃物的回收利用率仍然远低于发达国家水平,由于用户认识上的不足,往往片面要求包装运输的安全性,从而导致包装因过分投入而造成资源浪费.另一方面,随着市场竞争程度的不断加剧,制造业不断进行成本优化,包装作为产品的组成部分也日益受到成本挤压,使整个包装行业进入了微利时代,这也进一步刺激了部分先锋企业不断进行技术创新.可以预见,绿色、低碳、高效的包装技术将是未来整个行业发展的主流,企业应尽早开发和运用这些包装技术,以奠定自己的行业领导地位,获得强大的市场效应,形成良好的经济效益.
在目前的形势下,笔者认为应用当今先进的包装技术,结合环保需求,进行集成创新将是包装行业的重要发展方向.包装材料单一化、用料减量化、体积最小化、操作简易化,以及包装的循环使用是切实有效的包装技术开发课题.在此,笔者将我公司所做的3个包装技术改进方案与大家分享,希望能给包装行业相关人士提供有益的参考.
显示器一体化包装
传统的显示器包装通常采用瓦楞纸箱作为外包装容器,内部缓冲材料则以EPS泡沫塑料为主.EPS泡沫塑料因价格便宜、缓冲性好被大多数用户所采用,但同时由于其产生的废弃物难于处理且对环境有较大危害,因此被称为“白色污染”,国际上一些发达国家已经禁止或限制使用,一些世界知名企业也相继制定了有关环保策略,以削减EPS泡沫塑料的用量,寻找新的环保替代材料.
我公司根据用户运输包装测试要求,采用高强瓦楞纸板作为显示器的单一包装材料,充分利用瓦楞纸板本身固有的缓冲特性,对产品的角棱面采取不同的防护结构,重点增强角棱的结构强度,以应对强烈冲击产生的能量对产品造成损害,并且针对面接触部位减少缓冲面积,减轻冲击传递率,通过包装材料受到冲击时产生适当的形变来达到有效吸收冲击能的效果.显示器一体化包装结构如图1所示.
通过振动试验（图2）和跌落试验（表1）测试结果表明,其保护效果可以达到相关要求,且棱角跌落试验数据显示,一体化包装比EPS泡沫塑料具有更强的减振能力,保护效果更佳.由于一体化包装充分利用了瓦楞纸板的黏弹性以及挺度,包装的体积可以进一步减小.表2为以某品牌19英寸显示器包装为例,将一体化包装方式与传统包装方式进行了比较,从中可以看出,一体化包装方式综合成本较低.
液晶面板循环包装
目前液晶面板的包装方式仍以一次性集合包装为主,包装形式通常采用纸包装容器,内部通过EPS、EPE、纸托、瓦楞纸板、蜂窝纸板等材料达到固定、区隔和缓冲防护的效果.由于包装在使用过程中容易破损,并且内部包装物结构相对固定,回收体积较大,使得大多数用户不愿意再回收利用.
我公司针对此现象进行了调查分析,发现此包装的物流形式是点对点的交易模式,非常适合集中回收.但仍需重点解决以下几个问题：①包装使用过程中的破损率；②包装回收状态下的体积；③包装的标准化与通用性；④包装的拆装便利性；⑤包装的使用与回收管理模式.
我公司技术人员综合考虑了以上问题,比较了多种包装材料的优劣性及包装材料的可制造性,选定可折叠木质包装容器作为回收容器,内部包装物采用复合EPE包装材料.液晶面板最终包装方案如图3所示.
可折叠木质包装容器的特点是：
（1）包装回收过程中可折叠成片状结构,大大节省了回收体积；
（2）使用时易于装配成箱,使用后易于拆卸；
（3）结构稳定,强度高,不易破损,且可堆码.
内部EPE包装物的特点是：
（1）EPE为复合EPE材料,采用不同密度的材料复合成型,并使用整体开槽工艺加工出固定槽,使整个结构坚固耐用；
（2）采用V槽结构达到使用时易于装配、回收时可展开存放的效果,节省运输空间；
（3）采用菱形可伸缩结构,可适用于不同规格的内装物,使包装的通用性得到明显改善.
同时,包装企业与终端用户之间应当达成紧密的合作关系,形成闭环的包装物循环模式,同时兼顾经济原则,借助产业联盟或区域布局,在小区域内形成小循环,区域间形成大循环,使整体达到供需相对平衡.
该方案的优点是：
（1）循环包装是为了实现高效物流和资源有效循环,可保障区域内进行循环使用和共用网络及运行体系.
（2）包装制造公司负责保障各面板产品制造商与各组装面板制造商之间共享和循环使用该包装,使其自由流通；
（3）可以租赁的方式向客户提供使用；
（4）有利于实现面板产品包装和物流的集装化、标准化、单元化、模块化、机械化、信息化和作业一贯化,减少货损,增强安全性,可以节约资源和能源,降低运营成本；
（5）回收系统的平台搭建与业务特点的契合非常重要,通过标准化操作可以达到物流和包装管理的效率提升.
新型环保纸托盘
随着物流现代化发展,托盘已成为物流中的重要支柱之一.目前,全国托盘的保有量已超过2亿只,并且90%以上为木托盘,浪费了大量的木材资源.这已引起了国务院的关注,并由等七部委联合推动全国开展节材代木试点工作.我公司作为首批节材代木试点企业之一,多年来致力于推进轻载托盘的研究.纸托盘是轻载托盘的重要发展方向,但长期以来存在防水性差、适用性差、自动化生产水平低等问题,严重制约着纸托盘的大面积推广.通过对纸托盘结构强度的设计、防水方案的实施以及机械化生产设备的研究,我公司已成功突破该瓶颈,开发出新型环保纸托盘,并在部分用户中大批量推广使用,取得了良好的经济效益和社会效益.1.纸托盘结构强度设计
该纸托盘以蜂窝纸板和瓦楞纸板相结合的方式,结合不同承载要求,形成不同的托盘面板材料结构和托盘垫块结构,并根据生产工艺特点调配出高黏、快干、防潮性好的环保胶黏剂,配合自动化快速生产.
我公司对纸托盘面板和垫块进行了相关试验（如图4、图5）,试验结果显示,单个托盘垫块可承载1000kg以上压力,与面板的黏合强度超过100Nm的扭矩；托盘抗弯载荷压力为500kg的试验条件下,变形量为5mm；抗压压力为2200kg的试验条件下,变形量为9mm；跌落高度为500mm的条件下,变形量不超过1%.
2.托盘防水设计
根据托盘使用环境要求,可以采用不同等级的防水处理.一般拔水要求可采用在托盘表面涂布拔水剂的方法处理,泡水要求可以采用特定的防水剂进行涂布处理,另外,在材料的端面需要采用封边处理,以全面防止水分子进入材料内部,破坏材料的强度.值得一提的是,长时间泡水要求则需要采用塑料类薄膜或片材在材料外表面形成隔水层.我公司独有的封边技术可保证外形美观,且贴合紧密牢固.面板封边及垫块隔水罩处理如图6所示.
3.机械化生产
我公司对纸托盘生产工艺进行了优化,自主研发了纸托盘生产线,极大地提升了生产效率,降低了劳动强度.将纸托盘生产工艺流程分为面板与垫块分别预先加工备料和成型加工两大部分.对面板和垫块半成品物料实施标准化生产和管理,减少物料的品种规格,实现效率最佳化.成型加工时根据不同的要求选配不同的材料,在定位模具的辅助下,快速组装成型.由于自主调配的快干型胶黏剂非常适合高速生产,使整个生产过程比较顺畅.
该纸托盘具有质量轻、成本低、完全环保、出口不受限制等优势,特别是作为空运托盘,可显著节省运输费用.机械化生产的实现,耐水性技术的完善,使得该纸托盘已具备大规模使用的条件,是一项值得向用户推广使用的技术.
总之,在提倡“绿色、节材、低碳”的今天,环保包装技术已经越来越受到社会各界的关注,开发和应用环保包装技术是有效减少资源浪费、解决环境问题、改善人类生存条件的有效途径,同时也是提升企业竞争力、促进可持续经营的有利保证.