最火绿色物流包装材料的开发前景

绿色物流包装材料的开发前景

1 引言

人类经过漫长的奋斗里程，在改造自然和发展经济方面建 树了辉煌的业绩。但在高度民主发展的世界经济文明中也存在 着不文明的负面影响。由于工业化过程中的处置失当，尤其是 不合理地开发利用资源，以及不重视治理工业化过程中产生的 废气、废水和废物，因而造成地球资源日益匮乏，能源日益短 缺，环境日趋恶化，严重地危及到地球的生态空间和世界经济 的可持续发展。

环境污染、资源枯竭和人口剧增已构成了当代社会必须解 决的三大难题。一场以保护环境和节约资源为中心的绿色革命 正在全球兴起。物流行业亦不例外。绿色包装浪潮特别在进南京工业大学等从2000年起1直致力于γ-PGA和ε-PL的基础和产业化研究入 21世纪后，已经向人们扑面而来。

2 绿色物流包装材料及开发的意义

绿色物流包装材料与一般包装材料的不同点就在于它具 有良好的环境性能，对人体和环境不造成危害。通常是指易降解、易回收、能进行资源有效循环利用的材料。绿色包装材料是 发展绿色包装的关键，研究开发无公害的绿色包装材料是当前 世界各国关注的热点，对物流包装来说一个重要的问题就是开 发高强度、大板面、环境性能好、无公害、易回收再利用、轻量化 的绿色运输包装材料，它已成为决定绿色运输包装顺利发展的 技术关键，必须引起我们的高度重视。

传统物流运输包装材料主要是木材、纸张、增强塑料、金属 钢铁）以及高强度复合材料等，但这些材料在绿色理念下均有 各种弊端和不足之处。真正符合绿色理念而又符合我国国情的 材料，笔者从多年的工作及研究中体会并认为，它应当是竹材。

3 竹材作为绿色物流包装材料的优势

3.1 优良的力学性能

竹材和木材一样是自然界生长的一种优良材料。竹材主要 是指竹子的竹杆，它是竹子利用价值最主要的部分。竹材具有 优良的各种力学性能：

竹材的抗拉强度平均值为 208.2MPa，是木材（ 平均值为 107.3 MPa）的 2倍。与钢材比较虽然钢材的抗拉强度（ 平均值 为 560 MPa）为竹材的 2.5~3.0倍，但钢材的密度为竹材的 10 倍左右。因此，按比强度计算，竹材比钢材高出 3~4倍。 竹材的抗压强度（ 平均值为 48.7MPa）比木材（ 平均值为 44.4MPa）约高 10% 左右。此外，竹材还具有很好的弹性和较好 的柔韧性。竹材的密度均在 1.0g/cm3 以下，一般在 0.6~0.8 g/cm3之间。竹材的平均力学强度与木材的平均力学强度比较 见表 1。从表 1中可以看出竹材的平均力学性能优于木材的平 均力学性能。这充分说明竹材是一种优良的天然生长的植物材 料，也即是一种完全的绿色材料。

3.2 良好的资源优势

竹材是重要的森林资源之一。中国是竹子大国、王国。不管 从种类、面积、蓄积量、产量、利用历史、从业人员、科技水平都 位居世界首位。特别是面积，全国统计约 500万公顷，占世界的 1/3，砍伐量 1 000万吨以上，占世界的 1/2。 在竹子中，最优良和最主要用于加工利用的为毛竹。它的 面积和产量约占全世界的 90% 。在世界上是从1个系统到另外一个系统任何一个 国家某个物种面积或产量号称世界第一的不少。但像 中国毛竹占有如此面积和产量，至今还未见到其他的 种类，中国是名副其实具有绝对竹子资源优势的大 国。所以中国除称竹子大国外又称竹子王国。

竹子的生物特性是一次营林，稍加维护管理，便 可永续利用，它是我国唯一的一种用之不竭、取之不尽的资源。 竹子每亩每年可砍伐 30~40 根，约 700Kg（ 竹材每根重约 15~25kg，每 60 根便可相当于 1m3 木材。竹子生长其寿命约 5~6 年，竹林必须对 5~6 年以上的老竹进行砍伐，新竹才能发 笋生长。毛竹林每亩立株量平均为 250~300 株，丰产林可达 440株 /亩以上，每年砍伐老竹量约 30~40株。

3.3 加工生产的优势

我国对竹材的加工利用，其历史源远流长，可追溯到 6 000~ 7 000年前。

首先。因为竹子的生长特性决定是在林中砍伐老竹，让新 竹萌发生长。所以，它的砍伐必须是靠人工在竹林逐根间伐取 材。而且，在砍伐后的运输中必须是逐根将竹子人工搬运下山。 这个过程是无法机械化或集约化砍伐的，它属于一个劳动密集 型的生产。其次，对竹子的加工主要是破篾编织，再进行后续生 产或利用，这个破篾和编织过程，可以采用一些机械等先进技 术，但编制等基本过程还是需要手工劳动。这些生产特点正好 符合我国劳动力富余的优势。

另外，竹篾编织需要长期富有经验的操作人员，才可熟能 生巧，具有高效率。正好我国南方产竹区的大量竹农家，几乎家 家都有这类能工巧匠。竹子产在山区，这些山区农民正是我国 “ 三农”政策主要扶持对象。只有让这批人员能够劳动致富“， 三 农”政策才能落到实处。

可见，竹材加工是我国南方山区农民生产的绝对优势，任 何地区和国家是无法可比的。

$分页符$ 4 绿色现代包装材料—竹材开发的技术方案

4.1 产品设计

4.1.1 竹环蜂窝板代替木托盘。第一步，将竹材加工中锯下来 的竹头、竹尾余料，特别是竹尾（ 一般长 1m 左右，直径 3～ 6cm），集束成捆，锯切为一定厚度（ 厚约 3cm）的竹圆环（ 形象地 介绍，很相似切胡萝卜片）。将竹自动可在实验结束后自动返回；圆环经过高温杀菌消毒干燥处 理后，采用 Eo级符合国际环保要求的脲醛树脂胶（ 也可酚醛树 脂胶），采用搅拌方式对竹环进行拌和上胶，第二步，将已预制 的上、下层竹席胶合板（ 采用竹席干燥上胶压制而成），经单面 上胶（ Eo级脲醛树脂）与已上胶的竹环，采用震动布板方式将 竹环全部立式布于下层单板胶面上（ 形成为蜂窝状）进行组板， 然后压制，即成为竹环蜂窝托盘主体板，关于托盘的封边及底 脚均可在组板过程中一次复合压制（ 也可分别压制组合）。

目前，有关研究部门开发了一种竹质蜂窝板代木托盘，与 竹环蜂窝板代木托盘比较，似乎竹环蜂窝板在强度、寿命、耐水 性能、生产成本等方面强了许多。优点：①强度大：经初步测算 为木托盘强度的 5～6倍；②寿命长：估计比木材托盘寿命高 2～3 倍；③重量轻，不变形：估计托盘的比密度约为 0.6 g/cm3。④抗水性能好，采用脲醛胶粘结板浸入凉水（ 25℃）中一 个月以上不散胶，若采用酚醛树脂胶板浸入水中则数月不散 胶；⑤成本低：估计生产 1000×1200mm 规格的托盘，生产成 本约为人民币 60元 /个；⑥绿色产品；⑦用途广泛，属创新产 品：这种竹环蜂窝板除了用于托盘外，还可用于地面砖、集装箱 底板等其他领域，国际国内首创。

4.1.2 竹席瓦楞包装箱板。此项新材料基本上参照目前我国各 类竹胶合板工厂的生产模式而设计，其根本依据为目前大量的 竹胶合板厂，特别是农村竹产山区小型竹胶合板厂。因产品已 老化不能升级，其经济效益愈来愈差，不少工厂已经封闭闲置， 急需转向，更新换代。故此，在尽量不增加生产设备投入，不作 大的工艺流程改变，尽量在原基础上设计生产新竹席瓦楞包装 板：

第一步，按原生产方式由产区农民各户编织一定规格的竹 篾席，工厂进行收购，经过高温蒸煮杀菌处理后，浸渍酚醛树脂 胶，沥干后在连续干燥机上进行干燥，控制最终竹席含水率达 到 10～12% ，经预制机上预制为波纹状竹席。第二步，将预制 的波纹席，2～3层叠合组装置入热压机，热压固化为波纹芯 板，热压温度控制在 130℃～135℃，压制时间 5～6分钟，送入 定型机中缓慢降温定型。第三步，采用上述同样方式生产的单 层或双层竹席单板，取 2张作为瓦楞板的上、下层板，表层进行 上胶，瓦楞板峰部亦进行上胶，然后三层组合送入热压机压制 热固，此工序只要求压机稍加压力，时间约 2分钟即可达到组 合的工艺要求。

如果要求竹席瓦楞板美观耐用，可在三层组合成板的时 候，将预先准备的竹席板条镶嵌在周边，一次热压成型，便可生 产为封边竹席瓦楞包装板。

上述设计两项新产品的生产原材料明显得知由两种组成：

一种竹材、一种粘结胶，只要求粘结胶的采用符合环保型要求， 并且施胶量合理，则产品中余留的游离醛、酚含量达到标准，符 合产品出口的环保要求。

竹席瓦楞板的生产，规模可大可小，可机械化程度高的大 型工厂，可较简易的农村小厂，但生产关键在波纹的成型，在这 种胶合板生产设备工艺流程下，因为竹材没有像金属材料的压 延性，也没有如纸浆塑料的可塑性，故要求实现工艺生产要求 的瓦楞板，其技术难度还是相当大的，也因此，世油的粘度过大界上目前由各 种材料的瓦楞板：金属、纸浆、水泥、塑料、陶瓷等等，唯竹木瓦 楞板未见于世。实际上许多国家一直在摸索试验，但似乎解决 问题的还只有我国技术人员。

竹席瓦楞板不加封边的产品，据初步估计（ 厚度 25～ 30mm），每平方米生产成本约在人民币 18元左右。

优点：①强度大，估计超出纸瓦楞板 10～20倍，采用两层 竹席单板和三层竹席瓦楞芯板复合组板，则强度可为木材板的 2～3倍。②高新技术产品；③寿命长，不变形，使用寿命估计超 出木材板 2倍以上；④抗水性能好，其耐水浸泡性能与上述竹 环蜂窝板一样；⑤绿色产品；⑥成本合理，相对使用价值比较， 比木材、复合塑料板等低廉；⑦重量轻，若采用波距 70mm、波 峰高 25mm 的瓦楞板，比密度约为 0.15g/cm3左右，可与纸瓦楞 板媲美。

4.1.3 其他。采用竹材为原料，仍采用传统竹篾编席或竹 片组合，再加上胶、压制成型这种方法，还可生产物流包装的集 装箱（ 实际上我国秦皇岛市已建有这种工厂）集装盒、流通箱或 其他蓝、框之类产品，同时也可开发出一些更新、更适用、性能 更好的包装材料及产品。

5 结论

笔者通过对现代绿色物流包装的分析以及多年从事竹制 品的生产开发体会，我国要求在物流包装领域彻底摆脱困境， 走出一条具有中国特色，完全符合绿色包装理念的产业路子， 则必须寻找新