董欣韬
太原重工包装储运分公司，山西省 太原市 030024
摘要：中国已成为世界上最大的机电产品加工制造基地。机电产品行业的发展离不开包装，包装最大的消耗材料就是木材。我国机电产品优质原木年消耗量超过千万立方米，约占我国商品木材年消耗量的1/6。推进机电产品包装材料替代木材的工作，对节约优质木材、保护森林资源和生态环境具有重要意义。这不仅是建设资源节约型、环境友好型社会的要求，也是促进我国机电产品包装升级和加快国际一体化的现实需要。
关键词：机电产品；包装；节材代木；关键技术；
木材节约与代用是缓解我国木材供需矛盾的有效途径，由于机电产品包装是木材消耗大户，推进机电产品包装节材代木工作，对于节约优质木材、保护森林资源和生态环境具有重要意义。本文针对目前我国机电产品包装节材代木面临的替代材料、制造设备、工艺流程及标准化等方面的问题，对机电产品包装节材代木领域的关键技术展开了研究。
一、机电产品包装节材代木内涵
机电产品包装的“节材”是在实现重大装备的包装功能前提下，通过包装结构标准、包装材料标准的制定，模块化组合化的设计，来解决机电产品包装的木材节约利用和循环利用，以实现安全运输又避免过度包装。机电产品包装“代木”的途径，是以再利用、再加工的生物质包装材料替代原木材为主的包装材料。既要解决木材的节约利用，更要实现以速生人工林木材代替天然林木材，以竹材、农作物秸秆或回收的废弃木制品或废纸代替木材。根据木材节约代用理论，只有以速生人工林木材代替天然林木材，以竹材、农作物秸秆或回收的废弃木制品或废纸代替木材，才能真正实现资源节约和循环利用；以不可再生的、污染和能耗较高的材料来代替可再生的、污染和能耗较低的材料，例如以钢代木，以塑料代木等，则是应当避免的。因此，机电产品包装节材代木是在中国木材资源紧缺的背景下，真正意义的“节材”与“代木”，与发达国家木材节约与利用的观点并不矛盾。但我国木材综合利用率为63%，而发达国家已经达到80%，与发达国家相比还存在较大差距。
二、发展中行业亟待解决的共性关键技术问题
1.专门用于机电产品包装高强代木材料的研究与开发。（1）利用速生树种木材(杨树、桉树)制造高强度包装结构材的关键技术。攻关技术有：小径级木材高出材率旋切技术， 高强度单板层积材热压技术。（2）利用农作物秸秆制造包装箱用材的关键技术。相关技术有：农作物秸秆的收集和贮存技术：农作物秸秆的新型胶粘剂技术：麦秸／稻草秸秆的纤维制备技术：秸秆板防潮和防霉技术等。（3）利用竹木复合材料、木塑复合材料制造包装箱的关键技术。攻关技术有：竹片与木材单板界面调控技术；竹片的施胶技术；增强竹片在板坯结构中的合理配置技术；复合板坯的铺装和热压技术等。（4）循环利用废弃木质材料制造包装箱用材的关键技术。攻关技术有：废旧木材的破碎技术与设备：废旧木材的清洁技术与设备(去除金属、砂石、泥土以及混人其中的塑料、油漆及贴面材料等)。（5）提高蜂窝纸板防潮、强度等性能的原纸生产关键技术。攻关技术有：专用高强、防水、防潮瓦楞原纸制浆造纸技术：废纸浆高浓高效纤维分级、筛分技术开发与产业化：不同状态下废纸筛分设备筛(孔)隙特性对不同浓度非牛顿纸浆纤维悬浮液筛分的阻力特性研究及工程验证；蜂窝纸板的缓冲动力学性能研究。
2.机电产品包装代木材料制造专用设备研究与开发。
(1)基于高频、微波与靶向喷蒸热压技术的快速高效成型设备研究与工程化。国内单板层积材的成型大多采用常规接触式热压法．板材芯层温升是由板面逐层传导。由于木材的导热系数小，传热慢，压制厚度为30cm的单板层积材需6—8小时。对较厚的层积材，因传导途经长，层芯温升慢，往往表层胶粘剂已固化过度，而芯层固化温度尚不足，不仅影响质量，而且效率低。又耗能，加之单板旋切厚度不均，生产工艺规范的非可控因素影响较大。同批次的产品质量差异，给推行组合化、标准化、通用化制造包装箱形成极大障碍。微波与高频技术这两种加热方法皆为场能作用于介质分子，选择性强。加热迅速均匀，效率高，耗能低，将显著提高层积材的质量。因此．基于高频与微波技术的快速高效成型设备的研制与工程化乃当务之急。同样．带有靶向喷蒸装置的大吨位热压系统的制造技术、板坯芯层温度与含水率控制技术．是重型机电产品包装用单板层积材快速热压成型技术的关键突破口．有待开发并工程化。(2)基于计算机视觉、x射线与超声波的无损检测技术。重点研究型材质量检测设备及仪器仪表．层积材流水生产线等生产状况的在线检测与监控．需要突破的关键技术是：承载梁材料的主要缺陷识别及剔除等无损检测技术与装备，以及层积材加工刀具与材料切削性能的研究。(3)是针对高强度秸杆板、竹木复合板、竹木复合梁等产品流水生产线的关键技术装备的填平补齐：针对高强度秸杆板、竹木复合板、竹木复合梁等产品流水生产线自动控制系统的研究与开发。(4)代木包装材料成型模具研究、开发及工程化，开展包装产品的代木材料高温热压模具(包括包装用标准化托盘、包装内衬、包装用人造板圆桶以及各种异型包装容器等产品的代木材料高温热压模具)设计研究与工程化。
3.机电产品包装代木标准化与产业化研究。（1）机电产品包装专用层积材目标性能代表值的确定。按照国家单板层积材标准GB／T20241—2006的规定，以多层整幅(或经拼接)单板按顺纹为主组坯胶合而成的板材均称为单板层积材。机电包装用单板层积材属于结构用单板层积材。应具有良好的耐水性、耐候性和力学性能。但是，以不同树种原料、不同厚度单板、不同种类胶粘剂、不同接长单板和组坯方式以及不同压缩率制造的单板层积材的物理力学性能往往相差甚远。机电产品种类繁多，承载重则达几十吨．上百吨。轻则几十公斤或几百公斤。因此，其包装对单板层积材的性能要求也不尽相同。当前国内层积材制造厂尚无统一的有关实现目标性能代表值的工艺参数选定体系。全行业急需根据机电产品特点确定采用单板层积材的等级(长度和厚度模数、强度指标和耐候性指标等)，然后根据不同的等级研究制定单板层积材制造技术规范．包括原料树种、胶粘剂种类、单板接长方式、板坯压缩率以及强度指标等。（2）建立包装节材代木模块化、组合化设计标准体系为了使包装材料制品制造方便、组装简捷、应用可靠，便于回收利用。需开展节材代木包装制品的组合化、模块化，组合式型材研究设计．并按照行业要求制定全国统一规范，以便优化和综合利用包装材料。（3）建立包装节材代木专业检验机构、评价体系和成果推广应用体系。研究制定机电产品包装节材代木评价办法．建立或授权经过资质认定的专业检测机构．对节材代木产品和企业进行评估，以确认其是否符合节材代木包装的要求：在已有试点企业的基础上，更大规模地进行节材代木包装材料的推广应用，以期大部分取代现在广泛使用的木材包装．在全国机电行业中推广应用；研究制定机电产品包装节材代木产业化的制度激励机制、产业发展的外部支撑环境以及相关的经济政策和法规：机电产品包装节材代木的技术创新、成果转化应着重于向现实生产力转化，着力于科技成果的工程化和系统集成，加快成果推广与应用。
总之，由于国家相关部门的高度重视和系列政策措施的落实，大型装备制造企业的努力实践，还有我国丰富人工速生林和农作物秸秆的再生资源保障， 机电产品包装已经成为木材节约工作的重点行业， 机电产品包装节材代木也一定会成为我国木材节约代用工程的重要突破口。
参考文献：
[1]张萍．关于机电产品包装节材代木发展的思考．2019.
[2]苏强．浅谈机电产品包装节材代木领域的关键技术研究.2020.