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電子產(chǎn)品包裝材料淺析
摘 要：包裝作為電子產(chǎn)品在流通及存儲過程中的保護(hù)和存儲介質(zhì)，其首要作用是保護(hù)電子產(chǎn)品，而包裝材料作為構(gòu)成包裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)，是影響電子產(chǎn)品包裝質(zhì)量的重要因素之一，因此正確選擇與應(yīng)用包裝材料具有重要的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義。本文重點(diǎn)介紹了電子產(chǎn)品包裝常用材料及新型包裝材料，并對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，目的在于為包裝產(chǎn)品企業(yè)及電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)更好地選擇包裝材料提供參考。
關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品 材料 包裝
引言
隨著科技的進(jìn)步，作為高新技術(shù)重要標(biāo)志的電子產(chǎn)品，發(fā)展迅速[1]。借助國際發(fā)展大環(huán)境，我國也已成為世界電子信息產(chǎn)品制造和出口的大國，電子產(chǎn)品出口額呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。隨著我國由制造大國向創(chuàng)新大國的戰(zhàn)略規(guī)劃的貫徹和實(shí)施，電子產(chǎn)業(yè)，特別是一些高新技術(shù)電子產(chǎn)品，如智能手機(jī)、電腦、智能家電及其他精密儀器等，必然會迎來新一輪的快速發(fā)展。
電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，隨著科技的日益進(jìn)步，電子元器件已經(jīng)發(fā)展到超大規(guī)模集成電路，電子零部件變得更加精細(xì)復(fù)雜，因此，其對外部環(huán)境要求也變得越來越高[2]。包裝作為電子產(chǎn)品在流通及存儲過程中的保護(hù)和存儲介質(zhì)，其首要作用是保護(hù)電子產(chǎn)品，只有保證包裝產(chǎn)品合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高的質(zhì)量，才能使電子產(chǎn)品在運(yùn)輸及存儲過程中避免因受潮和機(jī)械沖擊而受到損害，影響產(chǎn)品的正常外觀與使用功能[3]。包裝材料作為包裝產(chǎn)品的基礎(chǔ)，其選擇的合理與否直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的安全和經(jīng)濟(jì)成本，因此正確選擇包裝材料具有重要意義。
電子產(chǎn)品的包裝由外包裝和內(nèi)包裝組成，相應(yīng)的材料主要分為：外包裝材料和內(nèi)部包裝材料兩大類。
一、外包裝材料
由于外部包裝直接暴露在外部環(huán)境中，因此外部包裝材料的合理選擇能有效保護(hù)內(nèi)部產(chǎn)品免受損壞。目前電子產(chǎn)品使用的外部包裝材料主要有：木質(zhì)包裝和紙質(zhì)包裝。
1.1 木質(zhì)包裝材料
木質(zhì)包裝材料適合用來制作體積較大、質(zhì)量較重、長距離運(yùn)輸?shù)木茈娮釉O(shè)備產(chǎn)品的外包裝。常用的天然木質(zhì)包裝材料主要有：紅松、白松、落葉松以及馬尾松。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)抗機(jī)械損傷能力強(qiáng)，堆垛載荷承載水平高;(2)強(qiáng)度高，緩沖性能好;(3)取材廣泛，制作容易，易于回收;(4)生物材質(zhì)，益于環(huán)保[2]。
但是由于我國人口多，森林資源比較匱乏，用天然木質(zhì)包裝材料制作包裝產(chǎn)品已經(jīng)不符合綠色環(huán)保的要求，且由于很多國家對進(jìn)境木質(zhì)包裝都采取了嚴(yán)格的檢驗(yàn)檢疫限制，因此使用天然木材制作的木箱包裝的使用量已呈現(xiàn)日益減少的趨勢[4]。
然而經(jīng)過干燥和熱壓等一些列特殊工序處理后制造的人造板，由于其材料來源廣泛(主要利用農(nóng)林生物資源，如竹林、農(nóng)作物秸稈等)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與純木質(zhì)材料相當(dāng)，且具有檢疫檢驗(yàn)方面的優(yōu)勢，已成為了目前發(fā)展迅速的木質(zhì)包裝材料。主要有：定向刨花板、膠合板和單板層積材等。
1.2 紙質(zhì)包裝材料
紙包裝材料不僅能滿足大部分電子產(chǎn)品對包裝的質(zhì)量要求，而且適應(yīng)了當(dāng)前綠色環(huán)保的趨勢，因此紙質(zhì)成為當(dāng)前在電子產(chǎn)品包裝中使用最為廣泛的材料之一。其中瓦楞紙(如圖1)作為包裝材料已有一百多年的應(yīng)用歷史[5]，技術(shù)十分成熟，應(yīng)用廣泛。
所謂瓦楞紙又稱為“波紋紙板”，由至少一層瓦楞紙和一層箱板紙(也叫箱紙板)粘合而成，具有較好的彈性和延伸性。隨著技術(shù)、材料的不斷進(jìn)步，瓦楞紙新產(chǎn)品不斷被開發(fā)，目前已發(fā)展出多種類型，如：峰窩紙、重型瓦楞紙、特種瓦楞紙、增強(qiáng)夾心瓦楞紙板以及微型瓦楞紙。微型瓦楞紙板(如圖2所示)更是以質(zhì)量輕、抗壓強(qiáng)度高以及緩沖性能好等特點(diǎn)，得到了電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的廣泛關(guān)注和應(yīng)用，需求也在不斷增加。
紙質(zhì)包裝材料還具有：價(jià)格低，原料豐富，可進(jìn)行大批量生產(chǎn)，易回收，可降解，環(huán)保等諸多優(yōu)勢[6]。此外通過在紙質(zhì)材料表面涂覆處理，還能起到防潮的作用。
二 、內(nèi)包裝材料
內(nèi)包裝的主要作用是為電子產(chǎn)品提供固定和緩沖，因此更注重材料的成型性能及受到外力作用時(shí)包裝對沖擊振動的緩沖性能。目前比較常見的電子產(chǎn)品內(nèi)包裝材料有塑料和紙漿兩類。其中塑料包裝材料又分為：發(fā)泡塑料和氣墊薄膜。
2.1 發(fā)泡塑料
發(fā)泡塑料是大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料(如圖3)，其具有以下幾方面優(yōu)勢：(1)良好的成形性能，能根據(jù)產(chǎn)品的形狀制造出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和外形;(2)較大的可壓縮回彈性，能有效地緩沖電子產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的振動和沖擊;(3)質(zhì)量輕，材料用量少。被廣泛地應(yīng)用于制造電子產(chǎn)品的內(nèi)部包材。
電子產(chǎn)品常用的發(fā)泡塑料有：PU(發(fā)泡聚氨酯)、EPS(發(fā)泡聚苯乙烯)以及EPE(發(fā)泡聚乙烯)等[7]。其中EPS由于性能可靠及加工性能優(yōu)異，被大量應(yīng)用于電子產(chǎn)品。但其在使用過程中存在大量的問題，如難以生物可降解和高溫下會析出雙酚類等有毒物質(zhì)等，引起了嚴(yán)重的“白色污染”，顯然不符合當(dāng)前我國“環(huán)保”要求。EPE是一種環(huán)保材料，主要用于脆性易碎產(chǎn)品的包裝緩沖材料，但是成本較高。
2.2 氣墊薄膜
氣墊薄膜(如圖4)也稱氣泡薄膜，是在兩層塑料薄膜之間采用特殊的方法封入空氣，使薄膜之間連續(xù)均勻地形成氣泡，主要是靠氣泡內(nèi)的空氣來吸收沖擊和振動能量，從而起到緩沖的作用以保護(hù)電子產(chǎn)品。氣泡有圓形、半圓形、鐘罩形等形狀，氣泡薄膜，對于輕型電子產(chǎn)品能提供很好的保護(hù)效果。
其優(yōu)點(diǎn)是：(1)能被任意剪切，用于包裝幾乎所有形狀的電子產(chǎn)品;(2)柔軟，緩沖性能好;(3)成本相對低廉。
缺點(diǎn)是：(1)易受環(huán)境溫度影響而發(fā)生明顯的熱脹冷縮現(xiàn)象，引起產(chǎn)品不必要的損壞;(2)承重能力較差，不適于包裝重量大的電子產(chǎn)品;(3)抗戳穿能力差，不適于作為帶銳角電子產(chǎn)品的緩沖材料;(4)塑料制品，不易降解，污染環(huán)境。
2.3 紙質(zhì)類
紙漿模塑(如圖5所示)是以廢舊紙張中的再生漿或者植物纖維漿為基礎(chǔ)，經(jīng)過專門的工藝處理制成的不同類型和用途的內(nèi)包裝。由于這種材料不僅具有EPS泡沫塑料的優(yōu)點(diǎn)，而且相比EPS，具有節(jié)省資源，保護(hù)生態(tài)的優(yōu)勢，近年來，已經(jīng)成為發(fā)展較快的緩沖包裝材料，正在逐漸取代EPS發(fā)泡塑料。
相比傳統(tǒng)的EPS泡沫塑料，紙漿模塑主要依靠結(jié)構(gòu)單元以及其組合的幾何形狀來實(shí)現(xiàn)對震動和沖擊的緩沖作用，而不是發(fā)泡材料受力后自身的形變來吸收外界的能量。故其緩沖性能要低于 EPS。目前主要用作手機(jī)、打印機(jī)等體積小、重量輕的電子產(chǎn)品和通信產(chǎn)品的內(nèi)包裝材料，對于大型電子產(chǎn)品，其效果并不理想。
2.4 植物纖維發(fā)泡材料
綜上所述，可以知道在內(nèi)包裝材料中，雖然EPS污染環(huán)境，但是相比氣墊塑料和紙漿模塑包裝材料，由于其對電子產(chǎn)品的良好的保護(hù)效果以及低廉的價(jià)格優(yōu)勢，在我國電子產(chǎn)品用包裝材料中仍然占據(jù)著很大的市場份額。
然而隨著我國對環(huán)境保護(hù)的日益重視，EPS材料被淘汰已經(jīng)勢在必行。目前國內(nèi)外學(xué)者正在積極開發(fā)新型的內(nèi)包裝材料以替代EPS，目前已取得了一些成果。例如，劉壯[8]等人利用玉米秸稈與可發(fā)性聚苯乙烯材料，成功制備了具有良好塑性形變能力的植物纖維發(fā)泡材料;德國不萊梅PSP公司采用舊書、廢報(bào)紙和面粉作原料開發(fā)出發(fā)了發(fā)泡紙，用該材料作為原料，可以根據(jù)需要生產(chǎn)出不同形狀的包裝材料。
該種類型材料多是以植物纖維以及淀粉添加助劑材料制作而成[9]。由于其是利用發(fā)泡工藝制成，和EPS材料具有相似的吸震效果，因而緩沖性能優(yōu)于紙漿模塑制品。并且具備了紙漿模塑制品易于回收，不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。
除此之外，植物纖維發(fā)泡材料還具備以下特點(diǎn)：(1)使用范圍廣泛;(2)生產(chǎn)工藝簡單，周期短，綜合成本低;(3)防靜電、防腐蝕性較發(fā)泡塑料好，優(yōu)于紙漿模塑產(chǎn)品的緩沖性能，能夠作為大型家電產(chǎn)品的內(nèi)包裝材料使用;(4)可按被包裝產(chǎn)品要求，通過加入多種輔助添加劑，實(shí)現(xiàn)不同的附加功能。
該材料目前在國外已經(jīng)成功通過實(shí)驗(yàn)室階段，進(jìn)入企業(yè)試制階段，我國在該材料的研究方面也取得了可喜的成果，相信在不久的將來必然能夠完全替代EPS發(fā)泡材料，成為電子產(chǎn)品內(nèi)包裝用材料的主力。
三、結(jié)語
包裝材料是電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)其功能的必備條件，不僅影響商品包裝的整體效果，更關(guān)乎到電子產(chǎn)品在運(yùn)輸和儲存過程中的質(zhì)量問題。包裝材料的選擇除了要保證電子產(chǎn)品不受損害，還應(yīng)向著節(jié)約、環(huán)保方向發(fā)展。在保證實(shí)現(xiàn)包裝基本功能的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持適度包裝，盡量縮減包裝材料用量，降低包裝成本，節(jié)省包裝材料資源，減少包裝材料廢棄物的產(chǎn)生量。本著保護(hù)環(huán)境的目的，向可重復(fù)使用和可再生的包裝材料方向發(fā)展，這是電子包裝材料發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻(xiàn)：
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