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关键词:中国;欧洲;文物;运输;包装;标准
文物是珍贵的历史文化资源,具有重要的历史价值、科学价值和艺术价值,在世界范围内都对文物倍加珍视。但由于文物大多历时久远,极易开裂和破碎等,尤其在长途运输过程中,受震动、温湿度等的影响,更易遭到损坏。因此,审慎、科学地包装是对文物进行有效保护的重要措施,“包装系统的主要目的是以被选定的运输方式,在到达目的地的所有环节中为物品提供物理和环境保护”。
世界各国都比较重视文物运输包装工作,美国、法国等制定了文物运输包装工作守则,对文物的包装材料和包装与加固方法等提出了要求,如美国国家公园管理局编印的《博物馆手册》,提出文物“包装材料分为内包装和外包装,根据不同用途选用合适的包装材料,对不同质地的藏品使用不同的包装材料,使包装材料科学化。……直接与藏品接触的材料不能玷污、磨损或腐蚀藏品,也不能含有易挥发的有害化学物质。”随着国际文化交流的发展,博物馆之间交流的日益增多,以及馆藏文物保护修复等工作的开展,科学有效地开展文物运输包装,使文物在运输过程中,受到保护,免遭破坏,显得尤为重要。制定文物运输包装专项技术标准便成为各国保障文物运输安全的重要手段。
标准是为了在一定范围内获得最佳秩序、由公认机构实施的规范性文件,是相关领域需要遵守的基本规则,对于规范和引领行业发展具有重要的促进作用。在文物运输包装领域,中国制定了《文物运输包装规范》(GB/T23862-2009),欧洲制定了《文化财产保护运输包装原则》(EN15946:2011)、《文化遗产保护运输方式》(EN16648:2015)。本文将对中欧相关标准进行对比分析,以期通过探讨其异同,寻求可借鉴之处。
一、
中欧文物运输包装规范对比分析
我国《文物运输包装规范》于2009年由国家标准化管理委员会实施。欧洲标准《文化财产保护运输包装原则》、《文化遗产保护运输方式》分别于2011年、2015年由欧洲标准化委员会CEN,欧洲标准化委员会各成员国如英国、法国、德国等31个国家,分别最迟于2012年2月、2016年2月之前实施,与其冲突的国家标准予以废止。
中欧文物运输包装规范对文物运输包装的基本要求、包装材料、包装场地、包装方法、信息记录等方面都进行了规定,提出在文物包装过程中,无论对包装材料的选择抑或包装方式等方面,都应确保文物安全,将安全放在首要位置。在包装材料方面,都强调包装材料应对文物不造成损害或磨损,应采用阻隔、防震与缓冲包装材料等,减少对文物的震动和冲击以及免遭水的侵袭等,对文物进行保护。在包装场地方面,都要求包装场地应有足够的空间和环境条件,利于安全地对文物进行操作。在包装方法方面,应安全地将文物放置于包装箱内,并使用一定的防护和防震材料以免文物挤压。在信息记录方面,都强调了应对文物的基本信息进行记录并附照片,包装箱上应有一定的标志。关于文物的运输方式,都强调了文物运输的安全、运输环境以及承运人资质。
但中欧文物运输包装规范,无论从标准的结构,还是有关内容,都有很多不一致之处,大体可归纳为以下几点:
1.标准的结构体例。中国制定的《文物运输包装规范》,共6章,主要包括:技术要求、文物包装箱内部环境控制、文物包装信息的编制,其章节按照文物包装相关技术要素,分别对文物包装的技术以及环境和信息等方面内容进行了规定,并涵盖了对文物运输的技术要求。而欧洲是针对文物运输包装、文物运输方式分别制定了2项标准。《文化财产保护运输包装原则》共9章,主要包括:文物包装前、文物包装、卸载和交付、拆封、重新包装等,按照文物包装的程序划分为不同的章节,分别对有关内容进行了规定。《文化遗产保护运输方式》共8章,分别对文物运输前应开展的工作、运输方式与环境等方面进行了规定。
在运输包装方面,中欧2项标准结构体例的不一致,在一定程度上反映了各自侧重点的不同,中国的标准更强调文物包装材料、包装箱以及对文物如何进行装箱等方面技术要素的规定,而欧洲标准则更强调对文物进行包装的不同阶段的技术要求,比较重视文物包装前的风险评估等准备工作。同时,中国将运输方式作为文物运输包装规范的一部分,仅对文物运输的技术和安全要求、车辆要求等方面进行了规定,而欧洲将文物运输方式单独作为一项标准,不仅对在文物运输前需开展的一系列工作如风险评估、运输资质、运输计划、运输文件编制等内容进行了规定,而且对如何选择运输方式,以及陆运、铁路运输、海运、空运的具体要求等方面都进行了规定。
2.文物包装材料。中国标准将文物“包装材料要求”单独作为一节,将包装材料划分为表面防护包装材料、阻隔和防震与缓冲包装材料、箱体包装材料。表面防护包装材料要求使用无污染和柔软的材料;阻隔和防震与缓冲包装材料要求无污染,并列举了聚乙烯吹塑薄膜等应符合的标准要求;对箱体包装材料要求“不应由于材料变形而导致文物损坏”,并规定了木材、胶合板、纤维板、瓦楞纸板等的具体要求,如“包装用木材质量应符合GB/T7284的要求,其中滑木、枕木、框架木及内包装板选用一等材,外包装板选用二等材”等。
而欧洲标准将“包装选择”作为一节,不仅提出了对包装材料的要求,而且提出了包装结构以及包装中的注意事项,规定了包装选择的基本原则以及对表面保护、减震、外部保护的要求,对包装材料主要提出了性能要求,如“与文物接触的材料不应磨损或损害文物,并且要保护好文物免受震动以及环境变化的影响”,表面保护材料“应尽可能化学成分上是惰性……,减震材料的类型、密度、厚度、数量及位置都要根据文物的运输方式、物理环境、文物重量、包装重量、文物表面与减震物之间的接触、文物的脆弱性进行决定……,外部保护材料应保护文物免遭进水。绝缘材料应该在文物运输过程中减少湿度和温度的变化”,使用的减震材料应便于对文物的包装、拆包和再次包装,对于具体使用何种包装材料没有进行规定。
3.文物包装及装箱。中国标准将“装箱要求”作为一节,提出了文物表面防护、对文物的固定和防震措施、对文物附件和成套文物的包装方法,以及包装箱的堆放等要求,侧重于对装箱一些环节的具体规定,并提出了对包装箱内部环境的控制要求。
欧洲标准将对文物进行“包装”作为一章,详细提出了对文物进行包装的总体原则、包装前应做的准备工作、如何进行包装、包装过程中应注意的事项,以及包装箱的外部标记等,如应做好装箱前的准备工作,操作人员应穿戴合适的服饰并采取适当的防护,对于操作机械设备的人员必须具有相应的资质,应按照文物特征和风险评估合适地放置文物,应使用利于包装和拆包的减震材料对文物周边进行填充并以支撑,在装货箱内应做好标记等。
4.文物包装场地和环境。中国标准提出文物包装场地应设在室内,应比较宽敞,且应封闭以便于对出入人员进行管理;而欧洲标准提出“包装场地要足够大,这样才能安全地处理文物、进行包装以及安全地操作相关的设备(如果有的话)”,且应清洁、安全,灯光明亮。在文物包装环境方面,中国标准提出“室内包装场地应有环境控制系统,应保持在适宜于文物包装、存放的环境下”,而欧洲标准提出“包装的环境条件应与文物存放地点的环境条件相似,如果不可能,包装应适应以前的环境条件”。
5.文物信息记录。中国标准将“文物包装信息的编制”单独作为一章,要求编制包装箱内文物信息以及文物包装和运输操作信息,包装运输标志应符合《包装储运图示标志》(GB/T191-2008,ISO 780:1997,MOD)的规定。欧洲标准要求文物所有人或监护人的代表编制一份文物状况报告,包括文物的基本信息、文物移动的信息、文物变化的记录、对文物包装和操作的要求、日期和签名以及文物在运输过程中每个阶段的状况,记录文物的基本信息以及在运输过程中发生的一切变化,此份报告与文物一直相伴,作为文物运输档案的组成部分。外部标识方面,欧洲标准不仅要求按照ENIS0780来做标记,同时也提出了做标记时应该不损害文物安全和运输安全、做标记的材料应该持久耐用等。
6.标准附录。附录是标准的重要组成部分之一,主要是为了合理安排标准的结构或者标准中的附加技术内容等。此3项标准都根据各自的需求设置了若干附录。我国标准设置了一个资料性附录“木质外包装箱结构示意图”。欧洲《文化财产保护运输包装原则》设置了“不同的风险需不同的包装解决方案”“向包装人/运送人告知的信息表格范例”“处理不同类型的文物时需要不同类型的手套”3个资料性附录,《文化遗产保护运输方式》设置了“护送人员职责”“需告知运输的信息”“在运物品安全建筑伧库规格”3个资料性附录。
中欧标准的附录虽然都为资料性的,但从侧面也体现了各自所关注的问题。中国的标准比较重视文物包装箱的制作,不仅在正文内容中对制箱材料、制箱的一般要求,以及制作内包装箱、外包装箱等进行了规定,而且专门设置一个附录介绍木质外包装箱的结构,其重视程度可见一斑。与中国标准相比,欧洲标准更加关注文物运输包装前期的准备工作、文物信息的采集、对相关人员的要求以及文物运输过程中的临时存放地,不仅在文本内容中提出了要求,而且对有关内容在附录中进行了比较详细的阐述,便于标准使用者更有针对性地解决有关问题。
7.中欧标准都有对方标准所没有规定的内容。在文物包装运输方面,中国标准将“制箱要求”作为文物运输包装的技术要求之一,提出了对包装箱制作的一般要求,以及外包装箱、内包装箱的制作材料和规格等,这在欧洲标准中没有体现。欧洲标准对文物风险评估、文物卸载和交付,以及文物的拆封、重新包装等内容进行了规定,尤其对前期准备工作中的风险评估规定得比较具体和详细,要求“包装、运输的材料以及类型都应该按照风险评估进行选择。所有相关方都应该分享相关信息。先要达成一个双边协议,然后再做决定。最后的决定应该由文物所有者或文物监护人来做”。欧洲标准所规定的这些内容,有的在中国标准中没有体现,有的内容仅散见于中国标准中。
8.文物运输方式。中国是在《文物包装运输规范》中对文物运输的技术和安全等方面进行了规定。欧洲是单独制定了《文化遗产保护运输方式》标准,“本欧洲标准定义了在按照EN15946运输可移动文化遗产时,应予以考虑的原则”,比较详实地对文物运输前应开展的工作、运输方式与环境等方面进行了规定。
由以上中欧文物运输包装规范有关内容对比可知,在文物运输包装方面,中国标准主要是对在文物运输包装过程中使用的材料、包装箱制作及装箱等技术要素提出了要求,在对有关内容定性的基础上,对使用何种材料以及装箱规格等方面也进行了规定,但中国标准缺少风险评估、包装人员的要求以及文物卸载和重新包装等内容,虽然对包装信息等有规定,但亦不十分具体。欧洲标准则强调了文物包装各程序的具体要求,与中国标准相比,尤其更加强调风险评估等包装的前期准备和计划、包装信息以及包装人员要求等,并对包装材料、如何包装等方面做了程序性和原则性的规定。同时,欧洲对文物的运输方式单独制定一项标准,使有关内容更加详实和具体。
二、对修订中国文物运输包装规范的思考
中国和欧洲都针对文物包装运输工作制定了相关的标准。中国标准早于欧洲标准颁布实施,标准的内容是在结合中国当时文物运输包装工作的实际情况、经业界专家反复论证制定的,它的实施对于促进我国文物运输包装的规范化、科学化具有重要的作用。随着文物运输包装工作的不断进步,中国标准亦应随之不断修改完善,顺应时展的需求,汲取欧洲标准以及其他国家规范中适合我国国情的内容,为我所用。中国《文物运输包装规范》已颁布实施逾五年,国家文物行政主管部门根据《国家标准管理办法》的有关规定,已对其进行了复审。今后对中国标准修订时,可考虑进一步完善以下几个方面的内容:
1.风险评估。风险评估既包括对文物本身的风险进行评估,也包括对文物移动过程中的风险评估。在对文物进行风险评估时,要充分考虑与文物直接相关的风险,如文物的生产工艺、文物现状以及之前的干预;要充分考虑移动文物所产生的风险,如包装运输公司的能力、文物交接地点的状况、交通方式、文物运输过程中的道路和天气状况等;要向包装或运输的人员提供文物的详细信息,如文物名称、藏品号、尺寸、重量、照片以及文物交接地点等有关情况;同时,包装或运输人员应进行实地考察,与文物的所有人或监护人进行交流,了解和评估文物的保存现状、包装场地以及运输风险。要按照文物风险评估的状况,选择合适的文物包装方式和包装材料。
2.信息记录报告。信息记录是文物运输工作档案的重要组成部分,是进行文物运输、包装、拆包以及法律诉讼时的重要依据。在对文物包装前,应对文物的保存现状和相关的基本信息进行记录。在文物运输过程中,对文物运输的相关信息以及文物在运输过程中发生的所有变化都应详细记录。文物信息记录由文物所有人或监护人代表实施,此项工作应贯穿文物运输的整个过程。有关文物的基本信息、包装信息等内容,应及时告知负责运输和包装的人员,使其了解有关内容,更好地开展运输包装工作。同时,应注意有关信息的保密工作。
3.操作人员。对文物进行包装的人员,要具有一定的专业技术水平,对所包装的文物应充分了解,避免在包装过程中对文物易碎之处的损坏。实施机械操作的人员,应具有一定的资质。操作人员应穿戴合适的衣物,在直接接触文物时,根据情况采取适当的保护措施,如戴上合适的手套等。在注意保护文物的同时,也应注意对人身健康的保护。
4.包装材料。文物包装材料在文物运输包装中对于确保文物安全发挥着极为重要的作用,“文物包装设计时所选用的包装材料,需对文物的性能、运输、储存环境及包装材料本身的性能、生产工艺和成本费用等进行综合考虑,合理选用”。。文物质地不同、结构不同、重量不同、大小不同,其包装材料亦有不同的要求,且现在主体包装材料和辅助包装材料繁多,不断更新变化,选择合适的包装材料,需综合考虑多方面的因素。因此,在对文物包装材料提出定性要求的基础上,是否明确提出使用何种包装材料有待进一步商榷。建议对文物包装材料提出定性要求的同时,可以对具体的技术要求如箱体材料、箱体规格等,作为资料性附录,供标准使用者参考借鉴。
5.文物包装拆卸和重新包装。文物包装拆卸和重新包装是文物运输包装过程中不可或缺的重要环节,不恰当的包装拆卸以及重新包装将会对文物造成一定的损坏。因此,作为一项文物运输包装规范,应对包装拆卸和重新包装等方面进行明确规定,如包装拆卸前应做好哪些准备工作、如何进行拆封、拆封后的包装如何放置、重新包装的人员要求和场地要求等。
6.标准借鉴与更新。中欧文物运输包装规范,都借鉴了其他行业与文物运输包装有关的标准。中国的文物运输包装规范引用的19项标准,涉及包装标示、包装材料、包装方法、运输车辆等。欧洲的文物运输包装规范引用了2项标准。文物包装工作涉及包装标示、包装材料、包装方法以及运输等方面,是一项比较复杂的系统工程。因此,随着包装运输的发展和包装材料的不断更新,文物包装运输规范应随着其他标准的更新而不断完善有关内容。
【关键词】种子包装 新技术
中图分类号:Q914.86文献标识码:A
种子是一种特殊商品,既然是商品,就有包装。应该说,包装是种子生产专业化、服务社会化的产物,是种子商品经济发展到一定阶段的必然结果。常用的种子包装设备主要有灌装机、定量包装机(秤)、(铝箱)封口机、自检重机、打码机、贴标机等。种子包装材料主要有麻袋、金属罐、聚乙烯袋、聚乙烯铝箔复合袭、纸袋等。注重包装.使用包装,是种子经营企业和种子消费者共同注重的内容。
种子的生产与经营在经济体制改革中将不断深化它的内涵,种子商品包装将成为种子行业中引人注目的新课题。随着商品包装的发展,将使种子行业增加更显著的社会效益和经济效益。国外的种子经营企业其所经营的种子都经过精细加工,其所经营的种子包装小巧精美、产品说明精美实用,其产品深受用户的普遍欢迎,销售业绩日益看好。近几年国外的大型种子企业进军中国种子市场,他们同国内的种子企业争夺中国的这个大市场,这就要求我们的种子企业增强危机感,对种子进行一系列加工和包装,从而占有一定的优势,立足于市场经济的大潮之中。
1种子商品包装的作用
种子包装大致可划分为内包装、小包装、中包装和大包装等几种类型。.进行种子包装应遵循如下原则:经济合理;牢固结实;方便实用;规格统一、起点适宜、防伪标识。
其作用有:于种子运输、贮藏和销售;利于创造名牌效应,提高种子经营企业的声誉,有效地制约种子上的伪造假冒行为;于沟通种子生产和悄售的关系。大多数的种子包装物上和包装容器内,都印制了种子使用说明书,提供了推广良种良法的各种信息;有利于保护种子。
2农作物种子定量包装的新规定
《种子法》及配套规章的颁布实施,对种子的加工和包装提出了明确的要求,要求有性繁殖作物的籽粒、果实,马铃薯微型脱毒种薯等都要经过加工包装后才能销售,这就要求种子企业拥有清选机、包衣机等种子加工机械,并且有掌握加工技术的工作人员。种子的包装物可以为编织袋、纸袋,马口铁罐等,包装种子的净含量可以为10克,20克,1斤、2斤,5 斤等不同的规格,这样可以保证广大群众购买到手的种子为没有打开包装的种子。种子的包装内外要附有标签,包装物上的标签内容包括作物种类,品种名称,生产商质量指标,净含量,生产年月等。内标签应当向种子使用者提供种子简要性状、主要栽培措施,使用条件的说明等。
根据我国农业行业标准(NY/T611一2002),农作物种子定量包装是指在一定范围内(5克一25千克),具有统一的计量标注,能满足一定计量要求的预包装。
根据流通行业的要求,种子包装分为销售包装和运输包装。其中销售包装是以销售为目的,与内容物一起到达顾客手中的最小的可销售单元。运输包装是以运输贮存为主要目的的包装,运输包装具有保障产品的安全,方便储运装卸、加速交换、点验等作用。
3种子包装的基本要求
具体来说,种子包装的基本要求有以下6个方面:
(1)种子必须精选和药剂处理。通过精选,清除种子中夹杂的空瘪粒、破碎粒、泥沙等杂质,保证净度达到国家标准。精选后的种子必须进行药剂熏蒸杀虫。另外,也可进行包衣处理,提高种子的科技含量和附加值。
(2)严格控制种子水分。水稻、小麦、玉米的种子含水量应掌握在12%以内,棉种含水量不高于11%,油菜、蔬菜、瓜类种子的含水量一般低于8%。
(3)适量包装。考虑运输、装卸方便,包装要标准化、规格化,每包重量要适中;对销售包装要求便于陈列、销售、携带,每包重量适当要小。究竟每包装多少为度,要因种而异。
(4)选择合适的包装材料。包装材料要轻便、耐压,方便运输,以保护种子。对于水稻、小麦等用量较大、种价较低的种子,可选用透明度好、耐磨拉的聚乙烯塑料袋包装。对蔬菜、瓜类及部分经济作物,其用量少、价格昂贵的种子,可选用复合膜、铝箔材料制成的包装或用马口铁罐包装。
(5)印刷的图文要醒目、简要。贮藏、运输包装材料上必须使用醒目的包装标志。其标志为:袋上方印刷淡绿色,加粗宋体字“种子”二字,其下为淡绿色圆形标志图案。图案周围为粗圆环,环内中下部实体绿色部位表示土壤。土壤正中淡绿色嫩芽,代表茁壮幼苗。销售包装应当将作物种类、品种名称、生产商、质量指标、净含量、生产年月、警示标志和“转基因”标注内容直接印制在包装物表面或者制成印刷品固定在包装物外。品种介绍等可放人包装袋内。
(6)包装计量要准确。一般每袋(罐)重量误差不超过0.1%。
4种子包装的主要方法
种子包装主要有按种子重量包装和按粒数包装两种方法。一般农作物种子和牧草种子采用按重量包装。如杂交稻种子有每袋1千克、2千克、5千克的包装。比较昂贵的蔬菜和花卉种子采用按粒数包装,如每袋100粒、200粒等包装。
5包装材料的选择
根据我国农业行业标准(NY/T611一2002),销售包装用材料应
符合美观、实用、不易破损、便于加工、印刷、能够回收再生或自然降解的要求。宜采用的包装材料品种有塑料编织布、塑料薄膜、复合薄膜、纸、镀锡薄钢板(马口铁)等。
运输包装用材料应符合质材轻、强度高、抗冲击、耐捆扎、防潮、防霉、防滑的要求。宜采用的包装材料品种有塑料编织布、麻袋布、瓦楞纸板、钙塑板、塑料打包带、压敏胶粘布、纺织品等。
6种子包装的新技术工艺流程
种子包装工艺流程主要包括:种子从散装仓库输送到加料箱一>称量或计数-->装袋(或容器)封口(或缝口)-->贴(或挂)标签等程序。
先进国家和我国的一些大型种子企业,目前种子包装已基本上实现自动化或半自动化操作。种子从散装仓库通过重力或空气提升机、皮带输送机、升降机等机械运动送到加料箱中,然后进人称量设备,当达到预定的重量或体积时,即自动切断种子流,接着进人包装
机,打开容器口流人容器,最后种子袋经缝口机缝口或封口,粘贴标签(或预先印上)即完成了包装操作。
7农作物种子标签及其作用
农作物种子标签是指固定在种子包装物表面及内外的特定图案及文字说明。对于可以不经加工包装进行销售的种子,标签是指种子经营者在销售种子时向种子使用者提供的特定图案及文字说明。
种子标签提供包括种子生产企业所执行的产品标准,产品所具有的产量水平、抗病虫性和栽培技术等信息,具有合格证与说明书的作用。它是种子经营者与使用者了解和掌握种子质量状况的窗口,是评定种子质量和指导用户了解和正确使用以及在特殊情况下对种子质量进行投诉的依据,是延伸售后服务的一种形式。
【结束语】
我国利用现代化种子加工设备加工种子起步晚、起点高、发展快,现已有了一定的基础,种子加工的重要性也越来越受到人们的重视与关注;种子加工量逐年增加。但是,由于种子加工的范围越来越大,工质量的要求越来越高:加工的方式也有了新的要求:由注重种子的内在质量向注重外观装淡发展:由内贸型转向外贸型。这就要求我国种子加工业应当是高水平、高等级、大规模,才能适应种子市场发展的需要。
【参考文献】
【1】胡晋. 种子贮藏原理与技术.2001
运输包装件压力试验的种类
运输包装件压力试验主要分为堆码试验和压力试验两种,如果考虑到多种危害因素的综合作用,还应包括高温堆码试验、堆码振动试验等。堆码试验和压力试验均采用模拟包装、运输包装件受到压缩的方法。
1.堆码试验
由于堆码试验不易精确测量试验样品的变形量,试验精度较低,可比性较差,因此只能作为一般包装件(容器)耐压能力的定性分析。然而,换个角度来看,正因为堆码试验的方法比较简单,不需要其他特殊设备与测量仪器就可对包装的耐压能力作出一个客观的结论,因此其作为一种较为经济的运输包装件试验方法而被广泛采用。需要注意的是,堆码试验需要借助一定的保护装置或设施,以避免试验样品倒塌后伤及周围人员或物品。
堆码试验是通过在包装件上均匀施加一个固定载荷,并保持一定时间来实现。其有两种实现方式:一是用相同的包装件按照在运输或储存过程中的实际堆码层数进行一定时间的试验;二是用砝码或其他载荷代替包装件进行一定时间的试验。
2.压力试验
压力试验可以快速评定运输包装件在受压时的耐压强度及包装对内装物的保护作用。使用压力试验机检验包装件(容器)的耐压性能,方法简便,花费时间短,但需要注意的是,这样测试出来的包装件(容器)抗压性能并不是其在整个流通期间所能承受的最大压力,这是因为试验过程中并未考虑到存放时间等因素的影响。
使用压力试验机进行压力试验有两种方式:一是在包装件上均匀施加逐渐由小到大的力,达到预定的压力值或达到预定的变形量时,记录压力值或变形量;二是在包装件上均匀施加恒定的力,在预定的时间内记录变形量。
图1 运输包装件的堆码标识
不同标准对运输包装件压力试验的要求
1.GB/T 4857.3-1992《包装 运输包装件 静载荷堆码试验》和GB/T 4857.4-2008《包装 运输包装件基本试验 第4部分:采用压力试验机进行的抗压和堆码试验方法》
(1)GB/T 4857.3-1992标准
GB/T 4857.3-1992标准中规定了以下3种试验方法。
表1 GB/T 4857.18-1992标准中对堆码时间和堆码高度的规定
表2 GB/T 4857.4-2008标准中对初始载荷的规定
方法1:包装件组。包装件组中的每个包装件都应与试验中的试验样品完全相同。包装件的数目以其总质量达到合适的载荷量而定。
方法2:自由加载平板。加载平板应能连同适当的载荷一起(平板与载荷也可为一个整体)在试验样品上进行自由调整,以达到平衡。加载平板置于包装件试验样品顶部的中心时,其尺寸至少应较包装件的顶面各边大出100mm。此外,该平板应足够坚硬,以保证能完全承受载荷而不变形。
方法3:导向加载平板。采用导向措施使加载平板的下表面能连同适当的载荷一起始终保持水平状态,所采用的导向措施不应造成摩擦而影响试验结果。加载平板置于试验样品顶部的中心时,其尺寸至少应较包装件的顶面各边大出100mm。同样,该平板也应足够坚硬,以保证能完全承受载荷而不变形。
在使用方法2或方法3时,在不造成冲击的情况下,应将作为载荷的重物放在加载平板上,并使其均匀地与加载平板相接触,以保证载荷重心恰好处于包装件顶部中心的上方。重物与加载平板的总质量与预定值的误差应在±2%之内。载荷重心与加载平板的距离不得超过试验样品高度的50%。
(2)GB/T 4857.4-2008标准
GB/T 4857.4-2008标准中规定的压力试验是将试验样品置于压力试验机两个平行压板之间,然后均匀施加压力,记录载荷和压板位移,直到试验样品发生破裂,或者载荷、压板位移达到预定值为止。压力试验机压板的移动速度为10±3mm/min。按照上压板的形式,压力试验机的压板可分为固定压板和浮动压板两种,如果需要对试验样品的对角和对棱的耐压能力进行测定,须采用上下压板均不能自由倾斜的压力试验机。
在GB/T 4857.3-1992和GB/T 4857.4-2008标准中并没有规定如何计算运输包装件压力试验的载荷值,通常采用下式进行计算:
F=9.8×K×W×n (公式1)
其中,F为抗压力标准值,单位为N;K为强度保险系数,范围为 1.5~10.0,推荐值为2.0;W为内装物质量,单位为kg;n为堆码层数。
强度保险系数K根据运输包装件的储存期和储存条件来决定:储存期小于30天,K=1.60;储存期为30~100天,K=1.65;储存期大于100天,K=2.00。
堆码层数n可按下式计算:
n=INT[H/h-1] (公式2)
其中,H为堆码高度,单位为mm;h为试验样品外高,单位为mm。
对于堆码时间和堆码高度的定量数据,在GB/T 4857.18-1992《包装运输包装件 编制性能试验大纲的定量数据》中有规定,相关数据见表1。
如需测量变形量,则需选择一个初始载荷作为记录变形量的基准点,初始载荷既可根据实际情况来定,也可根据GB/T 4857.4-2008标准的相关规定(如表2所示)来定。
2.ASTM D 642-2000《运输包装容器、组件和单元载荷抗压能力标准测试方法》和ASTM D 4169-2009《运输包装容器和系统性能检测标准规程》
(1)ASTM D 642-2000标准
ASTM D 642-2000标准中规定的试验方法与GB/T 4857.4-2008标准中规定的试验方法基本相同,只是压力试验机压板的接近速度和初始载荷不相同。ASTM D 642-2000标准规定,压板的接近速度为12.7±2.5mm/min,初始载荷见表3。
(2)ASTM D 4169-2009标准
ASTM D 4169-2009标准中规定了储存堆码和运载堆码两种情况,不同的情况需要选择不同的保险系数F,并详细规定了保险系数F的取值 (如表4所示)。
相同包装件在储存堆码和运载堆码时的负载压力值可按下式计算:
L=M×J×(H-h)/h×F (公式3)
其中,L为计算压力值,单位为N;M为包装件的质量,单位为kg;J为9.8N/kg;H为储存堆码或运载堆码的最大高度,单位为m,当堆码高度未知时,以2.7m计;h为货运单元或单件容器的高度,单位为m;F为保险系数。
不同包装件在小货车或小包装件快递环境中进行运载堆码时,包装件的负载压力值可按下式计算:
L=Mf×J×(l×w×h)/K×(H-h)/h×F (公式4)
其中,L为计算压力值,单位为N;Mf为运输载荷密度,单位为kg/m3,如未知,则以160kg/m3计;J为9.8N/kg;H为运输车辆最大堆码高度,单位为m,当H值未知时,以2.7m计,当采用LTL进行快递运输时,对于重量小于13.6kg、体积小于0.056m3或更小尺寸的包装件,H值则从2.7m减少到1.4m;h为货运单元或单件容器的高度,单位为m;l为货运单元或单件容器的长度,单位为m;w为货运单元或单件容器的宽度,单位为m;K为1m3/m3;F为保险系数。
实际上,在Fedex快递公司的运输包装件检验标准中,对于运输包装件压力试验载荷值的计算就是采用公式4,只是运输载荷密度Mf取值为192kg/m3。
3.ISTA标准
ISTA(国际安全运输协会)主要帮助企业降低包装费用,增加产品的市场竞争力,同时鼓励减少包装材料的使用量,以降低自然资源的浪费。ISTA设计了自己的标准,其试验程序共分为7个系列,其中涉及到压力试验的主要有3种静载荷堆码试验和采用压力试验机进行的试验。
ISTA标准中的静载荷堆码试验与GB/T 4857.3-1992标准中的试验方法相同,压力载荷值的计算公式与公式1相同,不同之处在于:①ISTA2系列中规定强度保险系数K为3~6,推荐值为5,堆码高度为2.3m或5.0m,试验时间为1h;②ISTA3系列中规定强度保险系数K为1.5或3.0,以运输包装件的高度是否超过1.4m为依据。
采用压力试验机进行的压力试验要求达到压力值并保持3s后释放压力,采用的方法是ASTM D 642-2000标准中的方法,但压力载荷值的计算公式是在公式1的基础上乘以弥补因子1.4。
国内外运输包装件压力试验标准中规定的方法基本相同,但堆码高度、强度保险系数以及货物载荷密度等参数存在一定的差异。实际上,如何更准确地确定强度保险系数和货物载荷密度是运输包装件压力试验未来的研究方向。
表3 ASTM D 642-2000标准中对初始载荷的规定
表4 ASTA D 4169-2009标准中对保险系数F的规定
笔记本电脑对运输包装缓冲性能有较高的要求。目前,笔记本电脑缓冲包装的结构主要有以EPS和EPE为材料的发泡结构、纸浆模塑结构,以及其他复合材料的结构等。其中,EPS材料回收困难,环境污染严重,运输成本较高,而EPE材料成本也过高;随着笔记本电脑的快速更新,纸浆模塑结构的模具生产成本大大提高,由此制约了其推广应用,且纸浆模塑结构的缓冲性能不易控制;复合材料的结构大多是指纸质和塑料的复合,其成型工艺复杂,成本较高。
从市场上的笔记本电脑缓冲包装来看,大多数缓冲结构只起到了防护作用,功能单一,且属于一次性使用,不符合低碳经济、绿色环保的理念。M型组合斜面结构采用的是瓦楞纸板,在有特殊要求的情况下也可采用具有一定挺度、可弯折的塑料片,其除了具备基本的缓冲防护功能外,还可作为展销包装。下面,笔者就为大家详细介绍M型组合斜面结构在笔记本电脑缓冲包装中的应用,希望能给业内人士带来一些启示。
M型组合斜面结构及其优势
斜面结构在受到非垂直于斜面方向的冲击时,可通过相对滑动吸收冲击能量,以起到缓冲和分散作用力的效果。M型组合斜面结构通过组合方式,在斜面结构中引入梁结构,这样即可应对垂直于斜面方向的冲击,具有良好的缓冲性能。
M型组合斜面结构剖面示意图如图1所示。其中,最内层是斜面护角(绿色部分),其对产品边缘进行包裹,形成一对斜面,不仅可以避免产品在直接接触缓冲衬垫时因应力集中而导致衬垫失稳的现象,起到固定及保护产品的作用,还可以作为产品的展销包装;中间层是M型斜面内衬(黄色部分),可以与斜面护角配合,使产品在缓冲结构中固定,并当产品置于包装件中央时能保证在各个方向上形成缓冲距离,其是包装中主要的缓冲结构,是决定包装缓冲性能的重要部分;最外层是瓦楞纸箱(蓝色部分),其一方面整合固定内部结构,另一方面保护内部产品。
大多数情况下,斜面结构不易固定产品,而通过护角和内衬两对斜面的组合,就可形成稳定的固定结构。护角斜面宽度约为内衬斜面宽度的1/3,且处于内衬斜面中段,从而形成了梁结构。当受到冲击时,护角和内衬发生相对位移,通过摩擦来吸收能量,同时内衬斜面发生弯曲形变,通过梁弯曲缓冲来吸收能量。同时,M型组合斜面结构以瓦楞纸板为材料,在斜面支撑强度和缓冲效果方面都具有优良的性能,因此对于不超过一定限度的冲击和振动,M型组合斜面结构都能起到良好的缓冲作用,对产品的保护性相当优异。此外,M型组合斜面结构在产品的各个方向上都形成了缓冲距离,且相互配合形成统一整体,因此即便包装件摆放方式不正确,也能保证产品不受损坏。
一般情况下,M型组合斜面结构可应用于形状规则、厚度适中(长度和宽度与厚度之比大于4)的产品包装,除了笔记本电脑,还可应用于平板电脑、平板电视、电子相册、大屏幕直板手机等产品的包装。针对不同的产品,M型组合斜面结构还可灵活选用制作材料,并合理安排斜面角度、尺寸,以满足不同的包装需求。
应用案例分析
首先,采用护角包裹笔记本电脑的边缘,使其原本不太规则的边缘形成对称斜面,效果如图2所示。当笔记本电脑包装完成物流环节,需要进行展示销售时,只需将外箱和内衬拆除,留下护角即可,此时护角可直接作为展销包装,并具有良好的展示性。此外,护角的接头和接缝处均采用了特殊结构,可以起到防窃启的功能。
其次,内衬是由两对(四片)瓦楞纸板折成的M型结构组成,并与内部护角配合形成M型组合斜面结构(如图3所示),其中设有开槽的瓦楞纸板,与相邻设有插舌的瓦楞纸板相互装配。这种结构在产品的四周边缘都形成了M型组合斜面,且在外箱的固定作用下整个结构非常稳定。
最后,本案例对笔记本电脑实物进行了跌落试验验证,跌落高度为61cm。在26种跌落方式中,该包装的G值都保持在50g(重力加速度值)以下,能够满足产品的脆值要求,其中两个小面对应的G值相对较大(如图4所示)。从测试结果来看,M型组合斜面结构的缓冲性能十分优异。
本案例采用全纸化设计,不仅用纸量较少,而且运输包装材料时可将其展开成平板状,以降低运输成本,更重要的是,包装件的体积与市场上多数包装相仿,不会增加产品的运输成本和仓储成本。
【关键词】放射性物质安全运输 A类货包 屏蔽容器 设计 验证试验
放射性同位素产品作为一种可发射电离辐射的独特产品,具有其它技术手段所难以替代的技术功能。在原子能工业和放射性核素应用技术不断发展的形势下,各种放射性同位素产品的运输频度、数量、范围和放射性强度都有很大增长。放射性物质运输中的安全,已成为整个辐射防护和核安全的重要组成部分。合理使用放射性同位素产品包装运输容器,正确组织与管理放射性物质的运输并确保运输中的安全,防止对人员的伤害和环境的污染有着重要的意义。
在放射性物质运输活动中,必须使用已证明合格的运输货包,并严格遵守有关放射性物质运输审批程序和操作管理要求,才能确保放射性物质运输安全[1]。放射性物质运输货包的固有安全性是放射性物质运输安全的前提,世界各国对运输货包的安全十分重视,货包的设计、制造、使用、维护和修理都有严格要求,货包要经受在放射性物质运输的正常条件和事故条件下各种试验的验证[2]。
1 放射性物质运输货包要求
放射性物质安全运输规定(GB11806)对放射性物质运输过程中的包装及货包进行如下定义:
(1)包装。全部包住放射性内容物所必需的各种部件的组合体,包括一层或多层容器、吸收材料、间隔构件和辐射屏蔽层,还可以包括供冷却、吸收机械冲击和隔热用的器件。
(2)货包。供交付运输的装有放射性内容物的包装。
该条例还规定了放射性活度限值和物质限制,并根据限值将货包分为以下五个类型:例外货包、1型工业货包、A型货包、B型货包、C型货包。
A型货包:A型货包内的放射性活度不得大于:
A1(对特殊形式放射性物质的放射性活度值);A2(对所有其他放射性物质)。
对于放射性核素的类别和各自的放射性活度均为已知的放射性核素的混合物的A型货包的放射性内容物应当满足:
根据《放射性物品运输安全管理条例》(国务院第562号),《放射性物质安全运输规程》(GB11806-2004)及国际原子能机构(IAEA)的《放射性物质安全运输条例》(TS-R-1),放射性物质货包设计完成后要经过一系列评估及试验验证。需要对包容系统和屏蔽的完好性进行试验,对临界安全进行评估;验证货包经受正常运输条件的能力,主要包括喷水试验、自由跌落试验、堆积试验和贯穿试验;还需要验证货包承受事故运输条件的能力,包括力学试验、耐热试验、水浸没试验等。
据统计世界年运输放射性货包约100万件,这些货包中A型货包占60%-70%。其中医用放射性同位素产品的运输占绝大多数。
随着社会经济的发展,人们对于放射性同位素产品的要求已不仅仅停留在对产品实用性能上,对于产品的使用安全、包装运输过程中的安全性能以及产品的美观实用性都提出了更高的要求。国家相关法规对放射性同位素产品的要求也在不断提高,对产品的包装运输容器提出具体严格的标准。
2 国内运输医用放射性同位素产品的A型货包现状
目前国内生产使用的放射性同位素产品主要有:A、高活度,短半衰期放射性同位素药物,物理形态为液态和固态。B、低活度,短半衰期放射性同位素液体药物。C、医用发生器。D、短半衰期放射性同位素药物 [3]。
2.1货包设计现状
目前国内设计使用的医用放射性同位素产品运输A型货包,屏蔽容器材料以铅锑合金为主,为满足运输方式对表面剂量的要求,个别产品屏蔽容器中加入贫铀等材料[4]。缓冲材料均为发泡聚苯乙烯。外包装有木箱、纸箱、铁通三种形式。
依据《放射性物品运输安全管理条例》即562号令,国内某医用放射性同位素产品生产企业在用放射性物品的运输容器分为F、K、M、T 4个系列,30多个型号,具体情况如下:
F系列包装运输容器主要用于包装运输高活度,短半衰期放射性同位素药物,物理形态为液态和固态,放射性核素被密封在西林瓶内。设计使用年限:40年。为有效地屏蔽γ射线或β射线,根据不同的装载核素及其装载量,包装容器的铅锑合金防护厚度不同,包装容器由内、外两层包装组成。内包装为屏蔽防护容器,用铅锑合金屏蔽材料浇铸后,液压成型。内包装容器中心有一个盛放放射性溶液瓶的足够空间,上下均放置了吸附两倍放射性溶液的高分子材料。外包装为专用的塑料桶或铁桶,内、外包装之间有发泡聚苯乙烯填充物,对内包装容器起到固定和缓冲减震作用。
K系列包装运输容器主要用于包装运输低活度,短半衰期放射性同位素液体药物,放射性核素被密封在西林瓶内。该系列包装运输容器设计使用年限:40年。容器有内、外包装容器组成,与F系列构成相似,根据产品不同容器结构略有不同。
M系列包装运输容器:主要用于包装运输医用或工业用发生器,放射性核素被吸附过滤柱上。该系列包装运输容器共有5个品种。设计使用年限:40年。包装运输容器有内、外包装容器组成。其中内容器为屏蔽容器,外壳采用3mm聚乙烯热压成型或屏蔽容器的外壳采用3mm碳钢板冷压、焊接成型。用铅锑合金浇铸成防护体或内层为贫铀外层浇铸铅锑合金组成防护体,然后将防护体装入金属容器外壳,整体液压而成,或将防护体装入模具冷压后与聚乙烯外壳组装而成。外包装容器为专用铁桶或纸箱,内、外容器之间有发泡聚苯乙烯填充物,对内包装容器起到固定和缓冲减震作用。
T系列包装运输容器主要用于包装运输短半衰期放射性同位素药物,放射性核素被密封在西林瓶内和被封装在一次性注射器内。屏蔽容器的外壳采用3mm不锈钢板冷压、焊接成型,用铅锑合金浇铸成防护体,然后将防护体装入容器外壳,整体液压而成,屏蔽容器的内腔有放置内容物的足够空间,上下均放置稀释两倍内容物的高分子吸水材料。外包装容器材料结构与M系列相似。
2.2货包实验现状
目前,国内多家科研、生产单位都具备了货包的结构分析,力学分析、热工分析、屏蔽分析、临界分析等方面的能力。有的还建立了货包实验设施。
中国原子能科学研究院同位素所专门建立了建成了面积达120m2的A型货包专用实验室。图1、2、3、4、5分别是:9m自由下落实验装置、A型货包表面辐射水平测量装置、贯穿实验装置、堆积实验装置、喷水试验装置[5]。
1――电控脱钩;2――A型货包; 1――测量探头;2――A型货包;
3――跌落架;4――钢板地面; 3――转盘;4――升降托架;
5――提升装置 5――控制电脑
1――框架;2――贯穿棒; 1――测量探头;2――A型货包; 1―水箱;2―水泵;3―转子流量计;
3――A型货包;4――控制台; 3――转盘;4――升降托架; 5――A型货包;6――网框车架
原子高科设计生产的医用放射性产品运输货包在使用前均经过正常条件下的堆积试验、自由下落试验、贯穿试验,根据内容物不同,有些货包还经过喷水实验、水浸没实验。试验后样品无泄漏,包装容器外表面最高辐射水平变化小于20%,符合国家标准。
中国辐射防护研究院建设的放射性物质货包下落实验设施能用于13t以下A型和B型货包的自由下落实验、贯穿、冲击、穿刺、压碎实验、力学实验及耐热实验[6]。
3 国外运输医用放射性同位素产品的A型货包现状
3.1货包情况
国外放射性同位素产品运输包装容器设计研究、实验验证远远领先于国内。由于其核技术应用远早于国内,其他相关领域的研究如材料学、力学、工业设计等方面也远远高于国内水平。这些国家对于产品的包装运输容器已不仅仅从使用角度进行研究,而更多的从产品包装运输容器的安全、实用、使用性能、美观便捷等多角度出发,进行系统的理论分析、实验验证[7]。
以英国Croft公司和GE公司的产品为例简要介绍国外A型货包的情况。
英国Croft公司是一家专门设计,制造放射性同位素产品和核材料安全运输包装的企业。下列是该公司生产的放射性同位素产品A型货包。
图6中的产品是用于运输医用液体放射性同位素产品的包装运输容器,该容器屏蔽层为铅屏蔽,外壳为不锈钢材质。国外在材料使用方面更注重材料的环保及回收再利用问题,该包装选用软木为缓冲材料。软木是一种天然材料,具有非常好的弹性、密封性、隔热性、隔音性、电绝缘性和耐摩擦性,加上无毒、无味、比重小、不易着火等优点,被广泛的应用。另外为了增加包装容器的吊环、提手的安全性及使用寿命,这些提吊配件采用黄铜材质。
3.2货包试验情况
根据各自国家放射性物质运输货包试验相关规定,许多国家进行过货包的试验工作,很多国家还建立了相对完善的货包实验室。
美国从20世纪60年代就开始了放射性物质运输货包设计、评价和试验方面的研究, 已做了大量的试验,具有放射性物质运输货包检验验证设施、技术和取证试验的经验。拥有诸如橡树岭国家实验室(ORNL)、圣地亚国家实验室(SNL)、美国国家运输研究中心(NTRC)、美国运输技术中心有限公司(TTC INC.)等货包试验机构[8]。
圣地亚国家实验室有新、旧两个滑车轨道设施。滑车轨道设施使用火箭滑车轨道进行水平方向的高速冲击试验、空气动力学试验和加速度试验。旧滑车轨道设施主要用于非常大物体的试验。新火箭滑车轨道设施主要用于非常高速的试验。
橡树岭国家实验室的塔防护设施试验类型包括冲击、贯穿和动态压碎试验。该实验室目前的下落设施能完成最重4.5t、9m下落试验和不同角度的贯穿试验,9m、500kg下落物压碎试验和压缩/堆积试验。
圣地亚国家实验室的遥测仪器和有线仪器提供了全范围的数据收集设施。除了在每个试验设施的数据收集能力外, 还有移动式仪器数据获取系统能用于货包试验。除了仪器数据收集外, 该实验室广泛应用高速摄像能力。高速胶片或数字摄像用于验证试验过程中冲击和接下来的货包响应。摄像速度从24 帧/s (实时速度 ) 至250000帧/s。高速胶片数据是时间编码的 , 能与仪器数据相关联。
圣地亚国家实验室使用 LS-DY NA、IN-GRID、COSMOS/ M、ABAQUS 和TAURUS 结构分析软件, 模拟货包结构和货包的假想事故条件 ,从而在货包设计过程中和试验前评价货包设计。这些软件都是采用有限元方法建立的。实验室使用这些软件评价冲击试验的结果和估计相应试验对货包内容物的震动影响 , 指导如何进行试验和发现细小的设计缺陷。
另外美国能源部在20世纪70年代开展了运输容器的超规程试验, 试验的意图是验证数学模型, 同时也模拟人们明确表示关注的事故景象类型。这些试验不是验证试验, 而是评价大尺寸货包的响应来研究任何灾难下的潜能。
其他国家例如德国的联邦材料研究和试验研究所[9]以及日本等国,除了可进行IAEA《规程》所规定的放射性物质运输货包的各项试验外,还可以做超规程试验。例如: 模拟重物掉落到不带减振器的乏燃料运输P贮存货包上的动态压碎试验; 乏燃料货包在1000e热环境中的耐热试验; 乏燃料和高放废物货包在水面下3000m处1h的水浸没试验等[10]。部分实验室还具有货包设计、材料性能研究、理论计算、计算机模拟、安全分析、性能检验、软件开发等多方面的能力和经验。
4 与国外先进技术的差距及建议
通过以上对比可以明显看出,我国核技术应用起步较晚,其它相关领域的研究如材料学、力学、工业设计等方面远远落后于发达国家。尤其是在放射性同位素产品运输包装容器质量控制实验验证方面与国外存在很大差距。
目前国内在用的放射性同位素产品运输包装仅仅达到国家标准对表面剂量限值的标准,对于产品的便捷、安全使用及货包在各种运输方式过程中突发状况下的研究还十分欠缺。建议国家相关部门在不断完善放射性物质安全运输标准的同时,支持鼓励有能力、有经验及条件的科研机构、生产企业设立专门的研发课题,针对不同类别、不同用途、不同运输方式、不同使用人群的放射性产品运输包装容器进行设计、制造、加工。在设计过程中,应用先进的计算机程序,如MCNP、EGSnrc、NUCARS等来替代繁复的人工计算。运输包装的结构及包装方式要结合产品的性状、用途,深入探讨人机工程学及产品的运输使用安全,精细化运输包装容器的加工工艺。随着材料科学的发展,大量高性能的屏蔽材料及缓冲材料应运而生,如近年来比较热门的复合材料,有机材料等。在放射性物质运输包装容器中可大胆的运用各类新型材料以提升包装容器的各方面性能。
参考文献:
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[2] IAEA. Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material. IAEA Safety Standards Series No.TS-R-1,2005.
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[4] 罗征,周新贵,于海蛟,赵爽 等.核屏蔽材料研究与进展[A].第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C],2008年.
[5] 卢玉楷,戴长年,丁大纯,冯宗瑜.放射性物质A型货包的设计、检验和系列化研究[J].同位素,1997,10(2).
[6] 张雷,赵兵,王学新,李国强.放射性物质运输货包试验工作进展[J].辐射防护通讯,2010,30(6).
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Duratek Federal Services, Inc., Northwest Operations, USA. Packaging, Transport, Storage&Security of Radioactive Materials,2001,12(2/3).
[8] SNL. Materials Transportation Testing&Analysis Program at Sandia National Laboratories.
http://www,sandia.gov/tp/tp.thml.
[9] Droste B, Quercetti T, Gogolin B.Test Facilities for Radioactive Materials Transport Packagings (BAM, Germany). Packaging, Transport, Storage&Security of Radioactive Materials,2001,12(2/3).
经济全球化的今天,包装与商品已融为一。包装作为实现商品价值和使用价值的手段,在生产、流通、销售和消费领域中,发挥着极其重要的作用,是企业界、设计业不得不关注的重要课题。
包装的功能是保护商品、传达商品信息、方便使用、方便运输、促进销售、提高产品附加值。包装作为一门综合性学科,具有商品和艺术相结合的双重性。
因此,要想使商品占主导地位,即指选用合适的包装材料,运用巧妙的工艺手段,为包装商品进行的容器结构造型和包装的美化装饰来进行设计。从中可以看到包装设计的三大构成要素:外形要素、构图要素和材料要素。
因此,我对食品包装市场进行调研。 蛋糕是受广大群众喜爱的食品,它不受消费群体的年龄层、性别、职业、文化层次、民族等的限制。
手提式蛋糕盒,包括用于放置蛋糕的盒底,在盒底周围有围边以及和围边配合的盒盖;其特点是,在盒底的底部交叉分布至少有两对自锁挂扣,每对自锁挂扣上有一根提绳,提绳从盒底底部的自锁挂扣穿过围边的外壁和盒盖的内壁构成整体。本实用新型的手提式蛋糕盒,由于采用了自身带有提绳,使蛋糕盒的力分布在提绳和在盒底的内藏式自锁挂扣上,使用方便,不影响蛋糕盒的美观,并且使蛋糕盒不容易变形。
喜庆蛋糕盒是一种具有多种效果功能的蛋糕盒,属于食品的包装保护领域。其特征是:在蛋糕盒的里面有一个罩在蛋糕外的塑料罩体,在塑料罩体的顶面安置了可自动点燃且绽开的烛台和多只小型烟花、能喷出彩纸的花筒、发光二极管,以及在蜡烛展开时就发出音乐的音乐装置。其主要用途是使被包装食品提高档次,增加娱乐功能,增添使用者的喜庆气氛,对食品的贮藏、运输、使用增加保护和免受污染。
面包除了体积较蛋糕小以外,包装要求和蛋糕相比没有特别要求,所以在这里不再赘述.
当然,现在食品的包装也有一定不足的地方,如下:
1:保护性不够好,现在食品的包装多为塑料和纸质包装,这些材料的硬度不够,在运输中不能足够给予产品保护,容易使产品发生形变,而且受材料限制,同类产品的堆叠不能过高,所以不能充分的利用存放空间.
2.环保型不好,纸质包装材料有一定的回收可能性,但是其他的塑料包装材料多为一次性而且不可回收,不符合可持续发展思想.
3.卫生性不高,现在市场上的包装材料或多或少都不符合卫生要求,比如纸质的包装盒原材料要求不够,塑料材料则不够环保.
【关键词】运输包装 WTO(世界贸易组织)
一、包装设计
(一)纸箱耐压强度(KN)及影响因素
1.预定纸箱耐压强度
纸箱的耐压强度用下列公式计算:P=KW(n-1),式中P——纸箱耐压强度,N;W——纸箱装货后重量,N;n——堆码层数;K——堆码安全系数。堆码层数n根据堆码高度H与单个纸箱高度h求出,n=H/h。堆码安全系数根据货物堆码的层数来确定,国标规定:贮存期小于30天取K=1.6;贮存期30天-100天取K=1.65;贮存期大于100天取K=2.0。
2.据原料计算出纸箱抗压强度
根据原纸的环压强度计算出纸箱的抗压强度有许多公式,较为简练实用的是kellicutt(凯里卡特)公式,它适用于多种类型纸箱抗压强度的估算。kellicutt公式简写为:P=Px*F。式中:P——瓦楞纸箱的抗压力,N;Px——所用原纸的综合环压强度,N/m;F——不同纸箱周边长、不同楞型的F值。
3.影响纸箱抗压强度的因素
a.原材料质量
原纸是决定纸箱压缩强度的决定性因素。然而瓦楞纸板生产过程中其他条件的影响也不允许忽视,如粘合剂用量、楞高变化浸渍、涂布、复合加工处理等。
b.水分
纸箱用含水量过高的瓦楞纸板制造,或者长时间贮顾在潮湿的环境中,都会降低其耐压强度。瓦楞纸板含水率的影响:P=a·0.9x。式中:P—瓦楞纸箱的抗压力,N;a—含水率为0时的抗压力,N;x—瓦楞纸箱的含水率,%。含水率每增加1%,纸箱的抗压力下降约10%,而纸箱的含水率与空气湿度有直接的关系。
c.箱型
箱型是指箱的类型和同种类型箱的尺寸比例,它们对抗压强度有明显的影响。有的纸箱箱体为双层瓦楞纸板构成,耐压强度较同种规格的单层箱明显提高;在相同条件下,箱体越高,稳定性就越差,耐压强度越低。
d.印刷与开孔
印刷会降低纸箱抗压强度。包装有透气要求的商品在箱面开孔,或在箱侧冲切提手孔,都会降低纸箱强度,尤其开孔面积大,偏向某一侧等,影响更为明显。手挽孔在纸箱的中央部位时,抗压力降低约2~4%,手挽孔在纸箱的上下两端或左右两侧时,抗压力降低约10%。
e.加工工艺偏差
在制箱过程中压线不当,开槽过深,结合不牢等,也会降低成箱耐压强度。
(二)纸箱动态性能试验
1.跌落试验:将包装商品以后的纸箱按不同姿态从规定高度跌落,检验达一定次数后纸箱内包装商品的情况,或纸箱破损时跌落的次数。
2.斜面冲击试验:将纸箱旋转在滑车上,然后将其从一定高度的斜面上滑下,最后撞击在档板上。它类似于运输过程中的紧急刹车情况。
3.振动试验:将包装纸箱置于振动台上,使其受到水平、垂直方向的振动作用,或者同时受到双向振动,经一定时间后检查商品情况或商品纸箱破坏时经过的时间。
4.六角鼓回转试验:将纸箱放入装有冲击板的六角回转鼓内,按规定转数、次数转动,然后检验商品、纸箱破损情况。
二、包装堆码
(一)托盘化包装方法
托盘化包装的质量直接影响着包装件的安全运输,合适的托盘化包装可提高包装效果,加速商品流通,降低运输包装费用。托盘化包装方法有两种:(1)“从里到外”法是根据产品尺寸设计内包装、外包装和托盘。(2)“从外到里”法是根据标准托盘尺寸优化设计优选外包装和内包装。
(二)堆码方式
包装件的堆码方式一般分以下四种形式:简单重叠式、交错式、纵横式和旋转式。
(三)紧固方法
1.捆扎
捆扎紧固方式常用塑料带对包装件和托盘进行水平捆扎和垂直捆忆,以防止包装件在运输过程中摇晃。适用于日光、热、冷等各种恶劣条件的流通环境。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯和聚酸胺等塑料捆扎带质轻,不生锈,不吸水,具有一定的弹性,最适合于纸箱、瓦楞纸箱的捆扎。
2.收缩包装
收缩包装就是利用具有热收缩性能的塑料薄膜裹包托盘和包装件,然后迅速加热处理,包装薄膜按一定的比例自行收缩,紧贴住被包装件的一种方法,具体分为裹包、热合、收缩和冷却等四个步骤。常用的收缩薄膜有PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)薄膜,对于大型托盘的包装,常用强度更高的聚偏二氯乙烯、聚酯和聚酸胺薄膜等。相对捆扎包装而言,收缩包装整体性能好,能有效防止搬运时的松散及损坏问题。
3.拉伸包装
拉伸包装是通过机械力的作用,将薄膜围绕托盘和包装件进行拉伸,利用薄膜拉伸后的自粘性和弹性,对包装件进行的一种紧固包装方法。常用的拉伸薄膜有PVC,LDPE(低密度聚乙烯),EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和LLDPE(线性低密度聚乙烯)薄膜。尽管拉伸包装的防潮性比收缩包装差,但在托盘化包装方面可代替收缩包装,是一种很有前途的包装技术。
4.棱角的保护(护棱)
护棱分为纸质和塑料护棱,用于纸制加固件和纸箱的棱边保护,防止包装边角受外力撞击而变形或者损坏,同时方便使用捆扎带捆扎。
三、包装件的运输保护和装卸保护
运输过程中,对托盘和集装箱进行保护也是一个不可忽视的环节,是影响包装件安全运输的一个重要因素。托盘和集装箱的保护方法应从运输保护、装卸保护等两个方面进行分析。
一、实习目的
1、通过毕业实习,将理论高度上升到实践高度,更好的实现将大学期间所学的理论和实践的结合,更进一步加深对理论知识的理解,了解和掌握实际生产中的生产流程、工艺原理和技术要求,为今后学习和实际工作打下良好基础。
2、培养自己善于观察、勤于思考的良好的学习习惯以及严谨的科学态度和实际动手能力,使理论与实践得到很好的结合。
3、通过本次实习使我能够亲身感受到由一个学生转变到一个职业人的过程,进一步了解社会,增强对社会主义现代化建设的责任感、使命感,为离开学校、走向社会、适应社会、融入社会作好充分准备。
4、本次实习对我完成毕业设计和实习报告起到很重要的作用。
二、实习时间
20xx年x月x日 -- 20xx年x月xx日
三、实习部门
部门:生产部、技术部、销售部、采购部、品质部
四、实习内容
1、工厂简介
xxx工业有限公司成立于1997年,为香港与xx的合资公司,注册资本1亿港币。拥有一批专业技术人员和管理人员。做为整体运输包装方案提供商,赛闻公司主要生产加工纸、木、塑料以及多种材料复合的工业包装制品。
经过多年的发展,xxx工业有限公司现已在xx经济技术开发区、xx区和xx分别建立工厂,并在xx和xx设立了物流中心。随着业务的拓展,xxx又在xx设立办事处。目前赛闻已拥有xx、xx、xxxx等近二百家稳定客户。 xxx工厂总面积40000平方米,建筑面积14000平方米,员工总数为300人。 武清工厂(在建)总面积 40000平方米,建筑面积12000平方米。 苏州工厂总面积11000平方米,建筑面积 8300平方米,员工总数为100人。
企业文化:(1)愿景:2020年成为中国整体运输包装解决方案的领先者。(2)使命:追求理性成长,百年经营,在员工、客户、社会责任间求取平衡及满足。(3)核心价值观: 互信:坚持互信原则,与员工、客户之间建立长久信任的关系。 快速反应:迅速理解并满足市场、客户及员工的需求。 专业:专注于整体运输包装解决方案和产品,并不断创新保持行业优势。永续承诺:公司及员工个人均应坚守百年经营之承诺。
专业研发,优质设计:通过各种展会及国际交流,掌握整体包装的前沿技术和先进材料,不断优化产品;我们通过考察分析客户产品的外观、品质、保护等级,操作贮存情况,运输及环境因素等方面,向客户提供全面的运输包装解决方案,力争为客户提供优质合理的设计,并持续改进。
严格品控,先进管理:xxx将产品的质量视为企业的生命力,严格控制生产过程中的各个环节;我们是中国包装行业精益管理及JIT、VMI的先行者,拥有多年全国跨地区运营经验,在发展中不断提升能力、改善流程,与客户共同成长。
快速反应,灵活服务:xxx具有7×24小时的快速响应速度,充分满足客户精益生产模式的要求,提供JIT服务,公司的车辆都安装了GPRS系统,对运输环节实现实时电子监控。我们还可以根据客户的需要,选派经验丰富的技术工程师,上门为客户提供标准的现场包装服务。
整体方案,绿色包装:赛闻优化整合了木质、纸质、塑料、金属、发泡、防锈等各种材料和技术手段,避免包装不足和包装过度;秉承绿色环保理念,在包材、设计和生产中贯彻减量、循环、可回收的方针,尽可能使用环保材料,设计折叠式包装减少空载,提高材料的利用率,减少资源浪费。
技术优势:拥有多名包装专家和大量技术研发人员,现有较为完善的管理机制,有很完整的包装理论基础。
设备优势:拥有环压测试仪、耐破试验仪戳穿试验、仪压力试验机、RoHS:能量色散X荧光光谱仪 、烘干箱、水分测定仪、计量器具等,从小批量到大批量均能自如生产,无最小订单限制。
2、具体实习情况
经多次与公司协商,我终于得到该公司允许,有幸参观了公司并在该公司进行了暑假实习。进入该公司,首先了解到公司机构包括业务部、生产部、财务部、采购部、管理部、技术部六大部门。
据业务部介绍,现业务工作主要分为两部分,一部分是跟踪现有客户的货单情况,特别大客户每天的下单、出货、质量情况。另一部分是开发新客户,根据现有的资料向相关企业介绍公司产品,推销产品。
我觉得该公司的业务部分工很合理,因为有稳定的客户的时候,发展新客户也是必要的。但是新客户的开发需要制造相关的模具,制造模具费用大,然而该客户有很多不稳定的因素,未能确保长期合作,与其把资源投入不确定的业务上,不如把更多的资源改造设备或者是与原来的客户打好关系谋求更长远的合作。所以企业的工作方针政策是由每个企业的实际情况需要决定的,并非麻木照搬。
生产是该公司的基础部门,据生产部员工介绍,生产种类比较多,比较杂。只要是设计定型的产品,生产部就要负责把能生产的部分生产出来,然后把成品放入仓库,等待业务部人员安排出货。
技术部门的主要工作是设计整体包装,是公司的主要核心部分。根据客户的资料、要求设计产品包装。在设计的过程中,为了使设计的更为符合客户要求,技术部门经常需要和客户进行面对面的沟通,或去客户的公司看实际产品,进行现场尺寸测量。同时,技术部的工作也包括机械的检修、维护、调整。技术人员的专业知识水平相对要求是比较高的,肩负的责任也是比较大的,我建议该公司能经常组织员工参与各种培训课程,提高生产能力。
对工厂情况有所了解后,我在生产部和技术部分别进行了一段时间的实际操作。在生产部,我按照师傅的指导,开关机器,在必要的时候急停机器,在需要的时候按动相关按钮。我不得不承认我实践动手能力差,经常出错,有时还会耽误其他工序的进行,虽然如此,师傅还是很耐心的为我指出错误原因,分析改正方法,并为我多次示范操作。果然,使用师傅传授的妙招,作进步的很快,一步步追上了其他人的操作,没有再耽误生产的正常运行。在技术部,我扎实的理论知识和熟练使用的CAD派上了用场,我根据师傅给的图纸和客户要求,将资料在CAD图中显示出来,将我做的图打印出来后交给生产部,他们便可以照常生产了。技术部的同事们都对我很友好,经常给我更有效工作的建议,使我受益匪浅。
五、实习体会
感谢xxx工业实业有限公司给了我这次难得的机会。经过这次实习,我亲眼看到并学到了许多曾经没有接触过或只停留在书本上的知识,并认识到很多自身的不足。通过亲手操作机器,我掌握了一定的生产技能,明白了产品的制造过程,理论知识得到了很好的实践应用。在这样一个包装公司,我领略了先进的生产线,一道工序紧接着一道工序,秩序井然,每个人都在车间里有条不紊的分工作业,这使我更深刻的感到自动化与人工作业恰当的结合,可以省去很多时间和人力且丝毫不影响生产质量。
我也感受到现实社会中企业的生存之道,以市场为导向,不断为满足客户需求而前进。作为一名包装工程专业的学生,我也领会到生产企业中使用的包装材料和包装结构的多样化及包装机械的自动化,更为包装领域的日新月异感到自豪。通过生产实习,深刻地明白了包装机械在包装行业的作用和应用情况。在目前,我国包装行业的总体的研发技术水平较低,产品开发停留在较低层次,知识产权意识薄弱;而发达国家已经将微机控制、激光技术、人工智能、光导纤维、图像传感、工业机器人等高新技术成熟的应用于包装。这就要求我们包装工程专业的大学生要学好专业知识,为以后投身包装行业能够发挥自己的专业技能,为我国的包装行业贡献自己的力量。
学校与职场、学习与工作、学生与员工之间存在着巨大的差异。实习使我开始了职业化角色的转变,提高自己,使自己能够适应社会、工作的需要。实习让我接触到真实的职场。有了实习的经验,以后我毕业工作时就可以更快、更好地融入新的环境,完成学生向职场人士的转换。在实习中,我总结了几点主要不足:缺乏工作经验,专业课知识的欠缺、动手能力不足,动手能力失分欠缺,且不能很好的分清问题的主次;工作态度仍然不够积极,懒惰心理常常在作怪,没能主动请求布置工作;理知识依然欠缺。
针对这些,我将继续努力,多加锻炼,将其改正。我也知道这不是一天两能够学会的,不过我坚信我能做到这一点。这次实习对我的毕业设计也有很大的帮助,我想能够在以后的设计过程中体会到很多东西。从实习我看到了我们包装的广阔市场,知道了包装行业的现状,一定程度上了解了包装行业的发展方向。最重要的知道了企业需要我们具备什么能力,知道我在以后的学习中我们应该学什么,应该怎么学,为我们专业课的学习打下了良好的基础;看到了自己专业学习不够专的缺点,但也看到我们知识全面的优点,我们应该更加广泛地学习各方面自己的知识,同时也要突出自己某一方面别的专业所没有的优势。
生活节奏在加快,消费者的饮食习惯也在潜移默化中发生着改变。如今,愈来愈多的消费者开始青睐外卖快餐,快速、方便携带,是他们选择快餐的主要因素,这一因素也推动着快餐包装盒朝更加便捷化的方向发展。
如图所示是一款可快速打包、单手提携的汉堡套餐盒,采用环保纸材制成,由来自罗德岛设计学院的Seulbi Kim设计。该纸盒打包前,呈长方形纸板状,中心的大圆孔可用来放置可口可乐;大圆孔附近的小圆孔可插入吸管;纸板一侧的纸框用于盛装汉堡,另一侧的挂钩设计则用于勾住薯条包。
打包时,在对应的位置装入相应食品,以可口可乐为对称轴,对折其两侧的纸板,提手处通过相关结构即可稳固地扣合在一起,方便提携。整个打包过程耗时短、不费力,纸盒盛装内容丰富,用纸量极少。
实用便利的外卖包装
如图所示是一款为健康套餐设计的外卖包装。一页折叠成型,设计简单却很巧妙。
设计师特意在带有提手设计的两侧分别增加了一个类似于插舌的结构。这样,当纸盒成型时,另外两片纸板通过适宜尺寸的开孔即可恰好牢牢扣住该插舌结构,为食品提供了安全可靠的运输包装解决方案。
消费者打开包装后,外包装纸盒还能充当餐垫,可以盛装用餐时剔除的碎渣或骨头,防止弄脏桌面。
这款外卖包装采用水性油墨印刷,可直接接触食品。外包装可回收,其内盛装的餐具则是可降解的。
可快速膨胀的方便食品包装
这款方便食品包装,由瑞典纤维素研发公司Innventia与设计机构Tomorrow Machine的两位设计师合作完成。
Innventia公司提供了该方便食品包装采用的材料——纤维素基材料,其提取自可再生资源,可100%生物降解,具有与某些塑料类似的性能,如防水性;尤其在耐热性上表现更为突出,它能耐受很多生物基塑料所不能承受的100℃以上高温,目前已申请专利。
Tomorrow Machine则设计了这款结构巧妙的方便食品包装。起初,该结构呈压缩的平板状,拆开外封标签后,消费者可从包装顶部中心的圆孔内倒入开水。由于包装内热气的作用,压缩包装能在较短的时间内膨胀成碗状结构,十分方便食用内装食品。得益于它的压缩结构形式,该包装还节省了不少运输及储藏时占用的空间。
在运输过程中,质地较软的水果极易因震动、冲击而发生碰伤,不仅水果的货架寿命降低了,后期的销售也因此受到影响。Dri-fresh Resolve Soft-hold气泡缓冲垫可以很好地解决这一问题,如图所示。
利用气泡的可压缩性,Dri-fresh Resolve Soft-hold气泡缓冲垫能够有效吸收运输过程中的冲击能量,优越的气体渗透性以及可展示功能也是它的优点。为更进一步保护水果的品质,Dri-fresh Resolve Soft-hold气泡缓冲垫里还特别添加了乙烯吸收剂及抗菌剂,能延缓水果熟化,防止滋生细菌,从而达到延长水果货架寿命的目的。
Dri-fresh Resolve Soft-hold气泡缓冲垫所用材料可完全堆肥,具有不同的颜色及尺寸以供不同需求。
可实现冰箱冷藏功能的啤酒包装
作为欧洲顶尖的包装供应商,DS Smith Packaging一直致力于创意型包装的研发。如图所示的啤酒包装设计正是出自DS Smith Packaging公司,在2013世界之星包装设计大赛中,这款名为IcePak的啤酒包装还摘得了饮料类别的世界之星包装设计奖。
IcePak由耐水性的纸板制成,这样纸箱内就可以随意放入冰块,可实现类似冰箱冷藏的功能,让炎炎夏日里那些想畅饮冰啤的人能很惬意地感受到它的冰爽口感,而不用频繁从冰箱取冰啤。
IcePak呈别具一格的六棱柱造型,每箱盛装6瓶啤酒,可供多人分享。每瓶啤酒从箱盖均匀分布的六个孔中略微探出个“小脑袋”,在一定程度上,箱盖上的开孔设计能起到限位的作用,同时,由于采用局部包装方式,高度的降低使得用纸量也节省了不少。
省时省了得悬挂紧固包装
Smurfit Kappa是全球纸包装行业的领先生产商之一。如图所示的这款盛装玻璃瓶的纸质悬挂紧固包装就来自Smurfit Kappa,曾荣膺2012年度Golden Flute创新奖。
包装易碎物品(如玻璃瓶)时,从安全及稳固性的角度出发,打包人员往往会给玻璃瓶里里外外包好几层,费时不说,还浪费材料。考虑到这个问题,Smurfit Kappa的技术人员专门研发了一款玻璃瓶包装解决方案——Care Bottle,不仅为玻璃瓶提供了十分稳妥的缓冲保护作用,也实现了省时省料的目的。
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