浅析周转箱的重复使用

浅析周转箱的重复使用
机电工程学院包装111班
吴雷201110304103
摘要
周转箱也称为物流箱，广泛用于机械、汽车、家电、轻工、电子等行业。

作为生产生活中的一种可重复使用的运输包装，周转箱在物流管理中越来越被广大企业所重视。

周转箱帮助完成物流容器的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。

现行的周转箱主要采用食品级的环保LLDPE 材料，能耐酸耐碱、耐油污，无毒无味，可用于盛放食品，清洁方便，零件周转便捷、堆放整齐，便于管理。

在物流管理越来越受重视的今天，周转箱已经成为物流流程中的重要工具。

关键词：周转箱、重复使用、运输包装
一、前言
周转箱的重复使用给生产生活带来巨大便利。

塑料周转箱在国外已近30年历史，
80年代初开始在我国生产应用。

由于塑
料周转箱质轻美观、耐腐蚀、不吸潮、
易清洗、卫生性好、易加工成型、坚固
耐用，且有利于生产管理，而大量应用
于农副产品贮运和食品工厂周转及商
品流通领域。

周转箱属于物流单元集装设备，也
是于物流整理设备。

对物流管理来说，
周转便捷、堆放整齐，便于管理；同时
符合物流行业单元集装的发展趋势。

周转箱按应用行业，可以分为卷烟烟草配送物流箱、图书配送物流箱、服装配送物流箱、食品配送物流箱、汽车零部件周转箱等；按功能又分为防静电、导电、绝缘、阻燃、食品级周转箱等；根据结构又有可堆式周转箱、可插式周转箱、折叠式周转箱以及翻转套叠式等。

通常市场上常见的周转箱有塑料、木质、金属等不同材质的。

其中塑料周转箱具有无毒、无味、防潮、耐腐蚀、重量轻、可堆叠等特点，不仅可以用于物品储存、周转，还可以用于成品的出货包装。

同时，其设计自由度较大，因此应用最为广泛。

塑料周转箱近年来每年保持量在2亿~2.5亿只水平（消耗树脂4万~5万t），并由啤酒箱、饮料箱、食品箱向蔬菜箱、禽蛋箱等发展，规格型号走向系列化，对韧性、抗冲击强度、耐环境应力开裂及耐低温、防老化等性能有一定要求。

以目前我国周转箱保有量水平与日本、德国早在上世纪70年代就已达3亿多只的水平相比，估计近几年每年至少还有3万~5万tHDPE用于生产周转箱，周转箱产业前景一片光明，具有很大发展空间。

二、分类
根据用途分类
1、防静电周转箱，
2、导电周转箱，
3、阻燃周转箱，
4、零部件周转箱，
5、仪器周转箱，
6、饮料周转箱，
7、农药周转箱，
8、精密仪器的内包装，
9、药品包装箱，10、邮政包装箱，11、电子元器件包装的垫板、隔板等，12、水果周转箱
根据性能分类
1、可堆式周转箱，
2、可插式周转箱，
3、折叠式周转箱,
4、万通板周转箱等主要几种。

根据物理性能可以分为：
1、防静电，表面阻值10Ω-10Ω，
2、导电，表面阻值10Ω-10Ω，
3、绝缘，表面阻值在10Ω以上
新型周转箱
新型周转箱又名新型物流箱，产品设计总结了市场同类产品的优缺点，独特的一次性锁扣可以快捷稳固的封锁箱体，增强防盗性，提高物流配送效率。

新型周转箱采用100%全新抗冲击改性PP材质生产，自重轻，使用寿命长，有效工作温度是-20℃-65℃，具有防潮、防盗、耐用、易清洗等特点。

365带盖物流箱套叠率高达76%，堆叠安全稳定，同一规格产品满载可堆垛5层，载重为35KG，顶盖可沉重180KG。

防盗物流箱的适用行业零售业服装、烟草、图书、医药、化妆及其它高价值产品的分销零售生产线、汽车、航空、电子及通讯等行业的生产线、物流配送业、门到门的物流配送业。

塑料周转箱与木质周转箱的比较
在使用塑料周转箱之前，各种商品的周转多采用木质周转箱。

然而当塑料周转箱开发成功之后，发展速度极快，在各行各业迅速普及。

而木质周转箱则悄然退出历史舞台，这诚然与木材资源有限、成本较高等因素有关，更为重要的原因还在于塑料周转箱具有性能优良、制造、使用方便等综合优势。

塑料周转箱的主要特点可列举如下。

(1)质轻而机械强度较好。

(2)耐化学药品性好。

耐酸、碱、盐、食物油等多种物质的侵蚀，受各种制剂作用不易产生应力开裂，使用寿命长。

(3)卫生性能好。

无毒、无嗅、；无味，不易生锈、不易腐蚀，易洗、易干，清洁方便。

(4)易着色。

可进行烫金、印刷等表面修饰，形态美观。

(5)抗冲击性能良好。

表面硬度适中，受外力撞击时不易破坏而且对内容物有一定的缓冲保护作用。

(6)采用注射成型，箱体尺寸精度较高，堆码方便且稳定性好，不易倒塌。

三、优点
周转箱主要采用食品级的环保LLDPE材料，经过世界上最先进的---旋转模压工艺一次成型精制而成的，配有海洋不锈钢锁扣，底部配有橡胶防滑垫，无毒无味、抗紫外线、不易变色，表面光滑，容易清洗，保温效果好，不怕摔碰，可终身使用。

产品配合冰袋使用，保冷效果超过美国同行业标准。

持续冷藏保温时间可达数天
特点
无毒、无味、防潮、耐腐蚀、重量轻、耐用、可堆叠、外观华丽、颜色丰富、纯正等特点。

1.耐热耐冷
冷热箱
对耐热性耐冷性的要求比较高，在高温的水中不会变形，甚至可以用沸水消毒。

2.耐用：
要具有优越的耐冲击性，重压或撞击时不易碎裂，不会留下刮痕，可终身使用。

3.密封：
这是选择外卖箱首要考虑的一点。

虽然不同品牌的产品密封方式不同，但卓越的密封性是内存食物持久保鲜的必要条件。

4.保鲜：
国际上密封测定标准是以透湿度测试来评定的，优质的保鲜箱要比同类产品的透湿度低200倍，可以更长时间保持事物的新鲜。

5.多功能性、多样性：
针对生活需要设计不同大小、配着重复使用科技冰袋使用,冰袋可以保冷可以保
热(冰袋最低可以被冷冻到-190℃,最高可以被加热到200℃,可以任意的切割尺寸)
6.环保
食品级的环保LLDPE材料,无毒无味、抗紫外线、不易变色性能具备抗折，抗老化，承载强度大，拉伸、压缩、撕裂、温度高、色彩丰富、做成周转箱模具目前生产、应用的塑料周转箱主要有如下特点
(1)广泛采用加强筋的结构加强筋能有效地增加塑料周转箱的刚性，改善其使用效果并达到节约塑料耗用量的目的。

因此现在生产中使用的各种注射周转箱，都毫无例外地采用加强筋结构。

(2)与盛装物件相适应的内腔结构目前塑料周转箱的内腔主要有两类结构，用于包装不同的商品。

对于瓶类商品用周转箱，内腔一般采用中间间隔式结构，这种结构可以防止运输过程中，瓶子之间相互碰撞而破损，同时还有增加箱体刚性的作用；而水果之类的周转箱内壁则设计成平面结构，防止贮运过程中箱壁对商品造成损坏。

(3)设计有便于搬运的附加结构大型周转箱常需叉车起运及卸货，箱底常设计有便于叉车之叉插入的空间位置。

中、小型塑料周转箱则常设计有便于搬动的把手(带把手时，把手具有足够大的强度，即使采用一只把手拖曳亦不致损坏)。

(4)便于堆码的结构注射类塑料周转箱一般在承装货物之后，能多层稳定堆码。

空箱则可套入重叠堆放或折叠堆放以减少存放空间
包装箱式周转箱既可用于周转又可用于成品出货包装,轻巧、耐用、可堆叠。

可根据用户需求订做各种规格、尺寸，铝合金包边，可加盖，防尘，外形美观大方。

可应用于五金、电子、机械零配件、冷藏、储存、运输等行业。

一般中空板周转箱根据客户提供的尺寸设计制作，做到最合理装载，并可多箱重叠，有效利用厂房空间，增大零部件储存量，节约生产成本。

在物流管理越来越被广大企业重视的今天，周转箱帮助完成物流容器的通用化、一体化管理，是生产及流通企业进行现代化物流管理的必备品。

四、材质
塑料周转箱大多用PP和HDPE为原料经注射成型制成。

由于周转箱常受日晒雨淋以及其他外界环境的影响，容易老化脆裂，因此必须合理选择原料和添加剂，所用塑料一般为相对分子质量分布较宽的树脂品种，或将HDPE和LDPE混用；还需加入抗氧剂、颜料、紫外线吸收剂等添加剂来改性。

一般地，HDPE周转箱具有较高的强度和一定的刚性，耐一定高温又能耐低温，适用于食品冷藏需要。

PP周转箱强度也较好，刚性比HDPE还好，但耐低温性较差。

国内市场上周转箱注塑制品主要使用高密度聚乙烯（HDPE）或共聚聚丙烯（PP）。

对这两种材料的性能要求是：熔体流动速率（MFR）为3.6~5.4g/10min、拉伸强度大于25Mpa、断裂拉伸率大于或等于60%、压缩强度大于40Mpa。

北方地区由于气温较低，一般使用HDPE为基材，因为HDPE的冲击韧性及耐低温性能较佳，耐受温度为-20℃~+100℃；而南方地区由于气温较高，一般使用PP为基材，因为PP的刚性及耐高温性能较好，耐受温度为0℃~135℃。

五、生产
5.1 概述
注塑制品广泛应用在国防工业、交通运输业、机电产品、建筑材料、农业、科教卫生和日常生活中。

已成为人们日常生活和国民经济发展中不可缺少的一种重要物品。

目前，用注塑机成型的塑料制品数量接近于整个塑料制品总数量的
1/3。

制品生产用注塑机台数约占塑料制品成型设备总台数的1/4。

塑料注塑生产特点是：能在较短的时间内一次在注塑模具中成型，生产工艺有效率也比较高，可以一次成型外形比较复杂的零件，而且尺寸还比较精确，注塑时还可同时与金属嵌件结合成一体。

一个塑料制品的生产必须经过一定的工艺过程才能从原料转化为具有使用价值的制品。

所谓工艺流程就是指从原料转换为制品的基本工艺过程。

任何一种材料都有其特有的加工性。

根据塑料这一典型的高分子材料的加工特点，在基本流程的设计上必须包括：加热、剪切、塑化、成型、冷却定型等过程。

完成成型加工的必要条件有：加工设备、工艺流程和工艺条件，三者缺一不可又互相制约，但要强调的是：工艺流程是主体，必须通过它将其它过程联系在一起。

5.2注射成型的工艺过程
完整的注塑成型工艺过程包括成型前的准备，注射成型和成型后的加工处理三个阶段，归纳见图2-1：
成行前准备注射成型成型后的加工处理
图2-1 注塑成型工艺过程
针对原料和制品的特点，并非每一种制品的生产都要完整地经过途中所列的全部工序，提出某些工序后，仍须按图中所列顺序进行，不可颠倒或越次。

在注塑制品生产全过程中，每个工序对最终制品的质量都骑着不同程度的保证作用。

在多数情况下，注射成型工序对制品质量具有决定性作用。

但若其他工序操作控制不当，也会使次品和废品增加，甚至不能顺利地注射成型。

因此，有必要了解各工序的主要控制因素及相互关系。

5.2.1 成型前的准备
1.塑料性能检测
检测项目应包括物理机械性能、成型工艺性能和外观质量。

物理机械性能由制品使用要求决定。

主要的成型工艺性能有熔融指数、充模流动长度、水分含量和模塑收缩率等。

对含水量较高的塑料必须进行干燥。

需要着色的塑料最好在造粒过程中着色，或者采用色母粒（浓缩着色剂的树脂颗粒）着色。

塑料颗粒过大或过小时，夹带的空气较多或很难从加料口排出空气，制品上容易出现气泡或银丝。

力度不均匀的塑料，不仅使柱塞式注射机料筒内的压力顺势显著增大，而且会使从喷嘴射出的融了有较大的温差。

用于注塑的高密度聚乙稀树脂原态外表呈乳白色不透明白色腊状颗粒，高密度聚乙稀的流动性在成型加工之前可通过熔体指数测定法予以了解。

注射成型中熔体指数常选用中高值（MI=1~~10）。

以其较好的流动性，减少制品的内应力，限制制品翘曲倾向的产生。

由于高密度聚乙稀是一类吸水性极微的树脂，平均吸水性小于0.02%，而成型时的水分允许含量为0.05%。

因此在成型加工之间对颗粒可不作干燥处理。

如果颗粒中水分含量过高则可在80~100℃的温度下处理1-1.5小时就可以了。

2.清洗料筒
在生产过程中，需要更换塑料制品品种、调换颜色或排除料筒内分解焦化残渣及其它杂质时，都应对料筒进行清洗或拆换。

清洗料筒要力求干净，因为少量的残存塑料会使大量制品出现条纹、僵块，甚至因分层而报废。

夹杂异物的制品，其力学强度和电性能也较低。

柱塞式注射机料筒内缺乏有效的搅拌和混合，残存料量又较大，很难用欲换的塑料置换清洗干净，通常是拆卸清洗。

螺杆式注射机可直接换料清洗。

当需要用同一台注射机生产多种塑料制品时，应先加工成型温度低、热稳定性较高、相容性较好、颜色较浅的塑料。

采用这样的加工顺序，料筒容易清洗干净。

3.选用脱模剂
由于模具成型面被划伤、光洁度较低或成型工艺条件波动所造成的制品脱模困难，通常可以擦拭适当的脱模剂而使制品顺利脱模。

常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡（白油）和硅油等，擦拭脱模剂要适量而均匀。

硬脂酸锌不易用作尼龙制品的脱模剂。

4.金属嵌件的预热
由于金属与塑料的热膨胀系数相差很大，常使带有金属嵌件的塑料制品在嵌件周围产生裂纹，制品强度下降。

对尺寸较大的金属嵌件进行预热可以缩小嵌件与熔料的温差，是收缩率差值减小，从而降低收缩应力，减少开裂现象。

预热温度一般在130℃上下。

5.注射工艺参数的确定
（1）计量加料与预塑化
加料量应等于制品的质量与浇道内料柱质量之和。

加料时由料斗口下端的计
量装置控制。

当注射保压动作完成后，螺杆后退时，粒料均匀的落入机筒内被预塑化。

预塑化是当加入机筒内的粒料在一定温度范围内被转动的螺杆推向机筒前端，在温度作用下再加上螺杆转动中的挤压，剪切和摩擦力等综合条件影响，原料塑化成熔融状态，原料塑化质量取决于螺杆的结构，转速和加热温度。

机筒的加热温度由加料部位开始至机筒前端逐渐提高，喷嘴部位的温度略低于机筒的最高温度；对于原料塑化温度的选择，应依据不同塑料的性能决定。

控制在原料即能均匀塑化并适合注射流动又不分解的条件内。

而喷嘴的略低温度是为防止注射时温度升高原料分解和减少流延。

螺杆的转速和工艺温度控制同等重要，对原料塑化有较大影响。

在相等时间内为提高塑化量，可提高螺杆的转速，这时的工艺温度要降低些。

如果塑化条件需高温时，则螺杆的速度应适当降低，在调整变化螺杆转速时；同时要注意某些原料对螺杆剪切速率变化的影响。

对于不同塑料塑化时螺杆转速选择，应在开始生产时，观察原料质量情况，逐渐提高变化。

（2）螺杆预塑时的背压力
螺杆预塑时的背压力是指螺杆转动塑化物料被推入计量腔中熔融料的压力强度。

这个压力强度的大小与注射油缸活塞退回阻力（即回油阻力）及机筒与螺杆间原料的摩擦阻力之和有关。

后者的阻力越大，熔融料的压强越大，则螺杆的背压力也相应增大。

螺杆的背压力大，原料塑化质量好。

但功率消耗大，传动零件磨损加快。

对于螺杆背压力的选择应是在保证制件质量的前提下越小越好。

螺杆的背压力，一般在2Mpa以下。

（3）注射充模
注射充模程序中分两个步骤：一个是注射过程，另一个是保压过程。

注射过程是螺杆在油缸活塞推动下，迅速前移，推动计量腔内熔融料经喷嘴进入模具空腔的过程。

为保证充模质量，注射时应有一定的注射压力，这个注射压力也是螺杆前移时对物料的推力。

注射的压力与原料的性能，模具结构及制品形状有关。

一般控制在
70~~160Mpa之间。

注射压力过大时，制品脱模困难。

有时会出现制品飞边，制品成型内应力较大；而较小的注射压力，又容易使制品外形质量差。

制件不密实，收缩变形大，不同塑料制品的注射压力在注射工艺中应给出一定压力范围。

保压阶段是指模腔被熔融料充满时至流道浇口固化开始，这段时间为保压过程。

所谓保压，即把注射压力（或稍低于此注射压力）恒定一段时间，目的是防止注入模腔内熔融料外溢；另一方面是为补充模腔内制品成型收缩量。

保压时间和注射压力的决定因素相同。

一般在20~~90s内。

5.2.2 注射成型
1. 注射成型过程的描述
注射成型在注射机上的成型操作过程包括加料、加热塑化、加压注射、冷却定型和脱模等步骤。

（1）加料
为了保证塑化质量稳定，减小向模具型腔传递压力的波动，应使每次加进料筒的塑料量相等。

由于料筒内粒料区段的长度对注射压力的损失有明显的影响。

所以对柱塞式注射机的加料量尤其要严格控制。

螺杆式注射机一般没有专门的计
量加料装置，螺杆在转动着后退的同时，即能输送加料。

加料量由螺杆后退的行程来控制。

（2）加热塑化
塑化阶段是指塑料在料筒内经加热熔化为流动状态，并具有良好的可模塑性的过程。

对该过程的要求是塑化质量良好和塑化能力较高。

塑化质量主要取决于塑料在料筒内的受热情况和所受到的剪切作用。

料筒对塑料加热是使塑料熔融塑化的必要条件，而剪切作用则以机械力的方式强化混合和塑化过程。

在螺杆式注射机中塑化塑料时，由于螺杆旋转所产生的剪切摩擦热而改变了塑料在柱塞式料筒内完全靠外部加热塑化的情况，因而促进了塑料内部的塑化过程，螺杆转速和塑化压力(背压)都可调节塑化过程。

旋转着的螺杆对塑料有较强的搅拌混合和清除停滞料的作用，因此螺杆式注射机的塑化质量和塑化能力都高于柱塞式注射机。

由螺杆式注射机塑化出的熔体温度，一般都高于料筒温度10—20℃。

塑化时，注射机料筒内塑料温度上升情况如图2—2所示。

图2-2注射机料筒内的塑料升温曲线
螺杆式：1-剪切作用强烈2-剪切作用平缓
柱塞式：3-靠近料筒处4-料筒中心处
（3）注射成型
塑化良好的塑料熔体，在螺杆的推压作用下，由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满型腔的过程，是注射成型全过程中最重要的阶段。

因为塑料制品的形状和尺寸等外观质量，结晶、定向，内应力和熔接痕(指模具型腔内两股熔料的接合痕迹，也叫合料线)等内在质量在很大程度上都与这一阶段的操作控制是否得当有关。

根据模具型腔内物料压力随时间变化的特点，可将注射成型阶段再划分成以下几个时期，见图2-3。

图2-3 模腔压力随时间变化曲线
t0-t1引料进模期t1-t2 充模期
t2-t3挤压增密期t3-t4保压期
t4以后倒流凝封和继续冷却期
a.引料入模期在时间t0~t1内，塑料在料筒中受热塑化。

注射入型腔前，螺杆开始向前移动，熔体受挤压，并从料筒中经喷嘴进入模具流道。

在这一很短的时间内，向型腔输送熔体并传递压力。

b.充模期到时间t1时，熔料开始进入型腔，型腔内压力从常压开始上升，直到t2时，型腔被充满。

t1~t2为充模时间。

型腔充满时，腔内压力还不足以平衡螺杆对熔体施加的压力。

为了使进入型腔的熔体能精确地被模塑出具有型腔试样和尺寸的制品，以及为了使制品更密实坚强，有必要，也有可能在型腔充满后再挤入一些熔体。

t2~t3为挤压增密时间。

在生产中控制的柱塞或螺杆快速前进的注射时间，实际上包括引料入模、充模和挤压三部分时间。

因为引料入模和挤压时间与充杖时便相比都很短，所以常把充模时间视为注射时间。

c.保压期在注射成型壁较厚的制品和采用较大浇口的模具时，注射时间结束后，螺杆仍需要在前进位置再维持施压一段时间，即t3~t4这一段保压时间。

安排一定的保压时间可望浇口被凝固塑料堵塞后再撤压，以防止型腔内的熔体流回流道中。

在保压期内，熔体缓慢进入型腔，以补充腔内塑料因冷却收缩造成的缺料，使制品更密实，形状更精确。

d.倒流凝封期螺杆从时间t4开始一边旋转一边后移，即进行预塑加料。

这时，若型腔内的塑料还具有一定的流动性，而浇口处的熔体又未凝固，就会因为型腔内的压力高于流道中的压力而出现倒流现象，使摸内压力很快下降。

倒流将一直持续到浇口凝封为止。

e.继续冷却期高温熔体一进入模具就开始冷却，但对大多数制品来说，都需要在浇口凝封后，在无外压的情况下继续冷却一段时间。

当模内塑料温度降到其玻璃化温度或热变形温度以下时，开启模具，脱出制品。

由此可知，注射成型是一种循环操作的工艺过程。

现将操作程序归纳见图
2-4：
图2-4注塑成型操作程序
（4）注塑成型过程可见图2-5：
（a）塑化阶段
（b）注塑阶段
（c）塑件脱模
1—料斗2—螺杆传动装置3—注射液压缸4—螺杆5—加热器6—喷嘴7—模具
图2-5螺杆式注射机注射成型原理
5.2.3 制品的后处理
主要的后加工和后处理是切除流道赘物和毛边，以及进行机械加工，修饰，热处理和装配等。

对制品进行热处理的主要目的有四个。

1.使强迫冻结的树脂分子链得到松弛，由不稳定的强迫状态过渡到稳定的自由状态，从而降低或基本上消除制品中的内应力。

2．加快塑料的体积松弛过程，使制品内部结构尽快达到稳定的平衡状态，稳定制品的尺寸。

3．促进树脂分子链的结晶过程，使结晶更完善，结晶度更高，结晶结构更稳定。

4．对吸湿性较强的尼龙类塑料制品，假如在水或水溶液中进行热处理，不仅可以隔绝空气防止尼龙被氧化，更重要的是使尼龙制品尽快吸湿并达到吸湿平衡，稳定制品的尺寸和性能。

对尼龙制品进行这种处理的主要目的是吸湿，所以叫调湿处理。

热处理方法是在加热介质中，先将制品从室温升高到某一温度(常称为热处理温度或退火温度)，使制品在该温度下保持一定时间，再缓慢冷却到室温。

影响热处理效果的最重要的因素是热处理温度和热处理时间。

一般认为，热处理温度应高于制品使用温度10~20℃或低于塑料热变形温度5~10℃。

热处理时间和调湿时间主要决定于塑料种类、制品壁厚，热处理或调湿温度和注射成型工艺条件。

热处理所用的加热介质通常是空气或沸点高的油。

用油作加热介质时，传热快，加热均匀，但操作麻烦，制品上的油斑难于除净。

对于树脂分子链刚性较大，玻璃化温度较高的塑料制品，壁厚较大、带金属嵌件的制品以及使用温度范围较宽和尺寸精度要求较高的制品一般都应进行热处理。

六、使用
塑料周转箱适合短途运输
塑料周转箱是一种适合短途运输，可以较长期重复使用的运输包装。

同时它是一种敞开式的、不进行捆扎、用户也不必开包的运输包装。

一切厂销挂钩、快进快出的商品都可采用周转箱，例如饮料、肉食、豆制品、牛奶、糕点、禽蛋等食品。

周转箱起初是在生产中因原料，半成品以及成品的输送需要而采用的，当生产厂把它推广到销售部门，就形成了现在的周转箱运输包装。

过去的周转箱都是采用木箱，近年来出现了新型的塑料周转箱，逐步取代了木箱。

塑料周转箱在保护产品、节约费用、提高服务质量方面起到很大作用，使得周转箱的应用范围逐步扩大。