目前國內(nèi)集裝袋設(shè)計中所存在的問題

集裝袋屬于勞動密集型產(chǎn)品，近幾年在我國發(fā)展迅速，使用越來越廣泛。目前集裝袋主要出口于美國、歐洲、日本、韓國及澳大利亞等市場。雖然國內(nèi)生產(chǎn)的集裝袋有成本優(yōu)勢，但也面臨著來自東南亞各國同類產(chǎn)品的激烈競爭。作為包裝物出口時，使用范圍更是受限制于日本、韓國等周邊地區(qū)。

在集裝袋設(shè)計中，從原材料選用、配方、織造、再到整袋受力結(jié)構(gòu)分布及縫紉設(shè)計，特別是產(chǎn)品老化規(guī)律等都關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力。以下幾點，尤為突出。  

一、關(guān)于安全系數(shù)

“安全系數(shù)”是產(chǎn)品在試驗中最大承受能力與額定設(shè)計載荷之間的比值，是指集裝袋在試驗中破損，即喪失使用性能前所能承受的最大載荷。它在集裝袋的設(shè)計中是必不可少的，它是根據(jù)產(chǎn)品用途和使用環(huán)境來決定的。在一定期限內(nèi)，對內(nèi)裝產(chǎn)品和吊裝工人的安全給予保障的重要技術(shù)。安全系數(shù)和袋體結(jié)構(gòu)有著重要的內(nèi)在聯(lián)系，它隨著袋體自身強度、設(shè)計結(jié)構(gòu)以及原料配方的影響而變化。國內(nèi)外同類標準中“安全系數(shù)”的設(shè)置一般為5～6倍。

國家標準GB10454－2000《集裝袋》提到了“安全系數(shù)”問題，但重視程度值得商榷。標準在5.5.1條款：“周期性提吊試驗”中規(guī)定“將內(nèi)容物均勻地填入集裝袋至滿負荷，掛上相當(dāng)于最大載荷2倍的負荷，有限用袋70次，一次性用袋30次，反復(fù)提升。集裝袋是否合格，主要看內(nèi)容物和袋體是否有異常情況，連接部是否破損，沒有破壞即表示通過此項試驗”。

在4.3條款中規(guī)定“吊帶、吊繩的拉力其安全系數(shù)為6”。這樣在以3倍額定載荷為準的整體試驗中產(chǎn)品既便通過了最終試驗。那么，在一個相對（較短）的產(chǎn)品使用期限內(nèi)，由于自然老化，當(dāng)產(chǎn)品強度下降至50％時，其保證使用安全的能力僅有1.5倍，同時提吊中產(chǎn)生的瞬時應(yīng)力已經(jīng)接近這個數(shù)值。再加上單件產(chǎn)品之間固有的性能差異，這就意味著破包比例將可能增加，產(chǎn)品的安全性就大大折扣了。當(dāng)然這只是理論的推測，事實上由于內(nèi)裝物料和使用環(huán)境的差別，以及產(chǎn)品之間性能的公差，要確切掌握一批正在使用的產(chǎn)品性能何時降至了50％以下，比較有難度。但是5倍安全系數(shù)的集裝袋比3倍安全保障的產(chǎn)品能夠安全使用的時間更長，填加了抗UV紫外線助劑的集裝袋，應(yīng)用范圍更廣，是一個不爭的事實，因此它們也有著更廣闊的國際市場。

《集裝袋標準》10454－89中規(guī)定吊帶（繩）的合計拉力（按照設(shè)計形式）應(yīng)大于等于6倍額定載荷的力量分配給不同型式不同吊環(huán)中單根吊帶（繩）上的拉力，并給出安全系數(shù)為“6”。在實踐中，這個安全系數(shù)與整體提吊試驗有不一致的地方，這個吊環(huán)6倍系數(shù)不能證明整袋有6倍的安全系數(shù)，它只代表了吊帶在單獨檢驗時需要達到的較高拉力指標。吊帶在與袋體連接時，有頂?shù)?、?cè)吊、底吊等多種型式，并通過縫線連接。在側(cè)吊和頂?shù)踔?，如果基布和縫線達不到一定水平的強度性能，只憑吊帶的高強度，也不能確保整體試驗的高性能；再者，吊帶和基布根據(jù)不同的縫紉型式和縫紉方法，強度損失也在10－30％之間。因此，整袋提吊試驗要求掛上3倍的滿負荷，重復(fù)提升，而在確定吊帶性能時忽略了產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)型式。

《集裝袋》2000版標準在修訂時，為了保證袋子的安全裝卸，取消了原來標準中的頂?shù)跏酱蛡?cè)吊式袋，

這種方法似乎不妥。保證質(zhì)量，主要應(yīng)當(dāng)依靠得到驗證的制作技術(shù)和可靠的材料質(zhì)量來保障。頂?shù)跣问酱蛡?cè)吊形式袋在加工過程中和成本方面還是有其可取之處的，特別是在輕型袋產(chǎn)品中更是如此。標準的原則應(yīng)當(dāng)是指出方向，不應(yīng)規(guī)定條條框框限制設(shè)計人員聰明才智的有效發(fā)揮。另外，集裝袋整體提吊試驗時的“速度”、集裝袋跌落試驗時的“填充物”，應(yīng)該有明確規(guī)定。實驗證明樣品中填充物是塊狀、粒狀或粉狀對試驗結(jié)果有重要影響，內(nèi)容物的物理密度和松散程度對整體試驗結(jié)果也有明顯的不同。我們認為試驗速度應(yīng)模仿船港碼頭吊車的實際吊裝速度，填裝物的性能盡可能的接近客戶所要裝載的產(chǎn)品。為了防止爭議，標準中應(yīng)描述一種試驗專用的“標準填充料”，作為集裝袋性能判定的依據(jù)，盡可能地使技術(shù)標準理好地去迎接市場經(jīng)濟帶來的挑戰(zhàn)。

“安全系數(shù)”作為產(chǎn)品安全使用性能的保障，由它決定了袋體各部件在不同結(jié)構(gòu)形式下，應(yīng)該具有的力學(xué)性能。它反映了產(chǎn)品的綜合性能，簡單明了，因此說它是產(chǎn)品設(shè)計中的重要依據(jù)，主要受力結(jié)構(gòu)都和它有重要關(guān)系，設(shè)計中先確定它，然后圍繞它分配給各部件的強度，確定根據(jù)自己公司拉絲能力所能保證的最低單位重量。其他具體設(shè)計應(yīng)當(dāng)圍繞此項指標來具體安排。同時針對產(chǎn)成品，“安全系數(shù)”試驗如果能夠合格，對其它試驗應(yīng)有涵蓋作用。  

二、關(guān)于整體測試方法

《國標》GB10454－2000中5.5條款“整體試驗方法”規(guī)定除周期性提吊以外，還有5項試驗，既跌落試驗、加壓試驗、正位試驗和撕裂傳播試驗，從筆者多年親自動手的產(chǎn)品實驗認識到，滿足5倍安全系數(shù)的整體提吊試驗，也能夠滿足其它的試驗。在提吊試驗中，因為受5倍的載荷是集體所有部件同時受力，單位面積上受力為額定載荷時的5倍，如果能夠通過此項試驗，那么在跌落試驗和傾倒試驗中高度分別為0.8M和3M時，以額定載荷在它的自由落體中，其自重和重力加速度的總和要比5倍載荷時受力小得多。

分配給整袋各部件上的力，也要比5倍載荷時并且由內(nèi)向外時小得多，對產(chǎn)品構(gòu)不成威脅。  

試驗的意義在于模仿產(chǎn)品實際工作狀態(tài)，國際遠洋貨輪的船弦比碼頭不止高0.8M或0.3M，這種試驗的意義不大。如果港口吊裝時，袋子真的掉下來，只有2種可能：一是港口操作有誤，二是產(chǎn)品未能通過提吊試驗。夠達到5倍的安全系數(shù)，則4吊環(huán)中的兩個或2吊環(huán)中的一個也必然有額定載荷2.5倍以上的拉力性能。在正位試驗時，袋體橫臥于地，用吊鉤掛住靠近地面一側(cè)的2個或1個吊環(huán)向上提起，直至將袋體扶正吊離地面，袋體不會有問題。當(dāng)袋體離地以后，由于單耳提吊的傾斜作用，會產(chǎn)生一個非垂直的分力破壞吊環(huán)根部的結(jié)構(gòu)，這個分力的大小與袋體的斜度有關(guān)，也和內(nèi)填料平面與吊環(huán)根部縫紉處的相對位置高低有關(guān)。一般這個撕裂力相當(dāng)于重力的20－25％，不對經(jīng)受住5倍安全系數(shù)考驗的吊帶構(gòu)成威脅。

在撕裂傳播中，如果5倍以上的載荷分配在載體某部位10CM上的力為F，則額定載荷提起作撕裂傳播時分配在該處的力為1/5F。袋體內(nèi)容物的重力方向主要向下，對側(cè)壁織物有一定壓力但比較小，這個壓力的大小與內(nèi)容物料面高低有關(guān)，與袋體裁面大小有關(guān)，也與內(nèi)容物料的粉狀、粒狀、塊狀及密度有關(guān)。同時，這個壓力受經(jīng)緯紗縱橫方向的影響，與袋體垂直中軸線成45度的刀口末端分別將產(chǎn)生兩個分力傳到袋體經(jīng)緯方向的扁絲中。通過比較復(fù)雜的計算，可以得出這兩個分力的大小，撕裂傳播作為集裝袋總體受力分析的一部分， 討論起來比較“復(fù)雜”，但實踐證明，在額定載荷時，刀口不會延長。

綜上所述，《集裝袋國標》中整體試驗方法項目較多，功能上相互有所涵蓋，檢驗復(fù)雜，還都是依據(jù)標準檢驗中的重要否決項。整袋試驗多、試驗周期長、試驗成本也高，這已經(jīng)不適合當(dāng)今社會的快節(jié)奏和低成本的時代特征。在合同環(huán)境中具有簡單、明確、迅速對產(chǎn)品進行品質(zhì)判定的功能，是當(dāng)前標準發(fā)展的方向。  

三、關(guān)于基布強度、扁絲性能、編織布老化的一般規(guī)律

首先，為滿足安全系數(shù)，基布應(yīng)當(dāng)有較高的強度，但不是基布強度越高越好。以特定的基布重量為前提，

在拉力和伸長率成反比的一般規(guī)律下。編織用的扁絲應(yīng)當(dāng)在追求絕對拉力的同時保持較好的伸長率，沒有好的伸長率，過分追求拉力會適得其反，產(chǎn)品的老化性能將大幅度降低。在不加助劑的時候，伸長率是判斷織物性能的主要指標之一。基布強度一經(jīng)設(shè)計確定，在預(yù)定的寬度上，每根單絲拉力之和實際不能等于基布實測強度，會有5％－15％的編織損耗。這與設(shè)備結(jié)構(gòu)差別、新舊程度有關(guān)、也與扁絲的原料融體指數(shù)（料的軟硬）、配比、工藝方式有關(guān)。另外緯向比經(jīng)向強度損失要相對大一些。

其次，生產(chǎn)集裝袋要堅決杜絕添加再生料，因為這涉及安全問題。我們知道，聚丙烯材料雖然有較好的機械性能，但是其抗自然老化的能力本身是很差的。若想保持相對長期的使用性能，科學(xué)合理地加入助劑是必然的選擇。如果使用再生料，一是成分難以控制，成品性能不易把握。二是分子鏈被二次塑化甚至多次塑化，即便是添加了“抗老化劑”效果也是不可控的。第三，抗自然老化是一門牽涉多種理論，機理復(fù)雜的冷門學(xué)科。本人涉足不深，但是就是關(guān)于塑編產(chǎn)品的抗老化，略有認識，在《中國塑料》1998年第7期，曾經(jīng)有《聚丙烯織物抗自然老化初探》一文討論了有關(guān)機理和效果問題。

主要觀點是：

1.織物中添加抗老化劑與不添加抗老化劑，使用效果有明顯差別；2.國內(nèi)有幾個著名品牌的原料在都不添加助劑的情況下，比一般原料性能要相對強一些；

3.在原料中添加助劑的手段很重要，既要攪拌均勻，又要保證它能進入料筒；

4.助劑比例要適當(dāng)，少了作用不明顯，多了是浪費；

5.穩(wěn)定劑牌號要恰當(dāng)。助劑要防止的波長應(yīng)當(dāng)是所有原料的敏感波長；

6.確定恰當(dāng)?shù)睦毂龋跐M足強度要求的前提下，保持足夠的伸長率，并使之趨于一致；

7.成品織物相對較厚時，性能相對損失較??；

8.復(fù)膜材料抗老化要好于不復(fù)膜材料，PE膜好于PP膜；

9.產(chǎn)品表面平整的好于產(chǎn)品表面有皺褶的；

10.伸長率（適當(dāng)）大的好于伸長率小的；

11.纖化扁絲強度低于不纖化的；

12.產(chǎn)品抗老化性能要依據(jù)使用地區(qū)氣候特點確定。

四、關(guān)于檢驗結(jié)果的判定

國標中對集裝袋批量合格與否的判定條款有4.2.1、基布物理性能；4.3、結(jié)構(gòu)技術(shù)要求；4.4、縫紉技術(shù)要求;5.3.5、整體試驗方法等，我們認為這些否決項判定條款中有些需要簡化、合并。

科學(xué)的設(shè)計，來自于使用實踐?？茖W(xué)的實驗方法應(yīng)在最大程度上模仿產(chǎn)品的實際使用狀態(tài)，科學(xué)的理化性能檢驗，應(yīng)嚴格依據(jù)實驗室中取得的結(jié)果。在科學(xué)實驗中相對復(fù)雜的檢驗手段，應(yīng)盡可能在標準以外進行，落實到在商業(yè)活動中與操作性很強的標準中，就應(yīng)以簡明為取向，對檢驗結(jié)果上可能相互重復(fù)的內(nèi)容，應(yīng)以最終檢驗為判定依據(jù)。

《標準》本身作為一種檢驗的標準，合同條件下的判定依據(jù)，既不應(yīng)束縛生產(chǎn)者的想象空間和設(shè)計上的創(chuàng)造性，同時也應(yīng)該有較強的鮮明的邏輯性。例如，有的個別企業(yè)受設(shè)備條件限制，集裝袋基布強度差一些，可以用加強圍帶等設(shè)計手段來彌補不足，

從而滿足整袋試驗中的所有項目，并不影響使用。但基布強度和整體試驗這兩個條款如果都是GB10454中的判定依據(jù)，如果供需雙方就此發(fā)生爭議，標準該作為哪一方的依據(jù)？  

吊帶吊繩的抗拉強度應(yīng)大于等于6倍額定載荷，根據(jù)吊環(huán)形式分配給每單根吊帶的拉力，還應(yīng)考慮到縫紉后帶來的強度損失，而這個損失在各種工藝條件下數(shù)值也不盡一致。作為標準給出一個強度損失參考值或公式比較恰當(dāng)。袋子主體和底部縫紉強度，更應(yīng)納入整體提吊試驗的判定中，因為設(shè)計形式例如底吊式等可彌補袋體縫紉強度不足。而縫紉部的取樣的一致性，本來就不易掌握，而又因圓型和弧型針跡由于受力不均，因此，取樣就必然增加了試驗中的不準確概率。由于產(chǎn)品的局部性能，可以通過改變設(shè)計形式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到調(diào)整，所以產(chǎn)品的部件性能只宜給出標準值作參考,建議生產(chǎn)者參照并采取措施調(diào)整自己的產(chǎn)品。而整體試驗是代表用戶，模仿使用狀態(tài)的，如不合格則成為否決項，并成為調(diào)整袋體零部件和材料的指導(dǎo)依據(jù)?，F(xiàn)行集裝袋標準中的判定條款，用含有不確定因素的可能變化的局部情況，來反映產(chǎn)品整體情況的判定原值，值得商榷。  

五、關(guān)于外觀檢驗和安全儲運

集裝袋外觀檢驗的規(guī)定應(yīng)該進一步明確，制定檢驗原則，并根據(jù)各種形式的檢驗特點，列出檢驗條目。例如，方型袋、圓型袋、有下料口袋、有底吊結(jié)構(gòu)袋等，它們的局部尺寸，分別應(yīng)檢測哪些重要部位，局部尺寸偏差是多少，應(yīng)該予以規(guī)定，這些檢驗雖然很重要，但不宜作否決項。

《標準》語句敘述中的模糊語句和字眼應(yīng)明確。例如“縫紉要求平直”、“不得有明顯缺經(jīng)少緯”以及“不得有明顯疵點”和“不得有異常情況發(fā)生”，其中的平直、明顯、異常等字眼描述的問題，應(yīng)在程度上予以限定，從而避免可能的糾紛。集裝袋的重量在標準中不予限定是正確的，這樣可以鼓勵企業(yè)的創(chuàng)造性，

發(fā)揮企業(yè)各自特長和能力，以較低的成本和優(yōu)秀的設(shè)計參與競爭。但是對集裝袋的重量偏差應(yīng)該予以限制，

雖然集裝袋有較多的構(gòu)件材料組成，可以由結(jié)構(gòu)來彌補性能上的差異。但是重量畢竟不僅是決定產(chǎn)品價格的重要因素，并影響著產(chǎn)品的性能及市場競爭力，一般來講重量偏差離散程度大到一定程度，產(chǎn)品的力學(xué)性能將隨之變化。因此，制定一個合理的計量控制方式寫入《標準》很有意義。

再有《標準》5.3.4.1條款規(guī)定取樣方法是從試料的縱橫向取寬60mm長300MM的試樣各5塊，再精確到50MM寬，問題是怎樣精確，是用手逐根絲拽掉？還是用剪刀去裁？布面上的絲如有彎度怎么辦？這個小細節(jié)，有時能直接影響該產(chǎn)品的合格與否。本人認為應(yīng)該隨面布扁絲彎度走向取樣。這樣能更貼近實際。標準中的語言敘述和表達必須嚴謹、細膩，能夠經(jīng)得起推敲，盡可能的減少一些“彈性詞匯”從而盡最大努力避免可能發(fā)生的爭議。

安全儲運是用戶使用過程中的重要問題，應(yīng)當(dāng)引起集裝袋生產(chǎn)企業(yè)的足夠重視。貯存中的防潮、防曬，使用中的裝填方式，運輸中的擺放、苫蓋，特別是防止底部有異物以及車廂的毛茬、鐵鉤、鐵刺的鉤劃損失。賣方應(yīng)當(dāng)以適當(dāng)方式告知用戶，因為新客戶可能因為不了解這些情況而受到損失，從而避免可能引起的所謂的“質(zhì)量爭議”.