目前國內集裝袋設計中所存在的問題

集裝袋屬于勞動密集型產品，近幾年在我國發展迅速，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。雖然國內生產的集裝袋有成本優勢，但也面臨著來自東南亞各國同類產品的激烈競爭。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。

在集裝袋設計中，從原材料選用、配方、織造、再到整袋受力結構分布及縫紉設計，特別是產品老化規律等都關系到產品質量和競爭力。以下幾點，尤為突出。  

一、關于安全系數

“安全系數”是產品在試驗中最大承受能力與額定設計載荷之間的比值，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。它在集裝袋的設計中是必不可少的，它是根據產品用途和使用環境來決定的。在一定期限內，對內裝產品和吊裝工人的安全給予保障的重要技術。安全系數和袋體結構有著重要的內在聯系，它隨著袋體自身強度、設計結構以及原料配方的影響而變化。國內外同類標準中“安全系數”的設置一般為5～6倍。

國家標準GB10454－2000《集裝袋》提到了“安全系數”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”中規定“將內容物均勻地填入集裝袋至滿負荷，掛上相當于最大載荷2倍的負荷，有限用袋70次，一次性用袋30次，反復提升。集裝袋是否合格，主要看內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條款中規定“吊帶、吊繩的拉力其安全系數為6”。這樣在以3倍額定載荷為準的整體試驗中產品既便通過了最終試驗。那么，在一個相對（較短）的產品使用期限內，由于自然老化，當產品強度下降至50％時，其保證使用安全的能力僅有1.5倍，同時提吊中產生的瞬時應力已經接近這個數值。再加上單件產品之間固有的性能差異，這就意味著破包比例將可能增加，產品的安全性就大大折扣了。當然這只是理論的推測，事實上由于內裝物料和使用環境的差別，以及產品之間性能的公差，要確切掌握一批正在使用的產品性能何時降至了50％以下，比較有難度。但是5倍安全系數的集裝袋比3倍安全保障的產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中規定吊帶（繩）的合計拉力（按照設計形式）應大于等于6倍額定載荷的力量分配給不同型式不同吊環中單根吊帶（繩）上的拉力，并給出安全系數為“6”。在實踐中，這個安全系數與整體提吊試驗有不一致的地方，這個吊環6倍系數不能證明整袋有6倍的安全系數，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，有頂吊、側吊、底吊等多種型式，并通過縫線連接。在側吊和頂吊中，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，重復提升，而在確定吊帶性能時忽略了產品的具體結構型式。

《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吊式袋和側吊式袋，

這種方法似乎不妥。保證質量，主要應當依靠得到驗證的制作技術和可靠的材料質量來保障。頂吊形式袋和側吊形式袋在加工過程中和成本方面還是有其可取之處的，特別是在輕型袋產品中更是如此。標準的原則應當是指出方向，不應規定條條框框限制設計人員聰明才智的有效發揮。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”，應該有明確規定。實驗證明樣品中填充物是塊狀、粒狀或粉狀對試驗結果有重要影響，內容物的物理密度和松散程度對整體試驗結果也有明顯的不同。我們認為試驗速度應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品。為了防止爭議，標準中應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，盡可能地使技術標準理好地去迎接市場經濟帶來的挑戰。

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

二、關于整體測試方法

《國標》GB10454－2000中5.5條款“整體試驗方法”規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品實驗認識到，滿足5倍安全系數的整體提吊試驗，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倍載荷時并且由內向外時小得多，對產品構不成威脅。  

試驗的意義在于模仿產品實際工作狀態，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，二是產品未能通過提吊試驗。夠達到5倍的安全系數，則4吊環中的兩個或2吊環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的2個或1個吊環向上提起，直至將袋體扶正吊離地面，袋體不會有問題。當袋體離地以后，由于單耳提吊的傾斜作用，會產生一個非垂直的分力破壞吊環根部的結構，這個分力的大小與袋體的斜度有關，也和內填料平面與吊環根部縫紉處的相對位置高低有關。一般這個撕裂力相當于重力的20－25％，不對經受住5倍安全系數考驗的吊帶構成威脅。

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。袋體內容物的重力方向主要向下，對側壁織物有一定壓力但比較小，這個壓力的大小與內容物料面高低有關，與袋體裁面大小有關，也與內容物料的粉狀、粒狀、塊狀及密度有關。同時，這個壓力受經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生兩個分力傳到袋體經緯方向的扁絲中。通過比較復雜的計算，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，檢驗復雜，還都是依據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，這已經不適合當今社會的快節奏和低成本的時代特征。在合同環境中具有簡單、明確、迅速對產品進行品質判定的功能，是當前標準發展的方向。  

三、關于基布強度、扁絲性能、編織布老化的一般規律

首先，為滿足安全系數，基布應當有較高的強度，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律下。編織用的扁絲應當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。基布強度一經設計確定，在預定的寬度上，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。這與設備結構差別、新舊程度有關、也與扁絲的原料融體指數（料的軟硬）、配比、工藝方式有關。另外緯向比經向強度損失要相對大一些。

其次，生產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，機理復雜的冷門學科。本人涉足不深，但是就是關于塑編產品的抗老化，略有認識，在《中國塑料》1998年第7期，曾經有《聚丙烯織物抗自然老化初探》一文討論了有關機理和效果問題。

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，少了作用不明顯，多了是浪費；

5.穩定劑牌號要恰當。助劑要防止的波長應當是所有原料的敏感波長；

6.確定恰當的拉伸比，在滿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，性能相對損失較小；

8.復膜材料抗老化要好于不復膜材料，PE膜好于PP膜；

9.產品表面平整的好于產品表面有皺褶的；

10.伸長率（適當）大的好于伸長率小的；

11.纖化扁絲強度低于不纖化的；

12.產品抗老化性能要依據使用地區氣候特點確定。

四、關于檢驗結果的判定

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、結構技術要求；4.4、縫紉技術要求;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。

科學的設計，來自于使用實踐。科學的實驗方法應在最大程度上模仿產品的實際使用狀態，科學的理化性能檢驗，應嚴格依據實驗室中取得的結果。在科學實驗中相對復雜的檢驗手段，應盡可能在標準以外進行，落實到在商業活動中與操作性很強的標準中，就應以簡明為取向，對檢驗結果上可能相互重復的內容，應以最終檢驗為判定依據。

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

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，如果供需雙方就此發生爭議，標準該作為哪一方的依據？  

吊帶吊繩的抗拉強度應大于等于6倍額定載荷，根據吊環形式分配給每單根吊帶的拉力，還應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。袋子主體和底部縫紉強度，更應納入整體提吊試驗的判定中，因為設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。由于產品的局部性能，可以通過改變設計形式和產品結構得到調整，所以產品的部件性能只宜給出標準值作參考,建議生產者參照并采取措施調整自己的產品。而整體試驗是代表用戶，模仿使用狀態的，如不合格則成為否決項，并成為調整袋體零部件和材料的指導依據。現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，來反映產品整體情況的判定原值，值得商榷。  

五、關于外觀檢驗和安全儲運

集裝袋外觀檢驗的規定應該進一步明確，制定檢驗原則，并根據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、有底吊結構袋等，它們的局部尺寸，分別應檢測哪些重要部位，局部尺寸偏差是多少，應該予以規定，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明確。例如“縫紉要求平直”、“不得有明顯缺經少緯”以及“不得有明顯疵點”和“不得有異常情況發生”，其中的平直、明顯、異常等字眼描述的問題，應在程度上予以限定，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，這樣可以鼓勵企業的創造性，

發揮企業各自特長和能力，以較低的成本和優秀的設計參與競爭。但是對集裝袋的重量偏差應該予以限制，

雖然集裝袋有較多的構件材料組成，可以由結構來彌補性能上的差異。但是重量畢竟不僅是決定產品價格的重要因素，并影響著產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，產品的力學性能將隨之變化。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，有時能直接影響該產品的合格與否。本人認為應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生的爭議。

安全儲運是用戶使用過程中的重要問題，應當引起集裝袋生產企業的足夠重視。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。賣方應當以適當方式告知用戶，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“質量爭議”.