從瓦楞機160年歷程看瓦楞包裝發展趨勢
2010-05-10 08:35 來源:科印網 責編:喻小嘜
- 摘要:
- 發達國家瓦楞紙箱現代化的經驗表明,紙箱行業的發展與紙箱機械行業的發展相輔相成。為此,瓦楞紙箱機械的制造行業,必須從現在起,由數量型向質量型,由中低檔為中高檔,包裝機械行業的大而全,小而散的產業結構,必須通過改組、重組、兼并等磨合,提高瓦楞紙箱機械的檔次水平。
20世紀60年代以后,瓦楞包裝技術有了長足的進步,一些更先進的技術裝備相繼推出,出現了不少高效能高度自動化控制的瓦楞紙板生產線,1968年推出了幅寬2.2米,速度212米/分鐘的含有無導爪單面瓦楞機和“雙砍刀”橫切機的現代瓦楞紙板生產線。從此瓦楞紙板生產線的技術進步就步入了快速發展的時期。憑借1970到2000年的大力發展,紙箱廠得以減少了成本并提高了利潤。良好的操作加上先進的瓦線使瓦楞紙箱產量從1972年的每小時10000平方米提高到1985年的每小時17000平方米,到2000年,產量甚至達到了每小時30000平方米。此外,一些機械供應商對機器進行組件式設計,這樣,在對設備進行升級時,操作員對生產的干擾可以降至最低限度,生產成本也得以降低。此外,數字電子技術的快速發展對各行業的影響也日益明顯,并被應用于整個瓦線加工工藝中。
20世紀80年代,由于機械生產商的經驗更豐富,設計理念也趨于平穩和成熟,70年代推出的那些新產品被得以不斷的改進。接下來的10年中,機械供應商意識到了這是一個提高產品產量和質量的契機,于是就加倍關注新機器的研究和開發。提高瓦線上紙幅的張力控制以及對紙幅的精確校準也成了他們的另一目標。從80年代到90年代,機械供應商和紙箱廠的操作人員都在埋頭于解決這些技術難題以及瓦楞紙箱加工工藝的中央控制問題。盡管80年代很多技術都處于試驗階段,試驗失誤也時有發生,但在提高上膠,糊膠性能及其控制方面都有了一定的進步。再加上經改良的更精確的驅動馬達控制和機械設計以及各種新材料的應用,紙板質量和生產速度都得到了很大的提高。
80年代中期,在機械設計和電子控制這兩大新興技術的推動下,瓦線生產領域又涌現出了一股創新熱潮。新的瓦線運轉更快,幅寬更寬,性能更可靠,在使用相同或較少勞動力的情況下提高了生產率,因其配有次品自動檢測系統與設備維護自動控制系統,廢品率大為降低,產品質量得到了大幅度的提高。
這些突破得益于機械硬件在精度和強度方面的提高,還包括新型數字電子控制,步進電動機驅動和頻控交流驅動所帶來的突破性革新。同時,人們對于瓦楞工藝中的物理和化學過程、機器的振動原因以及機器內部的控制也有了更深一層的認識。
二、瓦楞紙板生產工藝的技術進步
(一)早期的瓦線
單面瓦楞紙板的生產是一個獨立的工序,與第二層面紙的上膠工藝分離,然后根據最終的紙板規格分切、壓痕和橫切。單面瓦楞紙卷傳輸到涂膠機,然后制成雙面瓦楞紙板,再通過平面熱板,縱切機和終端的橫切機來切成一定尺寸的成品紙板。這些設備的幅寬約1米,最后的紙板在單獨的機器上進行壓痕切割開槽,通常采用橫桿式手動操作的機器。當然,這些工藝的順序可以進行變化,但是主要原理是不變的。
早期的單面機沒有壓力輥,而是將瓦楞芯紙擠壓定形,然后送到上膠的面紙處粘合,這兩個工序是獨立的。這樣,瓦楞楞距和楞高會有很大的差異,形成楞尖與面紙粘合處的間隙。正是由于瓦楞楞型偏于粗糙和過多的涂膠量,才得以籍此“填補”這間隙。后來,壓力輥式單面機出現了,安裝在其上面的天橋,為單面瓦楞紙幅提供了可變的緩沖空間,從而使紙幅的輸送顯得非常靈活。同樣,這之前獨立的工序諸如將底層面紙粘合到單面瓦楞紙板、加熱、切割(當時使用旋轉刀具)和手工堆碼,就可聯線安裝,紙板的生產成為一個連續過程。這個技術發展宣告了瓦楞紙板生產線進入現代發展時期。與造紙機一樣,瓦線也被分為2個部分。一個是濕部,用來制造紙板并且蒸汽加熱,包括從單面機到雙面機端頭。另一個是干部,紙板在干部按尺寸要求進行縱切橫切以及堆碼,然后運到加工區。
(二)到70年代
紙板生產線又成為行業發展的焦點,一種新興生產方式開始登上歷史舞臺。日本開發出了第一條“無間歇瓦線”,把生產線的紙板產量和質量,以及生產靈活性都提到了一個新的高度。該生產線對訂單大小無限制,甚至能完成單個紙箱訂單的生產,而且紙箱記數公差被完全消除(過去交貨時,10%左右的數量公差是很常見的)。由于無需停機更換訂單,翹曲紙板大大減少。過去,85英寸(或許是87英寸)是瓦線能加工的標準幅寬(這是美國標準對該行業巨大影響的一個體現)。但是,這樣的生產線在當時已經過時,取而代之的是歐洲的幅寬為244厘米(或是96英寸)的生產線,幅寬更大,自動化程度更高,生產操作連續不斷。
(三)80年代的瓦線
瓦線發展過程中的主要成就:20世紀80年代中期之前,瓦線(瓦楞紙板生產線)發展過程中所取得的主要成就有:60年代開始使用淀粉糊膠;自動堆碼機;無導爪式單面機;自動縱切壓痕機;中央控制理念;預熱器和雙面熱輸入的快速調節;直接驅動橫切機。除了淀粉糊膠的應用之外,70年代的瓦線經歷了很多其他方面的發展,其中北美紙箱企業聯盟(cid)在促進這些重大的創新方面起到了舉足輕重的作用。
20世紀80年代后期,2.8米寬瓦線在沉寂了數十年后,重新開始流行。richardpratt的visy紙板廠即是始作俑者,當時它希望從新型機器中提高產量。visy在全球范圍內已經享有最高的平均時速和產量。然而,這樣的效率對于即將在墨爾本附近coolaroo的計劃安裝設備來說仍然不夠。當時langston和bhs能制造這樣寬幅的瓦線,到90年代為止,該寬幅的瓦線占bhs總制造的25%。bhs也有制造3.3米寬幅瓦線的意向。世界首臺3.3米瓦線于2002年夏天在歐洲調試完成。它不是millugator,其原紙卷是通過公路運輸?傮w而言,增加寬幅這一重要的技術進步對單面機和橫切機提出了更高的要求,其他機器只需一定的鞏固和加強就可。目前世界上較先進的瓦楞紙板線,紙板加工幅寬擴大到2800~3300mm,運行速度高達375~400m/min,可以制作出三層、五層、七層紙的由不同楞型任意組合的各類瓦楞紙板。目前,與紙板生產線相配套的制箱技術與設備也發展得比較完善,集印刷、開槽、切角、壓線、修邊、粘箱等綜合功能的印刷開槽粘接聯動機,可連續套印多種顏色,操作速度每分鐘可加工紙箱250~280只。其他各種與制造瓦楞包裝容器相應的技術設備,如模切、折疊、釘合、粘箱、涂布、膠黏劑、印刷、制版、設計、檢測等諸多環節的高新技術和設備幾乎應有盡有。目前,較高的制造技術能有效地保證瓦楞包裝制品的內在質量,較高的生產效率使瓦楞紙包裝具有較低的生產成本,加上越來越高的瓦楞紙包裝設計水平,使瓦楞紙包裝在各種產品的包裝領域中更多更好地展示了其優越的包裝功能。瓦楞紙板生產上裁切標記的發展為預印紙箱的使用帶來了可能。工藝流程自動化程度越來越高,大量使用電腦設計和機電一體化控制。
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