瓦楞纸箱设计、生产、检测技术

瓦楞纸箱技术——OKI·国光硬件开发课赵长华概述瓦楞纸板始于１８世纪末，１９世纪初因其量轻而且价格便宜，用途广泛，制作简易，且能回收甚至重复利用，使它的应用有了显著的增长。到２０世纪初，已获得为各种各样的商品制作包装而全面的普级、推广和应用。由于使用瓦楞纸板制成的包装容器对美化和保护内装商品有其独特的性能和优点，因此，在与多种包装材料的竞争中获得了极大的成功。成为迄今为止长用不衰并呈现迅猛发展的制作包装容器的主要材料之一。瓦楞纸板的结构瓦楞纸板是由面纸、里纸、芯纸和加工成波形瓦楞的瓦楞纸通过粘合而成。根据商品包装的需求，瓦楞纸板可以加工成单面瓦楞纸板、三层瓦楞纸板、五层、七层、十一层等瓦楞纸板（如图一、图二、图三）。注意瓦楞纸由瓦楞原纸加工而成，要求瓦楞原纸纤维组织均匀，厚薄一致，无突出纸面的硬块，纸质坚韧，具有一定的耐压、抗张、抗戳穿、耐折叠的性能，所含水分应控制在8％～12％。若水分过高，加工纸箱时就会出现纸身软、挺力差、压不起楞、吸胶性差、不粘合等现象；水分过低，纸发脆，压楞时易出现原纸破裂现象。另外，制作瓦楞纸板所用的面纸和瓦楞原纸与其它纸张最根本的区别在于：不论面纸还是瓦楞原纸都不是以它们固有的形态使用的，而是在加工成瓦楞纸板后才形成它特有的性能和使用价值，因此不仅在物理性能与外观方面要符合一定标准，还要具有良好的加工性能，比如：高速粘合适应性等。瓦楞纸板的种类及用途按结构层数a、双层（单面瓦楞）：一般用作商品包装的贴衬保护层或制作轻便的卡格、垫板以保护商品在贮存的运输过程中的震动或冲撞；b、三层、五层：用于制作瓦楞纸箱，在瓦楞纸箱或瓦楞纸盒的表面印制靓丽多彩的图形和画面，不但保护了内在的商品，而且宣传和美化了内在的商品；c、七层、十一层：主要为机电、烤烟、家俱、摩托车、大型家电等制作包装箱。近年来，根据环保的需要和国家相关政策的要求，这类瓦楞纸板制作的商品包装，有逐渐取代木箱包装的趋势。按用途分类a、内包装瓦楞纸板b、外包装瓦楞纸板瓦楞形状通常使用的瓦楞有U型和V型两种U型瓦楞—楞顶是圆的，它的结构富有弹性，压时手感柔软，在弹性变形范围内具有很强的弹性恢复力。U型楞的使用寿命比V型楞长，U型楞有利于提高机械粘合速度，粘合后瓦楞纸变化小，缺点是粘合剂用量大。V型瓦楞—整个楞由直线组合而成。所生产的瓦楞纸板坚硬，其平面压力强度比U型瓦楞纸板高，粘合剂用量较U型楞少；缺点是生产的瓦楞纸板一旦受力超过弹性极限就完全丧失恢复力，瓦楞辊制造工艺复杂，经常发生楞顶断裂，瓦楞辊磨损较U型楞快。根据U、V型瓦楞的优缺点，一种介于他们之间的“UV”型瓦楞应运而生，这种形状的瓦楞弥补了U型楞和V型楞的缺点。应力关系瓦楞的类型作为出口运输包装用的瓦楞纸箱一般用以下三种瓦楞型—A型、B型、C型，它们的楞长、楞高及每30cm瓦楞数目应符合表6-12—2中的要求。此外还有E型楞，Ｅ型楞由于薄而密，更呈现了它的刚强度。瓦楞高度为1.1~2mm，96±4/每30cm瓦楞数。瓦楞的类型A型楞：单位长度内瓦楞数量最少，瓦楞最高，用于轻质产品包装时缓冲力很大，所以应用最普遍。B型楞：单位长度内瓦楞数量最多，瓦楞最低，其性能同A型楞相反，用B型楞纸板制作的瓦楞纸箱能承受较大平面压力，适合作罐头和瓶类的包装。C型楞：单位长度内瓦楞数量及楞高介于A型和B型之间，性能也介于两者之间，它起源于第二次世界大战期间，是由美国为运送军用物资而设计制造的，其他国家很少使用。瓦楞的类型根据每种楞型的特点，可以两种或三种楞组合在一起形成一楞三层纸板、二楞五层纸板、三楞七层纸板。例如，A/B楞、A/A楞、B/C楞、C/C楞、A/A/B楞、A/A/A楞等。瓦楞纸板的加工•瓦楞纸板的加工方法可分为：单机、单面机、生产线三种方式1、单机：就是一台使瓦楞原纸形成波形的瓦楞纸机；一台把面纸、里纸、芯纸和形成波形的瓦楞纸粘合起来的胶水机，来完成瓦楞纸板的制造过程.和单机配套的制造瓦楞纸箱和瓦楞纸合的设备还要完成配料、裁切、印刷、拼接、分切、开槽切角和成型等工艺。整条单机流水线设备多，工艺环节多，产品质量不好控制，消耗高。2、单面机：先制作出单面瓦楞纸板，然后再经过单机胶水车进行加工，制造成不同结构和瓦楞纸板。单面瓦楞纸机是由卷筒托架，单面瓦楞机和旋转托架式切纸机组合而成的半自动生产线。它具有效率高、产品质量好，适应性强等特点。瓦楞纸板的加工3、生产线：各种设备将整个瓦楞纸板生产过程有机地结合起来，使其连续化生产。较多台单机组合生产的传统方法不仅生产效率高、劳动强度低，而且操作集中控制，简便、安全、噪音小；最主要的是生产出的瓦楞纸板质量高。楞型、波形形状规范合理、标准化。用这种设备生产出的一心楞纸棋逢对手制作的包装容器外形整洁、美观、平整度好。外观和物理性能均优于单机或组合单机联动线生产出的产品。五层瓦楞纸板生产线结构示意图一、多台单机组合系统1、裁切设备单机多噗分散作业，为了使卷筒纸或平板纸适合后加工的大小规格，就要进行裁切。为了节省原材料，最大限度地提高纸张利用率，还要计划用料，实行符合标准规定的拼接。对卷筒纸进行裁切的为单刀旋转切纸机（如图六）。该设备由上纸架和引纸、送纸、纵切、横切、接料等组成。在裁切中还可以切边和计数。裁切规格可按加工要求进行调整。一、多台单机组合系统对平板纸进行裁切的为切纸机（如图七）。该设备由切纸系统、压力系统、规格高速系统等部分组成。目前先进的切纸机已采取数控装置，液压操纵，光导元件，保证了裁切精度，提高了工效，操作安全可靠。加工规格靠专用推纸板的前后移动来限定。一、多台单机组合系统2、瓦楞机瓦楞机是将裁切或拼接好的瓦楞原纸压制成波形瓦楞纸。该设备主要由上、下瓦楞辊，加热装置，调节系统，防卷纸导爪等部分组成。为了使瓦楞良好成型并固定不变，瓦楞辊表面必须保持200℃左右的温度。目前使用的加热装置多为石英管内装电热丝或将电热丝缠绕在长型、方型或园型的耐热体上。也有使用硅碳棒进行加热的。使用电热丝加热的，整机耗电10KW/H而使用硅碳棒加热的，整机耗电20KW/H。后者较前者升温快，表面热度持久，使用寿命长，但耗电多。瓦楞机使用的瓦楞辊的楞型为A、C、B型。E型瓦楞机是专用制作瓦楞盒的轧楞设备，体积小，瓦楞辊直径一秀在150mm左右。为了节约能源，设备制造厂家在瓦楞机的表面，设置了保温层，覆盖在瓦楞辊上，既保持了热效率，同时又保证了安全。也有的调和制造厂家采取高新技术，加装温控装置，从而达到保证波形瓦楞的可塑性，又节省了能源。一、多台单机组合系统3、胶水机胶水机主要由一对涂胶辊和两个刮胶辊以及贮胶槽、压力调节系统等部分组成（如图九）。它的作用就是向波形瓦楞纸两面均匀、适量地涂上一层胶膜。然后由操作人员将涂有胶水的波形瓦纸对齐放置在里、面纸中间，制成瓦楞纸板。制成的瓦楞纸板经过短时间（1—4小时）的压合与自然干燥，一秀即可投入下道工序进行加工。设备精度高一些的胶水机其涂胶辊和刮胶辊表面镀铬，抗酸碱腐蚀，耐磨损。贮胶槽可以自动升降，便于置换使用不同粘合剂后的清洗。许多生主纸包装容器的小型企业，大部分采用这种调和结构的工艺生产瓦楞纸板。有的企业为了节省人力、物力，提高生产效率，将瓦楞机的胶水机成“L”形排列，中间用皮带换向联合起来或使裁有瓦楞纸行的皮带经光导管作用，让电磁离合器瞬间吸合，使瓦楞纸落在进往胶水机的皮带上面，连续化作业，效果较好。二、单面机和瓦楞纸板生产线二、单面机和瓦楞纸板生产线单面机是使瓦楞纸压成波形瓦楞纸并在其顶端涂上粘合剂后，使其与面纸直接粘合，并通过加热瞬间糊化，制造出符合质量要求的单面瓦楞纸板的机械装置。它的生产工艺流程如下图。该设备主要由原纸架、瓦楞辊、压力辊、予热辊、涂胶系统、贮胶及循环系统、加热系统、气动元件、分切部分组成。下面分别简述各部分的功能：二、单面机和瓦楞纸板生产线1、原纸架单面机使用的原纸架比较简单，主要是机升降，手动调节卷筒纸的张力，具有一定的承载能力，也称为有轴支架（如图十）。二、单面机和瓦楞纸板生产线2、瓦楞辊由上、下瓦楞辊组合将瓦楞原纸压成波形瓦楞纸。瓦楞辊的配合压力（间隙）、平行度、恰当的中高是瓦楞辊工作时的重要技术指标。3、压力辊将面纸和涂上胶的波形瓦楞纸施于一暄的压力（0.4-0.5MPa），使其牢固地贴合在一起，形成单面瓦楞。4、予热辊为保证波形瓦楞有好的定型以及单面瓦楞纸的良好粘合，使用予热辊对卷筒原纸进行烘干，以保持一定水份。5、涂胶系统主要作用是在压制好的波形瓦楞峰面上涂上一层均匀的胶膜。该系统由涂胶辊、胶槽、刮胶辊和胶液循环装置组成。涂胶系统工作的好坏直接影响瓦楞纸板的粘合强度，为了保证设备运转中所涂胶膜的均匀，要求求刮胶辊和涂胶辊之间的间隙0.3-0.45mm。二、单面机和瓦楞纸板生产线6、加热系统主要对瓦楞辊、压力辊、予热辊等部件进行加热。目前的加热方式有蒸汽加热、液化气加热、油加热和电加热等。无论哪种加热方式，都要求表面温度保持在170℃左右。使用蒸汽加热泪盈眶时，考虑到冷凝水在容器内的贮积而导致热效率降低和表面温度不均匀，必须设置良好的虹吸装置。虹吸装置的导吸口距离瓦楞辊内壁间隙不得大于0.8mm，同时也不能小于0.3mm，以利于冷凝水的适时排放。7、气动装置有些单面机在瓦楞辊和压力辊的调节中使用权手动装置，容易出现设备在使用权中因调节不当而造成不必要的磨损，或不能保证单面瓦楞纸板的质量。自动线上的单面机上的瓦楞辊、压力辊间隙的调整都使用气动装置。为了保证气动装置系统始终工作在良好的状态，就要保证空气压缩机正常工作，保证各气动元件的工作压力是0.4MPa，要保证气动元件内各密封材料质量可靠。二、单面机和瓦楞纸板生产线8、导纸板和真空吸附装置单面机的核心部件是上、下瓦楞辊，上、下瓦楞辊和压力辊各自的平行度和相互之间的合理的间隙十分重要。除此之外，因为瓦楞原纸在通过瓦楞辊时，由于瓦楞辊的高速运转存在的离心作用，会使瓦楞原纸脱离瓦楞辊。要使瓦楞纸既不被甩开，又和瓦楞辊保持良好的贴合状态，就要由导纸板真空吸附装置来完成。二、单面机和瓦楞纸板生产线9、分切装置把粘合好的单面瓦楞纸板根据加工工艺要求按一定的规格进行分切。它主要由纵切园刀组成的纵切和上、下长刀组成的横切来完成，实际上也就是一台单独的旋转式切纸机。10、予热器在瓦楞纸板自动生产线上，予热器的设置很重要，当面纸、瓦楞原纸以及单面瓦楞纸板组合进入涂胶装置前，还要分别进行予热，使之粘合良好和保持适当、均匀的水份。予热器为了保证良好的工作状态，保持卷筒原纸和单面瓦楞纸板幅度张力达到良好的使用效果，可任意调节和转动，纸幅的予热包角不小于90℃(如图十四)。为了保证不同层数结构单面瓦楞纸板的予热，还有三重、五重等予热器。二、单面机和瓦楞纸板生产线二、单面机和瓦楞纸板生产线11、涂胶机涂胶机是使单面瓦楞纸板或多个单面瓦楞纸板加面纸经涂布粘全剂而组合成三层或更多层的瓦楞纸板的设备。根据瓦楞纸板的加工结构，涂胶机分为单层（三层瓦楞纸板用）、双层（五层瓦楞纸板用）、三层（七层瓦楞纸板用）等涂胶机构。涂胶装置主要由予热辊、涂胶辊、浮动辊、压力辊、导纸辊、隔热板、气动元件、粘合剂贮槽等部分组成（如图十五）。瓦楞纸板的粘合原理箱板纸与瓦楞芯纸之间是通过粘合剂连接的，粘合剂是瓦楞纸板生产过程中的主要辅助材料之一，其质量好坏直接影响瓦楞纸箱的性能。粘合剂的种类很多，如淀粉系列粘合剂、聚乙烯醇、醋酸乙烯乳液、硅酸钠等，目前广泛使用的是淀粉系列粘合剂。瓦楞纸板常见质量问题和产生原因及解决办法点击打开瓦楞纸箱结构、设计1、瓦楞纸箱及其附件的造型瓦楞纸箱由于世界各国根据使用情况不同分类也不同，国际上目前通用的是由欧州纸板制造工业联合会（FEFCO）欧州硬纸板箱制造协会（ASSCO）提出的瓦楞纸箱与瓦楞纸盒分类方法，称为《国际纸箱箱型标准》。该标准把各种样式的瓦楞纸箱、瓦楞纸盒及其附件按四位数分类型编号。如我们通常称做对口瓦楞纸箱的，国际纸箱箱型标准中称它为0201型箱。这种分类方法现已为世界各国接受，我国关于瓦楞纸箱，瓦楞纸盒及其附件造型的标准分类就采用了这种