第二章 纸箱制造(5学时)

第二章瓦楞纸箱制造包装容器制造概论4学时讲授＋1学时总结练习教学重点：1、瓦楞纸箱生产主要工序（展开）2、分纸压线机（压线滚轮的分类和作用）3、模切机（分类、计算）4、印刷开槽机的主要装置5、纸箱加工过程中常见的质量问题及原因第一节瓦楞纸箱生产工艺一、工艺流程1．瓦楞纸箱单机生产工艺流程2．瓦楞纸箱连续化生产工艺流程第一节瓦楞纸箱生产工艺二、主要工序1．分纸压线2．印刷3．开槽切角、压线、冲孔（模切）4．接合第二节纸箱生产设备一、瓦楞纸板加工设备1．单机生产设备（1）双辊刀切纸机（2）压楞机（3）涂胶机（4）压力机2．半连续化生产设备——单面瓦楞机3．连续化生产设备——瓦楞纸板生产线第二节纸箱生产设备二、纸箱加工设备1．单机生产设备（1）分纸压线机（2）切角开槽机（3）模切机（4）印刷机2．连续化生产设备——印刷开槽机第二节纸箱生产设备三、纸箱成型设备纸箱的接合方法有三种：钉接、粘接和外加胶粘带的粘接，因此，也就有相应的三种接合机械。目前国内多用钉接和粘接，国外多采用粘接。粘接及其机械是纸箱接合的发展方向，现在我国出口商品用的纸箱已逐渐采用粘接。第二节纸箱生产设备三、纸箱成型设备1．钉箱机2．粘箱机3．胶带粘接机第三节常见问题及处理方法一、瓦楞纸板的质量问题及处理方法瓦楞纸箱的质量首先取决于瓦楞纸板的质量，优质的瓦楞纸板是制作合格纸箱的前提。瓦楞纸板质量与制作过程中的温度、纸幅张力、胶粘剂及操作人员的技术水平有关，现将瓦楞纸板常见的质量问题及处理方法列于表5－4中，供参考。第三节常见问题及处理方法二、纸箱加工过程中的质量问题及处理方法1．分纸压线工序2．开槽切角印刷工序3．钉箱工序第四节瓦楞纸箱产品质量技术标准瓦楞纸箱属运输包装容器，其最主要的功能就是在商品的运输仓储过程中保护商品不受损伤。因此，瓦楞纸箱的质量技术标准集中在物理性能指标上。一、通用瓦楞纸箱标准(GB/T6543-1986)二、瓦楞纸箱成品质量检验三、瓦楞纸箱的性能测试GB/T6543-2008《运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱》分纸是指将瓦楞纸板按纸箱箱坯所需规格加以分切，由数对纵向圆切刀完成。为了使瓦楞纸板按预定位置准确弯折，以保证成型后纸箱尺寸的精确性，必须预先对瓦楞纸板进行压线。压线纵压线横压线限制纸箱的L和B实现箱体的弯折限制纸箱的H实现摇盖的弯折印刷开槽机分纸压线机瓦楞纸箱印刷预印刷后印刷平张纸胶印预印卷筒纸凹版预印柔性版印刷预印刷与后印刷相比具有一些明显的优点：（1）可获得更高的印刷质量，适应性更广。（2）可使瓦楞纸板获得最高强度，由于预印刷不用在纸板成型后对其压印，可避免造成瓦楞变形和纸板强度减弱。（3）生产效率高，便于生产管理，废品率低等。平张纸胶印预印是由平版胶印机来完成的，印版一般采用PS版（预涂感光树脂版）。平张纸胶印预印工艺：将卷筒纸切成单张纸→胶印机印刷单张面纸→同时单面机辊制二层瓦楞纸板→面纸和单面瓦楞纸板在贴面上裱背或贴面机贴面→模切压痕成型→钉箱/粘箱卷筒纸凹版预印是由纸凹机来完成的。印刷所采用的印版一般为电子雕版机雕刻的金属钢镀铬辊。卷筒纸凹版印刷预印工艺：凹版印刷机印刷面层纸卷→纸板线生产裁切成三层（或五层）纸板→模切压痕成型→钉箱/粘箱柔性版印刷主要由印刷开槽机或印刷模切机组来完成。柔性版印刷所使用的印版主要有橡胶版和树脂版。橡胶版因是人工刻制，只能作为普通印刷版使用。而精细的图案文字，就要使用树脂版来印制。柔性版印刷工艺：瓦楞原纸→压楞、贴面→分纸压线→瓦楞纸板→柔版印刷（单色或多色）→开槽、压痕、切角→接合成箱开槽切角、压线、冲孔工序在联机生产中是由印刷开槽机上完成的，适用于制作标准瓦楞纸箱。①开槽是指在瓦楞纸板上切出使上下摇盖得以顺利折拢的缝槽。②切角指切出钉接或胶接的纸箱接头。③压线在此工序中是指压出纵向压痕线。④冲孔是指在纸箱上冲出便于搬运的手提孔或便于通风的通气孔。模切工序主要针对单机生产异形瓦楞纸箱来说的，该工序一般由模切机来完成，其模切工艺原理与纸盒模切一样，都是在模切机的模版上，按照纸盒或纸箱设计的展开图嵌装钢刀和钢线，通过模版的往复运动或装有模版的滚筒的圆周运动，把送往模切版与压板之间的纸板模切成预定的形状，并同时压痕。接合是瓦楞纸箱制作的最后一个工序，按接合方式不同可以分为以下三种：①钉接是用铁丝把纸箱的两个搭接口钉合在一起，是用脚踏式钉箱机或自动钉箱机来完成的。②粘接是用胶粘剂把纸箱接合起来，可以由手工或折叠胶合机来完成，胶粘剂采用浓度为50％的聚醋酸乙烯乳胶。③胶接是指用胶带来连接纸箱接口。钉接粘接胶接单面瓦楞机瓦楞纸板生产线纵压线横压线三层瓦楞纸板五层瓦楞纸板根据纸箱特点，一般设置有三组开槽刀和一组切角刀，故切角开槽机又称四联乙字机。所有上刀与刀座一起安装在曲柄连杆机构的联轴上，随曲轴的运转产生较高的瞬时冲切力和剪切力，将槽口和搭接舌外的纸板切出。调节刀间距离，可冲切出不同规格的瓦楞纸箱。开槽的标准长度是箱盖长度（至中心压线）再加上α值，对于不同楞型和层数的瓦愣纸板，α值如下：A楞三层瓦楞纸板，α值3mmB楞三层瓦楞纸板，α值2mmAB楞五层瓦楞纸板，α值4mm模切机平压平模切机圆压平模切机圆压圆模切机瓦楞纸板模切机可同时完成压线、切角、开槽、冲切提手和透气孔，尤其适合制作异型纸箱。根据模切机结构和工作方式，模切机可分为圆压圆、平压平、圆压平三种。印刷开槽机印刷开槽机多为双色印刷，也有三色和四色的。一些先进的机型已采用电脑自动控制。其各部分统一安装在两条平行的导轨上。为了安装印版和便于校正，各印刷部件靠带减速机的电动机驱动，沿着导轨移升，使其与切角开槽装置分离。图5－20所示为双色印刷开槽机。印刷开槽机主要装置：①送纸装置②印刷装置③压线装置④切角开槽装置⑤牵引辊⑥箱片堆积机送纸装置送纸装置是将送纸台上的纸板自上而下地一张一张地送往印刷机构中的机械装置。在送纸的过程中为防止纸板翘曲，还设有抽吸送纸系统。送纸机构由一个摆动导杆机构串联一个摇杆滑块机构组成，如图15－20所示。印刷装置图15一21为轮转式柔性版印刷装置原理图。每一个单色机组均有墨斗、墨斗辊、供墨辊、印版滚筒和压印滚筒。橡胶凸版贴卷在圆形印版滚筒上。串排2～4个单色机组，便成为多色套印机组。这种印刷装置使用水性油墨印刷。压线装置压线装置主要由一对转轴和多对压线滚轮构成。压线滚轮常采用V形断面。图15－22所示为三点式滚轮。压线前要使上下滚轮对准并调好间隙，运转过程中，如发现纸板有破裂或深度不够，应立即停机，重新调校。切角开槽装置切角开槽装置的结构，是在一对转轴上装夹一对切角刀和三对开槽刀。其轴向位置可由螺杆机构调整，先进的机型装有数控调定装置。工作时，印刷与切角开槽的滚刀运转同步，当印刷滚筒每转一周印一件坯料时，滚刀同样完成一件坯料的切角开槽。切角开槽轴与印刷滚筒的转速相同。（1）开槽滚刀工作原理如图15－23所示。（2）切角滚刀工作原理如图15－18所示。牵引辊由于印刷、压线、切角开槽等装置体积较大，相互距离也较长，纸板坯需沿纵向输送。为了在传送过程中避免纸板跑偏，所以在每两个装置之间设置牵引辊。纸板底面的牵引辊为等直径圆柱面，而印刷面一侧的牵引辊上则套若干个轴向可调的橡胶压轮，以免压在印刷图文上，弄污印刷面。箱片堆积机箱片堆积机是高速印刷开槽机的配套设备。它可自动地将印刷开槽加工出来的纸箱片收集堆垛并运送到下一工序。这种机器主要由输送皮带、积纸架、升降架、载纸小车、撑杆和光电控制系统组成。工作原理如图15－24所示。钉箱机钉箱机是利用铁丝将纸箱两搭舌接头钉合在一起的机械。它有半自动与全自动等机型，工作原理类似于钉书机。按钉接方式可分为直钉、横钉和斜钉三种。斜钉又分为单斜钉和双斜钉两种，以双斜钉接头最牢。钉箱机多由底座、机架、托架、机头、传动等几部分组成，最关键的部件是机头。图15－25所示为钉箱机机头结构。粘箱机一般粘箱机与折叠机组合使用，故又称折叠粘箱机。粘箱机是用胶粘剂把纸箱片接合成纸箱的机器。折叠粘箱机有单独安装使用的，也有与印刷开槽机组合成生产线的，有的还在机尾配上捆扎机，使整个工序机械化。胶带粘接机胶带粘接机是用胶粘带接合纸箱接口的机器。它可用于胶粘带的送进、切断、粘贴。贴接时纸板的接口按对接的形式对齐排好，然后贴上胶带，使之成为纸箱成品。该机因胶带贴接处不做搭口，成品纸箱没有外露的铁丝，内外表面平整，不易损坏内装物。为确保贴接强度，一般要采用加有维尼纶纤维作为增强材料的胶粘带，成本比粘箱与钉箱要高。同时每用完一卷胶粘带时，还需停机换带，增加了停机时间。如果纸箱外表面涂有防水涂料层，就不能用胶带贴接。质量问题原因分纸歪斜压线深浅不一老式分纸压线机的三对转轴刚度不够，使用起来挠曲变形太大，中部的压线轮和分切刀与两端的压线轮和分切刀受力不一致。出现“闭口”现象纸板水分含量太高（超过13％），纸板挺度下降。压线处纸板破裂①纸板水分含量过低（小于6～7％）②上下（凹凸）压线滚轮安装错位，如图5－26所示③原纸抗张强度和伸长率过小分纸压线工序开槽切角印刷工序质量问题原因开槽切角处纸板边切口带毛刺刀口钝、上刀与下刀不吻合、刀口磨得不平、分纸机刀轮下轴无轴衬等图案文字印刷位置不准确、模糊、套色不准确等压力滚筒的压力过大工人操作不熟练、纸摆不准钉箱工序质量问题原因纸箱接头钉合不齐箱型不美观工人操作不熟练钉距不均匀工人操作不熟练钉脚不标准钉箱机问题通用瓦楞纸箱标准该标准由轻工部提出，国家技术监督局发布。本标准适用于运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱。瓦楞纸箱按照使用瓦楞纸板的不同种类、内装物的最大重量及箱子内尺寸之和分为30种，如表5－5所列。制造瓦楞纸箱所用瓦楞纸板的技术指标应符合表5－6的要求。纸箱尺寸偏差的最大值见表5－7。瓦楞纸箱成品质量检验瓦楞纸箱成品质量检验，采用随机抽样，即每批抽样10个，按如下标准对照检验。1．内在质量2．外观质量内在质量：（1）箱体内尺寸公差：大型箱为±5mm，中、小型箱为±3mm。（2）裱层不脱胶、不起泡，如有上述缺陷，其面积也应不超过25cm2。（3）裱层不空头、不露白，其允差为3±mm。（4）含胶量或玉米淀粉粘合剂用量不超过85±5g／m2，泡花碱用量不超过10±10g／m2。外观质量：（1）印制图案位置准确、字迹清晰、深浅一致、色泽鲜艳。位置误差：大、中型箱不超过7mm，小型箱不超过4mm。（2）印刷油墨光亮平滑、不结皮。（3）刀口光洁不毛，切角、开槽不爆碎。分纸参差不齐不得超过10mm，若略有毛刺碎裂应不致影响美观。（4）箱体四角无漏洞、不叠角、最大外形尺寸误差不超过5mm。（5）分纸倾斜度不超过1％。（6）各摇盖合拢无参差，各箱对口合拢时的误差为：大型箱小于10mm，中、小型箱小于6mm。（7）摇盖合拢无叠盖、离缝小，对口合拢公差为±5mm。（8）钉距均匀且符合钉距规定值：单排钉为60mm，双排钉为90mm。针距公差为：大型箱（8钉以上）不超过20mm，中型箱不超过15mm，小型箱（5钉以下）不超过10mm。（9）头尾钉距箱边端面的距离：大型箱2～20mm，中型箱2～17mm，小型箱2～10mm。（10）钉箱接头沿箱边棱参差为2～3mm。接头边端距箱体中心线的尺寸公差为：大、中型箱低于±4mm，小型箱低于±2mm。（11）钉箱的二片接头应措齐，其公差为：大、中型箱不超过4mm，小型箱不超过5mm。（12）沿边钉针平直一致，突出缩进的范围不超过5mm。（13）无断钉、叠钉、翘钉等不良现象。瓦楞纸箱的性能测试空箱的物理性能的测试包装商品后模拟性试验纸箱抗压强度测试纸板耐破强度测试纸板边压强度测试纸板粘合强度测试模拟跌落试验模拟振动试验纸箱抗压强度的测试是最重要的测试，它反映了纸箱的内在强度质量，也是运输包装的主要考核指标。思考题：1、何谓纸箱的分纸、压线、开槽和切角？2、什么是纸箱的横、纵压线？其作用如何？3、简述瓦楞纸箱生产工艺及主要设备。4、印刷开槽机的主要装置有哪些？5、压线滚轮按断面形状可以分为哪几种？各压线滚轮的应用如何？6、简述瓦楞纸箱加工