瓦楞纸生产技术基础训练 I

SD5基礎訓練I瓦楞纸板的发明距今已有150年左右的历史。英国的爱德华兄弟因将瓦楞纸用作帽子内衬来吸汗于1856年在英国获得了世界上第一个制造瓦楞纸的专利。1871年美国人艾伯特·琼斯最先研究将单一的瓦楞纸加贴一层衬纸后用于灯泡、灯罩、玻璃瓶、罐等易碎商品的包装，并第一个在美国取得瓦楞包装技术的专利，至19世纪末美国开始研究用瓦楞纸板制作运输包装箱，1907年在美国出现了第一个瓦楞纸箱。很快瓦楞纸板制成的瓦楞纸箱，开始代替木箱成为主要的包装容器。现在在全世界的各类货物包装中占据了重要的地位。我国瓦楞纸箱使用起步较晚，1953年第一只瓦楞纸箱在山东问世。目前中国大陆地区和香港，将成为亚洲最大的瓦楞纸器生产国。瓦楞纸板瓦楞纸箱之所以能取代木箱是因为它具有如下优点：质量轻，仅为同规格木箱的1/4~1/5；结构性能好，可减震防振。对内装物有吸振、缓冲、防潮、密封、散热通风等多种保护功能；运输费用低，易于实现包装和运输的机械化和自动化；占据空间小，易于人工搬运；瓦楞纸箱规格、尺寸便更容易，能快速适应各类物品的包装需要；生产过程可自动化作业，箱面可进行精美印刷，满足个层次顾客要求；废箱易于回收在利用，无公害，符合环保要求。瓦楞纸板的抗压强度与瓦楞的形状有直接关系。瓦楞芯纸的剖面结构近似三角形，呈波纹状的两个波峰表面和衬纸粘合，形成连续的拱形，从结构力学的角度来分析，其形状具有较大的刚性和良好的承载力，富有弹性，有较高的防震性能。瓦楞的形状一般分为U型、V型、UV型三种。瓦楞的形状、种类及特性U型V型UV型U型的波峰圆弧半径较大，呈圆弧形。其特点是伸张性好，富有弹性，能量吸收高，在弹性极限范围内恢复能力强，粘合效果好，瓦楞辊磨损小；但由于圆弧着力点不稳定，耐压强度不高，粘合剂用量大。V型波峰半径小，上胶量小，较易剥离。瓦楞原纸和粘合剂用量少，但对瓦楞辊磨损大。不易变形，抗压强度较大，但当外加压力超过其承受限度时，瓦楞将迅速破坏，不能复原。UV型的波峰介于以上两者之间，吸取了二者的优点，它的耐压强度较高，承载能力强，超载后不至完全被破坏，外力消失后可复原，制楞过程中瓦楞辊不易磨损，故目前广泛采用。所以目前国内外市场提供的瓦楞机，若无特殊说明，其楞形均采用UV型。瓦楞纸板的性能除了与瓦楞的形状有关外，还与瓦楞的种类有关。目前世界各国普遍使用的瓦楞纸板，有以下六中类型：A型（大）、C型（中）、B型（细）、E型（特细）、K型（特大）、F型（超细）、微细瓦楞（G型、N型、O型）。其中前四种最常用。A型瓦楞有极好的防振缓冲性，能在较强冲击载荷下保护箱内商品完好无损，且垂直耐压强度高（比B型好），当贮存堆叠时有较大的承载能力，适合包装较轻的物品。B型瓦楞性能与A型相反，平面抗压能力超过A型，不易变形，且瓦楞纸板表面较平整，可得到良好的印刷效果，适合包装较重和较硬的物品，多用于罐头和瓶装物品的包装。型号瓦楞高度（mm）瓦楞数（楞/300mm）收缩率理论值中国日本美国欧洲中国日本美国欧洲K6.6~76.86.7~724241.75A4.6~4.9/4.5~54.5~44.84.734±234±233±3351.53C3.6~3.9/3.5~43.5~43.63.638±240±238±3421.46BC3.3~3.444±250±21.40B2.6~2.9/2.5~32.5~32.42.550±246±3501.36D1.9~2.11.81.8~264±49668681.31E1.1~1.8/1.1~211.21.296±490±4951.25F0.90.91101051.22C型瓦楞介于A型和B型之间，防震性能接近A型，平面抗压能力接近B型，原纸消耗比B型少，近年来随着保管、运输费用的上涨，体积较小的C型瓦楞受到人们的重视，现已成为欧美国家采用最多的楞型。E型瓦楞是最细的一种瓦楞，与上述三种瓦楞相比，具有更薄更硬的特点。它能承受较大平面压力，可适应胶印需要，印出精美的图文。E型瓦楞纸板的纵向垂直压缩强度和横向压缩强度相同，多用于制成纸盒，可替代硬纸板用于个体包装及内包装甚至某些高档礼品的外包装。BC型、D型。BC型瓦楞在性能上接近C型，在原纸消耗上又低于C型，是综合B、C型瓦楞特点后达到或接近C型瓦楞性能，而又节省原材料的新楞型。而D型瓦楞是为了克服E型瓦楞太细、瓦楞辊加工困难又容易磨损等缺点而开发的新楞型。平面压力垂直压力平行压力各种类型的瓦楞对来自不同方向的压力的承受能力不同箱的强度印刷效果用途适应性大小较差良好外包装内包装大箱小箱楞型平面压力垂直压力平行压力缓冲性能A型C型B型E型最差较差较好最好最好较好较差最差最差较差较好最好最好较好较差最差瓦楞纸板是由面纸、里纸、芯纸和加工成波形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、三层、五层、七层瓦楞纸板等。瓦楞纸板的构成和种类单面瓦楞纸板五层瓦楞纸板/双坑/triplewall七层瓦楞纸板/三坑/三层瓦楞纸板/单坑/doublewall单面瓦楞纸板一般用作商品包装的贴衬保护层或制作轻便的卡格、垫板以起缓冲作用。三层瓦楞纸板多用于生产中包装和外包装的小型纸箱。五层瓦楞纸板主要用于制造纸箱，其强度指标均高于三层纸板，广泛用于包装较重和易碎的商品，如彩电、冰箱、洗衣机等。七层瓦楞纸板主要用于重型商品（如摩托车等）的包装，有时用作高强特殊衬垫。对于楞型的选择一般而言，三层瓦楞纸箱以选用A型和C型为宜，五层瓦楞纸箱则选用A、B型或B、C型结合为宜。接近外表面选用B型（抗冲击性能强），内表面选用A型或C型（弹性高，缓冲性能强）。中型瓦楞纸盒以选用B为宜，小型包装以选E行为宜。七层瓦楞纸箱瓦楞组合为BAB型，也可用BAA、CAC或BAC型。国外瓦楞纸板一般选用A、B、C三种楞型，日本以A型为主，欧美多采用C型，我国三层纸板常用A型和C型，五层纸板则以A、B或B、C型结合为多。瓦楞原纸主要用于成楞或起楞的瓦楞原纸或瓦楞芯纸，用量非常大，其定量在90~200g/m2左右，目前常用110~130g/m2左右，并逐步向低定量高强度方向发展。瓦楞原纸一般用磨木浆、半化学浆、草浆和废纸浆等抄造。瓦楞原纸要具有良好的物理强度，纵向裂断长、横向环压强度要求高，耐破度、耐戳穿、耐折叠；纸幅厚薄一致，水分均匀，一定的松厚度，即良好的贴合适应性；吸水性要适中，能使粘合剂充分向纸层中迁移。瓦楞纸板常用原纸及其组成箱板纸箱板纸是专门用于与瓦楞原纸粘合制成瓦楞纸板的材料，所以要求物理强度高，耐破度、耐折度、戳穿强度、环压强度好，抗张、耐磨，要适合贴合及制箱的需要，要有一定得耐水性，又要能适应水性油墨的印刷。箱板纸颜色有本色、漂白、表面罩白和染色四种。国产箱板纸一般不加填、不施胶，分压光和不压光两种。箱板纸按质量可分为A、B、C、D、E五个等级，其中A、B、C级为挂面纸板。根据质量不同，用途也有区别：A级：精细、贵重和冷藏物品包装用的出口瓦楞纸板B级：出口物品包装用瓦楞纸板C级：胶大型物品包装用瓦楞纸板D级：一般物品包装用瓦楞纸板E级：轻载瓦楞纸板如下以五层瓦楞纸板为例，说明瓦楞纸板的组成。面纸：牛皮箱板纸或箱板纸（200~600g/m2）瓦楞芯纸：瓦楞原纸（110~180g/m2）瓦楞原纸或高强瓦楞原纸（110~125g/m2）瓦楞芯纸：瓦楞原纸（110~180g/m2）里纸：牛皮箱板纸、箱板纸或瓦楞原纸（125~600g/m2）瓦楞原纸和箱纸板的选配质量选配一般选用质量等级近似的瓦楞原纸和箱板纸，如A、B级箱板纸应尽量选用A级瓦楞原纸；D、C级箱板纸则可选用C、D级瓦楞原纸。选用强度高的箱板纸与等级低的瓦楞原纸制成的瓦楞纸板容易塌楞，平压强度低，质量不符合合同要求时，会造成原料的浪费，或成本不合理。定量选配试验表明，提高瓦楞原纸的定量有利于降低成本。在保持强度不变的情况下，瓦楞原纸定量每增加1g/m2，则双面的箱板纸的定量可同时降低1g/m2，因此国际上目前出现了采用高定量瓦楞原纸来生产瓦楞纸板的趋势。但定量过高的瓦楞原纸与定量相对低的箱板纸搭配制成的瓦楞纸板，会出现表面不平整，产生明显的瓦楞条纹（搓板），影响外观质量和印刷效果。因此一般箱板纸与瓦楞原纸的定量比维持在2：1的范围内比较好。如果瓦楞原纸定量过低，贴合后会使瓦楞的齿形改变，由圆弧形变成矩形结构，影响瓦楞纸板的厚度、边压强度和缓冲性能。瓦楞纸板的生产主要有两种工艺：单机板机械化手工的传统工艺：瓦楞纸机、胶水机、其他配套单机设备瓦楞纸板连续自动生产工艺：单面瓦楞纸板生产线（单面机）三层瓦楞纸板生产线五层瓦楞纸板生产线瓦楞纸板的生产原纸架：有轴、无轴瓦楞辊：心脏、配合压力、平行度、中高、铬钼钢压力辊预热辊：预热辊：水分、粘结速度预调辊：高温水汽、应力、含水量涂胶系统：粘合剂槽、涂胶辊、调量辊双面机：单面机、桥架、预热、涂胶、贴合、干燥、冷却加热系统：蒸汽、液化气、油、电加热；蒸汽加速器气动元件导纸板、真空吸附装置分切：纵切压痕机、横切机基本要求：原料广、加工容易、运输方便、制作简便、成本低较好的粘结强度、初粘强度良好的抗潮能力干燥速度快使用过程无污染、尤其是无二次污染瓦楞纸板、纸箱用粘合剂：硅酸盐类、淀粉类、合成高分子类粘合剂硅酸盐类硅酸钠溶液，又称水玻璃或泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，有碱性和中型两种。含碱量高，易对商品、环境造成污染，易受潮，粘结强度不高，成本低。用碱性水玻璃粘结，纸板底层与面层会很快发黄，纸板露楞，吸潮性强，抗压力差，所制纸箱质量差。已经被淘汰。特点：原料来源广，产量高，加工容易，运输方便，价格低良好的粘合强度和初粘强度，易干燥、剥离强度高含碱量少（0.5%以下），纸板不返黄，不露楞无二次污染是一种比较理想的粘合剂，近几年广泛使用，目前绝大多数厂家都采用这种粘合剂。淀粉类成分：主料：玉米淀粉：粘结力强、易凝沉、蛋白质含量尽量少木薯淀粉：较稳定氧化剂：双氧水。氧化反应（降解）—糊精（氧化淀粉）—溶解性提高、成膜能力好、粘结力强。但容易产生气泡。糊化剂：氢氧化钠。与淀粉的醇基结合，破坏部分氢键，使淀粉大分子间作用力减弱；NaOH溶于淀粉液时放出大量的热，使淀粉分子膨胀、糊化，具有粘性。此外具有良好流动性，不易发霉。交联剂：硼砂，十水四硼酸钠，无色单斜晶体或白色粉末，微溶于水、醇。使短链的氧化淀粉以其羟基与硼原子形成络合物，通过不规则的交联，形成网状结构，具有交联增粘作用，有利于提高初粘力和加快干燥速度。此外还有防腐、防渗及终止反应作用。强固催化剂（干燥剂）：几种盐类及有剂无机化合物聚和反应而成。涂胶后，通过聚合物与空气中的氧发生化学反应，很快絮凝结晶，加快了结膜速度，缩短了纸箱干燥时间，提高了纸板强度。消泡剂：可选用硅油、磷酸三丁酯、正辛醇等。制备工艺：氧化法：一步法、斯太因·霍尔两步法又称白乳胶，在胶粘剂市场上占很大位置，是合成树脂乳液胶粘剂中产量最大的品种。PVAc乳液是以水为分散介质，使醋酸乙烯单体在乳化剂和保护胶体存在下分散于水中，在通过水溶性自由基引发剂进行乳液聚合而制得。特点：操作方便，使用安全，无毒，无腐蚀性，无火灾、爆炸危险常稳固化速度较快具有良好的初粘结强度，可任意调节粘度耐水性和耐热性不够理想，在冬季低温条件下可能冻结聚醋酸乙烯乳液（PVAc乳液）白色颗粒状结晶化学物，将它加热加水溶解搅拌，掺入聚醋酸乙烯乳液，制成粘合剂。用来制造瓦楞纸板时，纸板平整、挺直，不吸潮，不腐蚀商品，粘结牢固，经久不变形，制成的纸板纸箱抗压性很强。其粘合力比水玻璃及淀粉粘合剂都好，但成本较高，多用于蜂窝纸板的制造。聚乙烯醇预处理：相对湿度50±2%，温度23±1摄氏度外观质量耐破强度：纸板的耐破度只与面纸、夹层纸的耐破度有关，瓦楞原纸的耐破度影响不大，B=0.9∑Bi原纸或箱板纸的环压强度：压缩强度试验仪（机械、电子）瓦楞芯纸的平压强度