近年來,為適應(yīng)包裝工業(yè)減量化和環(huán)?;囊?,微細瓦楞紙板被視為未來包裝市場的主流包裝材料之一。在國內(nèi),受瓦楞原紙標準不統(tǒng)一、紙制品參差不齊、加工設(shè)備落后等諸多因素影響,微細瓦楞紙板遲遲未能得到廣泛推廣應(yīng)用。本文將對微細瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝及市場應(yīng)用現(xiàn)狀進行簡要分析,供業(yè)界參考。
微細瓦楞的楞型設(shè)計與瓦楞輥結(jié)構(gòu)
根據(jù)市場需求,瓦楞紙板按其強度、挺度、緩沖性能等可分為不同規(guī)格。瓦楞的楞型按照大小順序,用英文字母依次排列為D、K、A、C、B、E、F、G、N、O,市場上最為常見的是A、B、C、E這4種楞型,從E~O楞統(tǒng)稱為微細瓦楞。
微細瓦楞紙板的生產(chǎn)是個系統(tǒng)工程,從楞型設(shè)計、瓦楞輥結(jié)構(gòu)和精度、單面機的形式、生產(chǎn)線所有設(shè)備的運行精度到用紙的選擇、運行時與理想速度相匹配的紙張張力控制、溫濕度控制、膠糊的調(diào)制和上膠量的控制以及紙板質(zhì)量控制等,都有與A、C、B等常規(guī)瓦楞紙板對應(yīng)的不同的特定要求。
微細瓦楞紙板的特點是楞數(shù)多、瓦楞原紙定量輕且強度低。以每300mm長度的瓦楞為例,G型楞數(shù)為185±12個,N型楞數(shù)為200±15個,O型楞數(shù)為267個,而B型楞數(shù)為50±2個。同樣直徑的一對瓦楞輥,微細瓦楞其嚙合的楞數(shù)比B型瓦楞增加了3~5倍??梢?,其進紙和成型時的張力會成倍增加。因此,微細瓦楞楞型設(shè)計必須保證楞型的包角度對應(yīng)的張力數(shù)值在瓦楞原紙的強度內(nèi),楞頂圓弧的選擇須使瓦楞原紙成型時的進入阻力更小、更圓滑順暢。同時楞型包角度又要使瓦楞結(jié)構(gòu)滿足微細瓦楞紙板足夠的剛性和機械強度。微細瓦楞的瓦楞輥的楞型表面需要更高的粗糙度要求,必須經(jīng)過精細的研磨和拋光,才能保證定量輕、強度低的瓦楞原紙高速成型。
對于微細瓦楞紙板的生產(chǎn),瓦楞輥及與其相關(guān)的壓力輥、涂膠輥和計量輥等運動部件需要更高的運動精度,瓦楞輥和壓力輥還須更均勻一致的成型和復(fù)合線壓,才能保證微細瓦楞紙板的質(zhì)量。所以,瓦楞輥和壓力輥壁厚都必須均勻一致,這樣加熱后才能保持圓柱度的精度,同時還要有合理的冷凝水排放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計,以確保瓦楞輥停轉(zhuǎn)時不因輥內(nèi)底部積水導(dǎo)致上下溫差而產(chǎn)生彎曲變形。瓦楞輥和壓力輥必須具備更合理和線壓一致的中高度精度。微細瓦楞的楞高很低,楞高磨損超過0.1mm就會影響產(chǎn)品質(zhì)量,對于微細瓦楞的瓦楞輥來說,需要更耐磨的表面層品質(zhì)。
此外,微細瓦楞的瓦楞輥的風槽形式,真空外吸式和正壓氣墊式是環(huán)形槽,真空內(nèi)吸式有環(huán)形槽和人字型半圓弧吸風槽。微細瓦楞的瓦楞輥風槽需要更窄,才能保證制成品在風槽部位不發(fā)生脫膠現(xiàn)象。
微細瓦楞紙板單面機的形式和涂膠系統(tǒng)
從微細瓦楞的楞型結(jié)構(gòu)可以看到,較小的楞頂圓弧和較大的楞型角度(偏V型)及很小的分度角,致使紙板線高速運轉(zhuǎn)時,成型后的瓦楞紙容易因瓦楞輥運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而脫開瓦楞輥的楞齒,從而影響涂膠和復(fù)合。為此,需要很合理的正負壓結(jié)構(gòu)設(shè)計,才能使瓦楞紙可靠地固定在瓦楞輥的楞齒上完成上膠和復(fù)合,又不能因風壓過大使風槽部位發(fā)生變形,從而造成局部脫膠。
從單面機的形式來看,正壓式的氣墊作用結(jié)構(gòu)使瓦楞紙能更穩(wěn)定地支撐在瓦楞輥上,同時該結(jié)構(gòu)的密封性能使其比真空內(nèi)吸和外吸結(jié)構(gòu)的氣壓泄漏損失及熱損失更小,因此該結(jié)構(gòu)是目前高速生產(chǎn)線上的主要結(jié)構(gòu)。從微細瓦楞紙板的制成品應(yīng)用來看,人字型半圓弧吸風槽形式的紙板較好,其使風槽部位正好落在制成品邊緣的風險大大減小。
微細瓦楞較小的楞頂圓弧以及密布的楞型要求有很小并且精確和穩(wěn)定的膠糊量。微細瓦楞生產(chǎn)線的單面機和上膠機上的涂膠輥和計量輥(刮膠輥、定量輥)須達到小于0.02mm的圓跳動的運動精度,確保涂膠輥和計量輥之間能實現(xiàn)小于0.08mm均勻一致的膠糊縫隙外,涂膠輥表面還需設(shè)置以形成比常規(guī)瓦楞紙板所需更薄膠層的更精細的表面網(wǎng)型。
微細瓦楞紙板單面機的形式和涂膠系統(tǒng)
從微細瓦楞的楞型結(jié)構(gòu)可以看到,較小的楞頂圓弧和較大的楞型角度(偏V型)及很小的分度角,致使紙板線高速運轉(zhuǎn)時,成型后的瓦楞紙容易因瓦楞輥運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而脫開瓦楞輥的楞齒,從而影響涂膠和復(fù)合。為此,需要很合理的正負壓結(jié)構(gòu)設(shè)計,才能使瓦楞紙可靠地固定在瓦楞輥的楞齒上完成上膠和復(fù)合,又不能因風壓過大使風槽部位發(fā)生變形,從而造成局部脫膠。
從單面機的形式來看,正壓式的氣墊作用結(jié)構(gòu)使瓦楞紙能更穩(wěn)定地支撐在瓦楞輥上,同時該結(jié)構(gòu)的密封性能使其比真空內(nèi)吸和外吸結(jié)構(gòu)的氣壓泄漏損失及熱損失更小,因此該結(jié)構(gòu)是目前高速生產(chǎn)線上的主要結(jié)構(gòu)。從微細瓦楞紙板的制成品應(yīng)用來看,人字型半圓弧吸風槽形式的紙板較好,其使風槽部位正好落在制成品邊緣的風險大大減小。
微細瓦楞較小的楞頂圓弧以及密布的楞型要求有很小并且精確和穩(wěn)定的膠糊量。微細瓦楞生產(chǎn)線的單面機和上膠機上的涂膠輥和計量輥(刮膠輥、定量輥)須達到小于0.02mm的圓跳動的運動精度,確保涂膠輥和計量輥之間能實現(xiàn)小于0.08mm均勻一致的膠糊縫隙外,涂膠輥表面還需設(shè)置以形成比常規(guī)瓦楞紙板所需更薄膠層的更精細的表面網(wǎng)型。
微細瓦楞原紙的質(zhì)量與工藝控制
微細瓦楞紙板原紙的規(guī)格與質(zhì)量比常規(guī)楞型紙板的原紙缺少更多的選擇。
以定量為150g/㎡的普通瓦楞原紙繞過C瓦楞型楞頂時,在1.25mm半徑的楞頂圓弧上可很順滑地過渡和成型,當同樣的原紙進入G型微細瓦楞時,在0.16mm半徑的楞頂圓弧上過渡和成型就困難了,過小的彎曲半徑會使紙纖維在楞頂處折裂破楞。因此,微細瓦楞必須選用強度較好、定量小于100g/㎡、透氣率與吸水率及濕度均勻一致的原紙。
原則上說,一條高質(zhì)量運行的瓦楞紙板生產(chǎn)線是紙張強度、張力、壓力、濕度、溫度和膠糊配方在理想速度點上的平衡。原紙濕度不均、膠糊性能不穩(wěn)定、上膠量波動和預(yù)熱控制失衡以及加熱失調(diào)都會引起張力變化、打破理想速度點上的平衡。
在設(shè)備條件滿足的前提下,微細瓦楞生產(chǎn)需要更精細的工藝控制,如原紙質(zhì)量指標的控制、穩(wěn)定精確的紙幅張力控制、前后工序各層原紙的水分控制、涂膠量的控制和溫度的控制。其中,整線合適精確的張力調(diào)節(jié)、各預(yù)熱烘缸的包角合理適時的調(diào)節(jié)、性能穩(wěn)定的高含固量淀粉膠糊、涂膠輥與計量輥間膠糊間隙的精確設(shè)置以保證較小和穩(wěn)定的涂膠量、各加熱點精細的溫度設(shè)置和調(diào)節(jié)等是主要的控制手段。整條瓦楞紙板生產(chǎn)線上的各個細節(jié)都根據(jù)瓦楞紙板質(zhì)量進行適時調(diào)節(jié)控制,就能確保整條生產(chǎn)線運行速度穩(wěn)定、輸送流暢,生產(chǎn)出高質(zhì)量的微細瓦楞紙板。
市場應(yīng)用現(xiàn)狀分析
近年來,為了適應(yīng)包裝工業(yè)減量、環(huán)保的要求,微細瓦楞紙板的風潮已經(jīng)興起,如美國、瑞典、德國、西班牙等國家已開始擴大E楞和F楞的生產(chǎn)規(guī)模,并開始向更細微的方向探索,有的國家已開始應(yīng)用N楞(楞高0.46mm)和O楞(楞高0.30mm)。在傳統(tǒng)纖維紙盒應(yīng)用領(lǐng)域(如酒類、鞋類、小型器具、五金工具、微電子產(chǎn)品、電腦軟件等),微細瓦楞紙盒已經(jīng)開始與傳統(tǒng)的瓦楞紙盒爭奪市場。據(jù)市場分析家預(yù)測,在未來5年,歐洲微細瓦楞紙板需求量每年將平均上升5.6%,總增長量將達到70億平方米。
微細瓦楞紙板可以采用膠印直接印刷,既能獲得精美的圖案,又不會因印刷而使瓦楞紙板變形、降低或破壞紙板強度。膠印直接印刷的方式,使微細瓦楞包裝更精美,極具展示性、廣告性,極大地提高了包裝的檔次。因此,越來越多的行業(yè)開始使用微細瓦楞包裝作為銷售包裝,除傳統(tǒng)的食品、玩具、家電等行業(yè)外,工藝品、醫(yī)藥保健品等眾多需要外包裝禮品化的行業(yè)也都開始使用微細瓦楞包裝。微細瓦楞紙板精美的印刷效果使其成為制作海報式瓦楞紙板、展示架等展示性包裝的更好選擇。在國外,由于機械設(shè)備本身模切精度高,在制作海報式瓦楞紙板展示架時,已大量應(yīng)用E楞、N楞、F楞等微細瓦楞紙板替代傳統(tǒng)的PVC板材,使整個海報式瓦楞紙板展示架重量更輕、成本更低,不但便于運輸,而且易于回收。
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)的發(fā)展,物流行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢,而物流行業(yè)產(chǎn)品運輸離不開包裝,因此未來印刷包裝行業(yè)規(guī)模呈逐漸擴大趨勢。微細瓦楞紙板憑借其良好的抗壓性能、良好的緩沖效果、良好的印刷適性未來將在減量化包裝市場上大有作為,同時微細瓦楞紙板替代傳統(tǒng)瓦楞紙板后,可以有效節(jié)省運輸成本、減小運輸體積、減輕運輸重量、節(jié)省運輸費用,具有非常廣闊的市場前景。