150年瓦楞包裝行業(yè)都發(fā)生了什么

【快印客導讀】自151年前英國人發(fā)現了瓦楞結構紙板以來(lái)，世界的瓦楞紙箱工業(yè)發(fā)生了日新月異的變化。

瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)就是由卷筒原紙經(jīng)過(guò)壓制瓦楞、上膠、粘接定型、分紙壓線(xiàn)、橫切成規格紙板，最后經(jīng)堆碼輸出等工序組成的流水作業(yè)線(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦線(xiàn)。瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)從結構、速度、規格到控制，已經(jīng)歷了一個(gè)由簡(jiǎn)單到現代、由低速到高速和由機械化到計算機數字控制機電一體化的百年發(fā)展過(guò)程。

瓦楞紙板線(xiàn)的早期發(fā)展歷程

1856年，英國人愛(ài)德華.希利(edwadciley)和愛(ài)德華.艾倫(edwadellen)兄弟將紙壓成瓦楞波紋形狀，作為帽子的內襯，用來(lái)透氣并吸汗，這便是瓦楞紙的源起。

1871年美國人阿爾伯特.瓊斯(albertjones)發(fā)明了單面瓦楞紙板，用來(lái)加工紙箱，用于包裝玻璃燈罩和類(lèi)似的易碎物品，獲得了美國第一個(gè)包裝用瓦楞紙的專(zhuān)利權。

1874年，美國的奧利佛.朗(oliverlong)始創(chuàng )在單面瓦楞紙的另一面粘貼上一層襯紙，制成雙面的瓦楞紙板，獲得單面瓦楞紙板專(zhuān)利。瓦楞紙板從單一功能的襯墊材料擴展到應用于制作瓦楞包裝容器。

設計工程師cflangston于1888年從英國威爾士移民到美國費城，在當地開(kāi)辦了一家機器制造工廠(chǎng)。他的第一個(gè)設計是剪切式縱切機，langston紙卷機即由此誕生。

1895年，第一個(gè)開(kāi)槽瓦楞紙箱問(wèn)世。同年，hinde和dauch推出了獲得專(zhuān)利的climax牌瓶子瓦楞紙包裝，該包裝之后用來(lái)包裝需要運輸的玻璃燈罩。1895年，瓦楞紙箱包裝開(kāi)始在美國的鐵路運輸系統受到重視。

日本于1914年開(kāi)始生產(chǎn)瓦楞紙箱。1918年，mdknowlton公司的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)獲得專(zhuān)利。

1922年，1.32米幅面的電動(dòng)單面瓦楞機誕生。1923年，出現了1.6米幅面的單面瓦楞機。1925年，1.88米幅面的單面瓦楞機問(wèn)世。1938年，幅寬2.2米的單面瓦楞機推出。1950年，雙瓦復合瓦楞紙板流水線(xiàn)誕生。1959年，制造出機械連動(dòng)瓦楞紙板流水生產(chǎn)線(xiàn)。

瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)的快速發(fā)展時(shí)期

20世紀60年代以后，瓦楞包裝技術(shù)有了長(cháng)足的進(jìn)步，一些更先進(jìn)的技術(shù)裝備相繼推出，出現了不少高效能高度自動(dòng)化控制的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)，1968年推出了幅寬2.2米，速度212米/分鐘的含有無(wú)導爪單面瓦楞機和“雙砍刀”橫切機的現代瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)。從此瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)進(jìn)步就步入了快速發(fā)展的時(shí)期。

憑借1970到2000年的大力發(fā)展，紙箱廠(chǎng)得以減少了成本并提高了利潤。良好的操作加上先進(jìn)的瓦線(xiàn)使瓦楞紙箱產(chǎn)量從1972年的每小時(shí)10000平方米提高到1985年的每小時(shí)17000平方米，到2000年，產(chǎn)量甚至達到了每小時(shí)30000平方米。

80年代中期，在機械設計和電子控制這兩大新興技術(shù)的推動(dòng)下，瓦線(xiàn)生產(chǎn)領(lǐng)域又涌現出了一股創(chuàng )新熱潮。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(jìn)電動(dòng)機驅動(dòng)和頻控交流驅動(dòng)所帶來(lái)的突破性革新。同時(shí)，人們對于瓦楞工藝中的物理和化學(xué)過(guò)程、機器的振動(dòng)原因以及機器內部的控制也有了更深一層的認識。

目前世界上較先進(jìn)的瓦楞紙板線(xiàn)，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(lèi)瓦楞紙板。

瓦楞楞型的發(fā)展史

雙瓦楞紙板出現后的半個(gè)多世紀里，瓦楞結構的科學(xué)發(fā)展更加完美、成熟，西方的瓦楞結構技術(shù)傳到中國，也只有三十年的歷史，如今已基本達到了現代水平。

第一種研發(fā)的楞型楞高約4.5毫米，是a楞。該楞型在19世紀和20世紀之交大量使用。b楞于1910年問(wèn)世，楞高約2.5毫米。這兩種楞型在20世紀60年代之前是三層和五層紙板的標準型號。這個(gè)以字母排序分型號的系統，并不完全依照瓦楞楞型的高度而命名瓦楞。

隨著(zhù)另一種楞型的誕生而被打亂。該新楞型的高度介于a楞和b楞之間，楞高3.5毫米，稱(chēng)為c楞。上世紀60年代，e型瓦楞誕生。f型瓦楞出現在90年代早期，在之后的五、六年時(shí)間內余下的瓦楞楞型也紛紛誕生。在2000年年末，當時(shí)最細小的瓦楞--o型瓦楞問(wèn)世。到目前為止，有十種瓦楞楞型成為行業(yè)公認的標準。

下表列出了瓦楞楞型、楞高、楞距和瓦楞率(生產(chǎn)單位長(cháng)度紙板所需的瓦楞芯紙長(cháng)度，又被稱(chēng)為牽引因數)。許多紙箱廠(chǎng)開(kāi)發(fā)了自己的瓦楞楞型以滿(mǎn)足客戶(hù)特定的需求。不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的瓦楞紙板或不同用途的紙板的這些數據各不相同，下表中的數據都是行業(yè)中公認的標準。

通過(guò)使用雙楞或多楞單面機和各種類(lèi)型的紙張，理論上可生產(chǎn)出幾千種瓦楞紙板，并可從中選出一種適合任何產(chǎn)品包裝的紙板。瓦楞輥作為瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)和單面瓦楞機的關(guān)鍵功能性部件，同時(shí)從結構形式、精度質(zhì)量、經(jīng)濟指標、制造材料和制造工藝等也在不斷的進(jìn)步和迅速發(fā)展。

我國的瓦楞生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展歷程

我國的紙板設備由瓦楞單機到瓦楞單面機組，再到瓦楞生產(chǎn)線(xiàn)三個(gè)時(shí)期共經(jīng)歷了20多年，而且一直在快速發(fā)展，至今已出現了較為嚴重的過(guò)熱、過(guò)多、過(guò)剩的現象，今后將全面進(jìn)入大調整。低檔瓦楞機及單面機組基本上應逐漸退出。

中國的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)創(chuàng )造了歷史最高紀錄，從而進(jìn)入中國瓦楞產(chǎn)業(yè)工業(yè)化時(shí)期。未來(lái)十年或者更長(cháng)時(shí)間，中國瓦楞工業(yè)將是工業(yè)化的提升期。據不完全統計，到2003年全國擁有瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)已達到3000條上下，單面瓦楞紙板機7000余臺。廣東地區1100條，沿海及長(cháng)三角地區1000條，內地1000條，全國有近20000家瓦楞生產(chǎn)廠(chǎng)家。

2004年，我國的瓦楞生產(chǎn)線(xiàn)甚至已經(jīng)沖到了3500-4000條。2009年巳達到5000條。其中三分之一是八十年代中期和九十年代初期的老線(xiàn)，以使用十多年到二十年，基本已經(jīng)老化，不能使用。按中國市場(chǎng)的實(shí)際需要，目前生產(chǎn)線(xiàn)多余2/3。

近十年來(lái)，國內瓦楞紙箱機械工業(yè)發(fā)展很快，已有十多個(gè)線(xiàn)生產(chǎn)廠(chǎng)，我國最大的瓦線(xiàn)制造企業(yè)是湖北京山輕工機械廠(chǎng)，2003年實(shí)現銷(xiāo)售11.5億元，售出三、五、七紙板生產(chǎn)線(xiàn)256條。

據統計，目前，我國瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)國外進(jìn)口瓦線(xiàn)占8%、臺灣產(chǎn)占15%，國產(chǎn)線(xiàn)占77%，其中國內市場(chǎng)份額中，湖北京山占27%，排第一;東光占24%，位列第二。湖北京山其單面機市場(chǎng)占有率達到37%。河北東光主要是針對中小型企業(yè)，占有率較為穩定為20%。其余品牌市場(chǎng)較為分散，如;廣東萬(wàn)聯(lián)、富利;首都機械廠(chǎng);肇慶西江、嘉隆包機集團;遼寧丹東輕機廠(chǎng)、河北邯單等市場(chǎng)占有率都維持在個(gè)位數。2009年由于采購設備的進(jìn)項稅可以抵扣，企業(yè)的設備購買(mǎi)能力和購買(mǎi)意愿增加，設備生產(chǎn)企業(yè)在增值稅改革的過(guò)程中是間接受益者。

東光中包、首都航天機械廠(chǎng)幅寬1.6m、速度100m/min的瓦楞紙板(箱)生產(chǎn)線(xiàn)已有少量出口俄羅斯、印尼、泰國等國家。肇慶嘉隆包機集團也有出口。清醒的行家分析認為中國的瓦線(xiàn)已到頂點(diǎn)，預計今后三、五年銷(xiāo)售會(huì )繼續回落。說(shuō)明我國瓦線(xiàn)已嚴重過(guò)剩。是瓦楞工業(yè)發(fā)展的障礙。

如今，我國擁有的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)和單面瓦楞機從裝機數量到增長(cháng)速度，包括規格結構之多、技術(shù)水平高低之懸殊、質(zhì)量檔次之雜，均已居世界第一。同時(shí)，我國每年中低檔次的瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)和單面瓦楞機的制造和銷(xiāo)售數量也已躍居世界之最。

瓦楞紙板生產(chǎn)線(xiàn)和單面瓦楞機的速度從20-350米/分鐘，門(mén)幅從350-2800毫米，加熱方式有用電、液化氣、導熱油到蒸汽加熱，結構從導爪式、真空內吸附、真空外吸附到氣墊正壓式，運行控制從簡(jiǎn)單機電到全自動(dòng)計算機數字控制，技術(shù)性能從最簡(jiǎn)陋的彈簧加壓到世界上最先進(jìn)的(如bhs、agnati、mitsubishi等)世界級品牌的全電腦控制氣墊正壓式全自動(dòng)設備等樣樣都有，高、中、低各檔次共存。由此也帶來(lái)了運行中的大大小小各式各樣的瓦楞輥及應運而生的各種層次的供應服務(wù)商，形成了五花八門(mén)、魚(yú)龍混雜的局面。

目前，我國瓦楞紙板的生產(chǎn)設備大體有三類(lèi)。

一是傳統的單機，都是單一的生產(chǎn)工藝，要經(jīng)過(guò)配料、裁切、拼接、壓楞、裱膠、貼壓、干燥等多道工藝而成型瓦楞紙板，這種工藝在廣東、江浙、上海、京津等發(fā)達地區基本被淘汰。

二是單面瓦楞機組，這是我國20世紀80年代后期發(fā)展起來(lái)的，替代傳統的單機生產(chǎn)瓦楞紙板，是一大進(jìn)步，適應于中小紙箱企業(yè)，生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量都比單機提高了一步，適應性強。隨著(zhù)瓦楞紙板生產(chǎn)流水線(xiàn)的發(fā)展，瓦楞單面機組生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量又落后一步。

三是瓦楞紙板生產(chǎn)流水線(xiàn)，它的特點(diǎn)是：將整個(gè)瓦楞紙板生產(chǎn)過(guò)程中的各種設備有機地結合起來(lái)，實(shí)現自動(dòng)化、連續化生產(chǎn)。生產(chǎn)出來(lái)的瓦楞紙板平整、含水量低、楞型挺括、質(zhì)量好、速度快，為紙箱成型后道工序提供了良好的質(zhì)量保證。所以，我國的瓦楞紙箱工業(yè)(包括設備制造業(yè)和器材與服務(wù)業(yè)等)不得不面對并必須熟悉如此繁雜的各種瓦楞紙箱生產(chǎn)線(xiàn)和單面瓦楞機以及瓦楞輥的不同的結構、型式、功能和安裝、使用以及維護保養方法。

美國現有瓦線(xiàn)660條，紙箱生產(chǎn)企業(yè)1500家，日本25家瓦楞生產(chǎn)企業(yè)擁有瓦線(xiàn)477條，年產(chǎn)量134億平方米，歐洲現有瓦線(xiàn)811條，紙箱企業(yè)735家，年產(chǎn)量405億平方米，他們都經(jīng)過(guò)多年過(guò)剩的調查后，已相對合理。

瓦楞機設備發(fā)展趨勢

當今，生產(chǎn)線(xiàn)也在加快更新?lián)Q代，升級提檔。

(1)向高速、高效、寬幅、低耗、封閉無(wú)污染、計算機控制、多功能的方向發(fā)展。

(2)瓦線(xiàn)設備的零部件生產(chǎn)將向通用化、系列化、標準化和專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展。

(3)高新技術(shù)的廣泛應用，瓦楞使紙板生產(chǎn)線(xiàn)制造設備功能日趨先進(jìn)、可靠性進(jìn)一步增強。

計算機和傳感器以及新型傳動(dòng)機構等取代笨重的電器控制柜和驅動(dòng)裝置，使零部件數量減少、結構簡(jiǎn)化，從而體積也隨之縮小。微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和電子計算機控制技術(shù)的應用，形成高新技術(shù)與傳統技術(shù)的復合，改善了包裝機械的結構，提高了工作質(zhì)量、精度、速度和可靠性，還促進(jìn)包裝機械和包裝生產(chǎn)線(xiàn)系統向智能化、高度自動(dòng)化發(fā)展。

計算機還將賦予包裝機以自動(dòng)監控、動(dòng)態(tài)檢測、故障診斷與顯示、報警和失控保護等功能，使包裝機的可靠性大為提高。計算機控制系統用變頻電動(dòng)機代替了異步電動(dòng)機，隨機調整變頻電動(dòng)機的輸出功率，一般可節約40%的能源，從而使效益得到提高。

計算機三維模型即可依照實(shí)際工作情況進(jìn)行操作，演示出生產(chǎn)能力、廢品率、生產(chǎn)環(huán)節匹配、生產(chǎn)線(xiàn)瓶頸在何處等，還可根據用戶(hù)意見(jiàn)進(jìn)行修改模型直到用戶(hù)滿(mǎn)意。采用計算機仿真技術(shù)后，大大縮短了包裝機械的設計周期及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。

在未來(lái)十年，包裝裝備向機電一體化、智能化、自動(dòng)化控制方向發(fā)展。以包裝工業(yè)中急需的量大面廣的成套技術(shù)裝備為重點(diǎn)，填補國內空白;以微電子和計算機技術(shù)為先導，引進(jìn)新技術(shù)，增強自主開(kāi)發(fā)能力，促進(jìn)機械技術(shù)和電子技術(shù)的結合，推動(dòng)包裝裝備機電一體化，進(jìn)而向包裝機械智能化邁進(jìn)。