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  • 2022-09-25

瓦楞纸板生产线的百年发展历程

江阴市荣鑫包装机械有限公司创建于一九九八年,是一家专业研制生产单面瓦楞机、气泡袋制袋机、气泡膜制袋机、电脑制袋机系列产品、拉链袋制袋机、口罩机、单面瓦楞生产线、三层瓦楞纸板生产线、五层瓦楞纸板生产线等。
当今世界的瓦楞纸箱工业正在发生着日新月异的变化。瓦楞纸板生产线就是由卷筒原纸经过压制瓦楞、上胶、粘接定型、分纸压线、横切成规格纸板,最后经堆码输出等工序组成的流水作业线,简称瓦线。瓦楞纸板生产线从结构、速度、规格到控制,已经历了一个由简单到现代、由低速到高速和由机械化到计算机数字控制机电一体化的百年发展过程。 (一)早期手工操作的瓦楞包装技术 瓦楞纸于1856年在英国已有记载,英国人爱德华·希利(edwadciley)和爱德华·艾伦(edwadellen)兄弟将纸压成瓦楞波纹形状,作为帽子的内衬,用来透气并吸汗。今天的瓦楞包装技术,不论是材料选择,结构形式,制作方法,及至性能机理无不源于此,因此,这对瓦楞包装技术的发明与发展具有开创性的意义。 又过了十五年,1871年美国人阿尔伯特·琼斯(albertjones)发明了单面瓦楞纸板,用来加工纸箱,用于包装玻璃灯罩和类似的易碎物品,获得了美国第一个包装用瓦楞纸的专利权。这种单面瓦楞纸板(singlefacecorrugatedboard)材料的研制成功和应用,第一次使瓦楞技术开始进入包装材料的领域。 瓦楞包装技术的又一次重大突破是在1874年,美国的奥利佛·朗(oliverlong)始创在单面瓦楞纸的另一面粘贴上一层衬纸,制成双面的瓦楞纸板,获得单面瓦楞纸板专利。从而大大增强了瓦楞纸板的强度,使瓦楞纸板从单一功能的衬垫材料扩展到应用于制作瓦楞包装容器。 于1874年获得专利。该产品集缓冲特性、水平弹性和垂直强度于一体,适合用作玻璃瓶、灯具和瓷器的外包装材料。所有这些瓦楞纸都是由当时用作纸包装材料的薄麦秆纸制成。 robertthompson于1875年开始生产双面瓦楞纸板。1878年,henrydnorris与rober合伙,也生产双面瓦楞纸板。不久之后,美国人robergair也开始生产双面瓦楞纸板,并开发出了第一台模切压痕机,不过他与thompson和norris的专利纠纷长达10年,最后却处于不利的局面。这个问题在1888年得以圆满解决,gair承认thompson和norris享有专利权,并通过交纳特许使用金获取生产瓦楞纸板的权利。1881年,oliverlong的专利中第一次使用面纸支持瓦楞结构。1882年,rhthompson的专利,一台分两个阶段生产双面瓦楞纸板的机器。每张面纸被涂上一层糊胶,通过上胶机和毛刷辊,使用牵引绳上的夹具延长度方向牵引双面瓦楞纸板,纸板由手持刀具进行切割,作为纸厚度调节器,灵巧变速驱动器似乎有着双重功效。1889年,美国受理了第一项双面瓦楞纸板专利申请。1890年,rhthompson的专利,使用蒸汽加热瓦楞辊和楞尖上胶的改良单面机。有助于瓦楞更好成型的扩展接触系统。(100多年后,他才被“重新发现”) 设计工程师cflangston于1888年从英国威尔士移民到美国费城,在当地开办了一家机器制造工厂。他的第一个设计是剪切式纵切机,langston纸卷机即由此诞生。1895年,davidweber公司委托langston生产单面机。制造了幅面0.5米,适度6米/分钟的世界上第一台单面瓦楞机。值得一提的是,它是第一家涉足瓦楞机器设计的机器生产商,这也许是缘于对该产品的专利保护一直特别严格之故。1895年,第一个开槽瓦楞纸箱问世。同年,hinde和dauch推出了获得专利的climax牌瓶子瓦楞纸包装,该包装之后用来包装需要运输的玻璃灯罩。他们的这一创举对于将瓦楞纸的物品保护功能引入到铁路运输中起到了非常重要的作用。 1894年,罗伯特·盖亚(robertguya)研制的a型瓦楞纸板获得成功,使瓦楞纸板可以满足作为运输包装需求的瓦楞纸箱外包装使用。用a型瓦楞纸板制成的瓦楞纸箱首先在美国问世后,便在包装行业中崭露头角,受到包装用户的广泛认同,便很快地在美国及其他各地风行起来。1895年,瓦楞纸箱包装开始在美国的铁路运输系统受到重视。 (二)发展以单机生产的瓦楞包装技术 瓦楞结构被英国人发现后开始手工原始制作,而后制造设备,使用机械生产纸箱,并由单机到单面机,发展成为瓦楞生产线。1895年,位于印第安纳州安德森的sefton制造公司安装了对瓦楞纸板制造有着里程碑意义的瓦楞纸板生产线,该机器由jeffersontferres设计和制造。它采用燃气火焰加热的瓦楞辊,号称是第一台可持续作业的瓦楞纸板生产线,于当年获得专利。然而这台机器故障频频,因而于1900年进行了更新,变为使用蒸汽加热,但是横切部分仍然需要一名男工手拿尺子和锋利的刀具进行操作。最大速度为每分钟10英寸(合3米),幅宽约为18英寸(合450毫米)。 1897年,hide dauch纸业公司在俄亥俄州sandusky地区使用当地制造的机器生产出了其第一张单面纸板。芯纸在瓦楞辊之间被压成型,并卷成纸卷,然后和面纸一起经过被称为“上胶装置”的第二道工序处理(即将胶水涂到楞尖),面纸与芯纸由此黏合成单面瓦楞纸板。然后,这些单面纸板又被重新卷成纸卷。之后的几年里,hinde dauch又扩大了其产品类型,开始生产双面瓦楞纸板和纸箱。georgewswiftjr也于1901年进入瓦线生产领域。并向印地安那州的wdcoil、barkley和walker出售机器。 1902年,瓦楞包装纸箱被正式获许用于美国铁路运输包装;1903年,美国法定货运分类组织修订法规,接受瓦楞纸箱这种类型的包装物为运输包装容器。这一年法国人制造出双面瓦楞纸箱,应用于装运谷物和食品。 1906年前后又向fortewayne瓦楞纸业公司出售了几台双面机。swift设计了第一台瓦线用旋转切断机。在20世纪第一个10年里,瓦线幅宽达到了1米。1907年,在瓦楞技术最初发源地的英国,开始引进经过美国人加以发展后的瓦楞包装技术,在英国生产出的首批瓦楞纸箱应市。日本于1914年开始生产瓦楞纸箱。1918年,mdknowlton公司的瓦楞纸板生产线获得专利。 (三)轮转式的单面瓦楞机组 1920年双瓦楞纸板问世,瓦楞纸包装制品的制造技术和使用发展非常迅速。二十世纪初的“普赖德哈姆案件”标志着纸箱包装的真正兴起,提示了木箱包装的缺陷与不足。第一次世界大战期间,木箱在运输包装箱中占了80%,而瓦楞纸箱只占20%,在第二次世界大战时,瓦楞纸箱在运输包装中已经占到80%。而木箱使用量急剧下降,瓦楞纸箱成为最重要的运输包装容器。瓦楞包装制品的生产技术和设备与瓦楞纸箱的应用同步发展。20世纪20年代初,瓦楞制品的生产技术开始以单机生产代替早期的手工操作。 1922年,1.32米幅面的电动单面瓦楞机诞生。 1923年,出现了1.6米幅面的单面瓦楞机。 1925年,1.88米幅面的单面瓦楞机问世。 1938年,幅宽2.2米的单面瓦楞机推出。 到了20世纪40年代,连续轮转式的单面瓦楞机组问世。20世纪50年代,在世界经济、贸易迅速发展的形势的推动下,出现了将多道工序连贯作业的双面瓦楞纸板生产线。初始时期的纸板生产线的幅宽一般只有1000~1600mm,运行速度仅60~100m/min。单面瓦楞纸板问世后经过长达64年的发展,1950年,双瓦复合瓦楞纸板流水线诞生。1959年,制造出机械连动瓦楞纸板流水生产线。 (四)瓦楞纸板生产线的快速发展时期 20世纪60年代以后,瓦楞包装技术有了长足的进步,一些更先进的技术装备相继推出,出现了不少高效能高度自动化控制的瓦楞纸板生产线,1968年推出了幅宽2.2米,速度212米/分钟的含有无导爪单面瓦楞机和“双砍刀”横切机的现代瓦楞纸板生产线。从此瓦楞纸板生产线的技术进步就步入了快速发展的时期。凭借1970到2000年的大力发展,纸箱厂得以减少了成本并提高了利润。良好的操作加上先进的瓦线使瓦楞纸箱产量从1972年的每小时10000平方米提高到1985年的每小时17000平方米,到2000年,产量甚至达到了每小时30000平方米。此外,一些机械供应商对机器进行组件式设计,这样,在对设备进行升级时,操作员对生产的干扰可以降至最低限度,生产成本也得以降低。此外,数字电子技术的快速发展对各行业的影响也日益明显,并被应用于整个瓦线加工工艺中。 20世纪80年代,由于机械生产商的经验更丰富,设计理念也趋于平稳和成熟,70年代推出的那些新产品被得以不断的改进。接下来的10年中,机械供应商意识到了这是一个提高产品产量和质量的契机,于是就加倍关注新机器的研究和开发。提高瓦线上纸幅的张力控制以及对纸幅的精确校准也成了他们的另一目标。从80年代到90年代,机械供应商和纸箱厂的操作人员都在埋头于解决这些技术难题以及瓦楞纸箱加工工艺的中央控制问题。尽管80年代很多技术都处于试验阶段,试验失误也时有发生,但在提高上胶,糊胶性能及其控制方面都有了一定的进步。再加上经改良的更精确的驱动马达控制和机械设计以及各种新材料的应用,纸板质量和生产速度都得到了很大的提高。 80年代中期,在机械设计和电子控制这两大新兴技术的推动下,瓦线生产领域又涌现出了一股创新热潮。新的瓦线运转更快,幅宽更宽,性能更可靠,在使用相同或较少劳动力的情况下提高了生产率,因其配有次品自动检测系统与设备维护自动控制系统,废品率大为降低,产品质量得到了大幅度的提高。 这些突破得益于机械硬件在精度和强度方面的提高,还包括新型数字电子控制,步进电动机驱动和频控交流驱动所带来的突破性革新。同时,人们对于瓦楞工艺中的物理和化学过程、机器的振动原因以及机器内部的控制也有了更深一层的认识。

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