微細瓦楞紙板的生產工藝及市場應用,不要太專業!
近年來,為適應包裝工業減量化和環保化的要求,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,受瓦楞原紙標準不統一、紙製品參差不齊、加工設備落後等諸多因素影響,微細瓦楞紙板遲遲未能得到廣泛推廣應用。本文將對微細瓦楞紙板的生產工藝及市場應用現狀進行簡要分析,供業界參考。
微細瓦楞的楞型設計與瓦楞輥結構
根據市場需求,瓦楞紙板按其強度、挺度、緩衝性能等可分為不同規格。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楞統稱為微細瓦楞。
微細瓦楞紙板的生產是個系統工程,從楞型設計、瓦楞輥結構和精度、單面機的形式、生產線所有設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、膠糊的調製和上膠量的控制以及紙板質量控制等,都有與A、C、B等常規瓦楞紙板對應的不同的特定要求。
微細瓦楞紙板的特點是楞數多、瓦楞原紙定量輕且強度低。以每300mm長度的瓦楞為例,G型楞數為185±12個,N型楞數為200±15個,O型楞數為267個,而B型楞數為50±2個。同樣直徑的一對瓦楞輥,微細瓦楞其嚙合的楞數比B型瓦楞增加了3~5倍。可見,其進紙和成型時的張力會成倍增加。因此,微細瓦楞楞型設計必須保證楞型的包角度對應的張力數值在瓦楞原紙的強度內,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構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。
對於微細瓦楞紙板的生產,瓦楞輥及與其相關的壓力輥、塗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複合線壓,才能保證微細瓦楞紙板的質量。所以,瓦楞輥和壓力輥壁厚都必須均勻一致,這樣加熱後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結構設計,以確保瓦楞輥停轉時不因輥內底部積水導致上下溫差而產生彎曲變形。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就會影響產品質量,對於微細瓦楞的瓦楞輥來說,需要更耐磨的表面層品質。
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形槽,真空內吸式有環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,才能保證製成品在風槽部位不發生脫膠現象。
微細瓦楞紙板單面機的形式和塗膠系統
從微細瓦楞的楞型結構可以看到,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時,成型後的瓦楞紙容易因瓦楞輥運轉產生的離心力而脫開瓦楞輥的楞齒,從而影響塗膠和複合。為此,需要很合理的正負壓結構設計,才能使瓦楞紙可靠地固定在瓦楞輥的楞齒上完成上膠和複合,又不能因風壓過大使風槽部位發生變形,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構使瓦楞紙能更穩定地支撐在瓦楞輥上,同時該結構的密封性能使其比真空內吸和外吸結構的氣壓泄漏損失及熱損失更小,因此該結構是目前高速生產線上的主要結構。從微細瓦楞紙板的製成品應用來看,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製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並且精確和穩定的膠糊量。微細瓦楞生產線的單面機和上膠機上的塗膠輥和計量輥(刮膠輥、定量輥)須達到小於0.02mm的圓跳動的運動精度,確保塗膠輥和計量輥之間能實現小於0.08mm均勻一致的膠糊縫隙外,塗膠輥表面還需設置以形成比常規瓦楞紙板所需更薄膠層的更精細的表面網型。
微細瓦楞原紙的質量與工藝控制
微細瓦楞紙板原紙的規格與質量比常規楞型紙板的原紙缺少更多的選擇。
以定量為150g/m2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、定量小於100g/m2、透氣率與吸水率及濕度均勻一致的原紙。
原則上說,一條高質量運行的瓦楞紙板生產線是紙張強度、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、膠糊性能不穩定、上膠量波動和預熱控制失衡以及加熱失調都會引起張力變化、打破理想速度點上的平衡。
在設備條件滿足的前提下,微細瓦楞生產需要更精細的工藝控制,如原紙質量指標的控制、穩定精確的紙幅張力控制、前後工序各層原紙的水分控制、塗膠量的控制和溫度的控制。其中,整線合適精確的張力調節、各預熱烘缸的包角合理適時的調節、性能穩定的高含固量澱粉膠糊、塗膠輥與計量輥間膠糊間隙的精確設置以保證較小和穩定的塗膠量、各加熱點精細的溫度設置和調節等是主要的控制手段。整條瓦楞紙板生產線上的各個細節都根據瓦楞紙板質量進行適時調節控制,就能確保整條生產線運行速度穩定、輸送流暢,生產出高質量的微細瓦楞紙板。
市場應用現狀分析
近年來,為了適應包裝工業減量、環保的要求,微細瓦楞紙板的風潮已經興起,如美國、瑞典、德國、西班牙等國家已開始擴大E楞和F楞的生產規模,並開始向更細微的方向探索,有的國家已開始應用N楞(楞高0.46mm)和O楞(楞高0.30mm)。在傳統纖維紙盒應用領域(如酒類、鞋類、小型器具、五金工具、微電子產品、電腦軟體等),微細瓦楞紙盒已經開始與傳統的瓦楞紙盒爭奪市場。據市場分析家預測,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。
微細瓦楞紙板可以採用膠印直接印刷,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,越來越多的行業開始使用微細瓦楞包裝作為銷售包裝,除傳統的食品、玩具、家電等行業外,工藝品、醫藥保健品等眾多需要外包裝禮品化的行業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製作海報式瓦楞紙板、展示架等展示性包裝的更好選擇。在國外,由於機械設備本身模切精度高,在製作海報式瓦楞紙板展示架時,已大量應用E楞、N楞、F楞等微細瓦楞紙板替代傳統的PVC板材,使整個海報式瓦楞紙板展示架重量更輕、成本更低,不但便於運輸,而且易於回收。
伴隨著互聯網電子商務的發展,物流行業呈現爆髮式增長態勢,而物流行業產品運輸離不開包裝,因此未來印刷包裝行業規模呈逐漸擴大趨勢。微細瓦楞紙板憑藉其良好的抗壓性能、良好的緩衝效果、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瓦楞紙板後,可以有效節省運輸成本、減小運輸體積、減輕運輸重量、節省運輸費用,具有非常廣闊的市場前景。
(本文作者就職於東莞嘉頤實業有限公司、力嘉包裝(東莞)有限公司)


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