瓦楞包裝行業150年發展歷史

 

　　瓦楞紙板生產線就是由卷筒原紙經過壓制瓦楞、上膠、粘接定型、分紙壓線、橫切成規格紙板，最后經堆碼輸出等工序組成的流水作業線，簡稱瓦線。瓦楞紙板生產線從結構、速度、規格到控制，已經歷了一個由簡單到現代、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展過程。
 

 

　　瓦楞紙板線的早期發展歷程

 

　　1856年，英國人愛德華.希利(edwadciley)和愛德華.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)發明了單面瓦楞紙板，用來加工紙箱，用于包裝玻璃燈罩和類似的易碎物品，獲得了美國第一個包裝用瓦楞紙的專利權。

 

　　1874年，美國的奧利佛.朗(oliverlong)始創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，在當地開辦了一家機器制造工廠。他的第一個設計是剪切式縱切機，langston紙卷機即由此誕生。

 

　　1895年，第一個開槽瓦楞紙箱問世。同年，hinde和dauch推出了獲得專利的climax牌瓶子瓦楞紙包裝，該包裝之后用來包裝需要運輸的玻璃燈罩。1895年，瓦楞紙箱包裝開始在美國的鐵路運輸系統受到重視。

 

　　日本于1914年開始生產瓦楞紙箱。1918年，mdknowlton公司的瓦楞紙板生產線獲得專利。

 

　　1922年，1.32米幅面的電動單面瓦楞機誕生。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誕生。1959年，制造出機械連動瓦楞紙板流水生產線。

 

　　瓦楞紙板生產線的快速發展時期

 

　　20世紀60年代以后，瓦楞包裝技術有了長足的進步，一些更先進的技術裝備相繼推出，出現了不少高效能高度自動化控制的瓦楞紙板生產線，1968年推出了幅寬2.2米，速度212米/分鐘的含有無導爪單面瓦楞機和“雙砍刀”橫切機的現代瓦楞紙板生產線。從此瓦楞紙板生產線的技術進步就步入了快速發展的時期。

 

　　憑借1970到2000年的大力發展，紙箱廠得以減少了成本并提高了利潤。良好的操作加上先進的瓦線使瓦楞紙箱產量從1972年的每小時10000平方米提高到1985年的每小時17000平方米，到2000年，產量甚至達到了每小時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的推動下，瓦線生產領域又涌現出了一股創新熱潮。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，步進電動機驅動和頻控交流驅動所帶來的突破性革新。同時，人們對于瓦楞工藝中的物理和化學過程、機器的振動原因以及機器內部的控制也有了更深一層的認識。

 

　　目前世界上較先進的瓦楞紙板線，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瓦楞紙板。

 

　　瓦楞楞型的發展史

 

　　雙瓦楞紙板出現后的半個多世紀里，瓦楞結構的科學發展更加完美、成熟，西方的瓦楞結構技術傳到中國，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、六年時間內余下的瓦楞楞型也紛紛誕生。在2000年年末，當時最細小的瓦楞--o型瓦楞問世。到目前為止，有十種瓦楞楞型成為行業公認的標準。

 

　　下表列出了瓦楞楞型、楞高、楞距和瓦楞率(生產單位長度紙板所需的瓦楞芯紙長度，又被稱為牽引因數)。許多紙箱廠開發了自己的瓦楞楞型以滿足客戶特定的需求。不同廠家生產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中公認的標準。

 

　　通過使用雙楞或多楞單面機和各種類型的紙張，理論上可生產出幾千種瓦楞紙板，并可從中選出一種適合任何產品包裝的紙板。瓦楞輥作為瓦楞紙板生產線和單面瓦楞機的關鍵功能性部件，同時從結構形式、精度質量、經濟指標、制造材料和制造工藝等也在不斷的進步和迅速發展。

 

　　我國的瓦楞生產線的發展歷程

 

　　我國的紙板設備由瓦楞單機到瓦楞單面機組，再到瓦楞生產線三個時期共經歷了20多年，而且一直在快速發展，至今已出現了較為嚴重的過熱、過多、過剩的現象，今后將全面進入大調整。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線創造了歷史最高紀錄，從而進入中國瓦楞產業工業化時期。未來十年或者更長時間，中國瓦楞工業將是工業化的提升期。據不完全統計，到2003年全國擁有瓦楞紙板生產線已達到3000條上下，單面瓦楞紙板機7000余臺。廣東地區1100條，沿海及長三角地區1000條，內地1000條，全國有近20000家瓦楞生產廠家。

 

　　2004年，我國的瓦楞生產線甚至已經沖到了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，以使用十多年到二十年，基本已經老化，不能使用。按中國市場的實際需要，目前生產線多余2/3。

 

　　近十年來，國內瓦楞紙箱機械工業發展很快，已有十多個線生產廠，我國最大的瓦線制造企業是湖北京山輕工機械廠，2003年實現銷售11.5億元，售出三、五、七紙板生產線256條。

 

　　據統計，目前，我國瓦楞紙板生產線國外進口瓦線占8%、臺灣產占15%，國產線占77%，其中國內市場份額中，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占有率達到37%。河北東光主要是針對中小型企業，占有率較為穩定為20%。其余品牌市場較為分散，如;廣東萬聯、富利;首都機械廠;肇慶西江、嘉隆包機集團;遼寧丹東輕機廠、河北邯單等市場占有率都維持在個位數。2009年由于采購設備的進項稅可以抵扣，企業的設備購買能力和購買意愿增加，設備生產企業在增值稅改革的過程中是間接受益者。

 

　　東光中包、首都航天機械廠幅寬1.6m、速度100m/min的瓦楞紙板(箱)生產線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已到頂點，預計今后三、五年銷售會繼續回落。說明我國瓦線已嚴重過剩。是瓦楞工業發展的障礙。

 

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

 

　　瓦楞紙板生產線和單面瓦楞機的速度從20-350米/分鐘，門幅從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，運行控制從簡單機電到全自動計算機數字控制，技術性能從最簡陋的彈簧加壓到世界上最先進的(如bhs、agnati、mitsubishi等)世界級品牌的全電腦控制氣墊正壓式全自動設備等樣樣都有，高、中、低各檔次共存。由此也帶來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商，形成了五花八門、魚龍混雜的局面。

 

　　目前，我國瓦楞紙板的生產設備大體有三類。

 

　　一是傳統的單機，都是單一的生產工藝，要經過配料、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年代后期發展起來的，替代傳統的單機生產瓦楞紙板，是一大進步，適應于中小紙箱企業，生產效率、產品質量都比單機提高了一步，適應性強。隨著瓦楞紙板生產流水線的發展，瓦楞單面機組生產效率、產品質量又落后一步。

 

　　三是瓦楞紙板生產流水線，它的特點是：將整個瓦楞紙板生產過程中的各種設備有機地結合起來，實現自動化、連續化生產。生產出來的瓦楞紙板平整、含水量低、楞型挺括、質量好、速度快，為紙箱成型后道工序提供了良好的質量保證。所以，我國的瓦楞紙箱工業(包括設備制造業和器材與服務業等)不得不面對并必須熟悉如此繁雜的各種瓦楞紙箱生產線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660條，紙箱生產企業1500家，日本25家瓦楞生產企業擁有瓦線477條，年產量134億平方米，歐洲現有瓦線811條，紙箱企業735家，年產量405億平方米，他們都經過多年過剩的調查后，已相對合理。

 

　　瓦楞機設備發展趨勢

 

　　當今，生產線也在加快更新換代，升級提檔。

 

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

 

　　(2)瓦線設備的零部件生產將向通用化、系列化、標準化和專業化方向發展。

 

　　(3)高新技術的廣泛應用，瓦楞使紙板生產線制造設備功能日趨先進、可靠性進一步增強。

 

　　計算機和傳感器以及新型傳動機構等取代笨重的電器控制柜和驅動裝置，使零部件數量減少、結構簡化，從而體積也隨之縮小。微電子技術、傳感器技術和電子計算機控制技術的應用，形成高新技術與傳統技術的復合，改善了包裝機械的結構，提高了工作質量、精度、速度和可靠性，還促進包裝機械和包裝生產線系統向智能化、高度自動化發展。

 

　　計算機還將賦予包裝機以自動監控、動態檢測、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機代替了異步電動機，隨機調整變頻電動機的輸出功率，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際工作情況進行操作，演示出生產能力、廢品率、生產環節匹配、生產線瓶頸在何處等，還可根據用戶意見進行修改模型直到用戶滿意。采用計算機仿真技術后，大大縮短了包裝機械的設計周期及新產品開發周期。

 

　　在未來十年，包裝裝備向機電一體化、智能化、自動化控制方向發展。以包裝工業中急需的量大面廣的成套技術裝備為重點，填補國內空白;以微電子和計算機技術為先導，引進新技術，增強自主開發能力，促進機械技術和電子技術的結合，推動包裝裝備機電一體化，進而向包裝機械智能化邁進。