纸箱生产工艺设计流程.docx

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纸箱生产工艺设计流程

纸箱生产工艺流程

概述：

用作运输包装的瓦楞纸箱于1907年出现于美国，在第一次世界大战期间，木箱运输包装占80%，瓦楞纸箱仅占20%。

到第二次世界大战期间瓦楞纸箱已占80%，成为最重要的运输包装容器。

2006年，中国包装工业总值约3500亿元，纸制品占59%。

包装纸箱的用途:

可用来包装食品、饮料、家用电器、医药、日用/化妆品、机电等产品。

包装纸箱的优点:

重量轻

比如说三层（单瓦楞）纸板的重量按用纸175/150/150g/m2计算，约600g/m2，而同样3mm厚度的木板的重量约为2000g/m2，重量是纸板的3倍以上。

成本低

其原料为原纸，可用木浆（木材的边角料）、草浆制作，并可方便地回用再利用（无公害）。

（环保）

易加工

由于纸张的平整性，决定了其可以方便地进行印刷。

便于储存和运输

由于纸箱能够折叠，在储存与运输时占用的空间很小很方便储存与运输，而这是木材包装、金属包装所不具备的。

结构合理

瓦楞的楞型（U、V、UV）结构大大地提供了纸箱的抗压、耐破能力。

纸箱包装的不足:

强度有局限性

如不用木材或其他坚固物体加固，纸箱（蜂窝纸板除外）内装物品重量最好不超过55kg.

防潮性差

瓦楞纸箱吸水后，其强度会急剧下降，甚至破烂，这是在设计及使用时应注意的问题。

在面纸（里纸）表面加入防潮剂（可在印刷前瓦楞成型时加，也可在印刷后），可适当提高其防潮性。

纸箱生产工艺---生产工艺图

I、瓦楞纸板的生产

①、瓦楞纸板生产线

瓦楞生产线的结构

瓦线按其最高生产速度可分为中低速（150m/min以下）、中高速（150m/min以上）。

一般一条瓦楞生产线由下列单机和系统组成：

a）原纸支架。

作用是支撑原纸，使其可以一定的速度进行生产。

目前一般采用的均是液压无轴方式。

对先进的瓦线在原纸支架上可带有自动接纸机，保证换纸时的质量及效率。

b）预热器。

对进入瓦楞辊前原纸进行预热，使其便于成型及粘合。

c）单面机。

瓦楞生产线的心脏部件之一，是瓦楞成型的机器，主要零件为瓦楞辊。

瓦楞辊的质量及进纸方式（导纸板导纸、真空吸附导纸、正压系统导纸）及单面机整机精度将决定单面机生产出的一平一瓦的质量。

较先进的设备目前可配备瓦辊快换系统，以提高工作效率。

单面机和其工作原理图

瓦楞辊

由上、下瓦楞辊组合将瓦楞原纸压成波形瓦楞纸。

瓦楞辊的配合压力（间隙）、平行度、恰当的中高是瓦楞辊工作时的重要技术指标

d）上纸小车。

将原纸自生产现场外部移至原纸支架处的厂内运输设备。

e）输送过桥。

也称天桥。

其作用是匹配各单面机生产出的单面纸板，并对单面纸板作初步固化。

f）多重预热器（二重、三重等）。

对从单机输出的单面纸板进行预热，以利于以下的涂胶及粘合，并保持纸板适当的干燥度。

g）双面涂胶机。

对单面瓦楞另一楞峰进行上胶，使得瓦楞得以粘合。

主要部件有上胶辊和均胶辊。

h）粘合烘干机。

经上胶后的纸板需在一定的温度、压力及一定的时间内进行固化目前压载系统主要有以下三种方式：

一是重力辊压载，二是压力板压载，三是气囊压载。

除压载方式外，本系统另一主要部件是输送皮带，输送皮带的质量（导热性、透气性等）对纸板的质量也有较大的影响，主要有国产（如沈阳兴中）及进口输送带。

i）纵切压痕机。

与瓦楞垂直方向称纵向，在纵向上纸板规格及折合处的压线槽，可在纵切压痕机上实现。

纵切压痕机一般均采用单刀（薄刀）形式，其调整刀具方式可分为手动调整及全电脑调整。

j）分纸托架。

纵切、分纸时托架。

k）横切机。

机械式和电脑式两种，机械式为早期型号，横切尺寸需手工调整，而全电脑控制的横切机其横切尺寸，直接在电脑中设置，其尺寸误差也较小。

l）输送机。

将已纵切压痕并经过横切后成一定规格（L*B）的纸板运送到后方的堆码机的设施。

m）堆码机。

分切的纸板按规定的要求进行堆放的部件。

n）主传动。

包含主电机在内的主传动系统。

o）纸边粉碎机。

收集纵切后的边角废料，并将其粉碎以便处理。

p）制糊机。

瓦楞与面纸的粘合需要粘合剂，制糊机即是制作粘合剂的设备，目前大都是采用玉米淀粉作为粘合剂的主体，辅以添加剂等制作。

q）蒸汽加热系统。

提供提高纸板温度的加热系统。

可以是电加热、油加热或是燃煤锅炉。

r）压缩空气系统。

因整条生产线上有很多气动原件，压缩空气系统是提供此动力的设备。

s）电气控制系统。

生产线的主控制系统（包括单面机的速度协调、湿部、干部的协调等）。

一条完整的瓦线应包括生产瓦楞纸板所有工序的单机和系统，也可根据用户需要进行简化或增加诸如印刷花纹，涂塑防潮等特殊设备。

②、纸板的形成

瓦楞原纸→瓦楞辊轧制→瓦楞→粘合→单面纸板（一平一瓦）→粘合→三层纸板→五层纸板

箱板纸（里纸、中心纸）↗箱板纸（面纸）↗↑↓

↑纵切

瓦楞原纸→瓦楞辊轧制→瓦楞→粘合→单面纸板→粘合↓

箱板纸（底纸）↗横切→纸板（堆码）

原纸纸板堆码

原纸：

原纸是形成纸板、纸箱产品质量的重要因素之一，是纸板、纸箱组成的主要原料。

按用途可分为二大类即箱纸板（GB13024-91）和瓦楞原纸（GB13023-91）

箱纸板：

用作瓦楞纸箱的面纸、里纸或中心纸。

其质量等级为A、B、C、D。

其中A、B、C为挂面纸板。

根据纸张的颜色及表面处理方式，又可细分为白版纸与牛皮纸。

瓦楞原纸：

用作瓦楞纸箱中瓦楞制作的原纸。

其质量等级分为A、B、C、D。

一般来说A、B级的称为高强度瓦楞原纸，C、D级的为中强瓦楞原纸。

主要技术指标

定量（克重）：

每平方米原纸的重量（g/m2）。

一般来说目前的克重范围在100g/m2--400g/m2。

紧度：

相当于密度的一个指标，指每立方分米原纸的重量（g/cm3）。

耐破指数（kPa.m2/g）环压指数（N.m/g）等，这些指标反映了原纸的物理性能。

瓦楞的形状：

瓦楞的基本形状有U形和V形，U形的楞峰接近圆形，V形的楞峰接近尖形，如下图所示。

U形瓦楞的特点是：

a）柔软、富有弹性。

只要变形不超出弹性范围，在松开后，U形瓦楞能迅速恢复原来的形状；

b）由于瓦楞辊的磨损较慢，瓦楞纸板的厚度相同。

c）U形瓦楞比较圆滑，不会出现在楞峰处切断瓦楞芯纸的现象，因此可相对提高瓦楞原纸和粘合剂的用量较大，但不够经济。

V形瓦楞的特点

a）V形瓦楞比较坚硬，强度较高，但变形一旦超过弹性范围瓦楞就会被压溃，完全丧失复原性。

b）V形瓦楞其芯纸及粘合剂的使用量虽少，但楞辊容易磨损，使用寿命短，且瓦楞纸板厚度不稳定，楞峰处易切断芯纸。

我国规定（推荐）瓦楞形状介于U形和V形之间，称为UV形，其弹性和加工性能优于V形，而平压强度和用料方面又优于U形。

UV形瓦楞纸板具有U形和V形瓦楞纸板的优点，应用广泛。

瓦楞纸板的楞型

瓦楞高度以及每300mm长度上的瓦楞数称为瓦楞纸板的楞型。

楞型实际是对瓦楞尺寸的有关规定。

常用的楞型有：

A瓦（型）、B瓦（型）、C瓦（型）、E瓦（型），随着瓦楞辊制作技术及包装业的发展，一些更小的如F、G、N、O等楞型也随之出现。

不同楞型的楞高及300 mm长度上楞数见下表：

运输包装常用的楞型为A型和B楞型。

A型瓦楞高度而后间距最大，柔软、富有弹性，缓冲性能好。

B楞型的平压强度较高，适合包装较硬的产品，同时由于瓦楞间距较小，而纸比较平坦，印刷效果较好。

C瓦介于A瓦与B瓦二者之间，目前单独使用较少。

但在合适情况下，可用BC瓦楞代替AB瓦楞。

E瓦以下，称为微瓦楞，目的是代替厚纸板。

瓦楞纸板的层数

瓦楞纸板横截面上原纸的层数是它最重要的结构特征。

就瓦楞芯纸的层数来说，运输包装通常用的是单瓦楞纸板、双瓦楞纸板和三瓦楞纸板。

单瓦楞纸板有面纸（外面）、里纸（内面）和瓦楞芯纸，共计三层，习惯上又称之为三层纸板。

三层纸板在瓦楞纸板中所占比例最大，主要用来包装重量较轻的产品，如常用的食品、饮料等。

双瓦楞纸板的面纸、中间垫纸和瓦楞芯纸共五层，习惯上又称之为五层纸板，主要用来包装重量较大的易损产品。

双瓦楞纸板通常是由A型和B型组合而成，一般将A瓦放置在纸箱内侧，用来缓冲，B瓦楞放置在外侧，使箱面印刷更美观。

三瓦楞纸板的面纸、中间垫纸和瓦楞芯纸共计七层，所以又称之为七层纸板，主要用来包装超重型产品。

a）单瓦楞纸板（三层板）b）双瓦楞纸板（五层板）c）三瓦楞纸板（七层板）

瓦楞纸箱的箱型

瓦楞纸箱的箱型绝大多数为O2型（箱型为国际通用）开槽箱。

其中0201型开槽平口箱是最常用的运输包装箱，其特征是上、下摇盖与箱面连体，向内弯折后形成箱底和箱盖。

一般情况下是由一整块板经裁切、（印刷）开槽、压线而成箱坯（少数是由两片或四片纸板拼合，习惯上称之为二页箱或四页箱）。

瓦楞纸箱是以箱坯为基础，通过结合、封箱和捆扎而成为箱形结构的。

II、瓦楞纸箱加工

瓦楞纸箱是由瓦楞纸板经过一定的后道加工，最终成型。

印刷机

印刷方式分类：

印刷是将所需的文字、图案及其它信息“印”至箱体的表面，印刷的方式按不同的分类原则而不同。

在瓦楞纸箱行业中，如按使用的油墨来分有水性（水性油墨）印刷、油性油墨印刷；按使用的印刷版材来分有丝网印刷（对纸箱印刷来说目前基本已淘汰）橡胶版印刷、树脂版印刷，胶版及树脂版均为凸片印刷（相对的另一类为凹版印刷）；按印版所处的位置来分可分为上印式和下印式。

印刷机的印刷原理

印刷机是利用橡胶辊（均墨辊）将油墨槽中油墨传递至印刷滚筒上的印版上，从而将所需的文字或图案及其他信息印刷至纸箱表面。

水墨

转印前

转印后

水

印刷机结构：

一般印刷机均有以下基本结构

a）上料机构

上料机构是将需印刷的纸板上至工作台面，其方式为手工、半自动和自动三种，后二种分别由上料机（半自动、自动）完成。

b）送纸机构

目前送纸方式主要有链条送纸、后推式送纸及前缘真空吸附送纸。

其特点从结构分别是从简易、简单到复杂，加工精度越来越高，通常链条送纸加工的精度在±1.5mm左右，而前缘真空吸附的精度可达±0.5mm，当然不同的配置其价值也不同。

c）印刷部

印刷部是印刷机的关键部分，根据一次可同时印刷的色种数，可将其分为几个印刷部。

印刷部的其主要零件有印刷辊筒（安装印版用）、均墨辊（或刮刀）、网纹辊（金属或陶瓷）等，不同的色组之间可进行相对移动（水平或上下），来保证换版及清洗等工作。

d）油墨循环系统

通常采用气动泵来完成油墨的循环工作。

这一系统的缺点是在换色时，油墨损耗较大、时间较长。

目前日本一家制造商开发了非循环系统，采用变压（送墨时增压，回收时减压）方式，换墨时间及油墨损耗均大大减少。

分纸、压线、开槽机

分纸是将纸板按一定的规格用旋转式刀片对纸板进行分切，压线是通过压线轮将纸箱折叠处压溃，便于折叠。

开槽是将纸箱摇盖及搭接舌处“多余”的纸板切除。

一般所说压线开槽机均可一次性完成纸板分切、压痕、开槽等工序，有些设备还可加装打孔装置。

对稍高档的印刷机，一般均会在印刷部后配置压线开槽部。

模切机

模切机是通过预先制作好的模板，将纸板一次切成所需的形状。

它的优点一是可模切各种复杂没有规则的形状（这一点开槽机无法做到），二是模切精度高，切边光洁，表面外观质量好，适合于自动包装的生产。

但其缺点是设备投资较大，生产效率也不高。

模切机通常按其模版及刀垫的运动方式分为：

圆压圆模切机：

模版及刀垫（提供模切压力）

安装于两个相对运动的圆辊筒上，

通过辊筒的相对运动，

将纸板模切成所需的形状。

圆压平模切机：

模版安装与平板上，

作直线往复式运动，而模切

压力则是通过圆辊筒的圆周

运动来实现。

钉箱机

钉箱是纸箱接合成箱的一种方式，目前钉箱机的种类有人工、半自动、全自动方式。

人工钉箱时，首尾钉距及钉距均匀性均由操作人的熟练程度来掌握，劳动强度大，且生产效率不高。

而半自动及全自动钉箱机，一方面降低了工人的强度，另一方面，提高其钉距的均匀度，提高产品的质量。

粘箱机

粘箱是纸箱接合成箱的另一种方式，对某些行业来说，所用的纸箱只能采用粘合剂来粘箱，如食品饮料行业。

目前，在一般的纸箱生产企业中，手工粘箱仍占了相当的一部分。

除了手工粘箱，半自动、全自动粘箱机可大大提高生产效率并保证产品质量（粘箱产生的剪刀差）。

目前，在印刷开槽模切粘箱联线上，配置的就是自动折叠粘箱机。