紙包裝容器：制造設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
無污染、無公害的“綠色包裝”已受到全世界的關(guān)注。既能滿足透氣、防潮、抗震、抗壓等多種要求，又便于回收利用且不造成環(huán)境污染的紙包裝容器，無疑具有廣泛的發(fā)展前景。紙包裝容器的發(fā)展依賴于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在某種意義上表現(xiàn)在其技術(shù)裝備的水平上。
紙包裝容器包括紙箱、紙盒、紙杯、紙盤、紙管、紙桶、紙漿模塑制品等。綜觀瓦楞紙箱、彩色紙盒等主要紙制品生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)狀和未來，對制定我國紙包裝制品制造設(shè)備的發(fā)展戰(zhàn)略，把該行業(yè)做大做強，具有重要的意義。以下是中國紙包裝容器制造設(shè)備的現(xiàn)狀。
1 瓦楞紙箱制造設(shè)備概況
瓦楞紙板生產(chǎn)源于美國，20世紀(jì)40年代開始出現(xiàn)瓦楞紙板全自動生產(chǎn)線。，1968年蘭斯頓公司又推出了幅寬2.2m，車速高達(dá)212m/min現(xiàn)代紙箱生產(chǎn)線，同時推出了成型、模切、折疊、膠合組合的各種機型設(shè)備，從而開始了紙箱機械領(lǐng)域新技術(shù)的大飛躍。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，紙箱（盒）工業(yè)步入計算機和高科技技術(shù)更加廣泛應(yīng)用的階段，微處理機和微電子數(shù)字技術(shù)不僅用在紙箱（盒）機械的電控制裝置和機構(gòu)的執(zhí)行功能上，也廣泛應(yīng)用于整個生產(chǎn)全過程的控制和調(diào)節(jié)。目前，國外瓦楞紙板生產(chǎn)線的幅寬已達(dá)到3.3m，車速正向300-350m/min的水平發(fā)展。1994年荷蘭開始生產(chǎn)加工難度更大的設(shè)備要求更高的瓦楞原紙克重僅有90g/m2的輕型瓦楞紙箱。
我國瓦楞紙箱設(shè)備通過走引進(jìn)吸收和開發(fā)之路，與世紀(jì)先進(jìn)水平正在逐漸縮小。目前，在設(shè)備的運行性、靈活性（即不停機換規(guī)格、適應(yīng)多品種、小批量）以及速度幅寬指標(biāo)上與發(fā)達(dá)國家同類設(shè)備還有一定的距離。
2 紙盒制造設(shè)備概況
硬紙板彩色紙盒是一類使用非常廣泛的銷售類包裝容器。其制造工藝相對比較復(fù)雜，要經(jīng)過定幅切紙—裝潢印刷—上光壓光覆—模切壓痕—折疊糊盒等加工工序。以前各工序多以功能單一的單機生產(chǎn)為主，有的還要輔以手工操作，生產(chǎn)效率低、勞動強度大、紙盒質(zhì)量不高。
隨著CAD/CAM、數(shù)控、激光等高新技術(shù)在紙盒行業(yè)的應(yīng)用，極大的提高了紙盒機械化、自動化水平。例如高速全自動平壓模切機的出現(xiàn)，比過去需要人工操作的卡盒機的工作效率提高近10倍；全自動折疊糊盒機的開發(fā)成功，結(jié)束了常用紙盒人工糊盒的歷史。自動切力機、自動彎刀機、紙盒打樣機、數(shù)控激光圖形切割機等CAM設(shè)備的使用，可謂是盒模切板制作的一場技術(shù)革命。
由于紙盒的種類繁多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其加工工藝及涉及的學(xué)科知識面廣，于是欲實現(xiàn)制造設(shè)備的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化難度很大。又因為我國紙盒行業(yè)基礎(chǔ)薄弱，其制造設(shè)備和國際先進(jìn)水平比較亦有很大差距。因此，我國紙盒機械發(fā)展空間很大，進(jìn)一步開發(fā)性能先進(jìn)的紙盒制造設(shè)備任務(wù)很重。
3 蜂窩紙板及紙箱生產(chǎn)設(shè)備概況
蜂窩紙板在上個世紀(jì)60年代剛一部世，就以其及其輕巧合理的仿生學(xué)結(jié)構(gòu)，各項同性的高抗壓強度以及良好的緩沖、隔振、保溫、隔音等性能受到建筑、車船制造等行業(yè)的青睞，在包裝行業(yè)的諸多方面也顯示了無法比擬的優(yōu)越性和良好的發(fā)展前景。
蜂窩紙板的結(jié)構(gòu)是由兩層面板、蜂窩紙芯和膠粘劑復(fù)合而成，目前主要采用拉伸成型制造法制造蜂窩紙芯。
我國于上個世紀(jì)80年代后期才開始蜂窩紙板成箱設(shè)備的研制。研發(fā)工作是在消化吸收從韓國、英國、荷蘭進(jìn)口的蜂窩紙板生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，并取得了一系列可喜的成果。
目前我國生產(chǎn)的蜂窩紙板生產(chǎn)線基本上達(dá)到國外上世紀(jì)90年代的先進(jìn)水平。國內(nèi)外蜂窩紙芯，紙板生產(chǎn)設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)基本類似，蜂窩紙芯的高度，蜂窩紙板的厚度用戶要求不同有所差別，在紙芯速度上都能達(dá)到20-50m/min.但制版的速度國外最高可達(dá)到30m/min，而國內(nèi)因制芯和制版的設(shè)備是連成一條生產(chǎn)線的，制版的速度僅為5-8m/min.此外，國內(nèi)蜂窩紙板生產(chǎn)線與先進(jìn)設(shè)備比較還有一定的差距，主要表現(xiàn)在：1）生產(chǎn)設(shè)備品種少；2）自動化程度低，難以達(dá)到蜂窩制品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化；3）設(shè)備的加工精度不高；4）用于蜂窩紙板制品成型加工的配套設(shè)備基本處于空白。加速開發(fā)配套設(shè)備已是當(dāng)務(wù)之急。
4 紙漿模生產(chǎn)設(shè)備概況
紙漿模塑工業(yè)已有80多年的發(fā)展歷史，目前在英國、冰島、加拿大等發(fā)達(dá)國家規(guī)模較大，工藝較成熟。我國從1984年從法國埃爾公司引進(jìn)一條轉(zhuǎn)鼓式紙漿模塑生產(chǎn)線開始，到1988年國內(nèi)自行研發(fā)的第一條紙漿模塑生產(chǎn)線問世，我國紙漿模塑工業(yè)從無到有，并結(jié)束了紙漿模塑設(shè)備依賴進(jìn)口的歷史，但在1993年以前，產(chǎn)品單一，檔次較低，主要以禽蛋、水果和啤酒的托盤為主。隨著出口貿(mào)易增加和出口產(chǎn)品要環(huán)保裝的限制，1995年以來，紙漿模塑工業(yè)在我國又有一個新的飛躍，到20世紀(jì)90年代后期，開始走向規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化?，F(xiàn)在國產(chǎn)紙漿模塑設(shè)備不僅能夠供應(yīng)國內(nèi)，而且已有生產(chǎn)線出口到國外。
紙漿模塑制品的主要生產(chǎn)設(shè)備有：水力碎漿機、配漿池、成型機、烘干機、熱壓機、切邊機等。
紙漿模成型機是生產(chǎn)紙漿模塑制品的主體設(shè)備之一，按成型方式分類有若干種，其中旋轉(zhuǎn)式成型機效率最高，適合于生產(chǎn)果托、蛋托、瓶托等批量大、深度較淺的定型專用產(chǎn)品；注漿式成型機主要是用于生產(chǎn)快餐具、喇叭紙盆等形狀簡單、重量較輕的紙漿模制品；壓鑄成型機主要用來生產(chǎn)要求承重力大、以定位功能為主的紙漿模制品；往復(fù)式和返轉(zhuǎn)式成型機使目前紙漿模塑緩沖防震包裝制品生產(chǎn)的主要機型。我國95%的成型機是往復(fù)式成型機，生產(chǎn)效率低、耗能大，原材料適應(yīng)性差，迫切需要返轉(zhuǎn)式成型機來解決往復(fù)式成型機的缺陷。返轉(zhuǎn)式成型機于20世紀(jì)90年代中期才傳入我國，并得以迅速發(fā)展和完善。隨著國內(nèi)返轉(zhuǎn)工成型機的技術(shù)不斷進(jìn)步，越來越顯示其優(yōu)越性和先進(jìn)性。
迄今為止，我國生產(chǎn)的紙漿模設(shè)備能夠采用先進(jìn)的氣控技術(shù)，PLG人機界面等技術(shù)，能夠綜合紙漿模塑工藝的要求采取獨特的設(shè)計，以滿足生產(chǎn)不同類產(chǎn)品需要。在確保成型效果和制品質(zhì)量的情況下，既可以大批量生產(chǎn)同一制品，也可以同時生產(chǎn)多種制品；還可以根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)模靈活確定設(shè)備的數(shù)量；實現(xiàn)全自動控制。
經(jīng)過十幾年的努力，我國紙漿模塑設(shè)備水平雖然取得了長足的進(jìn)步，但仍然存在著許多不足，主要表現(xiàn)在：1）模具制造手段落后，效率低，成本高，導(dǎo)致了制品加工質(zhì)量不高；2）我國95%的成型機是往復(fù)式，三工位定型十分低調(diào)，自動化整體水平不高，生產(chǎn)效率低。設(shè)備中的熱壓機還在一定范圍內(nèi)采用電加熱，耗能巨大；3）適合紙塑專用小配件主要依賴進(jìn)口；4）國內(nèi)紙漿模型模塑尚未標(biāo)準(zhǔn)化。
2 紙包裝制品生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展趨勢
紙包裝容器制造設(shè)備屬輔助包裝機械，從以上列述的幾種主要紙容器的制造設(shè)備來看，盡管紙容器各自的生產(chǎn)工藝完全不同，其制造設(shè)備發(fā)展的歷史和背景也不一樣，先進(jìn)程度及國內(nèi)外的差距亦有差別，但是它們的發(fā)展趨勢具有如下特點：
1）生產(chǎn)設(shè)備將向高速、高效、多功能、高度自動化的方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和人類社會的不斷進(jìn)步，紙包裝容器產(chǎn)品多樣化的發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)，市場的競爭將進(jìn)一步加劇。紙包裝容器的制造設(shè)備必將向多功能和高速的方向發(fā)展。為提高設(shè)備的生產(chǎn)率和企業(yè)效益，生產(chǎn)率較低的單機勢必被生產(chǎn)線所替代，那些低檔次的生產(chǎn)線也將加速升級換代，向高速、高效、低耗、封閉無污染、高度自動化的方向發(fā)展。為了適應(yīng)產(chǎn)品的多品種、小批量的需求，設(shè)備可以設(shè)計成模塊式的，功能可加可減，在短時間內(nèi)可轉(zhuǎn)換成新機型，從而增加了設(shè)備的柔性和靈活性。
2）設(shè)備的零部件生產(chǎn)將向通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化方向發(fā)展。要保證紙包裝容器制造設(shè)備的高質(zhì)量，其零部件的生產(chǎn)必須實現(xiàn)通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。一些發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的包裝機械中，通用件、標(biāo)準(zhǔn)件占整機零部件的70%，有的高達(dá)90%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國的水平。機械零部件的生產(chǎn)專業(yè)化是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本的重要手段，也是紙包裝容器的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展的必由之路。設(shè)備上，很多零部件將由通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠和高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。一些控制部件、結(jié)構(gòu)部件與通用設(shè)備相同，可以借用。這樣對生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)、縮短設(shè)備的更新周期，提高其可靠性都極為有利。
3）高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使紙包裝容器的制造設(shè)備功能日趨先進(jìn)、可靠性進(jìn)一步增強。我國紙包裝容器制造設(shè)備的性能與國外同類設(shè)備的先進(jìn)水平存在一定差距，主要反應(yīng)在設(shè)備的技術(shù)含量上。重視高新技術(shù)的應(yīng)用已成為提高設(shè)備的先進(jìn)性、可靠性的主要途徑。今后在研發(fā)紙包裝容器制造設(shè)備時，應(yīng)廣泛采用CAD、CAE、有限之分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、并行設(shè)計、模塊化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法，大力采用CAM、CNC、CAPP等現(xiàn)代制造技術(shù)，以提高設(shè)備的設(shè)計、制造水平。還要大力推廣和應(yīng)用微機控制技術(shù)、在線監(jiān)測和顯示技術(shù)，以適應(yīng)多功能、高度可靠、易操作、低成本的要求，增加設(shè)備的靈活性、適應(yīng)性。
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