紙包裝容器：制造設備的現狀和發(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)展依賴于國民經濟的發(fā)展、科學技術的進步，在某種意義上表現在其技術裝備的水平上。
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設備的現狀和未來，對制定我國紙包裝制品制造設備的發(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備的現狀。
1 瓦楞紙箱制造設備概況
瓦楞紙板生產源于美國，20世紀40年代開始出現瓦楞紙板全自動生產線。，1968年蘭斯頓公司又推出了幅寬2.2m，車速高達212m/min現代紙箱生產線，同時推出了成型、模切、折疊、膠合組合的各種機型設備，從而開始了紙箱機械領域新技術的大飛躍。進入20世紀90年代后，紙箱（盒）工業(yè)步入計算機和高科技技術更加廣泛應用的階段，微處理機和微電子數字技術不僅用在紙箱（盒）機械的電控制裝置和機構的執(zhí)行功能上，也廣泛應用于整個生產全過程的控制和調節(jié)。目前，國外瓦楞紙板生產線的幅寬已達到3.3m，車速正向300-350m/min的水平發(fā)展。1994年荷蘭開始生產加工難度更大的設備要求更高的瓦楞原紙克重僅有90g/m2的輕型瓦楞紙箱。
我國瓦楞紙箱設備通過走引進吸收和開發(fā)之路，與世紀先進水平正在逐漸縮小。目前，在設備的運行性、靈活性（即不停機換規(guī)格、適應多品種、小批量）以及速度幅寬指標上與發(fā)達國家同類設備還有一定的距離。
2 紙盒制造設備概況
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雜，要經過定幅切紙—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為主，有的還要輔以手工操作，生產效率低、勞動強度大、紙盒質量不高。
隨著CAD/CAM、數控、激光等高新技術在紙盒行業(yè)的應用，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，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、數控激光圖形切割機等CAM設備的使用，可謂是盒模切板制作的一場技術革命。
由于紙盒的種類繁多且結構復雜，其加工工藝及涉及的學科知識面廣，于是欲實現制造設備的通用化、標準化、系列化難度很大。又因為我國紙盒行業(yè)基礎薄弱，其制造設備和國際先進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，進一步開發(fā)性能先進的紙盒制造設備任務很重。
3 蜂窩紙板及紙箱生產設備概況
蜂窩紙板在上個世紀60年代剛一部世，就以其及其輕巧合理的仿生學結構，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。
蜂窩紙板的結構是由兩層面板、蜂窩紙芯和膠粘劑復合而成，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80年代后期才開始蜂窩紙板成箱設備的研制。研發(fā)工作是在消化吸收從韓國、英國、荷蘭進口的蜂窩紙板生產線的基礎上進行的，并取得了一系列可喜的成果。
目前我國生產的蜂窩紙板生產線基本上達到國外上世紀90年代的先進水平。國內外蜂窩紙芯，紙板生產設備的主要技術指標參數基本類似，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到20-50m/min.但制版的速度國外最高可達到30m/min，而國內因制芯和制版的設備是連成一條生產線的，制版的速度僅為5-8m/min.此外，國內蜂窩紙板生產線與先進設備比較還有一定的差距，主要表現在：1）生產設備品種少；2）自動化程度低，難以達到蜂窩制品的標準化和系列化；3）設備的加工精度不高；4）用于蜂窩紙板制品成型加工的配套設備基本處于空白。加速開發(fā)配套設備已是當務之急。
4 紙漿模生產設備概況
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一條轉鼓式紙漿模塑生產線開始，到1988年國內自行研發(fā)的第一條紙漿模塑生產線問世，我國紙漿模塑工業(yè)從無到有，并結束了紙漿模塑設備依賴進口的歷史，但在1993年以前，產品單一，檔次較低，主要以禽蛋、水果和啤酒的托盤為主。隨著出口貿易增加和出口產品要環(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90年代后期，開始走向規(guī)?；彤a業(yè)化。現在國產紙漿模塑設備不僅能夠供應國內，而且已有生產線出口到國外。
紙漿模塑制品的主要生產設備有：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紙漿模塑制品的主體設備之一，按成型方式分類有若干種，其中旋轉式成型機效率最高，適合于生產果托、蛋托、瓶托等批量大、深度較淺的定型專用產品；注漿式成型機主要是用于生產快餐具、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要求承重力大、以定位功能為主的紙漿模制品；往復式和返轉式成型機使目前紙漿模塑緩沖防震包裝制品生產的主要機型。我國95%的成型機是往復式成型機，生產效率低、耗能大，原材料適應性差，迫切需要返轉式成型機來解決往復式成型機的缺陷。返轉式成型機于20世紀90年代中期才傳入我國，并得以迅速發(fā)展和完善。隨著國內返轉工成型機的技術不斷進步，越來越顯示其優(yōu)越性和先進性。
迄今為止，我國生產的紙漿模設備能夠采用先進的氣控技術，PLG人機界面等技術，能夠綜合紙漿模塑工藝的要求采取獨特的設計，以滿足生產不同類產品需要。在確保成型效果和制品質量的情況下，既可以大批量生產同一制品，也可以同時生產多種制品；還可以根據產品的規(guī)模靈活確定設備的數量；實現全自動控制。
經過十幾年的努力，我國紙漿模塑設備水平雖然取得了長足的進步，但仍然存在著許多不足，主要表現在：1）模具制造手段落后，效率低，成本高，導致了制品加工質量不高；2）我國95%的成型機是往復式，三工位定型十分低調，自動化整體水平不高，生產效率低。設備中的熱壓機還在一定范圍內采用電加熱，耗能巨大；3）適合紙塑專用小配件主要依賴進口；4）國內紙漿模型模塑尚未標準化。
2 紙包裝制品生產設備的發(fā)展趨勢
紙包裝容器制造設備屬輔助包裝機械，從以上列述的幾種主要紙容器的制造設備來看，盡管紙容器各自的生產工藝完全不同，其制造設備發(fā)展的歷史和背景也不一樣，先進程度及國內外的差距亦有差別，但是它們的發(fā)展趨勢具有如下特點：
1）生產設備將向高速、高效、多功能、高度自動化的方向發(fā)展。隨著科學技術的快速發(fā)展和人類社會的不斷進步，紙包裝容器產品多樣化的發(fā)展趨勢不可逆轉，市場的競爭將進一步加劇。紙包裝容器的制造設備必將向多功能和高速的方向發(fā)展。為提高設備的生產率和企業(yè)效益，生產率較低的單機勢必被生產線所替代，那些低檔次的生產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。為了適應產品的多品種、小批量的需求，設備可以設計成模塊式的，功能可加可減，在短時間內可轉換成新機型，從而增加了設備的柔性和靈活性。
2）設備的零部件生產將向通用化、系列化、標準化和專業(yè)化方向發(fā)展。要保證紙包裝容器制造設備的高質量，其零部件的生產必須實現通用化、系列化和標準化。一些發(fā)達國家生產的包裝機械中，通用件、標準件占整機零部件的70%，有的高達90%，遠遠高于我國的水平。機械零部件的生產專業(yè)化是提高產品質量、降低成本的重要手段，也是紙包裝容器的生產設備發(fā)展的必由之路。設備上，很多零部件將由通用的標準件廠和高度專業(yè)化的生產廠家生產。一些控制部件、結構部件與通用設備相同，可以借用。這樣對生產設備的維護、縮短設備的更新周期，提高其可靠性都極為有利。
3）高新技術的廣泛應用，使紙包裝容器的制造設備功能日趨先進、可靠性進一步增強。我國紙包裝容器制造設備的性能與國外同類設備的先進水平存在一定差距，主要反應在設備的技術含量上。重視高新技術的應用已成為提高設備的先進性、可靠性的主要途徑。今后在研發(fā)紙包裝容器制造設備時，應廣泛采用CAD、CAE、有限之分析、優(yōu)化設計、可靠性設計、并行設計、模塊化設計等現代設計方法，大力采用CAM、CNC、CAPP等現代制造技術，以提高設備的設計、制造水平。還要大力推廣和應用微機控制技術、在線監(jiān)測和顯示技術，以適應多功能、高度可靠、易操作、低成本的要求，增加設備的靈活性、適應性。
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