纸包装容器制造设备现状及发展趋势

     无污染、无公害的“绿色包装”已受到全世界的关注。既能满足透气、防潮、抗震、抗压等多种要求，又便于回收利用且不造成环境污染的纸包装容器，无疑具有广泛的发展前景。纸包装容器的发展依赖于国民经济的发展、科学技术的进步，在某种意义上表现在其技术装备的水平上。 

　　纸包装容器包括纸箱、纸盒、纸杯、纸盘、纸管、纸桶、纸浆模塑制品等。综观瓦楞纸箱、彩色纸盒等主要纸制品生产设备的现状和未来，对制定我国纸包装制品制造设备的发展战略，把该行业做大做强，具有重要的意义。 

　　纸包装容器制造设备的现状

　　瓦楞纸箱制造设备概况

　　瓦楞纸板生产源于美国，20世纪40年代开始出现瓦楞纸板全自动生产线。，1968年兰斯顿公司又推出了幅宽2.2，车速高达212ｍ／ｍｉｎ现代纸箱生产线，同时推出了成型、模切、折叠、胶合组合的各种机型设备，从而开始了纸箱机械领域新技术的大飞跃。进入20世纪90年代后，纸箱（盒）工业步入计算机和高科技技术更加广泛应用的阶段，微处理机和微电子数字技术不仅用在纸箱（盒）机械的电控制装置和机构的执行功能上，也广泛应用于整个生产全过程的控制和调节。目前，国外瓦楞纸板生产线的幅宽已达到3.3ｍ，车速正向300-350ｍ／ｍｉｎ的水平发展。1994年荷兰开始生产加工难度更大的设备要求更高的瓦楞原纸克重仅有90ｇ／ｍ2的轻型瓦楞纸箱。

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　　我国瓦楞纸箱设备通过走引进吸收和开发之路，与世纪先进水平正在逐渐缩小。目前，在设备的运行性、灵活性（即不停机换规格、适应多品种、小批量）以及速度幅宽指标上与发达国家同类设备还有一定的距离。

 

　　纸盒制造设备概况

　　硬纸板彩色纸盒是一类使用非常广泛的销售类包装容器。其制造工艺相对比较复杂，要经过定幅切纸—装潢印刷—上光压光覆—模切压痕—折叠糊盒等加工工序。以前各工序多以功能单一的单机生产为主，有的还要辅以手工操作，生产效率低、劳动强度大、纸盒质量不高。

　　随着ＣＡＤ／ＣＡＭ、数控、激光等高新技术在纸盒行业的应用，极大的提高了纸盒机械化、自动化水平。例如高速全自动平压模切机的出现，比过去需要人工操作的卡盒机的工作效率提高近１０倍；全自动折叠糊盒机的开发成功，结束了常用纸盒人工糊盒的历史。自动切力机、自动弯刀机、纸盒打样机、数控激光图形切割机等ＣＡＭ设备的使用，可谓是盒模切板制作的一场技术革命。

 

　　由于纸盒的种类繁多且结构复杂，其加工工艺及涉及的学科知识面广，于是欲实现制造设备的通用化、标准化、系列化难度很大。又因为我国纸盒行业基础薄弱，其制造设备和国际先进水平比较亦有很大差距。因此，我国纸盒机械发展空间很大，进一步开发性能先进的纸盒制造设备任务很重。 

　　蜂窝纸板及纸箱生产设备概况

　　蜂窝纸板在上个世纪６０年代刚一部世，就以其及其轻巧合理的仿生学结构，各项同性的高抗压强度以及良好的缓冲、隔振、保温、隔音等性能受到建筑、车船制造等行业的青睐，在包装行业的诸多方面也显示了无法比拟的优越性和良好的发展前景。

  　蜂窝纸板的结构是由两层面板、蜂窝纸芯和胶粘剂复合而成，目前主要采用拉伸成型制造法制造蜂窝纸芯。 

　　我国于上个世纪８０年代后期才开始蜂窝纸板成箱设备的研制。研发工作是在消化吸收从韩国、英国、荷兰进口的蜂窝纸板生产线的基础上进行的，并取得了一系列可喜的成果。

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　　目前我国生产的蜂窝纸板生产线基本上达到国外上世纪９０年代的先进水平。国内外蜂窝纸芯，纸板生产设备的主要技术指标参数基本类似，蜂窝纸芯的高度，蜂窝纸板的厚度用户要求不同有所差别，在纸芯速度上都能达到２０－５０ｍ／ｍｉｎ。但制版的速度国外最高可达到３０ｍ／ｍｉｎ，而国内因制芯和制版的设备是连成一条生产线的，制版的速度仅为５－８ｍ／ｍｉｎ。此外，国内蜂窝纸板生产线与先进设备比较还有一定的差距，主要表现在：１）生产设备品种少；２）自动化程度低，难以达到蜂窝制品的标准化和系列化；３）设备的加工精度不高；４）用于蜂窝纸板制品成型加工的配套设备基本处于空白。加速开发配套设备已是当务之急。

　　纸浆模生产设备概况

　　纸浆模塑工业已有８０多年的发展历史，目前在英国、冰岛、加拿大等发达国家规模较大，工艺较成熟。我国从１９８４年从法国埃尔公司引进一条转鼓式纸浆模塑生产线开始，到１９８８年国内自行研发的第一条纸浆模塑生产线问世，我国纸浆模塑工业从无到有，并结束了纸浆模塑设备依赖进口的历史，但在１９９３年以前，产品单一，档次较低，主要以禽蛋、水果和啤酒的托盘为主。随着出口贸易增加和出口产品要求环保包装的限制，１９９５年以来，纸浆模塑工业在我国又有一个新的飞跃，到２０世纪９０年代后期，开始走向规模化和产业化。现在国产纸浆模塑设备不仅能够供应国内，而且已有生产线出口到国外。 

　　纸浆模塑制品的主要生产设备有：水力碎浆机、配浆池、成型机、烘干机、热压机、切边机等。 

　　纸浆模成型机是生产纸浆模塑制品的主体设备之一，按成型方式分类有若干种，其中旋转式成型机效率最高，适合于生产果托、蛋托、瓶托等批量大、深度较浅的定型专用产品；注浆式成型机主要是用于生产快餐具、喇叭纸盆等形状简单、重量较轻的纸浆模制品；压铸成型机主要用来生产要求承重力大、以定位功能为主的纸浆模制品；往复式和返转式成型机使目前纸浆模塑缓冲防震包装制品生产的主要机型。我国９５％的成型机是往复式成型机，生产效率低、耗能大，原材料适应性差，迫切需要返转式成型机来解决往复式成型机的缺陷。返转式成型机于２０世纪９０年代中期才传入我国，并得以迅速发展和完善。随着国内返转工成型机的技术不断进步，越来越显示其优越性和先进性。 

　　迄今为止，我国生产的纸浆模设备能够采用先进的气控技术，ＰＬＧ人机界面等技术，能够综合纸浆模塑工艺的要求采取独特的设计，以满足生产不同类产品需要。在确保成型效果和制品质量的情况下，既可以大批量生产同一制品，也可以同时生产多种制品；还可以根据产品的规模灵活确定设备的数量；实现全自动控制。 

　　经过十几年的努力，我国纸浆模塑设备水平虽然取得了长足的进步，但仍然存在着许多不足，主要表现在：１）模具制造手段落后，效率低，成本高，导致了制品加工质量不高；２）我国９５％的成型机是往复式，三工位定型十分低调，自动化整体水平不高，生产效率低。设备中的热压机还在一定范围内采用电加热，耗能巨大；３）适合纸塑专用小配件主要依赖进口；４）国内纸浆模型模塑尚未标准化。 

　　纸包装制品生产设备的发展趋势

　　纸包装容器制造设备属辅助包装机械，从以上列述的几种主要纸容器的制造设备来看，尽管纸容器各自的生产工艺完全不同，其制造设备发展的历史和背景也不一样，先进程度及国内外的差距亦有差别，但是它们的发展趋势具有如下特点： 

　　１）生产设备将向高速、高效、多功能、高度自动化的方向发展。随着科学技术的快速发展和人类社会的不断进步，纸包装容器产品多样化的发展趋势不可逆转，市场的竞争将进一步加剧。纸包装容器的制造设备必将向多功能和高速的方向发展。为提高设备的生产率和企业效益，生产率较低的单机势必被生产线所替代，那些低档次的生产线也将加速升级换代，向高速、高效、低耗、封闭无污染、高度自动化的方向发展。为了适应产品的多品种、小批量的需求，设备可以设计成模块式的，功能可加可减，在短时间内可转换成新机型，从而增加了设备的柔性和灵活性。 

　　２）设备的零部件生产将向通用化、系列化、标准化和专业化方向发展。要保证纸包装容器制造设备的高质量，其零部件的生产必须实现通用化、系列化和标准化。一些发达国家生产的包装机械中，通用件、标准件占整机零部件的７０％，有的高达９０％，远远高于我国的水平。机械零部件的生产专业化是提高产品质量、降低成本的重要手段，也是纸包装容器的生产设备发展的必由之路。设备上，很多零部件将由通用的标准件厂和高度专业化的生产厂家生产。一些控制部件、结构部件与通用设备相同，可以借用。这样对生产设备的维护、缩短设备的更新周期，提高其可靠性都极为有利。 

　　３）高新技术的广泛应用，使纸包装容器的制造设备功能日趋先进、可靠性进一步增强。我国纸包装容器制造设备的性能与国外同类设备的先进水平存在一定差距，主要反应在设备的技术含量上。重视高新技术的应用已成为提高设备的先进性、可靠性的主要途径。今后在研发纸包装容器制造设备时，应广泛采用ＣＡＤ、ＣＡＥ、有限之分析、优化设计、可靠性设计、并行设计、模块化设计等现代设计方法，大力采用ＣＡＭ、ＣＮＣ、ＣＡＰＰ等现代制造技术，以提高设备的设计、制造水平。还要大力推广和应用微机控制技术、在线监测和显示技术，以适应多功能、高度可靠、易操作、低成本的要求，增加设备的灵活性、适应性。