瓦楞紙箱爆線的分析及模擬加濕通道的改善方案

蔣釗睿

摘要：爆裂是非常嚴重的紙箱質量缺陷之一，行業(yè)內稱之為爆線，一旦發(fā)生既影響產(chǎn)品外觀視覺效果，也影響產(chǎn)品物理力學性能，造成嚴重的經(jīng)濟損失。針對爆線問題，本文重點分析產(chǎn)生的原因，并在分析傳統(tǒng)解決辦法的基礎上提出我司采用的便捷模擬加濕通道解決方案，即運用天橋上搭大棚的形式。通過大量測試，其數(shù)據(jù)表明此方案能通過鎖住水分來解決秋冬季節(jié)瓦楞紙板爆線的問題，大大提升了公司的產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益。

關鍵詞：瓦楞紙箱；爆線；含水率；天橋；大棚

中圖分類號：TB48；TB484.1 文獻標識碼：A 文章編號：1400 （2021） 08-0037-05

Analysis of Corrugated Box Cracking and Improvement Scheme of Simulated Humidification Channel

JIANG Zhao-rui（Shanghai xintonglian Packaging Co.， Ltd.， Shanghai 201908， China）

Abstract： Cracking is one of the most serious carton quality defects， which is called Cracking line in the industry. Once it happens， it not only affects the visual effect of the product appearance， but also affects the physical and mechanical properties of the product， causing serious economic losses. In view of the problem of burst lines， this paper focuses on the analysis of the causes， and on the basis of the analysis of traditional solutions， proposed our company adopted a convenient simulation of humidification channel solution， that is， the use of greenhouse on the bridge. Through a large number of tests， the data show that this scheme can solve the problem of corrugated cardboard burst line in autumn and winter season by locking water， and greatly improve the companys product quality and economic benefits.

Key words： corrugated box； cracking； water content； overpass； greenhouse

瓦楞紙箱作為環(huán)保型的包裝材料已經(jīng)成為一種主流趨勢。特別是在現(xiàn)階段全國范圍內對環(huán)境保護的大趨勢下，瓦楞紙箱與我們的生活、工作已經(jīng)戚戚相關，密不可分。在我們的生活中，信息網(wǎng)絡發(fā)展給我們帶來了前所未有的便捷，我們隨處可見的快遞物流業(yè)，在包裝上廣泛采用紙箱作為貨品的外包裝容器，這也是瓦楞紙箱行業(yè)快速發(fā)展的一大助力[1-2]。

隨著市場對瓦楞紙箱的需求增加，各企業(yè)在瓦楞紙箱生產(chǎn)過程中對提高效率、改善品質、減低損耗、降低成本等不斷提出更高要求。其中，紙箱爆線問題是紙箱制造過程中品質改善的重要問題之一。瓦楞紙箱搖蓋上的壓線爆線在瓦楞紙箱GB/T6543-2008中描述為紙箱面里紙裂縫，并定為輕缺陷，面紙不得有裂縫，里紙允許裂縫總長度不超過70mm，如圖1（a）所示[3-4]。這是紙箱的一項重要問題點，行業(yè)內都在想盡辦法消除該問題，從而來促進產(chǎn)品質量提高，降低損耗。

1 瓦楞紙箱爆線產(chǎn)生原因

如何消除瓦楞紙箱爆線，各企業(yè)對其非常重視，都在尋求各種解決方案。要想徹底且科學的解決問題，首先需要研究爆線產(chǎn)生的原因。我們通過控制瓦楞紙板面、里所用箱紙板配比，使其平衡的情況下，分析了影響紙箱爆線的主要因素，具體如下。

1.1 瓦楞紙板的含水率

瓦楞紙板含水率低是紙板爆線的主要原因。含水率是瓦楞紙板重要指標之一，它直接決定著瓦楞紙板和紙箱物理性能，在遇到潮濕的環(huán)境時，會因為吸潮而使得強度降低，在干燥環(huán)境中紙板的水分蒸發(fā)會降低其含水率[5]。瓦楞紙板含水率低時會發(fā)生爆線問題，一般含水率低于6%時，瓦楞紙板爆線問題表現(xiàn)得特別明顯。因為含水率降低時，紙材的纖維收縮，柔性下降，脆性上升，耐折等性能變差，尤其是含水率低于5%時，耐破裂、耐折等性能下降較快，從而導致爆線問題發(fā)生（圖1（b））。

試驗數(shù)據(jù)顯示，面里紙為250g/m2掛面箱板紙、ECT為9000N/m的五層紙板，水分低于8%時，紙箱開始爆裂。面里紙改用耐折性能非常好的牛皮箱板紙時，紙箱抗爆裂能力明顯提高，但若其水分含量低于6%時，紙箱也會開始出現(xiàn)爆裂。因此，保持紙板水分是非常重要的防止紙箱爆裂的解決方法[6]。

1.2 瓦楞紙板所用的原紙

瓦楞紙板所用原紙的種類、強度的高低與瓦楞紙板的爆線問題有著比較密切的關系。原紙的種類和強度，一般根據(jù)造紙材料所用木漿含量的高低等來加以區(qū)分。相同條件下，一般有以下規(guī)律：

1）?？埮c牛皮掛面紙比較，不易發(fā)生爆線問題。目前常用的牛皮箱紙板一般采用全木漿原料制造，成本高，其中面層漿主要為長纖維或者短纖維，而纖維長度是影響撕裂因子的主要因素，以短纖維為主的紙張強度較弱[7]；

2）牛皮掛面紙與再生紙比較，不易發(fā)生爆線問題；

3）此外，瓦楞紙板用原紙的定量與厚度高低，對爆線問題也有影響。同種紙張，高定量原紙與低定量原紙比較，因為厚度大，耐折度下降，容易爆線[6]。

近幾年隨著國內對環(huán)保要求的提高，國家對進口原木漿廢紙實行一系列控制措施后，使得造紙制漿環(huán)節(jié)遇到了很大的挑戰(zhàn)。原先，在箱紙板的造紙過程中，國外進口廢紙比例占到35%，國外進口的原木漿廢紙能夠大大提高制漿過程中纖維長度。隨著環(huán)保的控制，國外廢紙無法流入，現(xiàn)在造紙制漿的主要原料是國內廢紙。當原紙反復回收抄造后紙漿纖維長度變短、節(jié)點較少，這樣造出來的箱紙板性能進一步降低，紙板很容易產(chǎn)生爆線問題，尤其是在秋冬季節(jié)。當原漿成分較多的時候，紙漿的平均纖維長度較長，節(jié)點較多的纖維間相互纏繞，生產(chǎn)出來的原紙拉伸性能就好。橫向拉伸性能好，才不易爆線[8]。

1.3 加工環(huán)境的溫濕度

結合與瓦楞紙箱接觸十幾年的工作經(jīng)驗判斷，進入10月以來爆線的問題尤為突出。因為這個時間節(jié)點上，環(huán)境溫度驟降，特別是北方，溫度降到幾度或者零度以下；同時這個季節(jié)多風，導致氣候干燥，干冷。此時，在生產(chǎn)線上，隨著冷空氣的流動將紙張內原有的水分帶走，使紙張迅速風干，導致紙板失水嚴重。

2 常用瓦楞紙箱爆線改善方法

了解瓦楞紙箱爆線產(chǎn)生的原因后，就能夠有效解決此類爆線問題。現(xiàn)有行業(yè)內常用到的改善方法如下。

1）紙板生產(chǎn)過程中，適當增加上膠量，使得紙板瓦楞紙上膠量增加，從而提高紙板含水率。

2）在原紙進入瓦楞機前盡量減少預熱缸的包角，使原紙里的水分在經(jīng)過預熱缸的表面預熱除水時不會過多地蒸發(fā)流失。

通過測試表明，以上方法確實能有效提高紙板內的含水率，但也同樣存在弊端，因為這樣做無形中會增加膠水的用量，對膠水是一種浪費，增加了制膠淀粉的成本。同時在這個過程中為了減少水分經(jīng)過預熱缸的蒸發(fā)，使之減少預熱缸的接觸面積，里紙、瓦紙、面紙很難達到一種平衡，紙板經(jīng)過熱板烘干后紙板上下水分流失不平衡極易導致紙板彎翹，給后道工序如印刷環(huán)節(jié)等帶來很大困擾，還會造成過多的損耗。

3）在紙板下線后印刷工序生產(chǎn)過程中，在印刷機上面加裝噴水裝置，對紙板的表面進行加水處理，就是對紙板開槽壓線部位進行噴水霧處理，以提高紙板的含水率。

這項噴水霧的方法理論上可以很好地降低紙板壓線處的爆線問題，但是印刷機在高速運轉過程中，噴灑的水分未必能夠快速吸收，導致印刷過程中水珠遇到印刷面上的油墨，會使得油墨有拖墨、紙板臟污的情況出現(xiàn)，造成印刷質量問題，測試也證明此方法僅對部分產(chǎn)品有效。

4）在紙箱生產(chǎn)的釘箱或粘合工序，對紙板的壓線部位進行擦水處理，來增加紙板表面的水分，使得紙張內的纖維變軟，通過測試和長期驗證，該方法確實有很好的效果。但隨著人工成本的遞增，這種手工擦水的方法非常落后，占用很多人工，增加了生產(chǎn)成本。

3 本公司瓦楞紙箱爆線的改善方案

3.1 瓦楞紙板生產(chǎn)線的分析及改善方案的提出

結合以上的方法和驗證，各方法都有一定改善效果，但同時也存在相應的缺陷，不適合大范圍推廣。為此，我們結合企業(yè)自身現(xiàn)狀，進行大量研究和分析，確定了在瓦楞紙板下線前找出解決方案。

經(jīng)過一段時間對瓦楞紙板生產(chǎn)前、中、后各環(huán)節(jié)的認真跟蹤和思考，發(fā)現(xiàn)既然在紙板的制造過程中增加上膠或減少水分流失使得水分不均勻，只要能解決這個問題就可以大幅減少瓦楞紙箱爆線，并且避免其后工序的諸多措施。按照這個思路，我們著重對流水線進行了細致的研究。

最后發(fā)現(xiàn)，瓦楞紙板生產(chǎn)線的天橋上面有約35米的距離，有單層瓦紙在此地有停留，當然流水線開機最理想狀態(tài)是前端、后端保持勻速同步，盡量減少天橋上單層瓦紙的堆積，但實際操作中紙板生產(chǎn)線很難做到天橋不堆積。在這個堆積的過程中，難免會有水分流失，特別是在進入10月以后，隨著氣溫的降低，天干物燥，流水線車間又較為空曠，加速了天橋上的單層瓦紙在冷風中水分的流失；我們可以將紙板線天橋上單層瓦紙水分留住，就是在增加紙板下線時的含水率。

通過以上研究分析，我們模擬加濕通道設計了給紙板線搭大棚的形式（圖2），將水分留在大棚內，避免在天橋上的熱水汽被冷風帶走。在紙板天橋上運用直徑2.0cm的鋼管在天橋上方搭成2.0m高的支架，支架的寬度與流水線天橋同寬，固定在天橋兩側，每條支架間距2.5m，再用透明塑料薄膜覆蓋在支架上，對天橋進行覆蓋（如蔬菜大棚）；這樣有效地將外面冷空氣阻擋隔離，單層瓦紙上的熱氣和單面機所產(chǎn)生熱氣飄上來均被天橋上大棚收集在內，使單層瓦紙在通過天橋大棚過程中，不但不會有水汽流失，還會均勻地吸收大棚內的水汽，有效阻止在秋冬比較干冷的季節(jié)天橋上紙板水分的流失。天橋上單層瓦紙堆積時，天橋上大棚通道空間內處處均有水汽的存在，使得單層瓦紙能夠均勻地處于熱水汽之中，單層紙板里紙、瓦紙都能夠均勻地增加水汽，從而提高其含水率。此外，在這一過程中通過對天橋上面大棚通道的長度進行調節(jié)，也可以很好避免水汽較多導致的紙板性能降低。

3.2 改善方案的驗證

我們選擇同為10℃的天氣，進行了兩天實驗。相同材配的情況下，車速90m/min-100m/min，單面機、復面機控制在同等的上膠量，對兩天內的AB楞紙板進行隨機下線取樣3批次訂單，每批次訂單各抽樣50pcs，使用紙制品含水率測試儀進行含水率測試，具體抽樣測試結果如表1所示。

經(jīng)過上述實驗的取樣驗證，在秋冬季節(jié)瓦楞紙板線使用大棚后較未使用大棚的情況下，含水率提高3.03%，有效增加了紙板含水率，降低了紙板爆線的發(fā)生。

同時針對未使用天橋大棚時的2015年底-2016年初的數(shù)據(jù)，與2016年底-2017年初使用大棚的數(shù)據(jù)，對爆線問題所產(chǎn)生報廢損失數(shù)據(jù)進行匯總分析（表2、表3）。

通過數(shù)據(jù)不難看出，經(jīng)過上述改善，針對爆線問題，全廠損耗占比降低了0.11%，有效改善了瓦楞紙箱的質量，提高的企業(yè)的效率。

4 結語

文中僅對紙板的含水率和紙張纖維進行分析，其實影響爆線的因素還有很多，要想徹底解決問題不是容易的事情，我們只要認真鉆研和分析，且結合自己企業(yè)的實際情況，就能夠解決企業(yè)內爆線問題，從而改善瓦楞紙箱的整體質量。我們的研究和實踐也為同類企業(yè)分析問題和解決問題提供了參考，有助于共同推動瓦楞紙箱行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 索艷格，王長智.瓦楞紙箱在快遞物流包裝中的應用和挑戰(zhàn)[J].今日印刷，2019（11）：41-43.

[2] 楊昆，孫紹芹，何俊儀，吳蕾，曹天歌.新型環(huán)保快遞包裝設計與材料優(yōu)選[J].環(huán)境與發(fā)展，2018，30（07）：252-253.

[3] 中國標準化技術委員會. GB/T 6543—2008運輸包裝用單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱[S].北京：中國標準出版社，2008.

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