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我们和新冠疫苗之间 差了70亿个玻璃瓶

2020-01-19

绿色包装 2020年7期
关键词:印刷版纸板印刷

我们和新冠疫苗之间 差了70亿个玻璃瓶

目前,全球范围内已有100多个团队正竞相研发新冠疫苗,世卫组织在新冠肺炎例行发布会透露,全球已有超过200个候选疫苗,其中15个正在进行人体临床试验。但坏消息是,由于储存疫苗所需的玻璃小瓶不足,因而即使疫苗获得生产批准,恐怕其也无法立即在全球范围内推广。

早在四月底,在美国忙着积极抗疫的盖茨说:“甚至连疫苗瓶、灌装程序,全球都没有足够的储备。”

6月16日,《华尔街日报》网站再一次发出警示:全球性的玻璃短缺已经出现。即使新冠疫苗真的被研发出来,也无法及时有效地被运往世界各地;也就是说,疫苗产出来装的瓶不够,继而不能让需要的人都用得到。

那么现在世界上拥有多少个疫苗瓶呢?

4月30日,牛津大学医学院教授John Bell在接受BBC采访时曾说:“目前全球只剩2亿个疫苗玻璃瓶了。”英国惠康基金会主席Jeremy Farrar也同意:“现在正爆发玻璃瓶短缺危机。”还需说明的是,这2亿支疫苗瓶,可不是全部留给新冠疫苗,还得保障流感、伤寒和脑膜炎等疫苗的供应。

疫苗瓶短缺意味着,即使新冠疫苗研制成功,全球还将有数十亿人难以接种疫苗。

那疫苗瓶的生产,能赶上疫苗研发的速度吗?雪上加霜的是,疫情冲击之下,疫苗瓶的生产链也受到了影响。

全球四大疫苗制造商——葛兰素史克、默克、赛诺菲、辉瑞生产了全球近90%的疫苗。

在被问及小玻璃瓶的时候,葛兰素史克方面回应的还比较“体面”:“考虑到现在和未来的需求,我们会继续与供应商密切合作,包括玻璃瓶供应商”。默克集团的疫苗制造前负责人维杰·沙曼特直接表示,“生产任务难以解决。想着这个事我晚上就睡不着觉”。

而且以目前的研究进展来看,人们可能需要不止一次接种新冠病毒疫苗,以增强其对新冠病毒的免疫力。也就是说或许一个人需要很多个疫苗瓶装疫苗,全世界目前有75.9亿人,到底需要多少玻璃瓶呢?太平洋证券的医药研究团队给我们算了一笔账:到底几剂疫苗的免疫作用最好,疫苗能有多少渗透率都未可知。渗透率50%,注射两次,那么就要用到70多亿个玻璃瓶,现在如果世界上仅有2亿个还要供其他疫苗用的话,这差距确实有点大。

近日被免职的前美国生物医学高级研究和发展局主任曾于5月5日宣称,他已警告美国卫生部用来装疫苗的玻璃小瓶“严重短缺”,“生产足够的小瓶来满足美国疫苗需求可能需要长达两年的时间。”

疫苗还没到,容器却先成了“瓶颈”。药用玻璃,并不是像啤酒瓶子一样好“凑合”。玻璃本身并不是十分惰性的,药品与玻璃长期接触,会发生碱金属离子析出,砷、锑、铝离子会泄露到药液中,砷、锑为有毒的重离子,而铝离子是老年痴呆症的重要诱因。疫苗不是普通液体,装在玻璃瓶里,有几个基本的要求,如清洁卫生、耐低温、抗磨损、气密性好、不能产生化学反应……其中,不能产生化学反应,最为关键。疫苗是化学制剂,一旦与玻璃瓶发生化学反应,就会被污染,产生安全隐患。

这就需要看玻璃的耐水性:耐水性能越高,与药物发生反应的风险就越小,玻璃瓶的质量就越好。按耐水性由低到高,药用玻璃可分为:钠钙玻璃、低硼硅玻璃与中硼硅玻璃。

那装疫苗的药瓶子应该用什么玻璃制作才安全?中性玻璃!

这类玻璃具有较好的化学稳定性,氧化铝含量低,耐水、耐酸性能优良,对药物有很好的保护作用,与药液长期接触过程中不会引起PH值的变化,不会有沉淀物析出或玻璃屑脱落(这类玻璃称之为中性玻璃),这类玻璃在国际上也被称之为I类瓶。

影响玻璃性能有很多因素,其中重要的一点是三氧化二硼含量,含量在8.0-12.0(m/m)为中硼玻璃,含量>12.0(m/m)为高硼玻璃,中硼与高硼玻璃都较好地符合中性玻璃的要求。

国际市场上特别是欧美市场,注射剂包括注射用、血液和血液制剂等,原则上都使用I类玻璃,也就是说日常见的疫苗等水针剂的注射剂按照国际标准都应当使用I类玻璃。

中国说不缺,但合乎要求吗?

针对疫苗瓶短缺的问题,5月18日,中国疫苗行业协会官方微信透露,针对近日部分媒体关于“疫苗瓶短缺将影响疫苗生产”的报道,中国疫苗行业协會基于疫苗瓶产业观察与行业数据,在与数家标杆企业沟通论证后认为,中国具备优质疫苗瓶生产的产业基础,据不完全统计,年产量至少可达80亿支以上,能够满足新冠疫苗生产需求。

中国大部分的中硼硅玻璃依赖进口,为什么还能生产80亿支疫苗瓶?原因很简单,全球范围内短缺的疫苗瓶,与中国能生产的80亿支疫苗瓶,不是一回事。说得再直接点,中国的疫苗瓶,用的材料不是中硼硅玻璃。统计数据显示,中国90%以上的药用玻璃瓶,还在使用低硼硅玻璃。

在我国,每年的中硼硅玻璃需求量约5万吨,自产率却仅为7%至8%。《中国药用玻璃包装深度调研与投资战略报告(2019版)》显示,我国药用玻璃制品目前主要还是以低硼硅玻璃和钠钙玻璃为主。主要原因在于,对于我国药用玻璃生产企业而言,中硼硅玻璃成本较高,其次,中硼玻管的生产稳定性较难控制。

残酷的现实是,欠发达的医药包装水平是医药行业内的公开秘密。我国每年生产生物制剂、疫苗等各类注射剂的规模在300亿支以上,但是国内一年生产的相对符合国际标准的I类瓶的规模也仅在30亿支上下,国内药企大量使用的是低硼玻璃(达不到中性玻璃要求)以及钠钙玻璃。

低硼玻璃为我国特定历史发展的产物,20世纪60年代国内医药行业发展速度较快,国内企业研制生产了可基本满足当时药品使用要求的低硼硅玻璃(三氧化二硼含量5-8%(m/m))。

即使未证明纸张本身符合FDA标准,也可以将某些涂料应用到纸包装上,并且证明该涂料可以使不符合FDA要求的纸张与食品接触点之间起屏障作用,防止有毒或有害物质的迁移,并且涂层本身没有任何关注的成分。

对由再生纤维制成的食品接触纸板的化学测试协议,是一种自愿机制,旨在识别再生纸中是否存在有害物质,包括多氯联苯(PCB)、重金属、挥发性有机化合物、农药和邻苯二甲酸盐等,为在食品接触产品中使用再生纸板提供保证。

星巴克一直大胆地在其标志性咖啡杯中使用再生纤维。星巴克的目标是到2022年将杯子的可回收成分、可回收性和可重复使用性提高一倍。他们公司宣布了一项新的合作,名为“杯对杯:闭合循环”,旨在创建一个使用星巴克杯子的系统。使用专有的重新制浆技术进行制浆,然后将回收的纤维送到WestRock,后者将制造100%符合FDA要求的可回收杯子,使星巴克杯子可以重新使用,像清洁、安全的纤维一样用于制造新杯子。

伴随着环境保护和循环经济的不断升级,再生资源越来越受到重视和欢迎,再生纸在包装材料中的重要性会日益提升。(华冬)

如何面对一年5000亿只废饮料瓶

环保、可持续、减塑、低碳……这些在数年前还听上去有些高大上和遥不可及的口号,如今正在变成我们的生活符号,人们的目光聚焦到环保型产品和包装上。可再生饮料包装不仅肩负着可持续发展的重任,也是推动行业创新、树立品牌公信力的有力武器。

饮料与我们的生活密不可分,它也是消费量巨大的快消品类,每年消耗的包装数量十分惊人。2019年,全球每分钟售出的饮料瓶高达100万只,一年产生5250亿只废饮料瓶,仅有10%能够回收利用。

在可持续发展理念的推动下,饮料包装行业明显加快了可再生包装的开发力度。纸盒、rPET、PLA(聚乳酸)等各类包材正得到广泛的商业化应用。包装的可再生程度,逐渐成为考量饮料品牌社会形象和影响力的重要因素。

一、饮料包装再生势在必行

国际组织和各国政府的禁塑令,也成为加速包装变革的动力。

2019年5月,“欧盟版禁塑令”生效,规定到2021年将禁止使用有替代品的一次性塑料产品,例如塑料吸管、一次性餐具、棉签等。而成员国需要在2029年之前实现回收90%饮料瓶的目标。

2020年4月,英国政府开始禁止在本国销售和使用塑料吸管、搅拌器等一次性饮料配件。此举推动全球食品与包装行业新一轮的塑料到纸秸秆的替换潮。包括全球食品包装供应商Huhtamaki,可口可乐位于澳大利亚的瓶装公司Amatil,美国餐具制造商World Centric,冰淇淋连锁品牌Ben&Jerrys等。

过去一年,饮料行业在推动可再生包装上频出大招,可持续成为饮料包装创新中的最大动力。

2019年夏天,全球最大的可口可乐独立装瓶商CCEP宣布:今后的Honest茶将全部采用100%可回收的rPET瓶包装,参与此项包装更换计划的还有 GlacéauSmartwater和Chaudfontaine瓶装水。

2019年8月,可口可乐公司在美国推出首款HybridBottle包装瓶,由50%的植物基可再生材料和可回收PET制成。

2020年1月,雀巢旗下高端水品牌Perrier启动名为“下一代包装運动(Next Packaging Movement)”的可持续创新项目。Perrier与致力于可持续方案科学研究的法国SoScience公司合作,加大100%再生和可回收包装的开发力度,并对以可持续包装为目标的初创项目进行大力资助。

二、再生饮料包装的环保性

许多包装公司都发布过各类饮料包装碳足迹的对比结果。随机摘取了SIG和Alko(芬兰饮料公司)的对比结果,可以看到:纸盒所产生的碳排放量远低于塑料瓶和玻璃瓶。奥地利市场咨询机构c7-consult生命周期评估研究显示:饮料纸盒和rPET在包装生命周期中的价值明显高于其他包装。在生产阶段,可再生包装向大气中释放更少的二氧化碳;仓储阶段,由于其重量轻,易于堆叠,而能节省仓储空间,节约与之相关的能耗;在运输和储存过程中,可以保护产品免受光线和氧气的影响;在使用后,可得到100%的回收处理。

可再生包装体现出的环保特性成为吸引消费者注目的重要因素。根据科尔尼的调查结果,欧盟和美国三分之二的消费者愿意为带有可持续包装的产品支付溢价。在《2020食品饮料可持续发展包装趋势》白皮书中,60%的消费者更愿意选择植物基的包装,72%的千禧一代更喜欢使用可重复利用的纸质或植物基包装。

三、环保包装群英亮相

可再生包装高举环保大旗,在消费者的欢迎之下,跑入包装产品的队伍,展示自身优势,争取自己的“粉丝”。

1、环保新秀无菌卡特罐

HORAUF是德国生产食品设备商的老牌公司,在纸复合材料加工及将纸容器成型方面拥有丰富的经验。目前,HORAUF在国内成立一家合资公司G&H,将新颖的卡特罐专利技术引入国内市场,提供非碳酸类饮料应用无菌纸易拉罐系统CartoCan 的一站式解决方案。

CartoCan (在国内称为卡特罐)是HORAUF的一款创新产品,也是当今无菌饮料包装家族向可再生方向延伸的一个典型。准确地讲,CartoCan 是一套完全集成的无菌包装系统。它包括罐成形机、填充和密封装置,拉环生产和其他必要的消耗品。在使用可再生纸板复合材料技术的基础上,HORAUF对液体CartoCan 生产技术做了升级,将特别开发的多层屏障结构材料集成到液体CartoCan 制造工艺中,最终获得密封且视觉上有吸引力的产品。

在常温条件下,CartoCan 可达到长达12个月的货架期,饮料的香气、色泽和味道均能得到很好的保护。

CartoCan 在环保上的表现同样毋庸置疑。与PET相比,Cartocan 的主要优势在于其重量不足PET的一半。而与铝相比,Cartocan 的主要优势在于碳排放量。同样容积下,使用50%可再生原料的Cartocan 罐所产生的温室气体排放量比铝罐要少40%。

CartoCan 无菌纸罐的优点可以概括为:撕开即饮;先成罐后灌装;UHT杀菌,低温冷灌;零添加,最大程度保护营养不流失;实现12个月常温货架期;设计现代简约,增加外观吸引力。在提高包装实用性能的同时,CartoCan 无菌纸罐大大提升了产品包装的差异化、个性化、高端化,也更加卫生环保。

CartoCan 罐的适应性极强,果汁、能量饮料、牛奶和咖啡饮料,甚至酒精饮料和鸡尾酒,都可以无菌灌装到CartoCan 罐中。

瑞典饮料企业LOfbergs旗下采用CartoCan 无菌纸罐的有机冰咖啡获得了2019年SIAL创新铜奖。同时,因为在旗下产品中广泛使用CartoCan 罐,LOfbergs也在2019年第二次荣获West London Business Awards“可持续供应链”大奖。

2、纸盒减少80%塑料使用量

EvergreenPackaging 是植物基包装解决方案的全球领导者,是世界上液体包装盒的头号供应商。他们开发的PlantCartonTM由至少70%的木质纤维制成,在全球应用广泛。

2019年,美国有机饮料品牌New Barn Organics将其塑料包装杏仁奶生产线转型为PlantCartonTM纸包装生产线。新纸盒包装不仅在盒身主体材质层中使用70%以上的植物纤维原料,而且阻隔涂层97%是由利用甘蔗制取的可再生材料制成,整个包装减少80%的塑料使用量。品牌商还宣称:包装制造中所需能耗的50%以上来自生物质能源。新包装设计成白-绿相间的环保色系,并用整个侧面讲述PlantCartonTM纸盒的来历。

EcoFocus消费研究指出:72%的食品购买者会格外中意那些承诺仅使用可再生包装的品牌。事实证明,New Barn Organics这款杏仁乳包装的确在货架上引人注目。消费者读着那些令人怦然心动的数字和包装的故事时,更坚定了购买决心。此款包装在Beverage Industry年度可持续包装读者评选中以72%的投票率脱颖而出,当选为2019年最佳饮料包装。3、木纤维瓶引人注目

2019年3月,瑞典纸包装公司BillerudKorsnǎs与奥地利塑料包装生产商Alpla开始携手研究纸质啤酒瓶,重点攻关隔水隔氧等技术难点。当年9月,二者合资成立Paboco(“纸瓶公司”的缩写)。该企业的目标非常明确,就是制造含有“可阻隔水蒸气和氧气的生物基屏障”的木纤维饮料瓶,以及用生物复合材料或纯纸制造的瓶盖。

2019年10月,嘉士伯公司联合Absolut(保乐力加旗下品牌)、可口可乐、法国个人护理公司LOreal加入由Paboco创立的“先锋联盟”,共同推进可持续包装的开发。实际上早在2015年,嘉士伯就已联合多家纸包装供应商及丹麦技术大学研究人员,进行木纤维纸质瓶的材料测试及瓶型设计。

在2019年的C40全球市长峰会上,嘉士伯全球首款纸制啤酒瓶惊艳亮相。这款纸酒瓶也成为嘉士伯“Together towards zero initiative(共同达成零排放倡议)”的关键部分,该倡议承诺公司到2030年实现啤酒厂零碳排放,并将整个价值链的碳足迹减少30%。

嘉士伯目前公布了2款可再生瓶的原型。两款包装的主要区别在于内部阻隔层,其中一款使用可回收 PET聚合物薄膜,另一款为100%生物基PEF聚合物薄膜。Paboco官方和嘉士伯集团发展副总裁Myriam Shingleton,对于纸质酒瓶表达了相同的评价和未来预期:“当前问世的第一代绿色纤维瓶仍然是完全可回收、部分可再生。我们对这方面取得的进展感到满意。因为这是迈向市场的第一步。创新需要时间,我们会继续攻克剩余的技术难题。下一代纸瓶,将是一个真正可持续的替代方案。”

4、100%可降解的草本饮料瓶

苏格兰初创公司Swheat以竹和麦草制成纯植物材质的饮料瓶,不仅可以完全生物降解,实现零污染,而且具有天然的抗菌和防臭功能。除了瓶盖,瓶子底部也可以打开,这一看似不起眼的巧妙设计使得清洗用水量比一般饮料瓶减少了70%。

2019年8月,Swheat在知名众筹平台crowdfunder上发起众筹,成为该平台首个聚焦植物基包装的项目。Swheat在30天内获得数百位热心人士的支持,目标完成率高达214%。

5、拆解式膜纸包装盒方便回收

在我国,各地推行的垃圾分类只要求将垃圾装到合适的袋子里。而在日本,分类的要求明显提高:比如饮料纸盒在回收之前需要在家中预先拆解晾晒。传统的酒类纸包装为了保存风味,大多使用阻隔性强,印刷强度高的外包装,同时使用需要拆解的塑料瓶口,无形中增加了回收难度。

如果能够提高包装拆解的便利度,其实也是另一種形式的环保。大日本印刷株式会社针对此种情况开发出2款新型酒类纸包装。新包装使用特殊的覆膜技术与形状设计,可以方便地拆解包装,同时分离不可回收瓶口、内膜与可回收的纸质部分,使垃圾回收更加简单易行。

国内:基本相反,绝大部分企业都是操作侧进纸和出纸,夹抱车出入于操作侧一面,安全隐患比较大。

②制箱部分物流

ALLARD公司:当纸板制作完成后,有电动推车把纸板送到预定的印刷机台后面,电动推车也是根据生管系统下达的指令进行作业。根据订单排程把纸板送到预定地点,然后印刷机根据纸板的顺序进行有效的生产。

国内:许多企业电动推车采用人工进行分流,将分流的纸板排序到印刷机后段,完全是人工进行操作。不过还有大部分企业连此动作都没有,后期找纸板时间浪费非常多,甚至因找不到纸板导致重新制作订单。

③印刷机

ALLARD公司:纸箱制作主要是以印刷联动线为主,印刷机配置自动送纸机、自动打包机、自动堆码机,所以2人操作就可以完成。1个人负责自动送纸和印刷段,1个负责打包和自动堆码段,这样的产能是非常高效的。

国内:国内最好的企业都是3人完成,没有完全实施自动堆码的动作。完全自动送纸机、自动打包机和半自动的堆码机,这种配置在国内已经是非常好的,为数不多。

④入库

ALLARD公司:纸箱制作完毕后,自动堆码机出来的产品直接进入仓库物流,仓库物流会进行产品打包机垫栈板的动作,然后进入仓库放置。

国内:将产品打包及垫栈板后由叉车进行货物的放置,由人员进行操作完成。

(二)德国三级纸箱厂:数万平方米车间只需2人管控

德国有一家纸箱厂,全厂几乎没有1个工人参与生产,所有生产全靠机器完成。华印专家走访发现,这个数万平方米的车间里,设备摆放整齐,各个环节衔接有序。

其人员配置如下(单位:人):

由表可见,德国纸箱厂与中国纸箱厂的人工差距最多可达5倍。

中国纸箱厂印后工序人工配置现状如下:

上料部分:虽部分配置了自动上料机,但仍需1名操作工进行搬运和翻板的工作。

模切部分:与德国企业相同,由一名模切机长负责操作。

分片部分:根据订单情况,1开2,1开4,1开8分片,通常需要2-5个人完成。

打包部分:通常由分片人员手动分片完成之后,进行手动打包。

堆积部分:打包完成之后,手动进行堆码工作。

德国纸箱厂的设备配置为:全自动上料机+模切后道处理+全自动分片机+纵向分片机+自动转向机+自动堆码机。纸箱厂采用整厂自动化物流系统,印刷机将纸板印刷完成之后,由物流系统根据后道生产工序安排,自动将纸板送至下一工序的端口;随后,由自动上料机进行自动上纸,去掉人工搬运、翻板的过程,直接送入全自动模切机;完成模切工序后,再由纵横组合分片机对模切产品进行自动分片,并根据订单信息自动调整后道尺寸;分片完成之后,根据电脑预设的堆积方式,由全自动堆码机进行堆码工作。整个生产工序仅由1名模切机长及1名品检员完成即可。

(三)南美的纸箱厂与中国纸箱厂的14个不同点

达成包装张惠忠先生参观了美洲的三家纸箱厂,从专业的角度归纳了中美纸箱厂的14个不同点,对国内纸箱厂的转型升级有一定的参考价值。

1、印版存储在空中

利用简易轨道与计算机配合,将印版在空中运行,不占地方,存取方便。而在国内很多纸箱厂都因存储印版而头痛不已,特别是一些有年头、多品种、小批量的厂家。印版占地往往达上百平米,而且“与日俱增”,尽管年年清理,但仍然“爆仓”。

2、大量使用“机械手”

在美国的纸箱厂有一些艰苦的搬运工位,广泛使用了“机械手”,随着中国劳动力“红利”的消失,艰苦岗位的工人越来越难招聘,今后“机器代人”也是个发展趋势。

3、龙门打包机

国外纸箱很多采用带托盘“装托出货”,在出货前,用大型“龙门打包机”整体打包。整齐、规范、省人力,比国内用缠绕膜旋转打包省钱。还有用“从天而降”的大型塑袋包装。

4、火车直接进原纸仓库

仓库内设专用火车月台,车皮直接进仓库,装卸快速,运输成本降到最低。

5、圆模的堆放

这样的圆模堆放,变形少。

6、紙箱加强带

纸箱上加强带与撕箱带的使用比国内先进。

7、打浆设备先进

玉米打浆机设备先进,具高速粉碎搅拌装量,将玉米粉打成超细颗粒(近似纳米),使纸板的“粘结强度”大大提高。

8、叉车改用天然气

在车间奔跑的叉车、抱车,全部用天然气罐代替柴油,所以在车间里是闻不到浓重的柴油味,燃料成本也直线下降,环保节能。

9、出货装车无需等待

车头与车厢分离,仓库备有多架空车厢。等车头一回厂,挂上已装满的车厢即可出车,无需等待时间。

10、重视安全生产

生产线女工都戴安全帽,防止长发卷入旋转机床造成人员伤害事故。而运动的机床,如印刷机旁边都有隔离护栏。有的工厂第一线生产人员,全部戴有安全帽、醒目背心与耳塞。

11、设备保养优秀

美国使用25年的纸箱联动生产线工作正常,好像新的一样。

12、医药、食品箱生产管控严格

生产医药、食品纸箱的人员,无论男女都戴透明防护帽,防止头发掉入纸箱中。

13、生产流程单简洁明了

在生产线上的流程单只有一页(正反两面),所有图纸、尺寸、工艺规格、注意事项等一目了然,更改内容后以热塑封口。

14、劳动生产率高

美国FGS纸箱厂的员工平均工龄17年,在工厂看不到多少年轻人。员工利益与公司利益捆绑在一起,员工对企业的忠诚度高,熟悉产品、熟悉设备。该厂一条BHS纸板流水线月产纸板约700万m2,订单以双瓦楞为主,产值6800万美元/年(约3510万人民币/月),人均产值是苏州达成的5倍。

(四)欧洲纸箱厂三大等级评估

在与德国、意大利等欧洲纸箱生产企业的老板进行沟通时,华印专家意外得知,欧洲包装行业对纸箱厂有着3类等级评估标准。不同于中国按照产量及场地的规模进行划分,欧洲是根据纸箱厂使用的设备自动化程度及劳动力与产出的比例进行评估。

第一類:基础纸箱厂——单机化生产

特点:该类型纸箱厂采用单机生产的模式,材料的进出、工艺的生产环节都由人工进行操作。这需耗费大量的人工成本,且生产低效。目前欧洲只有极个别纸箱企业,迫于历史遗留问题(欧洲的工厂很多是百年企业,因为法律条款的原因,无法进行基建改造),无奈部分生产环节仍采用单机生产。

另外,由于欧洲对劳工的法律保护,采用单机生产对劳工的安全存在极大的风险,若出现任何工伤问题,企业也面临着高额的赔偿,因此此类纸箱厂在欧洲现阶段基本已被淘汰。

第二类:中端纸箱厂——局部联动生产

特点:此类纸箱厂主要存在于欧洲二、三线国家。每一个单独的生产工序都采用联线生产的模式,例如模切工序:采用自动上料—全自动模切机—自动分片—打包—堆积—二次打包的方式进行。整条线的操作由1名工序机长及1名品质检测员负责。

对于欧洲二、三线国家,这样的生产模式能最大化地降低建厂时劳动力及设备采购的投资压力。纸箱厂通过这一模式来提高效率,从而提高企业的利润率。

第三类:高端纸箱厂——“无人化”工序智能联动生产

特点:此类纸箱厂普遍是基于“中端纸箱厂”的基础上发展形成,在欧洲主要工业国家已成为标准模式。意大利、德国、英国、法国、西班牙、瑞士等国家在建厂之初已按此模式进行规划,并通过逐步完善的方式进行实现。

此外,随着欧洲工会对劳工保护政策越发的严格,以及用工成本的不断上涨,高端纸箱厂不得不采用“无人化”工序智能联动生产,来进一步提高生产效率的同时,简化生产环节,以此降低管理成本。例如,将“高清印刷-模切-后道处理”3道工序整合为一体,实现工序智能化生产。

二、印后联线生产与单机生产的效率差异

联线生产的优越性众所周知,但中国纸箱厂要实现印后的自动化和智能化,不能一蹴而就,由于国情的不同,国外先进的联动线生产模式无法完全照搬,且国外进口联线设备价格昂贵,只有小部分有实力的企业可能引进,对大部分企业来说,只能从部分自动化、局部联线生产做起。从长远来讲,全联线生产一定是中国纸箱厂未来发展的方向,下文重点介绍智能印刷联动线的特性以及对联线生产与单机生产的效率差异作比较。

(一)智能印刷联动线的关键特性

华印专家通过多年对欧洲纸箱厂和设备操作的考察了解,对印刷联动相关的智能化功能做了总结。一般来说,一套整体智能印刷联动线应配置自动送纸机、印刷机联线、自动打包机、自动堆码机,必须具备以下几个智能化功能:

①全自动送纸

国内使用自动送纸机的企业相对比较少,常见的是人工送纸,好一点也就是使用半自动送纸机。自动送纸机在欧洲是必要的生产设备,可以大幅度地减少送纸人员,降低人员的劳动强度。

自动送纸机可以分为两种,即推板和整板送纸方式。如果印刷机是上印式的采用推板式送纸机,正堆纸板必须翻转过来才能使用,因为瓦线出来的纸板里向上、面向下,不适合上印式印刷机。所以上印式适合整板送纸模式进行传送。

三种送纸模式用人比例一览表:

②不停机换版

不停机换单有三种模式:固定式机组组成;分组式,当设备维护的时候可以分开;分组抽拉式,印刷刚可以重印刷组单元退出来,大幅降低印刷机准备时间,提升印刷机生产效率。

③自动装版装置

自动挂板模式分为印刷版卡扣式和印刷版吸附式。一台智能的印刷机自动挂版系统必不可少,可以提高挂版正确率,避免由于人员操作失误导致的浪费,并有利于印刷版使用寿命,又大幅降低人员劳动强度。传统挂版不精准,容易挂斜和锁不紧,且速度慢。

④油墨粘度控制系统

在油墨桶内有搅拌装置,根据搅拌速度控制油墨粘度,原理和胶水一样,速度快粘度低,可提高印刷颜色一致率。

⑤订单储存功能

当第一次制作产品后将数据记录存储在电脑内,下次生产直接调出来,生产误差值控制在2毫米内。大幅降低调机时间及调机废品,这个功能是达到一片试机的关键点。

⑥自主检测功能

当设备坏了或需要保养,系统会自动提示故障点,并能把一些问题自动排除,大幅降低了人员劳动强度。

⑦快速安装模板

自动换模技术在欧洲工厂是非常普遍的,能快速地把模具更换,不使用螺丝紧固,此系统采用蘑菇钉气压式锁模,安装及拆除非常便捷。安装一块模切板1-2分钟,低于国内的5-8分钟。

⑧快速洗清油墨系统

2-3分钟即可清洗完网纹辊,供墨和洗墨分别工作,清洗方式靠气压模式进行快速清洗,既能节约用水又能减少洗墨时间。

⑨打包机具备每分钟25包的功能

印刷联动线的打包机配置的时候需要考虑打包速度及打包成功率,如果打包速度慢就会影响到印刷机的生产效率。传统打包机需要1-2人,打包速度是每分钟15包;自动打包机不需要人工,速度可以达到每分钟30包。计算自动打包机的速度时,应考虑到三层和五层纸板及打包数量,如10个一包,那么打30包就能满足300张/分的车速。打包机下传送轮必须配置防滑装置,适合打泼水剂或纸表面光滑的纸箱。

⑩自动堆码速度能保障25包的速度及8种以上堆码方式

现在国内外自动堆码形式一般为两种:一是机器人采用手臂抓取自动堆码;另外一种就是采用自动堆码设备。自动堆码不需要人工,传统堆码需要2个人,自动堆码设备可以满足高速生产时堆码的需求,同时也减少了用人成本。

(二)联线与单机效率与成本差异分析表

联线生产与单机成产的效率差异、年产值差异、人工工资差异,以及人工占生产成本比如下列表格所示。

(三)印刷聯动线2个操作人员如何分工最有效率

首先,生产准备分工为:1人准备纸板+调整送纸单元+换印刷版+上/洗墨;1人负责设备调试+打包机+堆码机设置。

其次,生产过程中分工为:前段人员负责操作送纸机,准备下一订单的纸板、油墨、印刷版,检查纸板质量;后段人员负责产品检查,负责自动打包机和堆码机运行,生产调整。

最后,总结起来,印刷联动线的2个操作人员分工如下:

注:1套智能联线的产能相当于4套单机设备的产能;相同产能情况下,联线所需人工仅为单机的1/16。

前段人员需要做的工作有:印刷版拆卸;油墨清洗与更换;送纸机调试;准备纸板;试机时协助检查。

后段人员需要做的工作有:模切安装;印刷机数据输入与调试;打包机设置;堆码机设置;生产过程进行检查。

三、如何通过智能化提升纸箱品质

任何智能化、自动化的实现都要以产品的生产品质为前提,没有品质的高效率生产是不可取的,也不是纸箱厂转型升级的方向。所以,在使用智能化设备时,纸箱厂务必把握好产品品质,本文重点讲述如何通过智能化提升印刷品质。

1、气囊式刮刀

气囊式刮刀的优点是,可以根据产品需求调节墨层厚度,刮刀受气压控制,刮墨均匀,保证颜色一致。而且比起传统式刮刀可延长寿命30%左右。

2、平网印刷

平网印刷版的耐印次数是100万印次,传统印刷版的耐印次数是70万印次,平网印刷版的寿命可延长30%左右,且网点扩大小,利于印刷质量的保证。

传统印刷版和平网印刷版的涂布纸印刷比较,常规印刷版印刷涂布纸时印刷面会出现不均匀,微网穴印刷版就相对均匀。

从印刷版来看,微网穴印刷版表面平整,常规网点为凸起点,是圆顶的网点,容易受到压力变化影响印刷品质。

从网点印刷方面来看,常规的印刷版不能1:1网点制作,印刷网点变形大;平网版网点是按照1:1制作网点,印刷网点不变形。

3、真空吸附传递模式

真空吸附传送的优点是,纸板是跟随皮带运行,纸板传递平稳,其印刷套色精准;而传统印刷机的带纸轮传送模式由于设备震动、齿轮精度、印刷单元传递等因素,其套印精度、印刷精度较差。真空吸附传送也有其缺点,一旦漏墨将殃及传送系统,很难清洁。

传统模式包括送纸轮和皮带两种模式。送纸轮传送模式可采用5组前缘送纸轮,延长送纸平台有利于送纸平稳,生产纸板宽度较小时,优于三组送纸轮模式。皮带送纸模式的优点是,传递纸板摩擦力大,利于生产弯翘纸板,缺点是皮带容易磨损,容易打滑,需要经常清洁维护。

真空吸附传送模式,其保养非常重要,如长时间不加油将会严重影响到传递精度。

4、除尘系统应用

印刷生产的时候如果除尘效果差,那么擦印刷版的几率就会大大增加。所以可在送纸轮后段加装圆形的除尘刷子,跟随车速同步转动进行除尘;下印式印刷机,可在下轮安装一个除尘毛刷,跟随设备同步运转。

5、印刷机双网纹辊的应用

常规印刷机网纹辊都是固定一个,双网纹辊有2个网纹辊。印刷机双网纹辊的应用优点是,可以在一个印刷单元配置两个网纹辊,根据产品需求进行调整使用。切换网纹辊只需1-3分钟,操作非常简单

当使用200目和400目网纹辊印刷时,可将相应的网纹辊转到指定位置,如下图所示:

四、纸箱行业的智能化转型

国务院于2015年5月初公布实施制造强国战略的第一个十年行动纲领——《中国制造2025》,标志着中国制造业转型升级的大幕正式拉开。“中国制造2025”规划的一个主攻方向是“智能制造”,这也是“工业4.0”的核心思想。

中国制造企业如何参与到“中国制造2025”战略中来?如何牢牢把握这一历史性机遇实现转型升级,获得长远发展?这些都是实实在在摆在中国制造商面前的问题。

纸箱企业竞争力的核心要素是成本、效率、品质。在智能制造这条路上,我们不能赶潮流,要根据企业自身情况踏踏实实,一步一个脚印地走,从局部智能化再到整厂智能化,并时刻把提高企业核心竞争力和智能制造结合起来,既解决效率的提升和品质的提高等问题,又要增强企业及产品在市场上的竞争力,让一切从遥不可及到触手可得。

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