瓦楞纸箱爆线的分析及模拟加湿通道的改善方案

2021-11-02蒋钊睿

绿色包装 2021年8期

蒋钊睿

摘要：爆裂是非常严重的纸箱质量缺陷之一，行业内称之为爆线，一旦发生既影响产品外观视觉效果，也影响产品物理力学性能，造成严重的经济损失。针对爆线问题，本文重点分析产生的原因，并在分析传统解决办法的基础上提出我司采用的便捷模拟加湿通道解决方案，即运用天桥上搭大棚的形式。通过大量测试，其数据表明此方案能通过锁住水分来解决秋冬季节瓦楞纸板爆线的问题，大大提升了公司的产品质量和经济效益。

关键词：瓦楞纸箱；爆线；含水率；天桥；大棚

中图分类号：TB48；TB484.1 文献标识码：A 文章编号：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

瓦楞紙箱作为环保型的包装材料已经成为一种主流趋势。特别是在现阶段全国范围内对环境保护的大趋势下，瓦楞纸箱与我们的生活、工作已经戚戚相关，密不可分。在我们的生活中，信息网络发展给我们带来了前所未有的便捷，我们随处可见的快递物流业，在包装上广泛采用纸箱作为货品的外包装容器，这也是瓦楞纸箱行业快速发展的一大助力[1-2]。

随着市场对瓦楞纸箱的需求增加，各企业在瓦楞纸箱生产过程中对提高效率、改善品质、减低损耗、降低成本等不断提出更高要求。其中，纸箱爆线问题是纸箱制造过程中品质改善的重要问题之一。瓦楞纸箱摇盖上的压线爆线在瓦楞纸箱GB/T6543-2008中描述为纸箱面里纸裂缝，并定为轻缺陷，面纸不得有裂缝，里纸允许裂缝总长度不超过70mm，如图1（a）所示[3-4]。这是纸箱的一项重要问题点，行业内都在想尽办法消除该问题，从而来促进产品质量提高，降低损耗。

1 瓦楞纸箱爆线产生原因

如何消除瓦楞纸箱爆线，各企业对其非常重视，都在寻求各种解决方案。要想彻底且科学的解决问题，首先需要研究爆线产生的原因。我们通过控制瓦楞纸板面、里所用箱纸板配比，使其平衡的情况下，分析了影响纸箱爆线的主要因素，具体如下。

1.1 瓦楞纸板的含水率

瓦楞纸板含水率低是纸板爆线的主要原因。含水率是瓦楞纸板重要指标之一，它直接决定着瓦楞纸板和纸箱物理性能，在遇到潮湿的环境时，会因为吸潮而使得强度降低，在干燥环境中纸板的水分蒸发会降低其含水率[5]。瓦楞纸板含水率低时会发生爆线问题，一般含水率低于6%时，瓦楞纸板爆线问题表现得特别明显。因为含水率降低时，纸材的纤维收缩，柔性下降，脆性上升，耐折等性能变差，尤其是含水率低于5%时，耐破裂、耐折等性能下降较快，从而导致爆线问题发生（图1（b））。

试验数据显示，面里纸为250g/m2挂面箱板纸、ECT为9000N/m的五层纸板，水分低于8%时，纸箱开始爆裂。面里纸改用耐折性能非常好的牛皮箱板纸时，纸箱抗爆裂能力明显提高，但若其水分含量低于6%时，纸箱也会开始出现爆裂。因此，保持纸板水分是非常重要的防止纸箱爆裂的解决方法[6]。

1.2 瓦楞纸板所用的原纸

瓦楞纸板所用原纸的种类、强度的高低与瓦楞纸板的爆线问题有着比较密切的关系。原纸的种类和强度，一般根据造纸材料所用木浆含量的高低等来加以区分。相同条件下，一般有以下规律：

1）牛卡纸与牛皮挂面纸比较，不易发生爆线问题。目前常用的牛皮箱纸板一般采用全木浆原料制造，成本高，其中面层浆主要为长纤维或者短纤维，而纤维长度是影响撕裂因子的主要因素，以短纤维为主的纸张强度较弱[7]；

2）牛皮挂面纸与再生纸比较，不易发生爆线问题；

3）此外，瓦楞纸板用原纸的定量与厚度高低，对爆线问题也有影响。同种纸张，高定量原纸与低定量原纸比较，因为厚度大，耐折度下降，容易爆线[6]。

近几年随着国内对环保要求的提高，国家对进口原木浆废纸实行一系列控制措施后，使得造纸制浆环节遇到了很大的挑战。原先，在箱纸板的造纸过程中，国外进口废纸比例占到35%，国外进口的原木浆废纸能够大大提高制浆过程中纤维长度。随着环保的控制，国外废纸无法流入，现在造纸制浆的主要原料是国内废纸。当原纸反复回收抄造后纸浆纤维长度变短、节点较少，这样造出来的箱纸板性能进一步降低，纸板很容易产生爆线问题，尤其是在秋冬季节。当原浆成分较多的时候，纸浆的平均纤维长度较长，节点较多的纤维间相互缠绕，生产出来的原纸拉伸性能就好。横向拉伸性能好，才不易爆线[8]。

1.3 加工环境的温湿度

结合与瓦楞纸箱接触十几年的工作经验判断，进入10月以来爆线的问题尤为突出。因为这个时间节点上，环境温度骤降，特别是北方，温度降到几度或者零度以下；同时这个季节多风，导致气候干燥，干冷。此时，在生产线上，随着冷空气的流动将纸张内原有的水分带走，使纸张迅速风干，导致纸板失水严重。

2 常用瓦楞纸箱爆线改善方法

了解瓦楞纸箱爆线产生的原因后，就能够有效解决此类爆线问题。现有行业内常用到的改善方法如下。

1）纸板生产过程中，适当增加上胶量，使得纸板瓦楞纸上胶量增加，从而提高纸板含水率。

2）在原纸进入瓦楞机前尽量减少预热缸的包角，使原纸里的水分在经过预热缸的表面预热除水时不会过多地蒸发流失。

通过测试表明，以上方法确实能有效提高纸板内的含水率，但也同样存在弊端，因为这样做无形中会增加胶水的用量，对胶水是一种浪费，增加了制胶淀粉的成本。同时在这个过程中为了减少水分经过预热缸的蒸发，使之减少预热缸的接触面积，里纸、瓦纸、面纸很难达到一种平衡，纸板经过热板烘干后纸板上下水分流失不平衡极易导致纸板弯翘，给后道工序如印刷环节等带来很大困扰，还会造成过多的损耗。

3）在纸板下线后印刷工序生产过程中，在印刷机上面加装喷水装置，对纸板的表面进行加水处理，就是对纸板开槽压线部位进行喷水雾处理，以提高纸板的含水率。

这项喷水雾的方法理论上可以很好地降低纸板压线处的爆线问题，但是印刷机在高速运转过程中，喷洒的水分未必能够快速吸收，导致印刷过程中水珠遇到印刷面上的油墨，会使得油墨有拖墨、纸板脏污的情况出现，造成印刷质量问题，测试也证明此方法仅对部分产品有效。

4）在纸箱生产的钉箱或粘合工序，对纸板的压线部位进行擦水处理，来增加纸板表面的水分，使得纸张内的纤维变软，通过测试和长期验证，该方法确实有很好的效果。但随着人工成本的递增，这种手工擦水的方法非常落后，占用很多人工，增加了生产成本。

3 本公司瓦楞纸箱爆线的改善方案

3.1 瓦楞纸板生产线的分析及改善方案的提出

结合以上的方法和验证，各方法都有一定改善效果，但同时也存在相应的缺陷，不适合大范围推广。为此，我们结合企业自身现状，进行大量研究和分析，确定了在瓦楞纸板下线前找出解决方案。

经过一段时间对瓦楞纸板生产前、中、后各环节的认真跟踪和思考，发现既然在纸板的制造过程中增加上胶或减少水分流失使得水分不均匀，只要能解决这个问题就可以大幅减少瓦楞纸箱爆线，并且避免其后工序的诸多措施。按照这个思路，我们着重对流水线进行了细致的研究。

最后发现，瓦楞纸板生产线的天桥上面有约35米的距离，有单层瓦纸在此地有停留，当然流水线开机最理想状态是前端、后端保持匀速同步，尽量减少天桥上单层瓦纸的堆积，但实际操作中纸板生产线很难做到天桥不堆积。在这个堆积的过程中，难免会有水分流失，特别是在进入10月以后，随着气温的降低，天干物燥，流水线车间又较为空旷，加速了天桥上的单层瓦纸在冷风中水分的流失；我们可以将纸板线天桥上单层瓦纸水分留住，就是在增加纸板下线时的含水率。

通过以上研究分析，我们模拟加湿通道设计了给纸板线搭大棚的形式（图2），将水分留在大棚内，避免在天桥上的热水汽被冷风带走。在纸板天桥上运用直径2.0cm的钢管在天桥上方搭成2.0m高的支架，支架的宽度与流水线天桥同宽，固定在天桥两侧，每条支架间距2.5m，再用透明塑料薄膜覆盖在支架上，对天桥进行覆盖（如蔬菜大棚）；这样有效地将外面冷空气阻挡隔离，单层瓦纸上的热气和单面机所产生热气飘上来均被天桥上大棚收集在内，使单层瓦纸在通过天桥大棚过程中，不但不会有水汽流失，还会均匀地吸收大棚内的水汽，有效阻止在秋冬比较干冷的季节天桥上纸板水分的流失。天桥上单层瓦纸堆积时，天桥上大棚通道空间内处处均有水汽的存在，使得单层瓦纸能够均匀地处于热水汽之中，单层纸板里纸、瓦纸都能够均匀地增加水汽，从而提高其含水率。此外，在这一过程中通过对天桥上面大棚通道的长度进行调节，也可以很好避免水汽较多导致的纸板性能降低。

3.2 改善方案的验证

我们选择同为10℃的天气，进行了两天实验。相同材配的情况下，车速90m/min-100m/min，单面机、复面机控制在同等的上胶量，对两天内的AB楞纸板进行随机下线取样3批次订单，每批次订单各抽样50pcs，使用纸制品含水率测试仪进行含水率测试，具体抽样测试结果如表1所示。

经过上述实验的取样验证，在秋冬季节瓦楞纸板线使用大棚后较未使用大棚的情况下，含水率提高3.03%，有效增加了纸板含水率，降低了纸板爆线的发生。

同时针对未使用天桥大棚时的2015年底-2016年初的数据，与2016年底-2017年初使用大棚的数据，对爆线问题所产生报废损失数据进行汇总分析（表2、表3）。

通过数据不难看出，经过上述改善，针对爆线问题，全厂损耗占比降低了0.11%，有效改善了瓦楞纸箱的质量，提高的企业的效率。

4 结语

文中仅对纸板的含水率和纸张纤维进行分析，其实影响爆线的因素还有很多，要想彻底解决问题不是容易的事情，我们只要认真钻研和分析，且结合自己企业的实际情况，就能够解决企业内爆线问题，从而改善瓦楞纸箱的整体质量。我们的研究和实践也为同类企业分析问题和解决问题提供了参考，有助于共同推动瓦楞纸箱行业的发展。

参考文献：

[1] 索艳格，王长智.瓦楞纸箱在快递物流包装中的应用和挑战[J].今日印刷，2019（11）：41-43.

[2] 杨昆，孙绍芹，何俊仪，吴蕾，曹天歌.新型环保快递包装设计与材料优选[J].环境与发展，2018，30（07）：252-253.

[3] 中国标准化技术委员会. GB/T 6543—2008运输包装用单瓦楞纸箱和双瓦楞纸箱[S].北京：中国标准出版社，2008.

[4] 中國标准化技术委员会. GB/T 6544—2008瓦楞纸板[S].北京：中国标准出版社，2008.