自151年前英國人發(fā)現(xiàn)了瓦楞結(jié)構(gòu)紙板以來，世界的瓦楞紙箱工業(yè)發(fā)生了日新月異的變化。
瓦楞紙板生產(chǎn)線就是由卷筒原紙經(jīng)過壓制瓦楞、上膠、粘接定型、分紙壓線、橫切成規(guī)格紙板，最后經(jīng)堆碼輸出等工序組成的流水作業(yè)線，簡稱瓦線。瓦楞紙板生產(chǎn)線從結(jié)構(gòu)、速度、規(guī)格到控制，已經(jīng)歷了一個由簡單到現(xiàn)代、由低速到高速和由機械化到計算機數(shù)字控制機電一體化的百年發(fā)展過程。
瓦楞紙板線的早期發(fā)展歷程
1856年，英國人愛德華.希利(edwadciley)和愛德華.艾倫(edwadellen)兄弟將紙壓成瓦楞波紋形狀，作為帽子的內(nèi)襯，用來透氣并吸汗，這便是瓦楞紙的源起。
1871年美國人阿爾伯特.瓊斯(albertjones)發(fā)明了單面瓦楞紙板，用來加工紙箱，用于包裝玻璃燈罩和類似的易碎物品，獲得了美國第一個包裝用瓦楞紙的專利權(quán)。
1874年，美國的奧利佛.朗(oliverlong)始創(chuàng)在單面瓦楞紙的另一面粘貼上一層襯紙，制成雙面的瓦楞紙板，獲得單面瓦楞紙板專利。瓦楞紙板從單一功能的襯墊材料擴展到應(yīng)用于制作瓦楞包裝容器。
設(shè)計工程師cflangston于1888年從英國威爾士移民到美國費城，在當(dāng)?shù)亻_辦了一家機器制造工廠。他的第一個設(shè)計是剪切式縱切機，langston紙卷機即由此誕生。
1895年，第一個開槽瓦楞紙箱問世。同年，hinde和dauch推出了獲得專利的climax牌瓶子瓦楞紙包裝，該包裝之后用來包裝需要運輸?shù)牟Ａ粽帧?895年，瓦楞紙箱包裝開始在美國的鐵路運輸系統(tǒng)受到重視。
日本于1914年開始生產(chǎn)瓦楞紙箱。1918年，mdknowlton公司的瓦楞紙板生產(chǎn)線獲得專利。
1922年，1.32米幅面的電動單面瓦楞機誕生。1923年，出現(xiàn)了1.6米幅面的單面瓦楞機。1925年，1.88米幅面的單面瓦楞機問世。1938年，幅寬2.2米的單面瓦楞機推出。1950年，雙瓦復(fù)合瓦楞紙板流水線誕生。1959年，制造出機械連動瓦楞紙板流水生產(chǎn)線。
瓦楞紙板生產(chǎn)線的快速發(fā)展時期
20世紀(jì)60年代以后，瓦楞包裝技術(shù)有了長足的進步，一些更先進的技術(shù)裝備相繼推出，出現(xiàn)了不少高效能高度自動化控制的瓦楞紙板生產(chǎn)線，1968年推出了幅寬2.2米，速度212米/分鐘的含有無導(dǎo)爪單面瓦楞機和“雙砍刀”橫切機的現(xiàn)代瓦楞紙板生產(chǎn)線。從此瓦楞紙板生產(chǎn)線的技術(shù)進步就步入了快速發(fā)展的時期。
憑借1970到2000年的大力發(fā)展，紙箱廠得以減少了成本并提高了利潤。良好的操作加上先進的瓦線使瓦楞紙箱產(chǎn)量從1972年的每小時10000平方米提高到1985年的每小時17000平方米，到2000年，產(chǎn)量甚至達(dá)到了每小時30000平方米。
80年代中期，在機械設(shè)計和電子控制這兩大新興技術(shù)的推動下，瓦線生產(chǎn)領(lǐng)域又涌現(xiàn)出了一股創(chuàng)新熱潮。這些突破得益于機械硬件在精度和強度方面的提高，還包括新型數(shù)字電子控制，步進電動機驅(qū)動和頻控交流驅(qū)動所帶來的突破性革新。同時，人們對于瓦楞工藝中的物理和化學(xué)過程、機器的振動原因以及機器內(nèi)部的控制也有了更深一層的認(rèn)識。
目前世界上較先進的瓦楞紙板線，紙板加工幅寬擴大到2800~3300mm，運行速度高達(dá)375~400m/min，可以制作出三層、五層、七層紙的由不同楞型任意組合的各類瓦楞紙板。
瓦楞楞型的發(fā)展史
雙瓦楞紙板出現(xiàn)后的半個多世紀(jì)里，瓦楞結(jié)構(gòu)的科學(xué)發(fā)展更加完美、成熟，西方的瓦楞結(jié)構(gòu)技術(shù)傳到中國，也只有三十年的歷史，如今已基本達(dá)到了現(xiàn)代水平。
第一種研發(fā)的楞型楞高約4.5毫米，是a楞。該楞型在19世紀(jì)和20世紀(jì)之交大量使用。b楞于1910年問世，楞高約2.5毫米。這兩種楞型在20世紀(jì)60年代之前是三層和五層紙板的標(biāo)準(zhǔn)型號。這個以字母排序分型號的系統(tǒng)，并不完全依照瓦楞楞型的高度而命名瓦楞。
隨著另一種楞型的誕生而被打亂。該新楞型的高度介于a楞和b楞之間，楞高3.5毫米，稱為c楞。上世紀(jì)60年代，e型瓦楞誕生。f型瓦楞出現(xiàn)在90年代早期，在之后的五、六年時間內(nèi)余下的瓦楞楞型也紛紛誕生。在2000年年末，當(dāng)時最細(xì)小的瓦楞--o型瓦楞問世。到目前為止，有十種瓦楞楞型成為行業(yè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。
下表列出了瓦楞楞型、楞高、楞距和瓦楞率(生產(chǎn)單位長度紙板所需的瓦楞芯紙長度，又被稱為牽引因數(shù))。許多紙箱廠開發(fā)了自己的瓦楞楞型以滿足客戶特定的需求。不同廠家生產(chǎn)的瓦楞紙板或不同用途的紙板的這些數(shù)據(jù)各不相同，下表中的數(shù)據(jù)都是行業(yè)中公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。
通過使用雙楞或多楞單面機和各種類型的紙張，理論上可生產(chǎn)出幾千種瓦楞紙板，并可從中選出一種適合任何產(chǎn)品包裝的紙板。瓦楞輥作為瓦楞紙板生產(chǎn)線和單面瓦楞機的關(guān)鍵功能性部件，同時從結(jié)構(gòu)形式、精度質(zhì)量、經(jīng)濟指標(biāo)、制造材料和制造工藝等也在不斷的進步和迅速發(fā)展。
我國的瓦楞生產(chǎn)線的發(fā)展歷程
我國的紙板設(shè)備由瓦楞單機到瓦楞單面機組，再到瓦楞生產(chǎn)線三個時期共經(jīng)歷了20多年，而且一直在快速發(fā)展，至今已出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的過熱、過多、過剩的現(xiàn)象，今后將全面進入大調(diào)整。低檔瓦楞機及單面機組基本上應(yīng)逐漸退出。
中國的瓦楞紙板生產(chǎn)線創(chuàng)造了歷史最高紀(jì)錄，從而進入中國瓦楞產(chǎn)業(yè)工業(yè)化時期。未來十年或者更長時間，中國瓦楞工業(yè)將是工業(yè)化的提升期。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2003年全國擁有瓦楞紙板生產(chǎn)線已達(dá)到3000條上下，單面瓦楞紙板機7000余臺。廣東地區(qū)1100條，沿海及長三角地區(qū)1000條，內(nèi)地1000條，全國有近20000家瓦楞生產(chǎn)廠家。
2004年，我國的瓦楞生產(chǎn)線甚至已經(jīng)沖到了3500-4000條。2009年巳達(dá)到5000條。其中三分之一是八十年代中期和九十年代初期的老線，以使用十多年到二十年，基本已經(jīng)老化，不能使用。按中國市場的實際需要，目前生產(chǎn)線多余2/3。
近十年來，國內(nèi)瓦楞紙箱機械工業(yè)發(fā)展很快，已有十多個線生產(chǎn)廠，我國最大的瓦線制造企業(yè)是湖北京山輕工機械廠，2003年實現(xiàn)銷售11.5億元，售出三、五、七紙板生產(chǎn)線256條。
據(jù)統(tǒng)計，目前，我國瓦楞紙板生產(chǎn)線國外進口瓦線占8%、臺灣產(chǎn)占15%，國產(chǎn)線占77%，其中國內(nèi)市場份額中，湖北京山占27%，排第一;東光占24%，位列第二。湖北京山其單面機市場占有率達(dá)到37%。河北東光主要是針對中小型企業(yè)，占有率較為穩(wěn)定為20%。其余品牌市場較為分散，如;廣東萬聯(lián)、富利;首都機械廠;肇慶西江、嘉隆包機集團;遼寧丹東輕機廠、河北邯單等市場占有率都維持在個位數(shù)。2009年由于采購設(shè)備的進項稅可以抵扣，企業(yè)的設(shè)備購買能力和購買意愿增加，設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在增值稅改革的過程中是間接受益者。
東光中包、首都航天機械廠幅寬1.6m、速度100m/min的瓦楞紙板(箱)生產(chǎn)線已有少量出口俄羅斯、印尼、泰國等國家。肇慶嘉隆包機集團也有出口。清醒的行家分析認(rèn)為中國的瓦線已到頂點，預(yù)計今后三、五年銷售會繼續(xù)回落。說明我國瓦線已嚴(yán)重過剩。是瓦楞工業(yè)發(fā)展的障礙。
如今，我國擁有的瓦楞紙板生產(chǎn)線和單面瓦楞機從裝機數(shù)量到增長速度，包括規(guī)格結(jié)構(gòu)之多、技術(shù)水平高低之懸殊、質(zhì)量檔次之雜，均已居世界第一。同時，我國每年中低檔次的瓦楞紙板生產(chǎn)線和單面瓦楞機的制造和銷售數(shù)量也已躍居世界之最。
瓦楞紙板生產(chǎn)線和單面瓦楞機的速度從20-350米/分鐘，門幅從350-2800毫米，加熱方式有用電、液化氣、導(dǎo)熱油到蒸汽加熱，結(jié)構(gòu)從導(dǎo)爪式、真空內(nèi)吸附、真空外吸附到氣墊正壓式，運行控制從簡單機電到全自動計算機數(shù)字控制，技術(shù)性能從最簡陋的彈簧加壓到世界上最先進的(如bhs、agnati、mitsubishi等)世界級品牌的全電腦控制氣墊正壓式全自動設(shè)備等樣樣都有，高、中、低各檔次共存。由此也帶來了運行中的大大小小各式各樣的瓦楞輥及應(yīng)運而生的各種層次的供應(yīng)服務(wù)商，形成了五花八門、魚龍混雜的局面。
目前，我國瓦楞紙板的生產(chǎn)設(shè)備大體有三類。
一是傳統(tǒng)的單機，都是單一的生產(chǎn)工藝，要經(jīng)過配料、裁切、拼接、壓楞、裱膠、貼壓、干燥等多道工藝而成型瓦楞紙板，這種工藝在廣東、江浙、上海、京津等發(fā)達(dá)地區(qū)基本被淘汰。
二是單面瓦楞機組，這是我國20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的，替代傳統(tǒng)的單機生產(chǎn)瓦楞紙板，是一大進步，適應(yīng)于中小紙箱企業(yè)，生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量都比單機提高了一步，適應(yīng)性強。隨著瓦楞紙板生產(chǎn)流水線的發(fā)展，瓦楞單面機組生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量又落后一步。
三是瓦楞紙板生產(chǎn)流水線，它的特點是：將整個瓦楞紙板生產(chǎn)過程中的各種設(shè)備有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。生產(chǎn)出來的瓦楞紙板平整、含水量低、楞型挺括、質(zhì)量好、速度快，為紙箱成型后道工序提供了良好的質(zhì)量保證。所以，我國的瓦楞紙箱工業(yè)(包括設(shè)備制造業(yè)和器材與服務(wù)業(yè)等)不得不面對并必須熟悉如此繁雜的各種瓦楞紙箱生產(chǎn)線和單面瓦楞機以及瓦楞輥的不同的結(jié)構(gòu)、型式、功能和安裝、使用以及維護保養(yǎng)方法。
美國現(xiàn)有瓦線660條，紙箱生產(chǎn)企業(yè)1500家，日本25家瓦楞生產(chǎn)企業(yè)擁有瓦線477條，年產(chǎn)量134億平方米，歐洲現(xiàn)有瓦線811條，紙箱企業(yè)735家，年產(chǎn)量405億平方米，他們都經(jīng)過多年過剩的調(diào)查后，已相對合理。
瓦楞機設(shè)備發(fā)展趨勢
當(dāng)今，生產(chǎn)線也在加快更新?lián)Q代，升級提檔。
(1)向高速、高效、寬幅、低耗、封閉無污染、計算機控制、多功能的方向發(fā)展。
(2)瓦線設(shè)備的零部件生產(chǎn)將向通用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化方向發(fā)展。
(3)高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，瓦楞使紙板生產(chǎn)線制造設(shè)備功能日趨先進、可靠性進一步增強。
計算機和傳感器以及新型傳動機構(gòu)等取代笨重的電器控制柜和驅(qū)動裝置，使零部件數(shù)量減少、結(jié)構(gòu)簡化，從而體積也隨之縮小。微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和電子計算機控制技術(shù)的應(yīng)用，形成高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的復(fù)合，改善了包裝機械的結(jié)構(gòu)，提高了工作質(zhì)量、精度、速度和可靠性，還促進包裝機械和包裝生產(chǎn)線系統(tǒng)向智能化、高度自動化發(fā)展。
計算機還將賦予包裝機以自動監(jiān)控、動態(tài)檢測、故障診斷與顯示、報警和失控保護等功能，使包裝機的可靠性大為提高。計算機控制系統(tǒng)用變頻電動機代替了異步電動機，隨機調(diào)整變頻電動機的輸出功率，一般可節(jié)約40%的能源，從而使效益得到提高。
計算機三維模型即可依照實際工作情況進行操作，演示出生產(chǎn)能力、廢品率、生產(chǎn)環(huán)節(jié)匹配、生產(chǎn)線瓶頸在何處等，還可根據(jù)用戶意見進行修改模型直到用戶滿意。采用計算機仿真技術(shù)后，大大縮短了包裝機械的設(shè)計周期及新產(chǎn)品開發(fā)周期。
在未來十年，包裝裝備向機電一體化、智能化、自動化控制方向發(fā)展。以包裝工業(yè)中急需的量大面廣的成套技術(shù)裝備為重點，填補國內(nèi)空白;以微電子和計算機技術(shù)為先導(dǎo)，引進新技術(shù)，增強自主開發(fā)能力，促進機械技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合，推動包裝裝備機電一體化，進而向包裝機械智能化邁進。
