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从瓦楞机160年历程看瓦楞包装发展趋势

时间:2010-05-07 14:31:06来源:科印网作者:陈希荣

  一、瓦楞纸板生产线的百年发展过程

  早在151年前,英国人发现了瓦楞结构,由此发明了瓦楞包装。

  当今世界的瓦楞纸箱工业正在发生着日新月异的变化。瓦楞纸板生产线就是由卷筒原纸经过压制瓦楞、上胶、粘接定型、分纸压线、横切成规格纸板,最后经堆码输出等工序组成的流水作业线,简称瓦线。瓦楞纸板生产线从结构、速度、规格到控制,已经历了一个由简单到现代、由低速到高速和由机械化到计算机数字控制机电一体化的百年发展过程。

  (一)早期手工操作的瓦楞包装技术

  瓦楞纸于1856年在英国已有记载,英国人爱德华·希利(EdwadCiley)和爱德华·艾伦(EdwadEllen)兄弟将纸压成瓦楞波纹形状,作为帽子的内衬,用来透气并吸汗。今天的瓦楞包装技术,不论是材料选择,结构形式,制作方法,及至性能机理无不源于此,因此,这对瓦楞包装技术的发明与发展具有开创性的意义。

  又过了十五年,1871年美国人阿尔伯特·琼斯(AlbertJones)发明了单面瓦楞纸板,用来加工纸箱,用于包装玻璃灯罩和类似的易碎物品,获得了美国第一个包装用瓦楞纸的专利权。这种单面瓦楞纸板(singlefacecorrugatedboard)材料的研制成功和应用,第一次使瓦楞技术开始进入包装材料的领域。

  瓦楞包装技术的又一次重大突破是在1874年,美国的奥利佛·朗(OliverLong)始创在单面瓦楞纸的另一面粘贴上一层衬纸,制成双面的瓦楞纸板,获得单面瓦楞纸板专利。从而大大增强了瓦楞纸板的强度,使瓦楞纸板从单一功能的衬垫材料扩展到应用于制作瓦楞包装容器

  于1874年获得专利。该产品集缓冲特性、水平弹性和垂直强度于一体,适合用作玻璃瓶、灯具和瓷器的外包装材料。所有这些瓦楞纸都是由当时用作纸包装材料的薄麦秆纸制成。

  RobertThompson于1875年开始生产双面瓦楞纸板。1878年,HenryDNorris与Rober合伙,也生产双面瓦楞纸板。不久之后,美国人RoberGair也开始生产双面瓦楞纸板,并开发出了第一台模切压痕机,不过他与Thompson和Norris的专利纠纷长达10年,最后却处于不利的局面。这个问题在1888年得以圆满解决,Gair承认Thompson和Norris享有专利权,并通过交纳特许使用金获取生产瓦楞纸板的权利。1881年,OLIVERLONG的专利中第一次使用面纸支持瓦楞结构。1882年,RHThompson的专利,一台分两个阶段生产双面瓦楞纸板的机器。每张面纸被涂上一层糊胶,通过上胶机和毛刷辊,使用牵引绳上的夹具延长度方向牵引双面瓦楞纸板,纸板由手持刀具进行切割,作为纸厚度调节器,灵巧变速驱动器似乎有着双重功效。1889年,美国受理了第一项双面瓦楞纸板专利申请。1890年,RHThompson的专利,使用蒸汽加热瓦楞辊和楞尖上胶的改良单面机。有助于瓦楞更好成型的扩展接触系统。(100多年后,他才被“重新发现”)

  设计工程师CFLangston于1888年从英国威尔士移民到美国费城,在当地开办了一家机器制造工厂。他的第一个设计是剪切式纵切机,Langston纸卷机即由此诞生。1895年,DavidWeber公司委托Langston生产单面机。制造了幅面0.5米,适度6米/分钟的世界上第一台单面瓦楞机。值得一提的是,它是第一家涉足瓦楞机器设计的机器生产商,这也许是缘于对该产品的专利保护一直特别严格之故。1895年,第一个开槽瓦楞纸箱问世。同年,Hinde和Dauch推出了获得专利的Climax牌瓶子瓦楞纸包装,该包装之后用来包装需要运输的玻璃灯罩。他们的这一创举对于将瓦楞纸的物品保护功能引入到铁路运输中起到了非常重要的作用。

  1894年,罗伯特·盖亚(RobertGuya)研制的A型瓦楞纸板获得成功,使瓦楞纸板可以满足作为运输包装需求的瓦楞纸箱外包装使用。用A型瓦楞纸板制成的瓦楞纸箱首先在美国问世后,便在包装行业中崭露头角,受到包装用户的广泛认同,便很快地在美国及其他各地风行起来。1895年,瓦楞纸箱包装开始在美国的铁路运输系统受到重视。

  (二)发展以单机生产的瓦楞包装技术

  瓦楞结构被英国人发现后开始手工原始制作,而后制造设备,使用机械生产纸箱,并由单机到单面机,发展成为瓦楞生产线。1895年,位于印第安纳州安德森的Sefton制造公司安装了对瓦楞纸板制造有着里程碑意义的瓦楞纸板生产线,该机器由JeffersonTFerres设计和制造。它采用燃气火焰加热的瓦楞辊,号称是第一台可持续作业的瓦楞纸板生产线,于当年获得专利。然而这台机器故障频频,因而于1900年进行了更新,变为使用蒸汽加热,但是横切部分仍然需要一名男工手拿尺子和锋利的刀具进行操作。最大速度为每分钟10英寸(合3米),幅宽约为18英寸(合450毫米)。

  1897年,Hide&Dauch纸业公司在俄亥俄州Sandusky地区使用当地制造的机器生产出了其第一张单面纸板。芯纸在瓦楞辊之间被压成型,并卷成纸卷,然后和面纸一起经过被称为“上胶装置”的第二道工序处理(即将胶水涂到楞尖),面纸与芯纸由此黏合成单面瓦楞纸板。然后,这些单面纸板又被重新卷成纸卷。之后的几年里,Hinde&Dauch又扩大了其产品类型,开始生产双面瓦楞纸板和纸箱。GeorgeWSwiftJr也于1901年进入瓦线生产领域。并向印地安那州的WDCoil、Barkley和Walker出售机器。

  1902年,瓦楞包装纸箱被正式获许用于美国铁路运输包装;1903年,美国法定货运分类组织修订法规,接受瓦楞纸箱这种类型的包装物为运输包装容器。这一年法国人制造出双面瓦楞纸箱,应用于装运谷物和食品。

  1906年前后又向ForteWayne瓦楞纸业公司出售了几台双面机。Swift设计了第一台瓦线用旋转切断机。在20世纪第一个10年里,瓦线幅宽达到了1米。1907年,在瓦楞技术最初发源地的英国,开始引进经过美国人加以发展后的瓦楞包装技术,在英国生产出的首批瓦楞纸箱应市。日本于1914年开始生产瓦楞纸箱。1918年,MDKnowlton公司的瓦楞纸板生产线获得专利。

  (三)轮转式的单面瓦楞机组

  1920年双瓦楞纸板问世,瓦楞纸包装制品的制造技术和使用发展非常迅速。二十世纪初的“普赖德哈姆案件”标志着纸箱包装的真正兴起,提示了木箱包装的缺陷与不足。第一次世界大战期间,木箱在运输包装箱中占了80%,而瓦楞纸箱只占20%,在第二次世界大战时,瓦楞纸箱在运输包装中已经占到80%。而木箱使用量急剧下降,瓦楞纸箱成为最重要的运输包装容器。瓦楞包装制品的生产技术和设备与瓦楞纸箱的应用同步发展。20世纪20年代初,瓦楞制品的生产技术开始以单机生产代替早期的手工操作。

  1922年,1.32米幅面的电动单面瓦楞机诞生。

  1923年,出现了1.6米幅面的单面瓦楞机。

  1925年,1.88米幅面的单面瓦楞机问世。

  1938年,幅宽2.2米的单面瓦楞机推出。

  到了20世纪40年代,连续轮转式的单面瓦楞机组问世。20世纪50年代,在世界经济、贸易迅速发展的形势的推动下,出现了将多道工序连贯作业的双面瓦楞纸板生产线。初始时期的纸板生产线的幅宽一般只有1000~1600mm,运行速度仅60~100m/min。单面瓦楞纸板问世后经过长达64年的发展,1950年,双瓦复合瓦楞纸板流水线诞生。1959年,制造出机械连动瓦楞纸板流水生产线。


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