1、瓦楞辊楞型优化与纸箱品质提升瓦楞辊楞型优化与纸箱品质提升2010年07月13 日瓦楞辊的楞型对瓦楞纸箱的品质和瓦楞纸箱的成本效益有着至关重要的影响。同样规格的辊笥，不同的楞型 参数 设计，会带来完全不一样的结果。比如：B瓦楞的楞高相差0.05毫米，瓦楞纸的消耗就有将近1左右的变化。对不同规模的纸箱企业而言，就意味着有几十万、甚至上百万元的隐性效益的流失，而且这往往又是一个容易被很多企业忽略的隐形问题。 因此，对瓦楞辊的楞型进行优化设计对于纸箱企业来说是一件十分重要的工作。但是，瓦楞辊楞型的优化绝不等同于是仅仅降低瓦楞辊楞型的耗纸率，盲目地减少瓦楞辊楞型的耗纸率，已给不少纸箱企业带来太多的教训和
2、经济损失。 真正实现瓦楞辊楞型的优化，需要根据本企业纸箱用户的实际需求，对各项品质指标进行充分的评估，对相关的因素尽详地进行科学的统计、分析和计算，把相关的 参数 、资源和条件进行最优的配置。 瓦楞纸箱的质量由瓦楞纸板的质量、印刷质量和制箱质量等工序的质量决定。 瓦楞纸箱的成本同样由瓦楞纸板的成本、印刷成本和制箱成本等决定。 瓦楞纸板的质量指标与成本 瓦楞纸板的质量指标与纸张的质量、瓦楞纸板的耗纸量、瓦楞纸板的楞型结构、粘合剂质量与涂胶质量和瓦楞纸板的制作工艺条件是成正比关系。 耗纸成本的概念 耗纸成本是以金额计算的，由组合瓦楞纸板的各种纸张的单价乘以耗纸量。 每平方米瓦楞纸板耗纸成本=各种纸
3、的单价X每平方米瓦楞纸板所消耗的面纸、里纸和瓦楞原纸的重量=面纸单价克重平方米+瓦楞原纸单价克重平方米瓦楞耗纸率层数+芯纸单价克重平方米层数+里纸单价克重平方米 原纸单价、原纸克重和耗纸率三个因素是决定耗纸成本的主要因素。其中相邻的原纸克重规格间的差距在近10左右，因此，原纸克重和原纸单价的可选择性 组合对耗纸成本的影响远远大于耗纸率调整变化的影响。 在纸箱抗压强度理论计算中应用的凯里卡特公式 凯里卡特公式是瓦楞纸箱企业用于通过瓦楞纸板用纸配料质量、楞型 参数 和纸箱形状尺寸计算纸箱抗压强度的常用基本经验计算公式，再乘以根据不同的箱型、不同的生产工序和环境条件等积累的经验常数(比如箱型、印刷因
4、素、气候环境因素和季节温差等)，以使计算结果与实际相符合。 瓦楞纸箱抗压强度(N)P= 瓦楞纸箱抗压强度(N)P 原纸的综合环压强度(Ncm)PX 瓦楞纸箱的周长(cm)Z 瓦楞纸箱常数J 瓦楞常数aX2 瓦楞纸箱长度尺寸(cm)LO 瓦楞纸箱宽度尺寸(cm)BO Rn-面纸和里纸环压强度测试值(NO152m) Rmn-瓦楞纸板原纸的综合环压强度(Ncm) C-瓦楞原纸耗纸率 从以上公式可知，对瓦楞纸箱抗压强度(N)P影响最大的是原纸的综合环压强度(Ncm)PX(面纸、瓦楞纸和里纸环压强度测试值，乘以瓦楞纸的耗纸率及面纸，乘以瓦楞纸和里纸的克重)。相同规格的瓦楞纸箱、选用不同质量的原纸、不同的
5、耗纸量、不同的楞型和在不同的制造条件下，瓦楞纸箱的抗压强度(N)P就会不同。其中由于原纸克重规格间的差距在近10左右，再加上不同纸张品级提供的不同环压强度值，因此原纸克重和品级的选择变化对于瓦楞纸箱的抗压强度(N)P的影响远远大于耗纸率的调整变化。 楞形结构对瓦楞纸板抗压强度的影响 同样规格和质量的纸张、同样的耗纸率和同样的楞型规格而不同的设计 参数 ，会对瓦楞纸板的边压和平压产生不同的结果。比如楞高低、楞数多的楞型相对于楞高高、楞数少的同规格楞型相比较，当每300毫米多至3个楞时，边压和平压指标都会提高。因为其相对缩短了楞型的边长、增加了单位长度内的粘合点，使纸板在受压时增强了纸板结构的抗变
6、形强度。 影响瓦楞纸箱抗压强度的综合因素 (1)瓦楞辊的楞型结构和楞型 参数 ： (2)瓦楞纸的耗纸率； (3)原纸的定量克重和综合环压强度： (4)瓦楞纸板的涂胶质量和粘合强度； (5)瓦楞纸板的印刷质量； (6)瓦楞纸箱的周长； (7)瓦楞纸箱的形状尺寸； (8)瓦楞纸箱的成箱质量； (9)瓦楞纸箱的水分含量； (10)瓦楞纸箱的生产、存储及运输的时间、环境温度和空气湿度。 瓦楞辊楞型优化的原则和方法 实现瓦楞辊楞型优化，必须要了解和遵循瓦楞辊楞型优化的原则、了解和分析瓦楞辊楞型的工作原理、组成瓦楞辊楞型的各项技术 参数 对纸箱成本和质量的影响程度等等。 瓦楞辊楞型优化的原则 实现瓦楞辊楞
7、型的优化，要求在保证纸箱用户所必需的纸箱空箱抗压强度、纸板耐戳破强度、粘合强度、纸板边压强度和纸板平压强度以及纸板最低厚度等等的质量指标，并满足瓦楞辊楞型的高速运行特性的前提下，实现最大限度地强化瓦楞辊楞型结构的 物理 性能，降低耗纸耗糊成本和耗能成本，提高运行速度。 瓦楞辊楞型的工作原理和高速运行特性 对于任何形式的瓦楞辊来说，它都具有同样的基本使用功能、工作原理和磨损机理，不同的只是其工作效率和经济性能以及使用寿命。 瓦楞辊必须成对组合工作。成对的瓦楞辊类似一副多功能组合模具。成对的瓦楞辊在单面机上与涂胶系统涂胶辊、匀胶辊)、压力辊组合运转，它的使用功能包含了一个熨烫成型、施胶、受热糊化和
8、复合干燥等完整的二层瓦楞纸板生产工艺过程。 瓦楞原纸经纸架调节张力，预热缸控制湿度，滑过上瓦楞辊楞项进入加热的上下瓦楞辊之间的瓦楞状通道，在两辊中心连线上的啮合点处受压熨烫成型后，紧贴在下瓦楞辊的楞型上定型运行，至涂胶辊与下瓦楞辊的中心连线处，由被匀胶辊刮去多余胶糊后在表面形成一层理想厚度和均匀胶糊膜的涂胶辊对瓦楞纸楞顶处均匀地涂上胶糊。施上胶糊后的已定型瓦楞纸随着下瓦楞辊继续运转，其间的胶糊受热逐渐糊化，在下瓦楞辊与压力辊中心连线处，与同时经过预热辊控制湿度后到达压力辊的面纸进行热压复合干燥，由此高速运转，连续地生产出各种楞型的二层瓦楞纸板。 从每一个单位瓦楞纸板所需瓦楞纸的耗纸量可知，一般
9、在12倍(微细瓦楞)15倍左右(A型及以上规格的大瓦楞)。所以每成型一个瓦楞，就必然有1215倍单位瓦楞纸板长度的瓦楞原纸；以交变的速度滑过连续加热的上下瓦楞辊之间瓦楞状通道，到达上下瓦楞辊中心连线上的啮合点处受压熨烫成型。因此成对的瓦楞辊只有以单齿啮合的形式作成型运动，才能保证在这一对瓦楞辊楞齿之间形成足够、合理和流畅的瓦楞状通道的间隙，使瓦楞原纸在高速成型瞬间得以在瓦楞状通道间隙中快速顺畅地滑动，以补充成型瓦楞所需的原纸量。 由于瓦楞原纸在高速成形运动中要绕过一对瓦楞辊间的多个楞顶，才能进入上下瓦楞辊中心连线上的楞齿顶部与楞沟底部形成的瓦楞成型啮合点。瓦楞原纸在相对应的楞项圆弧处形成了随啮
10、合点位移而连续变化的圆弧包角(接触角)。圆弧包角反作用于高速运动中的瓦楞原纸，产生弯曲张力和摩擦阻力，当弯曲张力与摩擦阻力的总和超过瓦楞原纸的强度时，瓦楞原纸就会发生断裂，造成成型失败。所以，瓦楞辊的弯曲张力与摩擦阻力的总和必须绝对低于瓦楞原纸的强度。也就是说，瓦楞辊楞型的张力、包角和楞项圆弧面的粗糙度等必须尽量小，才能满足瓦楞辊的高速运行。 瓦楞辊的楞型 瓦楞辊楞型的基本几何形状是圆弧加切线的楞轮廓曲线。组成瓦楞辊楞型的各项技术 参数 及对纸箱成本和质量的影响程度 楞高H 标准的楞高定义是瓦楞辊楞齿顶圆至楞齿根圆的径向距离。而在实际中测量的楞高是瓦楞辊相邻两个楞齿顶圆连线中点至中间相夹的楞齿
11、根圆的径向距离。 相同的瓦楞纸和楞型 参数 ，楞高越度越差。楞高越低、耗纸率越小，边压强高、耗纸率越大，边压强度越好、平压强度越差、平压强度越好。 300毫米内的楞数N：(N=300mm节距T) 单面瓦楞纸板长度300毫米内的瓦楞数量决定着瓦楞纸板的平压强度和边压强度，它的数量多少也直接影响瓦楞纸板的耗纸率和耗糊量。 300毫米内的瓦楞数N越多，耗纸率和耗糊量也越大，瓦楞纸板的平压强度和边压强度越高。300毫米内的瓦楞数N减少，耗纸率和耗糊量降低，瓦楞纸板的平压强度和边压强度也相应降低。 楞项圆弧半径r 楞顶圆弧半径小，楞型就为UV偏V形，较小的瓦楞辊楞顶圆弧，可在降低瓦楞纸板的耗纸率的同时提
12、高纸板平压强度，并使得淀粉糊胶黏合剂的涂布面积减少，避免了因过度的上胶量使楞型和纸板出现受湿变形现象，同时也降低了淀粉糊胶黏合剂的消耗成本。 相同瓦楞纸和楞型 参数 ，楞项圆弧半径越大耗纸率增大，纸板的回弹性能好，边压强度好，平压强度减小。楞项圆弧半径越小耗纸率减小，纸板回弹性能差，边压强度降低，平压强度增加。 结论 楞高是影响耗纸率最大的 参数 ，楞高越高，耗纸率越高，楞高越矮，耗纸率越少。因此楞高 参数 也是实现高强度低克重进行楞型结构优化中影响最大的 参数。 同样规格的楞型，楞顶圆弧的选择范围有限，同时对耗纸率的影响也有限。调整300毫米的楞数，对耗纸率的增减幅度不大，而对纸板强度和印刷
13、质量有着较大的影响。同样规格的楞型，300毫米楞数越多，纸板的平压强度和边压强度指标就越高。 瓦楞辊楞型的优化方法和相关条件 (1)要走出盲目地降低瓦楞辊楞型耗纸率的误区，耗纸率不是越少越好。也不是耗纸率越少纸箱成本就越低，如果因过少的耗纸率影响了纸箱的质量，唯一弥补的办法是增加纸张的克重或提高纸张品级，成本就反而会大大增加了。 (2)要降低不必要的楞高。楞高是影响耗纸率最大的 参数 ，也是为实现瓦楞纸板高强度低克重而进行楞型结构优化中影响最大的 参数 。 (3)300毫米楞数的变化对耗纸率影响不很大，但对边压、平压和纸板的印刷质量影响大。适当地降低楞高增加楞数，对增强纸箱的抗压指标和提高印刷
14、品质的贡献大。 (4)粘合强度和涂胶质量对纸箱的抗压强度有着至关重要的作用，尤其是边压。 (5)同一规格楞型的纸板，同样的耗纸率，如控制楞高、增加楞数，同时也就增加了纸板的粘合点和粘合强度，改善了纸板的印刷性能，提高了纸板的边压和平压指标。 (6)原纸克重高、环压高不等于纸板边压一定高，瓦楞纸板的关键质量还要粘合好。 (7)纸板边压高不等于空箱抗压一定高，还要纸箱水分少、成箱质量好。 (8)瓦楞辊的楞型优化就是把楞型结构和瓦楞纸的 物理化学 指标按纸箱户的要求进行最合理和最经济的组合。 由于纸箱企业往往不清楚自己的所用的楞型是否经济，是否合理，能否进一步的优化改进。同时，纸箱企业又往往是以有限
15、的楞型去满足纸箱客户近似无限的纸箱品种要求。要实现瓦楞辊的楞型优化这一目标，首先要做到对目前在用的瓦楞辊楞型的各项技术、经济指标和纸板质量进行充分的分析评估，然后根据企业自身实际生产条件，针对目前和潜在客户群体实际需要的产品指标，建立一个合适的产品标准。以此量身定做，针对性地对瓦楞辊修磨后的楞型或新制瓦楞辊的楞型 参数 进行优化选择和改进，提高瓦楞纸板质量，节省耗纸成本。同时通过分析比较，发现生产工艺中存在的问题，并针对性地排除工艺瓶颈，提高工艺技术水平和生产管理水平。 正确和持续的优化瓦楞辊的楞型 参数 ，创造新的竞争优势 现代科技高速发展的今天，可以充分应用计算机技术对瓦楞辊楞型的结构及经济性能进行快速评估和优化设计。在包装产业日新月异的时代，纸箱技术也在不断的快速进步。纸箱企业要不断地适应新的发展形势，就必须不断地学习和引进新的技术，不断地进行技术创新。因此，纸箱企业可以通过考察并选择行业内知名的专业服务制造商进行合作，详细的进行相关技术咨询。在每次修理与更新瓦楞辊时都重新进行评估、优化和及时调整瓦楞辊的楞型 参数 ，降低自己的纸箱产品成本和提高产品质量，这样，纸箱企业在激烈的市场竞争环境中，就能及时了解产品成本的合理性和降本潜力所在点，不断改善经营能力，不断地保持和创造新的竞争优势。
