将纸箱厂工艺数据“串联”起来

李克涛

目前，标准化和数据化在纸箱厂生产效率、质量控制、技术管理等方面所发挥的重要作用，已是传统管理方式所无法比拟的。各纸箱厂在纸箱制作流程中开始注重标准化、数据化，并逐渐规范了数据化记录分析过程。但通常各工序的数据化只是单独存在，或者说是横向平行，以“并联”的方式存在，对生产、技术的指导作用十分有限。但笔者认为，纸箱厂的工艺数据应纵向垂直“串联”起来，这样便于管理人员或技术人员抓住问题本质，从而有针对性地对生产、质量、工艺进行有效控制，最终制作出客户满意的纸箱。

水印工艺数据“串联”分析和应用

水印纸箱的制作流程为：瓦楞纸板生产线制三层纸板→水墨直接印刷→圆压圆模切→粘箱→检测。

水印纸箱制作流程所有环节的数据化和精细化管理，都是为了给成箱质量和使用适用性打好基础。因此，必须严格监控各环节的基础数据，这样才能对数据进行分阶段汇总分析。以下为某一阶段水印纸箱工艺数据的“串联”分析。

随着季节、阶段时间的变化，水印纸箱的制作工艺会随之改变。本阶段的研究条件为：温度20～30℃，相对湿度30%～50%，瓦楞大线蒸汽压7～8个大气压，烘干带温度110～130℃，瓦楞纸板生产线机速90～100米/分钟。

在水印环节，前道工序三层纸板存放时间越长，纸板上机印刷时白板纸一面的表面温度越低。当纸板表面温度接近环境温度并达到平衡时，即使延长纸板存放周期，纸板表面温度也不再发生变化。由图1可知：1～3批次的纸板存放周期为36小时，时间较长，纸板表面温度为22～28℃；4～11、17～18批次的纸板存放时间为16～20小时，纸板表面温度为22～30℃；而12～16批次的纸板存放时间为8～10小时，存放周期较短，纸板表面温度较高，为30～42℃。

对水印环节印刷压力的数据进行整理分析发现，纸板的存放周期和表面温度的变化会对水墨印刷产生一定的影响。图2为不同批次纸板印刷时各色组印刷间隙曲线，印刷间隙值越小，表明印刷压力越大。

由图2可知：1～3批次的纸板由于存放周期较长，纸板水分和表面温度趋于平衡，因此纸板挺度增加，水印机各色组印刷压力均较小，印刷间隙值大于2.2mm；4～11、17～18批次的纸板印刷间隙值则大于2mm；最差的是12～16批次的纸板，印刷间隙值小于1.8mm。

众所周知，水印的印刷压力越大，瓦楞压溃程度越大，成箱抗压强度就越低。图3所示纸板成箱抗压强度曲线。

由图3可知：1～3批次的纸板由于水印机各色组印刷压力较小，纸板成箱抗压强度较高，在2000N左右；4～11、17～18批次的纸板成箱抗压强度在1400～1600N之间；12～16批次的纸板成箱抗压强度同样也在1400～1600N之间。仔细分析纸箱图文设计后发现，印版主版（满版）色主要为黑色和上光油，这两个色组的印刷间隙都大于2mm；虽然黄、绿色组的印刷间隙已低于1.8mm，但均为小实地，因此整张纸板的压溃程度不是很大。

结合图1～图3，可以得出：

（1）纸板从生产到水印环节之间的存储时间越长，纸板表面温度越低，印刷压力越小，抗压强度越高。

（2）当纸板表面温度与环境温度达到平衡后，即使纸板放置时间再长，纸板表面温度也不会下降。

（3）纸箱抗压能力受印刷压力的影响较大。其中，受主版（满版）实地面积大小的影响最大，受小面积实地的影响较小。

这样垂直分析后，可以看出水印工艺数据前后是相互衔接、相互影响的，对生产安排、生产工艺具有指导意义。所以，通过对水印前后工序的“串联”分析，可建立如下标准化生产工艺：

（1）纸板存储时间：15小时以上（根据阶段时间或季节不同，存储时间标准也不同）。

（2）纸板表面温度：20～28℃（结合实际印刷情况，温度过高则干版严重，温度过低则油墨容易拉花）。

（3）印刷间隙值大小：主版大于2mm。

胶印工艺数据“串联”分析和应用

胶印纸箱制作流程为：胶印面纸→瓦楞纸板生产线生产单瓦楞纸板→贴面→平压平模切→粘箱→检测。

与水印纸箱相同，胶印纸箱的制作工艺也要随季节或阶段时间不同做相应调整。以下为某一阶段胶印纸箱工艺数据的“串联”分析。本阶段的研究条件为：温度20～30℃，相对湿度40%～60%，瓦楞大线蒸汽压7～8个大气压。

贴面工序胶黏剂的工艺控制曲线如图4和图5所示。由图4可知，在本阶段11个批次的纸板中，贴面胶的固含量稳定，在25%上下。其中1～5、10～11批次的纸板贴面时贴面胶的黏度低于110秒，而6～9批次的纸板贴面时贴面胶的黏度在120秒以上。由图5可知，1～5、10～11批次的纸板贴面胶耗用量为28～32g/m2，半成品含水率几乎低于11.5%；6～9批次的纸板贴面胶耗用量为32～37g/m2，半成品含水率高于11.5%。由此可见，在贴面胶固含量变化较小的情况下，贴面胶黏度越高，耗用量越大，纸板半成品的含水率越高。

贴面完成后，纸板含水量会根据环境温湿度发生变化，散失（或贴面胶干燥后有可能吸收）水分，从而达到水分平衡。贴面后纸板含水量越高，达到水分平衡所需时间越长。当纸板还未达到或接近水分平衡时，不能直接进行模切工艺，原因如图6和图7所示。

图6为11个批次的半成品纸板上机模切时的含水率曲线。从图中可知，1～5、11批次的半成品纸板上机模切时的含水率低于10.5%，6～10批次的半成品纸板上机模切时的含水率高于10.5%。模切版的尺寸是固定不变的，若平压平模切机上半成品纸板的含水率过高，纸箱模切成型后依然会进行水分挥发，尺寸会随挥发水分的增加而缩小。

图7为模切成型后，将纸箱放置在自然环境温湿度下24小时，计算挥发的水分率（正值表示吸收的水分，负值为挥发的水分），并测量纸箱尺寸的变化。可以看出：1～5、11批次纸箱的水分挥发率为0～2.5%，纸箱长宽最多缩小了1mm，高最多缩小了2mm；6～10批次纸箱的水分挥发率在0～5%之间，纸箱长宽最多缩小1mm，高缩小了2～3mm。纸箱尺寸缩小程度较大，对客户使用的影响越大。

由图4～图7可得：

（1）贴面胶固含量不变，黏度越大，施胶量越大，贴面半成品纸板含水率越高。

（2）贴面半成品纸板含水率越高，纸板水分达到平衡所需的时间越长，不得急切地进行模切。

（3）模切半成品含水率越高，挥发的水分越多，纸箱尺寸缩小越严重。

可见，胶印纸箱工艺数据前后是相互衔接、相互影响的。通过对胶印工艺数据进行“串联”分析，可建立如下标准化工艺：

（1）贴面胶黏度≤110秒， 固含量为25%，施胶量为28～32g/m 2。 施胶量越小越理想，施胶量过大不仅浪费成本，而且对纸箱透楞的影响也较大。

（2）贴面半成品纸板含水率越小越理想（含水率≤11.5%）。

（3）上机模切的纸板水分应接近平衡水分，含水率≤10.5%。

综上所述，将纸箱制作流程各环节的工艺数据“串联”起来，从这些一目了然的曲线中分析数据，可以准确判定工艺和质量之间存在的问题，进而采取一些必要的工艺改进措施。这其实就是一种技术管理的思维方式，应引起技术管理者的重视。endprint