全球盒用纸板的生产目前总计大约达到4200万吨/年，在欧洲和美国的增长率大约是每年2％~2.5％，亚洲的生产目前总计大约达到1000万吨/年，以每年8％~10％的速度增长。中国盒用纸板的生产去年上升了大约20％，约350万吨/年。

    由这些增长率数据可以得知，投资于中国的新设备很明显将会上升，而欧洲的生产需求则主要通过设备重组或优化设备来满足。

    传统盒用纸板生产设备的设计理念

    在欧洲，盒用纸板主要是通过带有Yankee干燥器的多层长网造纸机来生产的，如图1所示。在涂布前，使用硬质辊压光技术来确保在低压力下得到精确的卡规控制。根据最终产品平滑度和光泽度的要求，考虑是否需要在经过双重和多重涂布之后进行软质辊压光工序。

    15年来，欧洲仍没有安装新的纸板生产设备，除了NipcoFlex滑轧印刷机技术，它成功地将纸板产量提高了10％~15％。
    15年来，亚洲的生产能力一直在明显提高。欧洲与亚洲盒用纸板生产设备的主要区别在于压光技术，如图2所示。为了简化操作操作，在亚洲使用的纸板生产设备，都没有采用Yankee干燥器，而是通常先在一个加热过的硬质辊压光机上对盒用纸板进行预处理。各种盒用纸板在涂布了之后都需要通过软质辊压光技术进行处理。

    欧洲和亚洲之间的这些设计理念之间的区别本质上会反映在最终产品的质量上。欧洲采用带有Yankee干燥器的机器，他们生产的盒用纸板，其单位体积的平滑度极高，这是用硬质辊压光或软质辊压光都无法达到的。换句话说，亚洲盒用纸板的平滑度只与欧洲那些松厚度更小的纸板相当，因为它的平滑度是通过更强的压光压力和更厚的涂布达到的，而这两项都会对纸板松厚度产生负面影响。

    Yankee干燥器

    如图3所示，Yankee干燥器是一个直径 达7000mm的蒸汽预热铸件铁滚筒，它的安装占了干燥组件总长度的60%。具有高表面湿度的纸板用Yankee干燥器进行压印。理想的情况是：进入印刷机的纸板的湿度要在63%~67%之间，这样卷筒纸就能粘附到滚筒上，同时完成干燥和压平处理。此外必须调整好蒸汽压和操作速度，这样纸板就能在刮墨刀到达之前立即离开滚筒，顺利地传递到下一个干燥部分。

    在Yankee滚筒施加的适当压力和较长的停留时间作用下，纸板表面被软化，同时借助平滑的滚筒表面，纸板在适当压力下被压平。

    Yankee干燥器有不少缺点，尤其反映在生产能力上：

    1.由于生产过程中的干燥度定义得非常精确，Yankee干燥器的蒸汽压就必须随着操作速度的增加而增加，或者选择安装更大的滚筒。
    2.Yankee干燥器的预干燥部分必须保持不均匀受热，以保证可利用的干燥能力没有完全用完。生产量增加了，就需要有一个更长的预热过程来确保纸板背面也能得到充分的干燥。另一个局限是需要校正平整度，因为预热部分主要干燥纸板背面, 而纸板的表层是通过Yankee干燥器进行干燥的。
    3.生产量增加时，Yankee干燥器上当前的干燥量就偏离了理想值，那么纸板的平滑度就会遭到破坏，只能在以后通过牺牲纸板的松厚度来弥补。

    这些问题可以通过使用三层干燥组，或重新安装Yankee干燥器，或用一个更大的干燥组进行替换。根据要增加的产量的多少，可以考虑同时采用三种方式。

    不过每种解决方法都是既耗钱又耗时，当然也不能简化高速运装时纸盒设备的操作。

    综上所述， Yankee干燥器对纸盒质量有保障，但在设备操作易用性和效率方面却存在不足，特别是当输出产量增加时。
    这就是Voith研制NipcoFlex压光技术的原因。通过使用滑轧印刷技术，能解决Yankee干燥器的基本限制，同时又能保证产品质量。

    NipcoFlex压光机组

    NipcoFlex压光机组的设计是依据了NipcoFlex印刷机的基本原理和基本元素，而且在过去的20个年头里，在300多个Voith纸张，纸板，棉纸印刷机上得到了证明。

    通过在热备用辊的周向加载印刷机滑轧这一技术，能够延长停留时间，降低生产线的负载。与使用Yankee干燥器相同的是，它也是采用湿度和温度梯度来达到最佳值。

    而NipcoFlex压光机组的一个特殊的优势在于，它不会因操作速度的加快而受影响，因为压光辊的周长是可以调节的，以此确保所需的停留时间。

    图4给出了一个典型NipcoFlex压光机组的排列示意图。带有软性表层的 NipcoFlex滚筒和刚性滑轧都位于卷筒纸板下面，位于纸板上面的是带有金属表面的加热Flexitherm滚筒。

    NipcoFlex压光机组对预压光还是涂布之后的后压光都是适用的，其盒用纸板操作参数如下所示。

    和Yankee干燥器相比，NipcoFlex压光机组安装在干燥组件的末端，涂布生产线之前，用来进行预压光。经过大量的实验和在StoraEnso Baienfurt公司的BM3纸板机上的首次安装证实，NipcoFlex压光机组在产品质量方面与Yankee干燥器相比有过之而无不及。

    从图5的对比测试可以看出， 能在Yankee干燥器和NipcoFlex压光机上进行预压光的典型纸板参数。对于未经加工的和已加工完成的纸板，用NipcoFlex压光机所得到的纸板微观平滑度（PPS S-10）不亚于Yankee干燥器加工所得到的，而且纸板的松厚度即使在操作速度提高40%时仍然增大了4%。

　　NipcoFlex压光机组的这些优点能够应付更大生产量时的需求。

    使用NipcoFlex压光机组而非软质辊压光机进行压光，然后再涂布得到的纸板，和经过预压光处理的纸板效果相似。
    NipcoFlex压光技术的另一个优点是一致的压力分布，这就保证了更一致的光泽度和微观平滑度。这也从总体上提高了纸板的印刷适性（凹印或胶印），比带Yankee干燥器的设备所生产的纸板的印刷适性要高。

    将NipcoFlex压光机组应用于新的机器设计理念中

    怎么才能充分利用NipcoFlex压光机组对纸板进行预压光处理，从而提高Yankee干燥设备的产量？
    NipcoFlex压光机组的潜能在带有Yankee干燥器的纸盒机器上最明显，该机器带有双层预干燥和后干燥机组，以最大的能力运作。从下面的例子中，我们能估计出每一种可能的应用，其产量增加的潜能有多少。为了便于比较，设备的整个长度与目前的干燥组件的长度一样长。

    选项1.1
    这是最简单的选项，即在后干燥部分的末端安装NipcoFlex压光机，把Yankee干燥器当作普通的干燥滚筒来操作，如图6所示。由于纸板顶层和底层是统一加热，产能因而增加了。
除了要对传统的设计理念中的蒸汽和冷凝系统作些许的修改外，在干燥部分不需要做其他的变化了。
    选项1.2
    不同于选项1.1，该选项中，我们可以拆除掉Yankee干燥器，取而代之的是另外一组双层干燥机组，有效的干燥空间增大了，相应的干燥能力也增加了。这一解决方案的一个更大的优点就是，它也简化了纸张输送的过程。
    选项2.1
    提高产能的另一种方法是将双层干燥机组换成三层干燥组，如图7所示，它最大化地利用了厂房的长度，能将干燥长度最大扩大50%。这种理念可以用在操作速度高达800m/min的机器上。
为了能有效地利用三层干燥机组来提高产能，通常要将Yankee干燥滚筒换成一个更大的。Voith最近在Aanekoski的BM1纸板机器上成功实现了这一方法。

    在很多情况下使用NipcoFlex压光机更方便实惠，这也避免了预干燥部分不均匀的加热，提高了设备的干燥能力。这也已经在StoraEnso Baienfurt的BM3机器中取得了肯定。
    然而三层干燥机组比起传统的干燥机组，特别是在纸板破裂的情况下操作更困难,而且安装干燥网也要花费更长的时间。
    选项2.2
    在三层干燥部分，可以用干燥滚筒来替代Yankee干燥器，从而能明显提高设备的干燥能力。
    选项3
    选项3的产能提高潜力主要是从理论上推出的，因为Yankee干燥器的尺寸受到制造能力的制约，而且产品质量不是在所有情况下都能达到理想值。

    图8总结了基本克重为250gsm的纸板在500m/min的运转速度下，通过选项1和2所能增加的产能的比例。从图中可以看出NipcoFlex压光机对于增加产能的如下潜力:

    ——使用Yankee 干燥器的双层干燥部分  产能增加为0%
    ——使用Yankee滚筒和NipcoFlex压光机组（选项1.1）的双层干燥部分  产能增加为5％
    ——使用NipcoFlex压光机组，同时用另外一个双层干燥部分替代Yankee干燥器（选项1.2）  产能增加为10%-15%
    ——使用Yankee干燥器的三层干燥部分（选项3）  产能增加为35％
    ——使用Yankee干燥器和NipcoFlex压光机的三层干燥部分（选项2.1）  产能增加为40％
    ——使用NipcoFlex压光机，同时用另外一个三层干燥部分替代Yankee干燥器（选项2.2）  产能增加为60％-65%。

    使用NipcoFlex压光机不仅能明显提高干燥能力，还能改善产品的质量。NipcoFlex压光机用于预压光时，可以改善纸板的平滑度和松厚度。加工后的纸板更平更挺，印刷适性更好。NipcoFlex压光机不仅改善了产品的这些品质，而且能够很好的保持住。

    要对现有的不带Yankee干燥器的一些纸板生产设备进行改造，又是不同的情况。要提高产能，只能通过延长干燥长度来实现，而无需考虑是采用NipcoFlex的压光机还是其他方式来进行预压光。

    使用不带Yankee干燥器的设备所生产的纸板比带Yankee干燥器所生产的纸板，其松厚度要小5％，用NipcoFlex压光机替代一般的硬质辊压光机，可以增加大约10％的纸板松厚度，也可以改善产品的质量。这种不带Yankee干燥器的设备的节约性能主要体现在对原材料的节省上，而带Yankee干燥器的设备，它的优势体现在增加的生产能力上。

    有了NipcoFlex压光机，现代纸板生产设备就不再存在质量问题。如图9所示的设备可用于生产一级纸盒的设备，生产速度高达800m/min，它在涂布设备前加了一个NipcoFlex压光机。

    摘要与结论

    全球的纸板消耗量正在稳步增长，尽管每年的增长速率只有2%～3％。欧洲市场对于新型纸板生产设备的需求几乎停止，而中国市场纸板消耗量却以每年8～10％的速率增长。然而，现在广泛使用的带有Yankee干燥机的纸板生产设备出现了生产能力局限性的问题。

    NipcoFlex压光技术，保证了纸板的松厚度，而且在不影响产品质量的前提下提高了生产速度，同时降低了原料消耗。上面提到的那些设备改造选项能在不扩展干燥部分，不降低产品质量的情况下将产能提高10％～60％。

    在亚洲新安装的设备，都采用了硬质辊压光机进行预压光，采用NipcoFlex压光机，节省了原料。由于生产出来的纸板的松厚度提高了将近10％，因此原料的消耗相应减少了，从而提高了产品的经济效益。 

信息来源：全球彩盒工业