一、概述
傳統瓦楞紙板生產采用單機方法，要經過配料、裁切、拚接、壓楞、塗膠、貼壓、幹燥等多道工藝而製成瓦楞紙板。其特點是投資少、設備簡單、操作技術要求不高；但產品質量差、勞動強度大、勞動生產率低。現在已基本被淘汰。
單麵瓦楞機組是我國20世紀80年代在傳統單機生產的基礎上發展起來的，它是一種半連續式生產設備。由於省去了天橋、雙麵上膠機等係統，投資相對較低。它的生產效率、產品質量都比單機生產提高了一步。但由於不能完全連續生產，隻適用一些小廠使用，勞動生產率低，質量也不能完全保證，現在已被逐漸淘汰。
高速、自動化瓦楞紙板生產線是目前國內外普遍采用的新技術，它將整個瓦楞紙板生產過程中的各種設備有機地結合起來，實現了自動化、連續化生產。
新型瓦楞紙板生產線所生產的成品紙板表麵平整、含水量低、楞型挺、質量好，且能高速度運行，為紙箱成型工序提供了良好的生產和質量保證。它基本上由三大部分所組成，即單麵機係統、雙麵機係統和裁切堆疊係統。現分別介紹如下。
二、單麵機係統
單麵機（single facer）是單麵瓦楞黏合機的簡稱，它是將瓦楞芯紙壓成瓦楞形並將其黏合到箱板紙上而形成單麵紙幅的一種機器。這種單麵紙幅實際是一種半成品，尚需在雙麵機上進一步加工成瓦楞紙板。加工單壁瓦楞紙板（國內稱三層瓦楞紙板）隻需一組單麵機即可，加工雙壁瓦楞紙板（國內稱五層瓦楞紙板）需用兩組單麵機。
單麵機是製造高質量瓦楞紙板的重要組成部分。如果交付到其他工序的單麵紙幅有質量問題，那麼其他工序就根本無法加以修複或彌補。
單麵機是一種聯動機器，由瓦楞輥、托附芯紙裝置、上膠裝置、壓力輥、預熱器等部件所組成。單麵機的操作過程基本包括下列數項內容：
——為退卷和操控麵紙（箱紙板）、芯紙（瓦楞芯紙）紙卷創造條件
——預處理和預熱芯紙與麵紙，以準備進行瓦楞成型和粘接工藝
——使平直的芯紙形成特定的瓦楞形
——施加膠黏劑到新形成的瓦楞尖部
——將芯紙與麵紙粘接在一起
——將單麵紙幅運送到“天橋”上
具體所包含的工藝裝置可為6大部分：
（1）退卷和張力控製裝置；
（2）預熱和預處理裝置；
（3）瓦楞成型裝置；
（4）塗膠裝置；
（5）塗膠瓦楞尖與麵紙粘接裝置；
（6）單麵紙幅天橋輸送裝置。
（一）退卷和張力控製裝置
在單麵機上，麵層（箱紙板）紙卷位於該機的一側，瓦楞芯紙紙卷則在另一側。每個紙卷（包括麵紙和芯紙）都由一個紙卷托架支承著。當紙卷上的紙幅被拉入單麵機時，托架可使紙頁自由地退卷。一般麵紙和芯紙都各有兩個紙卷托架。這樣當一個紙卷退卷時，另一個紙卷處於待命狀態。紙卷退完後，即可將另一個待命狀態的紙卷接上紙頁而無需停機。
退卷時必須維持紙頁的張力，以使紙頁能平直地進入單麵機，防止發生皺褶等現象。為了確保在生產過程中紙幅有穩定的張力，都通過調節製動器的鬆緊加以維持。隨著紙卷直徑的減小，製動壓力也要隨之改變。最大紙卷直徑時的製動壓力要大於紙卷快退完時的壓力。早期的紙卷托架需要由操作工定期用手動調整製動張力。現在使用的紙卷托架，當紙卷直徑減小時可自動地降低壓力。
（二）預處理和預熱裝置
瓦楞芯紙與麵紙（箱紙板）在加工前均需進行預熱。瓦楞芯紙除預熱外，還要進行蒸汽處理，總的稱之為預處理。在預處理過程中，將瓦楞芯紙加熱與加濕而軟化纖維，使其更加易於彎曲而形成瓦楞，且使芯紙不開裂或變形。
麵紙的預熱則主要是為了使膠黏劑糊化，達到最終與芯紙牢固粘接的目的。同時還起到調節單麵機麵層與雙麵機麵層水分含量的作用。
1.麵紙的預熱
如上所述，麵紙預熱的第一個目的是進行麵紙的準備工作，通過加入足夠的熱能以開始膠黏劑的糊化，使麵紙與芯紙相黏合。加熱麵紙一般在兩個位置進行。首先加熱的預熱器是一個較大（直徑90～100cm）的預熱蒸汽缸，它給麵紙提供絕大部分的熱量。接著加熱的是兩個裝置於單麵機機架上的小預熱輥筒，稱為組合式預熱器。
為了使含水量不同的麵紙或芯紙紙幅在通過預熱器後都能獲得合適的溫度和濕度，預熱缸裝有包角調節機構——包繞臂，以控製預熱器加到紙張的熱量。當包繞臂移動時，它改變麵紙與輥筒的接觸時間。在任何給定的車速，增加與預熱器接觸的時間都將增加到麵紙的熱能，反之亦然。
麵紙預熱的第二個目的是平衡單麵機麵層與雙麵機麵層的水分含量以減少翹曲。因為預熱過程起到幹燥作用，使單麵機麵層的水分含量有所降低。但預熱器的幹燥作用也有一定限製，一般水分含量隻能下降1%～2％。因此，如果兩個麵層之間的水分含量相差大於3％，通過預熱還是解決不了翹曲的問題。
芯紙預熱利用預處理器的蒸汽缸（見後麵介紹），蒸汽缸的結構基本與麵紙預熱缸相同。雖然對於麵紙和芯紙的加熱對起楞和粘接是必需的，但如熱量加得過多，可能對瓦楞紙板的質量不利。芯紙和麵紙的過分加熱，妨礙膠黏劑的滲透，還可引起開裂。麵紙在與芯紙粘接前的溫度應為95～98℃，芯紙在進入瓦楞輥壓區前的溫度應為80～90℃。
麵紙來到預熱器時必須滿足下列要求：
（1）橫向水分分布必須均一，沒有幹條紋和濕條紋。
（2）平均水分應為8.5%左右。
（3）紙幅張力必須正確合理。
麵紙預熱器必須能提供足夠的熱能，使澱粉糊化。因為糊化作用需要水分，所以定量低於200g/m2的麵紙應從不粘接芯紙的那麵加熱。這將迫使水分去到粘接的那麵，熱能有足夠時間穿透過薄紙幅。而厚紙板則要求從將要粘接的那麵加熱，因為熱能和水分沒有充分的時間穿透紙幅。
2.芯紙預處理
芯紙預處理器包括蒸汽缸和噴氣器。因此，芯紙預處理通常分為兩步：第一步是芯紙繞過稱為預處理器的蒸汽（預熱）缸，以提高芯紙的溫度。含有木素和半纖維素的芯紙在加熱時像塑料一樣變得很柔軟。柔韌的紙纖維更易於使芯紙形成瓦楞形並在脫離瓦楞輥後仍保持其形狀。與麵紙預熱缸一樣，芯紙蒸汽缸也有可調整接觸時間的包繞臂裝置。
第二步是芯紙經過一個附著在預處理器上的噴氣器以增加水分和附加熱量。增加水分使纖維軟化並降低紙內其他組分的塑化溫度。這都有利於瓦楞成形。噴氣器應使用低壓濕蒸汽。高壓蒸汽雖增加熱量，但也使芯紙幹燥而不易成形和滲透膠黏劑。噴汽器的數量一般與芯紙的水分含量有關，也在某種程度上與芯紙的纖維配比有關。
水分使纖維進一步軟化，而更易於起楞。水分還進一步降低芯紙中其他組分的塑化溫度。噴汽處理對起楞的效果也許比預熱更重要。噴汽預處理所使用的蒸汽壓力對起楞效果有重要影響。300～700kPa的低壓回收蒸汽比較理想。在實踐中，噴汽處理約增加水分0.5%～2％。
施加於瓦楞芯紙的固態或液態的矽化蠟（Siliconized wax）與低密度聚乙烯可減少芯紙的摩擦作用並更好地成型。它們通常在預熱器後麵施加。
芯紙預處理器與單麵機之間的實際距離太大，就失去預熱的好處。新型預處理器一般都鄰近單麵機或位於單麵機的頂部，雖然這種新型設備目前還不是很多。傳統單獨設置的預處理器的缺點是它加熱了芯紙，驅走了紙中的水分，卻又讓它在起楞前冷卻下來。
瓦楞原紙一般含水量為8％～10％。原紙過幹或過濕，都不利於成形。原紙過幹，成形過程中彎曲張力增大，易引起齒頂中心處斷裂；而原紙過濕，又會使強度下降，造成瓦楞齒兩側的中間部位斷裂。一般通過預處理，將原紙水分調節在9％～12％時的壓楞（即瓦楞成型）效果最好。
壓楞前原紙的溫度對形成的瓦楞質量也有較大影響。原紙溫度過高，瓦楞發脆而失去彈性；而溫度過低，則原紙彈性過大，瓦楞出現彈性變形。
（三）瓦楞成型裝置
瓦楞成型裝置的主要設備為瓦楞輥和導紙裝置。傳統導紙裝置為瓦楞輥導爪，現在又發展了無導爪的真空式和氣壓式導紙裝置。
1.瓦楞輥
瓦楞輥有上下兩個，分別稱為上瓦楞輥與下瓦楞輥。傳統單麵機瓦楞輥組的第一個輥就是上瓦楞輥，它與下瓦楞輥一起對芯紙加熱與加壓以形成瓦楞形。上瓦楞輥通常是固定中高輥，表麵刻有特定的瓦楞溝紋。輥子表麵也可鍍鉻或碳化鎢以低抗磨損。
瓦楞輥用蒸汽加熱。確定瓦楞輥溫度的原則是，要求壓好後的芯紙纖維不被破壞，並且成型後的楞形在自由狀態下變形越小越好。這樣既能保證瓦楞具有彈性，又能保證楞形規格。對不同厚度的芯紙，瓦楞輥麵應有不同的工作溫度和極限溫度。如果輥麵溫度低於工作溫度，則壓出的楞形高低不一，質量達不到要求；如果高於極限溫度，原紙又易於烤焦。因此瓦楞輥運行的最佳溫度一般為160～180℃。
單麵機瓦楞輥組的第二個輥子就是下瓦楞輥。通常是平直輥，有著和上瓦楞輥一樣的瓦楞形。和上瓦楞輥一樣，下瓦楞輥也經表麵硬化處理（例如用鉻）和用蒸汽加熱。上下輥像齒輪一樣在壓力下互相咬合，且用熱和增濕使芯紙通過兩輥之間時形成瓦楞形。
瓦楞輥的直徑一般為30～50cm。為保證芯紙成形時有足夠的瓦楞高度，上瓦楞輥以液壓或氣壓壓到下瓦楞輥上。必須適時調整壓力，因為厚芯紙成形要比薄芯紙有更大的壓力。當調整瓦楞輥壓力時，必須密切注意，因為過高的壓力可能在瓦楞尖將芯紙壓潰。
為保證紙幅全寬形成均一的瓦楞形，上起楞輥要有“中高”。即輥中間的直徑要略大於兩端。
在運行中，瓦楞輥的輥齒與瓦楞芯紙直接接觸發生摩擦，從而使瓦楞輥磨損比較快。使用一段時間後，楞形就會改變，使加工出來的瓦楞紙板厚度變薄，從而降低紙板的抗壓強度。瓦楞輥的製造精度和表麵硬度，決定著瓦楞輥的使用壽命，還直接影響瓦楞紙板生產線的生產效率和瓦楞紙板的質量。為保證瓦楞輥的硬度和耐磨性，對瓦楞輥的材質、表麵質量和熱處理工藝等都有嚴格的要求。GB 3077—1999對瓦楞輥所用材質及化學成分有明確規定。
確定磨損程度的方法是以固定間距利用壓敏紙（如telex紙）壓印進行檢查。通過觀察壓印痕，一個有經驗的內行很容易確定輥子的磨損情況。瓦楞紙板的平壓試驗（FCT）值低，也是輥子磨損的一個很好的信號。管理良好的瓦楞紙板廠，每星期檢查平壓試驗紙樣以確定輥子狀況。FCT值較新輥下降10％時，輥子就應該接受顯微鏡檢查。因此瓦楞輥應有一個抗磨的鍍鉻層，這是很重要的。
為保證瓦楞成形的質量，單麵機瓦楞輥部分的運行狀況是很重要的，包括：
（1）生產時瓦楞輥溫度必須保持160～190℃的高溫。此時蒸汽壓力保持約1.3。
（2）1.3～1.4MPa（1.3MPa蒸汽壓力相當於表麵溫度175℃，1.4MPa相當於185℃）。
（3）瓦楞輥之間的壓力必須正確。較厚的芯紙要求有更高的壓力以形成瓦楞。壓力應該與瓦楞輥中高相配合，因為對紙幅邊緣施加過高的負荷不利於成型。
（4）輥子不應過分磨損，兩輥應保持平行。上輥的中高必須正確。
（5）芯紙已起楞後，在將它黏附到麵紙前，必須始終保持正確的瓦楞形狀。為做到這一點，傳統單麵機的瓦楞輥都有一個機械導爪裝置。
2.導紙裝置
傳統的導紙裝置稱為瓦楞輥導爪（Corrugating roll finger），又稱導紙板。它是一個新月形金屬長片，其作用是將新起楞的芯紙從上瓦楞輥上剝離下來，並將其貼附到下瓦楞輥的齒麵上，使其不致被瓦楞輥的離心力甩開。
由於瓦楞輥很長，許多導爪按一定距離排列；為防止導爪與上瓦楞輥和塗膠輥碰撞，將導爪鑲嵌在凹槽中，導爪數應與凹槽數相等。
瓦楞形芯紙從瓦楞輥壓區出來至粘接到麵層紙板之間，有個易於鬆弛和伸長的自然傾向，使瓦楞高度不均一，施膠量也變得不均一，從而影響麵層與芯紙黏合牢固性。導爪的作用就是使芯紙與下瓦楞輥保持緊密的接觸。
導爪還可在上膠輥向楞尖塗布膠黏劑時，導正瓦楞芯紙的位置。導爪借夾具安裝到支座上。為避免碰撞上瓦楞輥或塗膠輥時損壞機器，導爪一般由耐磨而硬度較低的黃銅製成。一般導爪厚度3.0mm，壽命為300～750h。導爪的弧形是由半徑為R1、R2和R3三段圓弧組成，且R1>R2>R3，導爪與瓦楞輥之間的間隙要求很嚴，A型瓦楞為0.75mm，B型瓦楞為0.5mm。
根據瓦楞芯紙的厚度，導爪需要及時進行調整。在膠黏劑應用上，厚紙要求有比薄紙更具黏性的膠黏劑。用玉米澱粉粘接厚紙時，最好其Stein-Hall黏度為50～60s，固形物含量22％，糊化點60～62℃。土豆和小麥澱粉都需要有專門的規定。
導爪雖然對保持瓦楞形能起很好的作用，但在應用中也有許多問題。例如，導爪容易磨損，需要經常調整以保證它們與芯紙保持適當的接觸；如果導爪壓得太緊，可壓壞芯紙，太鬆則瓦楞成型又不好；導爪如不夠幹淨，可從瓦楞尖上抹去膠黏劑，形成麵紙與芯紙之間的不粘接點；且導爪的壽命較短，備品消耗量可觀，更換又很麻煩。
因此，近幾年來氣壓式和真空式裝置已逐步取代了機械導爪裝置，其中以真空無導爪裝置最為常用。新型無導爪單麵機的工作原理就是利用真空或氣壓將芯紙貼壓到瓦楞輥上。正常操作情況下，從瓦楞輥壓區直至被粘接到麵層紙為止，芯紙可與瓦楞輥全程保持接觸。這樣，就使瓦楞形芯紙能準確地保持相同的高度。
（1）真空式無導爪單麵機。真空無導爪單麵機（Vacuum fingerless single facer）又可分為真空吸附式和真空罩式兩種。真空吸附式是將下瓦楞輥加工出許多小孔，輥內抽真空將瓦楞成型後的芯紙勻稱地吸附於輥麵。真空罩式是在單麵機上設置真空吸氣裝置，吸去下瓦楞輥和芯紙之間的空氣使之成為真空地帶，靠大氣壓力讓芯紙貼附在下瓦楞輥表麵。
這兩種單麵機以前者應用較多，很多國外大公司都生產這種真空吸附式單麵機。該機沿瓦楞輥輥長以合理間距開有條縫，在條縫底部有小孔，它與輥殼內的真空室相聯結。當真空泵開動時，空氣被抽入縫內並進入真空室，從而使芯紙穩固地吸壓在瓦楞輥上，直至瓦楞形芯紙借壓輥與麵層紙相粘接為止。由於消除了紙幅鬆弛狀況，每個瓦楞都有準確的相同高度，使瓦楞紙板質量有很大改進。
真空吸附式單麵機一般是不會有鬆弛的，但如抽真空的孔眼被堵，失去真空，也會產生鬆弛狀況的。為保持條縫通暢，在每個條縫安裝有銅製清潔器，隨著輥子轉動連續地清除髒物，這是很必要的。
真空吸附式單麵機瓦楞輥的真空度沿整個紙幅（包括紙幅邊緣）都應該是一樣的。高定量瓦楞芯紙需要比112g/m2標準芯紙有更高的真空度。
真空吸附式單麵機的玉米澱粉膠黏劑黏度和固形物含量略高於傳統的導爪式單麵機，其Stein-Hall黏度約為60～70s，固形物含量25％。糊化點較低。土豆澱粉會弄髒瓦楞輥，很少在真空吸附式單麵機上使用。
（2）氣壓式無導爪單麵機。氣壓式無導爪單麵機（Pressure fingerless facer）是使用氣壓將芯紙固定到下瓦楞輥。使用這種裝置，瓦楞輥和塗膠係統都包含在一個密封室內。鼓風機提供室內所需的氣壓。氣壓式單麵機一般也不會發生紙幅鬆弛狀況，但必須注意要保持氣室的密封性，避免空氣逸出。
目前這種單麵機均能以300m/min以上的速度運行，但由於塗膠過程的限製，一般都控製在300m/min以內。高定量半化學漿瓦楞紙的預熱，使用轉動式預熱器，紙幅預汽蒸與傳統的帶導爪單麵機相同。高定量瓦楞紙要求比112g/m2標準芯紙有更高的正壓力。
單麵機的速度是個很重要指標。以速度為220m/min的B型瓦楞為例。這是當前一個較理想的起楞速度，它每秒可有590條膠料線。速度增加到300m/min時，每秒鍾膠料線數增加到800個。因此，為了達到此速度，單麵機的各個部件都需要正確地運行。
瓦楞成形後的下一步就是上膠或塗膠，即將膠黏劑塗到瓦楞形芯紙的瓦楞尖上。
（四）塗膠裝置
1.塗膠裝置的控製要素
當瓦楞芯紙對著下瓦楞輥表麵時，塗膠輥將膠黏劑施加到瓦楞尖上。在單麵機上，這是一個關鍵部位，很多問題都在這裏產生。下列各點是在將膠料轉移到瓦楞時必須加以控製的要素：
（1）下瓦楞輥、塗膠輥和計量刮刀輥必須很好對準，每個輥的允差為0.05mm。
（2）上述輥子之間的間隙必須校正好。
（3）刮刀片應無漏泄。
（4）輥子不應過分磨損。
以上情況適用於傳統帶導爪和無導爪的單麵機。無導爪裝置比較起來更需要調整好瓦楞輥與塗膠輥之間的隙縫。當使用正常的膠料厚度時，可接受的隙縫允差僅為1mm的百分之幾。利用真空度進行控製的芯紙也像傳統帶導爪的單麵機一樣，並不靠在施膠輥上。當導爪略有磨損時，更是如此。導爪過緊甚至可阻礙施膠，在沒有結合膠料的地方，可在紙上產生幹條紋。這也是單麵機塗膠很重要的一點。
在單麵機（雙麵機上也一樣）上，塗膠工序是將膠料傳遞到瓦楞尖上。這項作業的要點是膠料量要適當，以及全幅寬度上的膠料量要均勻分布。若膠料量太多，需要有更多的時間才能達到糊化溫度，而且需要有更多的熱能，車速也要有所降低；過多的膠料還將降低紙板質量（諸如造成紙板起微楞和撓曲等）。若膠料不夠，將會滲透過快或膠料中所含水分蒸發過快；此時，生澱粉顆粒不能充分糊化，黏結就比較脆弱。
與雙麵機比較，單麵機上的粘接過程和粘接點有所不同。在單麵機上，麵紙在塗膠後的約0.03s內穩定地壓向瓦楞尖。此時膠料仍然是流態的，所以膠料就被擠壓到瓦楞的側麵。隻有一小薄層膠料留在瓦楞尖上。
在這薄層中的水量很少。有些水分迅速蒸發，紙頁則吸收其剩餘下的水分。因此，所存在的水分不足以使澱粉顆粒完全糊化。而這個薄膠料層的溫度在瞬間就上升到糊化點。部分糊化的生澱粉，將麵紙與瓦楞芯紙黏結在一起。
粘接經曆三個過程，即塗膠到瓦楞尖上、濕粘接和最終形成膠縫。濕粘接或暫時性粘接的強度是非常低的。直到瓦楞側麵的厚層膠料糊化並完全固化以前，這種強度隻足以暫時性地將紙幅連在一起。由於有側麵這厚層膠料，所以粘接的最終強度還是很大的。
在雙麵機上，塗膠與紙幅之間互相施壓的時間要比單麵機多10倍。在這段時間終了時，膠料的黏度已經增加，而對紙幅的壓力還不大。這使得保留在瓦楞尖上的膠料層厚而且均一。在膠料中存在足夠的水分有利於完全膠凝，如果溫度夠高的話。
2.塗膠裝置的結構
塗膠裝置通常包括三個部分，即料盤、塗膠輥和計量輥。塗膠輥是其主要組成部分。工作時，製備好的膠黏劑由管道送至料盤中，浸泡在膠黏劑液中的塗膠輥表麵黏帶上一層膠膜，膠膜厚度由計量輥控製。當塗膠輥與瓦楞尖接觸時，將膠膜轉移過去。