瓦楞紙板翹曲成因及控制
發布日期:2007年10月10日
紙板曲翹問題一直困擾著許多紙箱生產廠家,由于紙板曲翹造成的直接或間接損失舉不勝舉。現在是紙箱微利的時代,控制紙箱的成本成了盈利的關鍵,生產中的紙板曲翹問題肯定不能避免,但是可以盡量降低此類問題的出現,控制紙板的質量是提高紙箱產品盈利的關鍵。本刊就紙板曲翹問題做一個詳細全面的介紹。
怎樣的紙板才是平直的紙板呢?以一塊24英寸寬的紙板為例,在這張紙板上所偏離的英寸稱之為“翹曲因子”,如果紙板的翹曲因子在0.25N(6毫米N,正向翹曲)以及0.25R(6毫米R,反向翹曲)之內,則紙板是平直的。經過研究,在下列情況下,可以制成平直的瓦楞紙板(即24英寸寬紙板,偏差為0.25英寸或者說600毫米寬紙板,偏差為6毫米):
■管理層十分重視紙板的平直度;
■原紙的水分含量均勻度在規定范圍內:
■瓦楞紙板生產線處于良好的機械狀態,并附有某種控制紙板翹曲的工具:
■改進瓦楞紙板生產線操作程序,對相關工作人員進行紙板翹曲控制方法的培訓。
前三條是由紙箱生產廠家自己控制,至于原紙的水分均勻度是由原紙生產廠家控制的,所以需要慎重選擇原紙生產廠家。
紙板有許多種類的紙板翹曲,可以用如下方法進行分類:
基本類型
■與機器平行(MD或端對端)方向的紙板翹曲
■與機器垂直(CD或邊對邊)方向的紙板翹曲
■復合(一定形式扭曲)式紙板翹曲
基本形狀
■向上(正常)紙板翹曲向下(反向)紙板翹曲
■復合(S形)紙板翹曲
觀察時間
■從瓦楞紙板生產線出來后可直接看到
■幾小時或多日后才看到
引起紙板曲翹的真正原因
紙板翹曲是由瓦楞紙板組合部件,尤其是芯紙部分的尺寸大小不均勻變化產生的,且通常發生在瓦楞楞尖和底紙牢固黏合直到兩者之間不再發生相對移動(滑動)之后。
機器方向(MD)紙板翹曲是由于機件滾動方向各種力原先就不平衡,這種不平衡的周期變化引起上下面紙在機件滾動方向的不均勻改變,從而導致紙板翹曲,這里起主要作用的力是紙幅張力。如果上層面紙的張力高于下層底紙的張力,則造成端對端的上翹型紙板翹曲。發生這種翹曲是因為紙板黏合后,上層面紙比下層底紙的伸展程度高,紙板背部的彈力更大,當紙板經過切割張力得以釋放后產生。反之,如果下層底紙的張力高于上層面紙的張力,則造成端對端的下彎型紙板翹曲。如果紙板的任何一面面紙或兩面的張力都發生大規模的波動,則發生端對端的S-型紙板翹曲。
瓦楞方向(CD)紙板翹曲主要是由瓦楞平行方向(CD)原先的不平衡力、上下面紙在瓦楞方向上的不均勻變化引起的。這里主要的力是由于水分含量變化引起的,即所謂原紙的“濕漲性”特點引起的收縮力和擴張力,仔細控制原紙中的水分含量對于平直紙板的生產至關重要。溫度的變化同樣會造成紙板尺寸的大小變化,然而相對來說,其影響對于紙板翹曲是最小的。很難將溫度這一因素孤立對待,因為溫度的變化通常伴隨著或者說實際造成了原紙中水分含量的變化。用紙板制造過程中發生在水分含量上的變化和差異,來解釋瓦楞方向的紙板翹曲成因是可信的。
發生在熱板上的底紙和瓦楞楞尖黏合處的水分含量狀態特別重要,該狀態通常發生在糊膠粘結的時候。導致水分含量狀態發生變化的力,是指機械地把限制在上層皮帶和熱板之間,成型紙板保持一種平直狀態時所產生的各種力。在底紙和瓦楞楞尖黏合處,可以預料到單面面紙的水分含量要比雙面底紙高得多,不僅是單面面紙黏合時附加的水分含量不能夠在經過單面機和天橋時徹底清除,相反從雙面底紙黏合時產生的水分含量在其糊合時會被傳遞到單面面紙上。雙面底紙只有在糊膠時大部分水分含量被去除后才能牢固地粘結,詳細的溫度測量顯示,位于瓦楞楞尖之間的面紙表面將達到干透粘牢狀態。從這兩個因素大致上可以預料雙面底紙的粘結處是十分干燥的。
當紙板離開機器時,單面面紙(上層面紙)的水分含量比雙面面紙(雙面底紙)高得多。當兩種面紙中的水分含量與周圍空氣中的水分含量趨向一致時,上層面紙將釋放水分而收縮,雙面底紙則吸收水分而膨脹,這兩個力最終引起紙板向上(正向)的翹曲。
怎樣控制紙板曲翹問題
我們知道在瓦楞方向上紙板翹曲的基本成因以及各自的作用力,仍然無法控制紙板的翹曲,但是可以盡量的降低紙板的曲翹程度。合理的控制黏合劑用量以及掌握黏合劑的流變能力;能夠在任何時候確保原紙品質符合實際操作要求;培訓操作員工新的操作實踐以及充分利用新研發的工具,如速度同步化、單面紙幅噴淋系統等。
紙板含水量對紙板曲翹的影響
面紙紙幅中水分含量的不均勻已被證實是導致瓦楞紙板翹曲的主要原因。
如果瓦楞紙板生產線、印刷設備能夠實現自動化以及最優化的操作,紙板的翹曲程度可以得到控制。在一定生產條件下生產出來的瓦楞紙板,在理論上被認為是平直的,即紙箱廠的自動化設備使紙箱企業在生產時遇到的問題最小化。
瓦楞紙板生產線可以減少單面面紙和雙面底紙間水分含量的差異。由于這樣的能力是有限的,所以先要測定單面面紙和雙面底紙之間水分含量差異的最大允許數值,使瓦楞紙板生產線能夠控制并始終生產出平直的紙板。
不同原紙紙卷的水分含量差異是不同的,如果是在瓦楞紙板生產線的可控制范圍內則是無害的。當水分含量差異超出規定范圍,則不可能連續生產平直的紙板。為了使紙卷之間的水分含量差異值在可控范圍內,需要瓦楞紙板生產線使面紙的水分含量從不均勻態轉到平衡態,以便生產出平直的紙板。原紙中的各項指標理論上應是一致的,只有這樣瓦楞紙板生產線的操作人員可任意續接兩個原紙紙卷間的生產,并通過控制瓦楞紙板生產線來生產出平直的紙板,當務之急是確定原紙中的水分含量特性。
有試驗數據顯示紙板在通過瓦楞紙板生產線時非常容易向水分含量較多的面紙彎曲,當單面面紙比雙面底紙的水分含量差異高出三個百分點或更高時,92%的樣品翹曲朝向單面面紙(即正向翹曲);當雙面底紙比單面面紙的水分含量差異高出三個百分點或更高時,75%的樣品翹曲朝向雙面底紙(即反向翹曲)。單面面紙水分含量多時要比雙面底紙水分含量多時需要克服的困難大得多,且水分含量較多的面紙將在單面機處產生比在雙面機處更多的黏合問題。
瓦楞紙板生產線操作人員在使用紙卷前,應該預先知道其水分含量。一般的瓦楞紙板生產線只使用3000米長度的原紙,或者2/3的紙卷。由于缺少關于水分含量的信息,瓦楞紙板生產線通常只生產利用1500米的原紙。因為在瓦楞紙板生產線經過調整生產出合格的紙板前,所有的產品都是翹曲的。只有在知道原紙的水分含量指標后,從一開始就可以調整機器,操作人員可利用這一指標將兩種面紙中比較干燥的一卷用作單面面紙,有利于避免紙板的反向翹曲,同時使用分段式單面紙幅噴淋系統,可以最終避免紙板翹曲的出現。試驗表明瓦楞芯紙中的水分含量同紙板翹曲很少甚至沒有聯系,可能是芯紙的翹曲被兩邊面紙的翹曲所抵消。
單面面紙和雙面底紙之間的濕度差,是加工平直紙板的關鍵因素。如果瓦楞紙板生產線的操作人員想生產出始終平直紙板,或者瓦楞紙板生產線更加接近全自動化生產,那么在安裝紙卷之前,先了解所有面紙紙卷的水分含量就顯得十分重要。多數情況下最好把較干的原紙卷安裝在單面機上,如果隨意的變更原紙的使用,會因為面紙間的水分含量差異生產出翹曲的紙板。了解原紙的平均水分含量,有助于避免面紙之間大規模的水分含量不平衡,同時有助于操作人員在更換紙卷后的很短時間內生產出平直的紙板。
綜上所述,水分對紙板翹曲的主要影響因素如下:
■單面面紙和雙面底紙之間的水分含量差異超過三個百分點,將引起紙板朝著水分含量較高的面紙方向翹曲,從而造成瓦楞紙板生產線生產出的紙板翹曲。
■充分利用現有的控制紙板翹曲的全部設備。大多數瓦楞紙板生產線都能克服面紙與底紙之間最高達到三個百分點水分含量差異。
■為了使濕雜紋引起紙板翹曲保持最小化,平均水分含量的濕雜紋寬度與濕雜紋的項高的乘積最大值必須小于40。
■芯紙的水分含量在3~9%的范圍內,對紙板翹曲沒有明顯的影響。
■面紙紙卷的水分含量軌跡形狀,與在原紙供應商和紙箱廠處獲得的數據之間的變化不明顯。
為了確保紙板的平直,對于205克/平方米規格的原紙要求如下:
■特定材質和基重的所有原紙,平均水分含量的變化不超過±1.5%(總值為3%)。
■水分含量在機器方向應當均勻,分別掃描平均值變化不應大于紙卷平均值的±0.5%。
■如果有濕雜紋,則其寬度要窄且分布均勻,左右產品的濕雜紋寬度用英寸表示,其過剩水分含量不得超過40。
■原紙應成緊密均勻的卷包扎運送給紙箱廠,不帶松散面、損邊、裂芯或芯孔。芯紙和較輕基重的紙應使用至少6毫米厚的優質紙卷卷心。
■紙卷的平均水分含量應當做出標注,以便用來輸入紙板翹曲控制系統。
預熱機清除面紙水分
預熱機是瓦楞紙板生產線操作人員唯一能夠將水分從面紙中清除的可靠工具。據估計,最有可能影響水分清除效果的因素是瓦楞紙板生產線的生產速度,以及通過預熱機時紙幅的包覆程度,還有一些其他變化因素,包括通過預熱機時的紙幅張力、預熱機的面紙包覆方向、預熱機是否能隨著紙幅的移動而隨意旋轉,或者預熱機是否應該靜止不動,以及面紙中不同水分含量等影響。
瓦楞紙板生產線的生產速度對清除水分含量起最大的作用,保持紙幅包覆的程度和原紙架的剎車壓力一致,將原紙中的水分含量維持在正常的水準,當瓦楞紙板生產線速度為150米/分鐘時,紙卷中2%的水分含量被清除;當瓦楞紙板生產線速度降低到45米/分鐘時,所清除的水分含量上升到4%,這些數據都是紙張生產廠家試驗所得。由此可見速度對于預熱機清除水分含量能力的影響是不一致的,速度變化的不同步就可能導致紙板翹曲。
張力在瓦楞方向的不同紙幅區域僅起很小的作用,致使紙幅無法緊貼在預熱機表面,出現所謂的紙幅“松垮”現象。紙幅在驅動側過“緊”,而在操作側過“松”。分段式紙幅張力測量裝置可檢測出預熱機兩側張力存在差異。在低速運行情況下,張力對于水分含量清除的影響并不象原先估計的那樣。張力的變化范圍從179~536克/厘米。當瓦楞紙板生產線速度為60米/分,張力從1磅上升到3磅,但對于26磅和42磅材質的原紙,則所清除的水分含量略微增加,而對于69磅材質的原紙則沒有任何作用。當速度為300英尺/分鐘或更高時,原紙中的水分清除量并未隨著張力從1磅到3磅的上升而增加。
在正常速度下的水分含量測定表明,在紙幅“松”的區域內水分清除量比在“緊”的區域內低,因為在“緊”的區域內,紙幅同預熱機表面接觸充分。由于瓦楞紙板生產線沒有安裝自動張力控制系統,張力將隨著輥筒直徑的縮小而增加,增加的張力和下降的速度(即單面機和雙面機為了配合接紙而降低速度),這兩個因素合在一起,將大大增加水分的清除量。如果沒有能夠采取同步模式,將會導致嚴重的紙板翹曲變化。
關于紙幅包覆程度對于水分清除量多的影響可以從采集的數據表明,在高速生產狀態下,影響紙板翹曲的紙幅包覆程度變化相當大。如果從紙幅同預熱機接觸的時間來看,也可以理解。150米/分鐘時,紙幅包覆從305毫米變化為1371毫米,而接觸時間僅為1/3秒;30米/分鐘速度時,同樣的紙幅包覆變化,接觸時間增加到2.1秒。可以理解為當紙幅包覆程度上升305毫米,當現有的紙幅包覆程度在762毫米和1524毫米之間時,205克材質的原紙以150米/分鐘的速度運行時水分清除量將從0.75%上升到1%。
改變紙幅的包覆方向,從紙幅的外圍到內部的加熱,對于69磅材質面紙的水分清除或紙板翹曲來說沒有什么影響。其中關于這種變化的一個測試說明,在最高速度生產時黏合劑沒有什么損失。在加熱紙幅外部時,速度有可能為112米/分鐘;當變成加熱紙幅內部時,速度變為129米/分鐘,黏合劑也沒有什么損失。滑動摩擦系數從基本為零(即預熱輥可隨意按照紙幅的移動速度旋轉)上升到最大值(即預熱輥靜止轉動)的過程中,正常速度不會影響水分清除或紙幅中的水分含量,然而在低速生產時,水分的清除將可能隨紙幅張力增加而增加。
由此可見,在特定條件下紙幅中的水分清除量同原始的水分含量相關,較濕的原紙紙卷與干燥些的紙卷相比,將清除更多的水分。通常在一個良好的張力條件下,如果濕紙卷中的水分含量是另一紙卷水分含量的一倍,從水分含量較多的紙卷中的清除量為25~50%。這說明預熱機能夠減少濕雜紋的負面影響,但不會完全清除濕雜紋。濕雜紋通常出現在紙幅較“松”的區域,因此不會緊緊帖附在預熱機上而導致某些優勢喪失。
在紙幅幾乎完全包覆的情況下,預熱機能夠消除以150米/分的速度生產205克/平方米面紙中1.5~2.5%的水分含量。濕度變化1%,會使紙板的翹曲因子改變:對于C型瓦楞,大約改變3.6毫米:對于B型瓦楞,大約4.8毫米;在整個紙幅包覆范圍內,速度為150米/分時,預熱機能夠使紙板的翹曲因子改變范圍是5.3~11.9毫米。一些瓦楞紙板生產線的工作表明,典型的瓦楞紙板生產線在正常條件下,可以克服單面面紙與雙面底紙之間2~3%的水分含量差異。如果將較濕的面紙整個包覆在預熱機上,而干燥面紙的包覆量最小化,那么大多數瓦楞紙板生產線都可以克服單面面紙與雙面底紙之間的水分含量差異。如果在特定狀態下希望更加有效地消除紙幅中的水分含量,那么降低瓦楞紙板生產線速度或使包覆程度改變幾英尺,將會取得最大的效果。在正常速度下,增加掛面紙幅的張力、改變紙幅包覆的方向或停止面紙預熱輥的轉動,幾乎都不會對水分含量的清除起到作用。
另外一項值得注意的是,由于預熱機上游包覆變量控制臂上的導紙輥經常不起作用,大多數瓦楞紙板生產線的預熱機只設置了一半的表面可供與紙幅接觸,大約762毫米的潛在包覆表面不被使用。預熱機是主要的紙幅包覆控制工具,進紙和出紙的導紙輥應保證有最大的包覆量,單面面紙的包覆量始終大于零,而雙面底紙預熱機上應保證有所謂的零包覆能力,即使犧牲了紙幅的最大包覆量。
同步速度控制系統是控制紙板曲翹的重要工具
常規的生產方式中,大多數瓦楞紙板生產線都會因生產速度的改變而產生多種紙板翹曲。訂單切換時降低瓦楞紙板生產線速度,或是設備關閉后重新啟動,紙板的翹曲現象尤為突出。因此,連續生產的瓦楞紙板生產線不僅操作連續,而且其維持恒定的生產速度使得紙板翹曲問題趨向最小化。為解決此問題,一些瓦楞紙板生產線供應商生產了能調控熱板和預熱機速度設置的同步速度控制系統,可減少紙板翹曲,同時減少由于速度變化而造成的質量問題。
確定天橋積紙量對于紙板翹曲影響的試驗,是在各種生產速度下和天橋空載與滿載積紙的情況下完成的。試驗表明,空載的天橋比滿載天橋更易使紙板反向翹曲偏移。也就是說,天橋正常滿載積紙運行時,所生產的紙板是平直的;天橋空載時,紙板翹曲的軌跡朝著反向偏移其它運行條件則保持不變。
我們希望能使紙板翹曲朝著反向偏移,使用單面紙幅噴淋裝置是一個不錯的發現。我們也確認以前在天橋滿載情況下生產速度變化時,將引起紙板明顯的翹曲變化;但是更重要的是發現當天橋空載情況下紙板的翹曲變化很小,一塊600毫米的紙板,當其生產速度在100~550英尺/分范圍內變化時,翹曲變化小于6毫米。
這一發現的重要意義在于,它影響了連續生產的瓦楞紙板生產線自動訂單切換的速度選項。既然知道降低生產速度不會大幅度影響紙板翹曲,我們現在具有了連續生產的選擇(即不必停機),那就是只需降低生產速度,完成訂單切換后再恢復正常速度。作為主要的紙板翹曲控制設備,速度同步系統具有其他的優點:紙板翹曲的控制、提供同步接合系統所需的輸入、使運行人員免除手動控制天橋積紙專心其它事情、可防止天橋積紙數量太滿時的單面紙幅向上翹曲、可防止天橋積紙太空時浪費的單面紙幅折斷。
瓦楞紙板生產線的自動訂單切換系統提供了好幾種優點。
自動訂單切換系統的優點
在高速運行狀態下,手工更換訂單紙張是不可能完成的,而要保持多個設備的時間順序,就會造成紙張的堵塞。使用高速自動訂單切換系統可以減少堵塞,且可彌補由于速度降低而造成的潛在產量損失。且自動訂單切換系統對于設備的要求不高,且價格適宜。在生產過程中發現完成一次訂單切換只會造成2米長的紙幅廢品,包括接紙機處出現的,這些廢紙將直接被送到廢品站而不會送達紙板堆碼處。
成型后紙板的翹曲形狀是由“單面面紙和雙面底紙在雙面底紙第一次黏合處的相關水分含量”而決定的。對于空載天橋,當瓦楞紙板生產線改變速度時,兩種紙幅在消除水分含量方面幾乎同時做出改變,兩者都因速度的降低而更干燥或速度升高而干得少些。然而,由于兩種紙幅水分含量的改變是同向增減的,紙幅之間的水分含量關系也保持大致相同;所以,紙板翹曲形狀也維持相同。當天橋滿載積紙時,隨著速度變化,同一速度(和干燥程度)的單面紙幅與運行于不同速度(和干燥程度)的雙面底紙相結合成型,兩種紙幅的干度差異改變了雙面膠粘點處其各自的水分含量關系,從而導致紙板翹曲形狀的變化。僅1%的水分含量變化,將導致C型瓦楞紙板的翹曲因子改變3.6毫米,B型瓦楞紙板的翹曲因子改變4.8毫米。由于只要有6毫米的翹曲因子就絕對有可能使得平直的紙板發生意想不到的翹曲,因此只要有2%的水分含量變化,將導致大量紙板翹曲。為了獲得最佳的紙板翹曲控制,必須使天橋空載運行。而通常的手動操作控制時,天橋空載運行是不現實的,因為存在單面紙幅脫出和卡斷的危險,單面機操作人員需要密切注意、時時控制以防止這類狀況出現。另外,在接紙前先使天橋滿載積紙,可避免雙面機速度減慢造成接紙期間產量的損失。
噴淋系統的位置對于控制瓦楞紙板翹曲的重要性
通過調整預熱機上的紙幅包覆量、天橋上的積紙量、黏合劑的使用量、生產速度等,可以大大改善紙板曲翹問題。但是面紙的質量參差不齊,水分含量的不一致是造成紙板翹曲最重要的因素。
在熱板部前端的雙面底紙外側增加水分不是控制紙板正向翹曲的實際方法,因為會磨損面紙表面以及產生下面的翹曲張力和一些扭曲式紙板翹曲。在熱板部后面和三層紙板前的雙面底紙上立即噴水,紙板將出現反向翹曲。然而,紙板產生的翹曲量是無法預測的。在紙板堆碼時,紙板翹曲效果很明顯。尤其在極端情況下,如果小心并且有經驗的使用這種紙板翹曲控制方法將成功的減少紙板正向翹曲。往單面紙幅的面紙一面噴水,對于消除紙板反向翹曲和S型翹曲的反向部分是非常有效的方法。可以控制整個橫跨瓦楞紙板生產線寬度上的紙板翹曲。但是單面紙幅噴水會損壞棉織物輸送帶。往糊膠機和熱板之間的單面紙幅上加水會損壞棉織輸送帶(腐爛)。調整單面紙幅預熱機前噴水會減輕這種趨向。合成纖維輸送帶因其防腐性而比棉織物輸送帶,更令人滿意。
如何更均勻的控制糊膠變化
導致瓦楞紙板翹曲的主要原因在于成型后的紙板中的單面面紙和雙面底紙中的水分含量不平衡。為了生產出平直的瓦楞紙板,有必要控制面紙中的水分含量和糊膠黏合劑的使用。怎樣保證不均勻的糊膠對紙板翹曲以及黏合工藝的影響最小化。可能影響黏合劑在糊膠輥上“勻膠”以及將黏合劑從糊膠輥上“傳送”到瓦楞芯紙楞尖的變化因素。
勻膠變量
■勻膠輥/糊膠輥的清洗和并行機制。
■勻膠輥調整機制。
■勻膠輥刮膠片的效率。
■糊膠輥和勻膠輥的偏心旋轉。
■糊膠輥和勻膠輥的機械狀態(磨損的傷痕)。
■糊膠輥和勻膠輥的軸承狀態。
■勻膠輥/糊膠輥的速度比,即勻膠輥的轉速與糊膠輥的轉速之間的百分比。
■瓦楞紙板生產線生產速度。
■黏合劑——配方、溫度、流量等。
芯紙上黏合劑的傳遞
單面機
■糊膠-原紙速度,即糊膠輥的轉速與單面紙幅移動速度之間的百分比。
■糊膠輥與下位瓦楞輥的清洗和并行機制。
■導爪/下位瓦楞輥的清洗——導爪的個別調整以及導爪條同下位瓦楞輥的并行。
■糊膠輥和下位瓦楞輥的偏心旋轉。
■糊膠輥和下位瓦楞輥的機械狀態。
■上位瓦楞輥和下位瓦楞輥的軸承狀態。
■芯紙——高度,表面粗糙程度,表面細孔,伸縮性(脫水)。
■瓦楞紙板生產線生產速度。
■黏合劑——配方,溫度,流量等。
雙面機——糊膠機
■糊膠輥速度
■導紙輥/糊膠輥的清洗(壓力)和并行機制。
■糊膠輥和導紙輥的機械狀態(磨損、骯臟)。
■糊膠輥和導紙輥的偏心旋轉。
■糊膠輥的類型(表面光滑或表面凹陷)
■糊膠輥溫度——周邊加熱或內部加熱。
■單面紙幅通向或離開糊膠輥。
■芯紙——瓦楞構成,楞型輪廓或形狀,“楞型”硬度,單面紙幅高度,芯紙伸縮性(脫水)。
■瓦楞紙板生產線生產速度。
■黏合劑——配方,溫度,流量等。
怎樣避免上述問題的產生。同時了解并解決,在保持輥筒平行、刮倒正常工作的狀態下,影響黏合劑使用,以致造成紙板曲翹的關鍵因素。
速度
單面機上的錐形驅動裝置在瓦楞紙板生產線低速生產時,將增加糊膠輥和楞尖上“擠出”的糊膠量,在高速生產時減少糊膠用量。黏合劑的用量隨著速度增加而減少,當瓦楞紙板線的速度變慢時,由于情況不同顯現結果也不一致。在單面機上使用固定速率的輥筒,也就是根據瓦楞紙板生產線生產速度,糊膠輥相應的以同樣速度運行。隨著速度的提升,有些生產廠家會供應更多的黏合劑,防止當機器速度減慢時,紙板黏合的質量降低。實際上卻造成黏合劑的浪費以及在高速生產狀態時紙板出現上翹(正常翹曲)的趨勢。
糊膠縫隙
瓦楞紙板生產線操作人員對于所用黏合劑用量的唯一控制調節方法是改變糊膠縫隙。糊膠縫隙的調整是非常重要的。機器運行中的任何操作都會引起不為操作人員所知的糊膠縫隙的變化,要隨時觀察隨時調整。建議始終保持一定的糊膠余量,保證及時供應。這樣就可以避免機械運行對糊膠供應的影響。機械的長期運行會造成累計誤差,顯示數據并不一定準確,要定期用塞尺校正糊膠縫隙,進行必要的調整,保證糊膠縫隙始終保持一致。
單面機磨損
磨損后的糊膠輥和偏心旋轉有問題的單面機。黏合劑使用量最多的地方在于磨損過的糊膠輥的邊緣。糊膠輥的末端經過長期的使用受到腐蝕和損壞,因此直徑變小而且兩個末端處的縫隙增大。另外一個消耗多的地方是由輥筒偏心旋轉所造成的。糊膠輥和勻膠輥之間夾子隨著輥筒的轉動而變化,即輥筒的旋轉是偏心的。黏合劑在機器平行方向上的用量比為3:1。偏心旋轉問題通常出現在黏合劑糊膠系統中,下位瓦楞輥周圍的收卷裝置的損壞通常導致單面機上出現偏心旋轉問題,以致造成紙板曲翹問題。單面機糊膠輥上的熱扭曲也會造成偏信旋轉,如果在熱作用下糊膠輥同下位瓦楞輥的距離過近,糊膠輥將停止旋轉,糊膠輥將發生彎曲并且同下位瓦楞輥發生接觸。一根毀壞的勻膠輥接著就有可能造成擠出刮刀的損壞,即使沒有損壞,擠出刮刀仍舊不能均勻的清洗受損的輥筒表面。為了防止糊膠輥和下位瓦楞輥之間接觸而導致的損壞,需安裝勻膠輥的停止裝置。如果停止裝置失效或者脫離控制,勻膠輥有可能撞擊糊膠輥導致在兩者的端口出現金屬表面磨損,造成上糊膠過量。
刮刀
刮刀在單面機中起到類似“水壩”的作用。由于刮刀在“水壩”末端位置外部同裸露的干燥的金屬表面互相摩擦。當刮刀磨損時,操作人員不得不擰緊刮刀防止糊膠從刮刀中滲漏,然而還是不能避免糊膠縫隙的增大和黏合劑用量的增加。一種“掃帚”式刮刀可增加黏合劑用量,從刮刀葉片下的黏合劑滲液轉移到糊膠輥,然后被轉送到芯紙上。速度提高時葉片下滴漏的黏合劑量也增加,造成黏合劑的浪費和紙板翹曲。如果發生在單面機處,紙板出現正常(向上)翹曲。如果發生在雙面機處,瓦楞紙板生產線末端堆碼中的紙板則反向(向下)翹曲。“掃帚”式刮刀的問題很容易解決,可安裝一塊磷青銅材料制成的反向角度勻膠刮片。這種刮片使用很小的壓力將黏合劑從勻膠輥上刮下來,并且在單面機上的勻膠輥上的黏合劑不會受到影響而變干,其優點是減少尤其在某些特定位置或瓦楞方向上黏合劑的消耗量以及紙板的翹曲程度。
其他調整
在單面面紙上均勻的黏合劑使用需要所有的滾筒都處于良好的工作狀態,彼此之間平行并且所處位置恰當,導爪的設置均勻分布在機器的橫向寬幅上,并且適當調整清洗輥筒上的尖端以便清除所有來自糊膠輥縫隙中的黏合劑。
磨損的糊膠輥或勻膠輥軸承對黏合劑的使用將造成影響。在某一速度時,糊膠輥上黏合劑膜會非常迅速的出現明暗交替的顯示。糊膠縫隙因速度提高而增加,反過來會損壞了軸承,損壞的軸承使勻膠輥和糊膠輥由于加速時產生于測量接口處的流體動力的作用而稍微分開。當瓦楞紙板生產線停止或正常速度下,在操作側、中部和驅動側使用塞尺檢測糊膠縫隙。如果縫隙的變化超過規定值,就說明糊膠輥和勻膠輥的軸承受到磨損或者在這兩種輥筒之間出現了不明物體。
導爪和下位瓦楞輥的清潔程度必須一致,保證黏合劑能均勻分布在單面機的橫向方向上。
清洗輥筒上的尖端同樣會對黏合劑的使用造成影響。大多數單面機裝配有自動清洗伸縮設備。在絕大多數情況下,當瓦楞紙板生產線的速度快速增加時,這種影響會減小。可以降低尖端的運動速度或在縮進時完全停止。
在雙面機處黏合劑的用量隨糊膠一原紙的速度比變化,浮動輥筒壓力,糊膠輥的型號表面光滑或凹陷程度而變化。
糊膠輥的加熱也會對雙面機處的黏合劑使用造成影響。溫度比周邊環境高的糊膠輥所使用的黏合劑量較大。
單面機處芯紙水分含量對黏合劑用量的影響,通過試驗發現低水分含量的芯紙區域比高水分含量的芯紙區域有更多的黏合劑使用。
勻膠輥的黏合劑量與大量的波動有關。糊膠縫隙的改變會引起瓦楞紙板生產線使用的黏合劑成倍增加。為了保證獲得特定黏合劑用量,周期性的檢測黏合劑使用量,以及糊膠縫隙的調整可有效的提高黏合劑用量的控制。
把黏合劑應用系統維持在良好狀態決非易事。環繞下位瓦楞輥的損壞的收卷裝置會使一個新的糊膠輥彎曲,磨掉整套糊叉。必須努力設計出不致因為收卷裝置(如同在糊膠單元上)而偶然損壞的糊膠輥和勻膠輥機構,并且保證在壓力下不會損壞并且自動停止單面機的生產。
每一條瓦楞紙板生產線都有不同的糊膠輥/勻膠輥速度比。在不同的瓦楞紙板生產線速度下,只對黏合劑勻膠的數量產生影響。此外,不同的黏合劑配方在性能或“均勻程度”上都有不同。
措施
為了改善現有瓦楞紙板生產線黏合劑的均勻性可以采取如下措施:
■使黏合劑應用系統維持在良好的機械狀態下。
■在單面機上安裝放反收卷檢測器以免損壞勻膠輥和糊膠輥。
■更換損壞的糊膠輥和勻膠輥。
■如果刮刀不能均勻清洗勻膠輥,應確定原因,采取先前建議的方法更換。
■確認單面機糊膠輥上的凸輪驅動裝置狀態良好。除非糊膠輥正在轉動,別讓糊膠輥緊挨著下位瓦楞輥。
■具有固定速比的糊膠輥轉動裝置的單面機,隨著速度的提高,應用的黏合劑會更多。如果這產生膠結或紙板翹曲的問題,安裝快速輕擊式糊膠輥傳動裝置。
■在單面機和糊膠機上安裝黏合劑消耗系統。為了完成紙板充分的黏合,對糊膠縫隙進行調整確保黏合劑的特定用量。
紙板曲翹是影響紙板質量的重要問題之一,它是由多種因素引起的,我們要掌握形成原因,找到解決方法,盡量避免紙板曲翹,降低紙板損耗,生產出高品質的瓦楞紙板。