瓦楞紙板彎翹的原因及其控制

1、瓦楞紙板彎翹的原因及其控制彎翹測量彎翹研究小組早期所致力的一項(xiàng)工作，是要研制出一種能夠測量和說明彎翹的方法。最終研制出來的方法與繪制彎翹形狀曲線和測量該曲線與直線的偏差有關(guān)。對于一塊 2 4英寸寬的紙板，這個(gè)偏差英寸數(shù)，就叫做“彎翹回?cái)?shù)”。彎翹回?cái)?shù)不大于 025的紙板被認(rèn)為是平直紙板。為了確認(rèn)025是能夠允許的，符合以前許多定義和實(shí)際用戶箱板成型技術(shù)規(guī)格的最大偏差，還有許多工作要做。用公制單位表示，600毫米寬；偏差為不大于6毫米的紙板，被當(dāng)作是平直紙板。如果具備下列條件，可以制成平直瓦楞紙板（24英寸板，偏差為025英寸或者說600毫米板，偏差為6毫米）：管理層承諾加工成平直紙板；原紙濕度的

2、均勻度在規(guī)定的范圍內(nèi)；瓦楞機(jī)處于良好的機(jī)械狀態(tài)，并附有某種彎翹控制工具；瓦楞機(jī)操作程序經(jīng)過改進(jìn)，工作人員經(jīng)過彎翹控制方法的充分培訓(xùn)。為了始終生產(chǎn)出平直紙板，上述四個(gè)條件務(wù)必具備。幸好，其中有三條是在紙箱廠控制下。對于第二條，我們必須依靠供應(yīng)原紙的工廠。引起彎翹的原因和控制彎翹的方法因?yàn)橛性S多種類的彎翹，首先試用如下方法進(jìn)行分類：1基本類型a）與機(jī)器平行（MD或端對端）方向的彎翹b）與機(jī)器垂亙（CD或邊對邊）方向的彎翹C）復(fù)合（一定形式扭曲）彎翹2基本形狀a）向巴（正卷）彎翹b）向下（反卷）彎翹C）復(fù)合（S形）彎翹3觀察時(shí)間a）從瓦楞機(jī)出來直接看到b）幾小時(shí)或多日后才看到一機(jī)器方向（MD）彎翹是

3、由于機(jī)件滾動(dòng)方向各種力原先就不平衡和這不平衡的周期變化所引起的匕下面紙?jiān)跈C(jī)件滾動(dòng)方向的不均勻改變而產(chǎn)生的（端對端的十型彎翹）。這里主要的力是紙板的張力。瓦楞方向（CD）彎翹主要是由于瓦楞平行方向（CD）原先不平衡力產(chǎn)生的匕下面紙的CD方向的不均勻變化所引起的。這里主要的力是由于濕度變化引起，即所謂紙張“濕漲性”的特點(diǎn)引起的收縮力和擴(kuò)張力。這種濕漲性； C D遠(yuǎn)大于 M D，這說明我們遇到的最嚴(yán)重的問題乃是CD彎翹，也說明潮濕是多么麻煩。因此，CID彎翹研究小組所做大部分工作指向CD彎翹即瓦楞方向彎翹的研究和控制。作為粗略指導(dǎo)，濕度每改變1將使CD尺寸改變006010?；貫榧埌褰?jīng)過瓦楞機(jī)期間，濕

4、度的改變可以達(dá)到1520，可能發(fā)生0920的相對尺寸的變化。在一張80英寸伯03米）寬的紙板匕，這個(gè)數(shù)值為07216英寸（1841毫米）。這樣大的尺寸變化；對于彎翹的影響很大。所以說，仔細(xì)控制濕度對于平直紙板的生產(chǎn)至關(guān)重要，就不足為奇了。用制造過程中發(fā)生在的濕度變化和差異來解釋CD彎翹的成因是可信的。特別重要的是通常發(fā)生在熱板上的雙面粘合處的潮濕狀態(tài)。而且，這些潮濕狀態(tài)，就是正在膠結(jié)時(shí)，機(jī)械地把復(fù)合紙板限制在皮帶和熱板之間的平直狀態(tài)時(shí)，所產(chǎn)生的各種力。在雙面粘結(jié)處，可以預(yù)料單面紙要比雙面紙潮濕得多。不僅是單面粘合劑附加的濕度不能夠在經(jīng)過單瓦機(jī)和大橋時(shí)徹底清除，而且從雙面紙來的濕份及其上糊合時(shí)都

5、會(huì)被送至單面紙上。因?yàn)殡p面紙粘結(jié)在上糊帶上的濕汽大多己被去除后才能粘結(jié)，而且仔細(xì)的溫度測量顯示，坑頂上的面紙表面達(dá)到干透狀態(tài)，大體上可以預(yù)料，雙面紙的粘結(jié)處是十分干燥的。紙從機(jī)器復(fù)合出來時(shí)，單面紙（頂紙）比雙面紙（底紙）潮濕得多。當(dāng)兩種紙濕度與周圍空氣濕度趨向一樣時(shí)，面紙會(huì)釋放濕汽而收縮，而底紙會(huì)吸收濕汽而膨脹。這兩個(gè)力會(huì)引起向上（正卷）彎翹。膠結(jié)點(diǎn)處復(fù)合板的濕度如何制成平直紙板答案就是必須有一個(gè)抵消掉兩個(gè)面紙力的第三個(gè)反向力。那個(gè)反向力產(chǎn)生于雙面粘結(jié)的坑的頂部和根部，由于雙面有粘合劑，加以由雙面紙和熱板的粘合劑帶來的濕汽，頂和根十分潮濕。當(dāng)頂和很失去濕汽而周圍空氣一致時(shí)，發(fā)生收縮，這樣一來，

6、力圖使復(fù)合紙板向下彎翹。所以，為了制成平直紙板，這個(gè)力務(wù)必準(zhǔn)確地平衡掉前述兩個(gè)面紙的力。這坑頂?shù)氖湛s不僅反映了由于濕份損失引起的尺寸損失，而巨反映了紙張被濕潤然后干燥收縮，而小于原來尺寸的基本特性。這點(diǎn)可以用往單面紙（Single face web）的坑尖加濕并觀察其運(yùn)行情況得到很好的說明。由于加濕，坑尖和坑底將膨脹，紙板會(huì)正常彎翹形狀。但是，當(dāng)坑尖和坑底變干，與周圍空氣均勻狀態(tài)時(shí)，紙板形狀會(huì)恢復(fù)平直，然后回到實(shí)際反卷彎翹。如果坑尖再次加濕，甚至?xí)M(jìn)一步恢復(fù)反卷彎翹，達(dá)到均勻狀態(tài)。事實(shí)上，加濕五次實(shí)際呈現(xiàn)為一個(gè)圓筒形就是一個(gè)例子。彎翹研究應(yīng)用的各種儀器為了確定濕度、溫度、粘合劑厚度、張力和相對

7、濕度與紙板質(zhì)量的關(guān)系，對它們進(jìn)行測量了和記錄。溫度監(jiān)測連同其它因素，溫度監(jiān)測顯示出在大的熱負(fù)荷下；熱板中心變得比紙板邊緣溫度低1013華氏度問572攝氏度）。這會(huì)使熱板由于速度的提高而下彎成弧形。這就是紙板邊緣壓偏的原因，因?yàn)榧訅狠伒拇蟛糠种亓壳『眉拥郊埌宓耐饩壣稀娝到y(tǒng)設(shè)計(jì)有個(gè)密不透風(fēng)的噴水系統(tǒng)，其噴水能力為襯極重量42磅的212，其速度為本 150600英尺分 （4182米分）。這套系統(tǒng)有一列帶電磁閥的噴嘴組成，噴嘴中心距為 4 5英寸（114毫米），位于單面紙之上，預(yù)熱器前面。系統(tǒng)借助開關(guān)從瓦楞機(jī)的干點(diǎn)開始運(yùn)行。當(dāng)水流速變化時(shí)，為了得到必要范圍的補(bǔ)充水和保持恒定的濕度，采用了三四種不同

8、尺寸（噴水能力）的噴嘴。這個(gè)系統(tǒng)能夠消除反卷彎翹或S型反卷彎翹的部分。這是能夠處理瓦楞方向彎翹的設(shè)備：單面輸送帶噴水系統(tǒng)溫度測量方法為了確定當(dāng)紙板走過瓦楞機(jī)的熱板部分時(shí)的雙面糊線和雙面面紙里邊的溫度生高速度，利用了菲薄的（0012毫米）聚四氟乙烯（特氟降）膜式熱偶。這此研究結(jié)果清楚地表明，加壓輥把熱量從熱板傳給紙板的重要作用。溫度與熱板部分長度的特性曲線，每次紙板走過加壓輥時(shí)動(dòng)一次。這就證實(shí)了在熱板部分利用更密的加壓輥的效果。但是，由于反應(yīng)速度限制，必須提供一個(gè)最小的停留時(shí)間。加壓輥間距不宜少于150毫米。紅外溫度計(jì)從這些儀器讀出的大量數(shù)據(jù)，例如，天橋式向紙預(yù)熱器后面的單面輸送帶的溫度在車20

9、0華氏度（93攝氏度）250華氏度（121攝華氏度）這樣一個(gè)大范圍內(nèi)波動(dòng)。其周期性紙板在天橋上的轉(zhuǎn)折而展開相一致：每次轉(zhuǎn)折展開一次；預(yù)熱器上的張力減少，使熱交換削弱。為了優(yōu)化利用這預(yù)熱器，建義采用給定恒張力的辦法。這點(diǎn)目前一些瓦楞機(jī)廠家就有。叫做單面輸送帶天橋式剎車（恒定張力裝置）。原紙的濕度在平紙板制造中是危險(xiǎn)的因素濕面紙的影響所有一些大中試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)紙板從瓦楞機(jī)出來時(shí)有明顯向較濕的面紙方向彎翹的趨勢。當(dāng)單面襯墊的濕度比雙面襯墊大3及以上時(shí)、紙板朝向單面面紙（SFL）（正向）彎翹取樣的92。當(dāng)雙面面紙（DFL）的濕度比SFI的大3及以上時(shí)，紙板朝向DFL（反向）彎翹75。允許范

10、圍許多研究結(jié)果表明，三種瓦楞機(jī)在DFL的濕度大到253能夠生產(chǎn)平直紙板，而大4就不能。這表明3的濕度差確實(shí)是一個(gè)只適用于有些瓦楞機(jī)的邊界狀態(tài)。如果DFL的濕度大3這個(gè)狀態(tài)稍為容易克服。這種情況下，所有瓦楞機(jī)，除了帶一個(gè)短的雙*種外，都超過23的濕度差。必須了解原紙的濕度所有試驗(yàn)也都非常清楚地表明，瓦楞機(jī)運(yùn)行人員需要操作以前就知道原紙的濕份。普通瓦楞機(jī)只是運(yùn)行10，000英尺（3，000米）或者一原紙長的三分之二。缺乏對濕份的了解，通常大約要5，000英尺（1，500米），瓦楞機(jī)才能調(diào)整到生產(chǎn)出平直紙，這樣，有半數(shù)的產(chǎn)量會(huì)彎翹。了解了紙的濕份，機(jī)器就可以啟動(dòng)時(shí)調(diào)整適當(dāng)。有了這個(gè)信息，運(yùn)行人員就能

11、夠起動(dòng)SFL位置的兩個(gè)原紙的預(yù)熱器。這樣使彎翹往反向偏移，使分段單面輸送帶噴水式彎翹控制系統(tǒng)的情況得以改善。芯紙根據(jù)這三項(xiàng)研究，得出結(jié)論為芯紙濕份與彎翹之間并無明顯的關(guān)系。這可能是回為在雙面紙也發(fā)生一些相同改變的緣故，這樣，就保持SF或DF的關(guān)系不變。了解濕度SFL和 DFL之間的濕度差對于加工平直紙板是危險(xiǎn)因素。如果瓦楞機(jī)運(yùn)行人員想始終制出平直紙板，或者，如果瓦楞機(jī)更加接近全自動(dòng)化，那么，在把原紙安裝在瓦楞機(jī)之前就了解紙箱廠所有襯板的每個(gè)原紙的的濕份，十分重要。多數(shù)情況下，最好把較干的紙安裝在單瓦機(jī)上。不了解這點(diǎn)，隨意改變將使襯墊之間的濕份差足以產(chǎn)生彎翹。了解紙的平均濕份有助于避免襯墊之間有

12、大的不平衡，而已有助于運(yùn)行人員在某個(gè)紙變化后的很短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出平直紙板。主要研究成果總的來說，本研究的基本發(fā)現(xiàn)是：1面紙和底紙之問超過3的濕度差兒乎都要引起最濕原紙方向上卷離瓦楞機(jī)的不能接受的彎翹。2當(dāng)現(xiàn)有全部彎翹控制設(shè)備充分利用時(shí)，大多數(shù)瓦楞機(jī)都會(huì)使底面紙之間超過3的濕度差，如 47或 58。3濕痕引起彎翹，應(yīng)保持在最小值，其最大值為濕痕寬度與濕痕頂高的成績乘績，此時(shí)平均濕度為40以下。4芯紙的濕份在39的范圍內(nèi)，對于彎翹沒有可以測量出來的影響。5紙襯板的濕度曲線形狀，在紙廠和紙箱廠之間變化不明顯。為了保持制成平直紙板，對于42磅（205GSM）規(guī)格的紙架的暫時(shí)要求如下：1、給定等級(jí)和基礎(chǔ)重

13、量的所有紙，平均濕度的變化不超過。15（總值為3）。2、濕份在機(jī)器方向應(yīng)當(dāng)均勻。分別掃描平均值變化不應(yīng)大于紙的平均值的053、如果有溫痕的話，要窄，分布要均勻。任何一批產(chǎn)品濕痕寬度用英寸表示，其過剩濕份不得超過40。4、紙應(yīng)成卷緊密均勻包扎提交給紙箱廠，不帶松散面，損邊，裂芯或芯孔。中等和較輕的紙應(yīng)用最少025寸（6毫米）厚的優(yōu)質(zhì)芯材卷成。5、紙的平均濕份應(yīng)當(dāng)印在上面，以便用來輸人彎翹控制系統(tǒng)。歸納發(fā)現(xiàn)在幾乎完全彎翹的情況下，面紙預(yù)熱器能夠消除以 300英尺分（100米分）速度行進(jìn)的，42磅（205GSM）面紙的1525的濕份。根據(jù)瓦楞工業(yè)的發(fā)現(xiàn)，濕度變化1，會(huì)使彎翹因數(shù)改變：對于C型坑，大約

14、改變014英寸（36毫米），對于B型坑，大約019英寸（48毫米），在整個(gè)彎翹范圍，速度為500英尺分（15米分）時(shí)，面紙預(yù)熱器能夠使彎翹因數(shù)改變021英寸（53毫米）到047英寸（119毫米）一些瓦楞機(jī)的工作表明，典型的瓦楞機(jī)在正常下可以使SF與DF濕度差超過23。這樣，在較濕的面紙使用整個(gè)預(yù)熱器的臂和在較干的面紙上的最小臂，對于大多數(shù)瓦楞機(jī)都可以克服規(guī)定的SF與DF濕度差。如果在給定狀態(tài)下希望有效地消除濕度，那么降低瓦楞速度或使彎翹改變幾英尺，將會(huì)有最大的效果。在正常速度下，提高襯壁輸送帶的張力；改變彎翹的方向或停止面紙預(yù)熱器鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，幾乎都沒有消除濕度的效果。同步速度系統(tǒng)為關(guān)鍵彎翹控制工

15、具在常規(guī)的運(yùn)行方式中，大多數(shù)瓦楞機(jī)都會(huì)因速度的改變而產(chǎn)生很大的彎翹變化。作為早先研究的一部分，彎翹研究小組做了試驗(yàn)來確定天橋裝載量對于彎翹的影響。這些試驗(yàn)是在各種速度下和天橋空載和滿載下做的。試驗(yàn)表明，空載的天橋比滿載天橋更使彎翹往反向偏移。就是說，當(dāng)天橋正常滿載下運(yùn)行時(shí)，紙板是平直的，當(dāng)大橋空載時(shí)，彎翹曲線朝著反向偏移；在其它運(yùn)行條件下保持不變。因?yàn)槲覀兿Ｍ箯澛N反向偏移，以便利用單面輸送帶噴水，這是一個(gè)有利的發(fā)現(xiàn)。我們也確認(rèn)以前天橋滿載下速度變化時(shí)，引起明顯的彎翹的變化。但是更重要的是發(fā)現(xiàn)當(dāng)天橋空載時(shí)彎翹變化很小，一塊24英寸（600毫米）紙板，當(dāng)其速度在100550英尺分范圍內(nèi)變化時(shí)，彎

16、翹變化小于025英寸（6毫米）。對于空載天橋；當(dāng)瓦楞機(jī)改變速度時(shí)，兩個(gè)襯墊在消除濕份方面幾乎作同時(shí)改變。這樣，兩者都因速度的降低而更干燥或速度升高而干的少些。但是，回為兩個(gè)面紙濕度的改變是同向增減的，面紙之間的濕度的關(guān)系也保持大致相問，那么彎翹形狀也維持相同。這相問道理也說明了滿載天橋速度變化時(shí)引起彎翹的原回。隨著速度變化裝滿天橋，在同一速度（和干度）制造的單面輸送帶與運(yùn)行于不同速度（和干度）的底紙相結(jié)合。這兩個(gè)面底干度之差改變了雙面膠粘點(diǎn)處的兩個(gè)紙之間的濕度關(guān)系，并產(chǎn)生彎翹形狀的變化?；仡櫳鲜龌景l(fā)現(xiàn)，可以得出這樣的結(jié)論，為了獲得最佳的彎翹控制，必須在天橋空載下運(yùn)行。但是在通常手動(dòng)裝載控制下

17、，大橋空載下運(yùn)行是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)榇嬖赟F輸送帶脫出和卡斷的危險(xiǎn)，要求SF運(yùn)行人員密切注意和不斷控制以便防止。而且，也有要在換紙駁合前裝載天橋，以便避免減慢雙面機(jī)速度而造成接合期間產(chǎn)量的損失。同步速度系統(tǒng)我們關(guān)于速度同步的定義是：“SF單面機(jī)無論在什么速度下，DF面紙都以同一速度連接”。這幾乎完全靠運(yùn)行空載天橋來達(dá)到。同步系統(tǒng)不與完全空載天橋一起運(yùn)行，但它把正常運(yùn)行時(shí)天橋裝載限制在一個(gè)相對較少的圈數(shù)上。天橋裝載的最低水平充分保證彎翹同步速度下的好處。這個(gè)系統(tǒng)也提供一個(gè)單面接合前往天橋自動(dòng)加載和完成接合后自動(dòng)消除過剩的方法。在速度同步系統(tǒng)中，控制單面機(jī)與雙面機(jī)相對速度來維持天橋裝載。通常單瓦機(jī)和雙

18、瓦機(jī)運(yùn)行速度相同，單瓦機(jī)從動(dòng)，雙瓦機(jī)主動(dòng)。這樣一來，它們同時(shí)改變速度。但是，如果大橋裝載提高到超出期望值，單瓦機(jī)將緩慢降低速度以減輕天橋裝載。如果天橋裝載減低到低于期望值，單瓦機(jī)就緩慢加速以便恢復(fù)。因?yàn)檫@是自動(dòng)發(fā)生的，操作人員再也不必“擔(dān)心天橋”了，可以做其它事情了。系統(tǒng)通過監(jiān)測進(jìn)入天橋和離開雙瓦機(jī)的物料的線性尺寸，并對這兩個(gè)數(shù)值加以比較來維持期望的天橋裝載。而且系統(tǒng)安裝有旋轉(zhuǎn)極限開關(guān)來檢查環(huán)的物料前端的位置，防止其跑出目前極限之外。其它優(yōu)點(diǎn)當(dāng)速度問步系統(tǒng)被研制成主要彎翹控制設(shè)備時(shí)，許多瓦楞機(jī)運(yùn)行實(shí)踐表明它還有許多其它優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括：（1）彎翹的控制；（2）提供同步接合系統(tǒng)所需的輸入；（3）使運(yùn)行人員免除手動(dòng)控制天橋裝載，這樣一來，他就可以集中精力做其它事情；（4）防上天橋物料太滿是可能發(fā)生的單瓦機(jī)向上彎翹；（5）防止天橋太空時(shí)發(fā)生的耗費(fèi)的單面輸送帶折斷。這后三項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)已被證明對于運(yùn)行人員如此切實(shí)的幫助，不論是否安裝這種系統(tǒng)，彎翹的控制乃是需要的。同步速度系統(tǒng)由于其解決了實(shí)質(zhì)問題而為工業(yè)部門完全采納。它是為把常規(guī)瓦楞機(jī)改變成彎翹控制型，低消耗和連續(xù)運(yùn)行的瓦楞機(jī)所必須的許多設(shè)備之一。噴水位置對于控制瓦楞紙板彎翹至關(guān)重要單面面紙噴水往單面輸送帶襯邊噴水總會(huì)導(dǎo)致預(yù)料的正向彎翹運(yùn)動(dòng)量。這