瓦楞纸板弯翘的原因及其控制.doc

瓦楞纸板弯翘的原因及其控制弯翘测量弯翘研究小组早期所致力的一项工作，是要研制出一种能够测量和说明弯翘的方法。最终研制出来的方法与绘制弯翘形状曲线和测量该曲线与直线的偏差有关。对于一块 2 4英寸宽的纸板，这个偏差英寸数，就叫做“弯翘回数”。弯翘回数不大于 025的纸板被认为是平直纸板。为了确认025是能够允许的，符合以前许多定义和实际用户箱板成型技术规格的最大偏差，还有许多工作要做。用公制单位表示，600毫米宽；偏差为不大于6毫米的纸板，被当作是平直纸板。如果具备下列条件，可以制成平直瓦楞纸板（24英寸板，偏差为025英寸或者说600毫米板，偏差为6毫米）：管理层承诺加工成平直纸板；原纸湿度的均匀度在规定的范围内；瓦楞机处于良好的机械状态，并附有某种弯翘控制工具；瓦楞机操作程序经过改进，工作人员经过弯翘控制方法的充分培训。为了始终生产出平直纸板，上述四个条件务必具备。幸好，其中有三条是在纸箱厂控制下。对于第二条，我们必须依靠供应原纸的工厂。引起弯翘的原因和控制弯翘的方法因为有许多种类的弯翘，首先试用如下方法进行分类：1基本类型a）与机器平行（MD或端对端）方向的弯翘b）与机器垂亘（CD或边对边）方向的弯翘C）复合（一定形式扭曲）弯翘2基本形状a）向巴（正卷）弯翘b）向下（反卷）弯翘C）复合（S形）弯翘3观察时间a）从瓦楞机出来直接看到b）几小时或多日后才看到一机器方向（MD）弯翘是由于机件滚动方向各种力原先就不平衡和这不平衡的周期变化所引起的匕下面纸在机件滚动方向的不均匀改变而产生的（端对端的十型弯翘）。这里主要的力是纸板的张力。瓦楞方向（CD）弯翘主要是由于瓦楞平行方向（CD）原先不平衡力产生的匕下面纸的CD方向的不均匀变化所引起的。这里主要的力是由于湿度变化引起，即所谓纸张“湿涨性”的特点引起的收缩力和扩张力。这种湿涨性； C D远大于 M D，这说明我们遇到的最严重的问题乃是CD弯翘，也说明潮湿是多么麻烦。因此，CID弯翘研究小组所做大部分工作指向CD弯翘即瓦楞方向弯翘的研究和控制。作为粗略指导，湿度每改变1将使CD尺寸改变006010。回为纸板经过瓦楞机期间，湿度的改变可以达到1520，可能发生0920的相对尺寸的变化。在一张80英寸伯03米）宽的纸板匕，这个数值为07216英寸（1841毫米）。这样大的尺寸变化；对于弯翘的影响很大。所以说，仔细控制湿度对于平直纸板的生产至关重要，就不足为奇了。用制造过程中发生在的湿度变化和差异来解释CD弯翘的成因是可信的。特别重要的是通常发生在热板上的双面粘合处的潮湿状态。而且，这些潮湿状态，就是正在胶结时，机械地把复合纸板限制在皮带和热板之间的平直状态时，所产生的各种力。在双面粘结处，可以预料单面纸要比双面纸潮湿得多。不仅是单面粘合剂附加的湿度不能够在经过单瓦机和大桥时彻底清除，而且从双面纸来的湿份及其上糊合时都会被送至单面纸上。因为双面纸粘结在上糊带上的湿汽大多己被去除后才能粘结，而且仔细的温度测量显示，坑顶上的面纸表面达到干透状态，大体上可以预料，双面纸的粘结处是十分干燥的。纸从机器复合出来时，单面纸（顶纸）比双面纸（底纸）潮湿得多。当两种纸湿度与周围空气湿度趋向一样时，面纸会释放湿汽而收缩，而底纸会吸收湿汽而膨胀。这两个力会引起向上（正卷）弯翘。胶结点处复合板的湿度如何制成平直纸板答案就是必须有一个抵消掉两个面纸力的第三个反向力。那个反向力产生于双面粘结的坑的顶部和根部，由于双面有粘合剂，加以由双面纸和热板的粘合剂带来的湿汽，顶和根十分潮湿。当顶和很失去湿汽而周围空气一致时，发生收缩，这样一来，力图使复合纸板向下弯翘。所以，为了制成平直纸板，这个力务必准确地平衡掉前述两个面纸的力。这坑顶的收缩不仅反映了由于湿份损失引起的尺寸损失，而巨反映了纸张被湿润然后干燥收缩，而小于原来尺寸的基本特性。这点可以用往单面纸（Single face web）的坑尖加湿并观察其运行情况得到很好的说明。由于加湿，坑尖和坑底将膨胀，纸板会正常弯翘形状。但是，当坑尖和坑底变干，与周围空气均匀状态时，纸板形状会恢复平直，然后回到实际反卷弯翘。如果坑尖再次加湿，甚至会进一步恢复反卷弯翘，达到均匀状态。事实上，加湿五次实际呈现为一个圆筒形就是一个例子。弯翘研究应用的各种仪器为了确定湿度、温度、粘合剂厚度、张力和相对湿度与纸板质量的关系，对它们进行测量了和记录。温度监测连同其它因素，温度监测显示出在大的热负荷下；热板中心变得比纸板边缘温度低1013华氏度问572摄氏度）。这会使热板由于速度的提高而下弯成弧形。这就是纸板边缘压偏的原因，因为加压辊的大部分重量恰好加到纸板的外缘上。喷水系统设计有个密不透风的喷水系统，其喷水能力为衬极重量42磅的212，其速度为本 150600英尺分 （4182米分）。这套系统有一列带电磁阀的喷嘴组成，喷嘴中心距为 4 5英寸（114毫米），位于单面纸之上，预热器前面。系统借助开关从瓦楞机的干点开始运行。当水流速变化时，为了得到必要范围的补充水和保持恒定的湿度，采用了三四种不同尺寸（喷水能力）的喷嘴。这个系统能够消除反卷弯翘或S型反卷弯翘的部分。这是能够处理瓦楞方向弯翘的设备：单面输送带喷水系统温度测量方法为了确定当纸板走过瓦楞机的热板部分时的双面糊线和双面面纸里边的温度生高速度，利用了菲薄的（0012毫米）聚四氟乙烯（特氟降）膜式热偶。这此研究结果清楚地表明，加压辊把热量从热板传给纸板的重要作用。温度与热板部分长度的特性曲线，每次纸板走过加压辊时动一次。这就证实了在热板部分利用更密的加压辊的效果。但是，由于反应速度限制，必须提供一个最小的停留时间。加压辊间距不宜少于150毫米。红外温度计从这些仪器读出的大量数据，例如，天桥式向纸预热器后面的单面输送带的温度在车200华氏度（93摄氏度）250华氏度（121摄华氏度）这样一个大范围内波动。其周期性纸板在天桥上的转折而展开相一致：每次转折展开一次；预热器上的张力减少，使热交换削弱。为了优化利用这预热器，建义采用给定恒张力的办法。这点目前一些瓦楞机厂家就有。叫做单面输送带天桥式刹车（恒定张力装置）。原纸的湿度在平纸板制造中是危险的因素湿面纸的影响所有一些大中试验得出的数据分析表明，当纸板从瓦楞机出来时有明显向较湿的面纸方向弯翘的趋势。当单面衬垫的湿度比双面衬垫大3及以上时、纸板朝向单面面纸（SFL）（正向）弯翘取样的92。当双面面纸（DFL）的湿度比SFI的大3及以上时，纸板朝向DFL（反向）弯翘75。允许范围许多研究结果表明，三种瓦楞机在DFL的湿度大到253能够生产平直纸板，而大4就不能。这表明3的湿度差确实是一个只适用于有些瓦楞机的边界状态。如果DFL的湿度大3这个状态稍为容易克服。这种情况下，所有瓦楞机，除了带一个短的双*种外，都超过23的湿度差。必须了解原纸的湿度所有试验也都非常清楚地表明，瓦楞机运行人员需要操作以前就知道原纸的湿份。普通瓦楞机只是运行10，000英尺（3，000米）或者一原纸长的三分之二。缺乏对湿份的了解，通常大约要5，000英尺（1，500米），瓦楞机才能调整到生产出平直纸，这样，有半数的产量会弯翘。了解了纸的湿份，机器就可以启动时调整适当。有了这个信息，运行人员就能够起动SFL位置的两个原纸的预热器。这样使弯翘往反向偏移，使分段单面输送带喷水式弯翘控制系统的情况得以改善。芯纸根据这三项研究，得出结论为芯纸湿份与弯翘之间并无明显的关系。这可能是回为在双面纸也发生一些相同改变的缘故，这样，就保持SF或DF的关系不变。了解湿度SFL和 DFL之间的湿度差对于加工平直纸板是危险因素。如果瓦楞机运行人员想始终制出平直纸板，或者，如果瓦楞机更加接近全自动化，那么，在把原纸安装在瓦楞机之前就了解纸箱厂所有衬板的每个原纸的的湿份，十分重要。多数情况下，最好把较干的纸安装在单瓦机上。不了解这点，随意改变将使衬垫之间的湿份差足以产生弯翘。了解纸的平均湿份有助于避免衬垫之间有大的不平衡，而已有助于运行人员在某个纸变化后的很短时间内生产出平直纸板。主要研究成果总的来说，本研究的基本发现是：1面纸和底纸之问超过3的湿度差儿乎都要引起最湿原纸方向上卷离瓦楞机的不能接受的弯翘。2当现有全部弯翘控制设备充分利用时，大多数瓦楞机都会使底面纸之间超过3的湿度差，如 47或 58。3湿痕引起弯翘，应保持在最小值，其最大值为湿痕宽度与湿痕顶高的成绩乘绩，此时平均湿度为40以下。4芯纸的湿份在39的范围内，对于弯翘没有可以测量出来的影响。5纸衬板的湿度曲线形状，在纸厂和纸箱厂之间变化不明显。为了保持制成平直纸板，对于42磅（205GSM）规格的纸架的暂时要求如下：1、给定等级和基础重量的所有纸，平均湿度的变化不超过。15（总值为3）。2、湿份在机器方向应当均匀。分别扫描平均值变化不应大于纸的平均值的053、如果有温痕的话，要窄，分布要均匀。任何一批产品湿痕宽度用英寸表示，其过剩湿份不得超过40。4、纸应成卷紧密均匀包扎提交给纸箱厂，不带松散面，损边，裂芯或芯孔。中等和较轻的纸应用最少025寸（6毫米）厚的优质芯材卷成。5、纸的平均湿份应当印在上面，以便用来输人弯翘控制系统。归纳发现在几乎完全弯翘的情况下，面纸预热器能够消除以 300英尺分（100米分）速度行进的，42磅（205GSM）面纸的1525的湿份。根据瓦楞工业的发现，湿度变化1，会使弯翘因数改变：对于C型坑，大约改变014英寸（36毫米），对于B型坑，大约019英寸（48毫米），在整个弯翘范围，速度为500英尺分（15米分）时，面纸预热器能够使弯翘因数改变021英寸（53毫米）到047英寸（119毫米）一些瓦楞机的工作表明，典型的瓦楞机在正常下可以使SF与DF湿度差超过23。这样，在较湿的面纸使用整个预热器的臂和在较干的面纸上的最小臂，对于大多数瓦楞机都可以克服规定的SF与DF湿度差。如果在给定状态下希望有效地消除湿度，那么降低瓦楞速度或使弯翘改变几英尺，将会有最大的效果。在正常速度下，提高衬壁输送带的张力；改变弯翘的方向或停止面纸预热器鼓的转动，几乎都没有消除湿度的效果。同步速度系统为关键弯翘控制工具在常规的运行方式中，大多数瓦楞机都会因速度的改变而产生很大的弯翘变化。作为早先研究的一部分，弯翘研究小组做了试验来确定天桥装载量对于弯翘的影响。这些试验是在各种速度下和天桥空载和满载下做的。试验表明，空载的天桥比满载天桥更使弯翘往反向偏移。就是说，当天桥正常满载下运行时，纸板是平直的，当大桥空载时，弯翘曲线朝着反向偏移；在其它运行条件下保持不变。因为我们希望使弯翘反向偏移，以便利用单面输送带喷水，这是一个有利的发现。我们也确认以前天桥满载下速度变化时，引起明显的弯翘的变化。但是更重要的是发现当天桥空载时弯翘变化很小，一块24英寸（600毫米）纸板，当其速度在100550英尺分范围内变化时，弯翘变化小于025英寸（6毫米）。对于空载天桥；当瓦楞机改变速度时，两个衬垫在消除湿份方面几乎作同时改变。这样，两者都因速度的降低而更干燥或速度升高而干的少些。但是，回为两个面纸湿度的改变是同向增减的，面纸之间的湿度的关系也保持大致相问，那么弯翘形状也维持相同。这相问道理也说明了满载天桥速度变化时引起弯翘的原回。随着速度变化装满天桥，在同一速度（和干度）制造的单面输送带与运行于不同速度（和干度）的底纸相结合。这两个面底干度之差改变了双面胶粘点处的两个纸之间的湿度关系，并产生弯翘形状的变化。回顾上述基本发现，可以得出这样的结论，为了获得最佳的弯翘控制，必须在天桥空载下运行。但是在通常手动装载控制下，大桥空载下运行是不现实的，因为存在SF输送带脱出和卡断的危险，要求SF运行人员密切注意和不断控制以便防止。而且，也有要在换纸驳合前装载天桥，以便避免减慢双面机速度而造成接合期间产量的损失。同步速度系统我们关于速度同步的定义是：“SF单面机无论在什么速度下，DF面纸都以同一速度连接”。这几乎完全靠运行空载天桥来达到。同步系统不与完全空载天桥一起运行，但它把正常运行时天桥装载限制在一个相对较少的圈数上。天桥装载的最低水平充分保证弯翘同步速度下的好处。这个系统也提供一个单面接合前往天桥自动加载和完成接合后自动消除过剩的方法。在速度同步系统中，控制单面机与双面机相对速度来维持天桥装载。通常单瓦机和双瓦机运行速度相同，单瓦机从动，双瓦机主动。这样一来，它们同时改变速度。但是，如果大桥装载提高到超出期望值，单瓦机将缓慢降低速度以减轻天桥装载。如果天桥装载减低到低于期望值，单瓦机就缓慢加速以便恢复。因为这是自动发生的，操作人员再也不必“担心天桥”了，可以做其它事情了。系统通过监测进入天桥和离开双瓦机的物料的线性尺寸，并对这两个数值加以比较来维持期望的天桥装载。而且系统安装有旋转极限开关来检查环的物料前端的位置，防止其跑出目前极限之外。其它优点当速度问步系统被研制成主要弯翘控制设备时，许多瓦楞机运行实践表明它还有许多其它优点。这些优点包括：（1）弯翘的控制；（2）提供同步接合系统所需的输入；（3）使运行人员免除手动控制天桥装载，这样一来，他就可以集中精力做其它事情；（4）防上天桥物料太满是可能发生的单瓦机向上弯翘；（5）防止天桥太空时发生的耗费的单面输送带折断。这后三项优点已被证明对于运行人员如此切实的帮助，不论是否安装这种系统，弯翘的控制乃是需要的。同步速度系统由于其解决了实质问题而为工业部门完全采纳。它是为把常规瓦楞机改变成弯翘控制型，低消耗和连续运行的瓦楞机所必须的许多设备之一。喷水位置对于控制瓦楞纸板弯翘至关重要单面面纸喷水往单面输送带衬边喷水总会导致预料的正向弯翘运动量。这点在上糊机和热板部分之间，36英寸（900毫米）预热器和上糊机之间，紧挨36英寸（900毫米）单面输送带（SF）预热器前头，以及往单瓦机SFW补充湿份时有效果。往单面纸喷水，对于消除反向弯翘和S型弯翘的反向部分是非常有效的方法。效果是可以预料的。往上糊机和热板之间的SFW上加水会损坏棉带输送带（腐烂）。调整单瓦输送带预热器前喷水位置会减轻这种趋向。合成纤维输送带因其防腐性而比棉织物的，更令人满意。往单面纸SFW喷水的优点为：1、分段应用。这是主要优点，可在整个横跨瓦楞机宽度上控制弯翘。2、遥控。喷水操作在截刀范围附近。应用水量可通过选择喷嘴来确定。3、直接效果。等待记录关于弯翘的效果的时间最短。4、强有力。能用大的弯翘，甚至于比任何其它弯翘设备都好。5、可预见性。弯翘运动总是在正向，弯翘量与所加的水量成正比。6、紧凑。喷水系统可以小到37英寸瓦楞机的宽度。7、初投资低。水量一定与流速有关。8、运行费用低。水便宜。SFW喷水的缺点：1反向弯翘一定出现于还没有喷水的时候。在大多数所评价的楞机，这还不是严重的同题。就是说，有了预热器的弯翘控制和单面粘合制调节，有可能校直正常弯翘面，然后往反向弯翘面喷水，以便获得平直纸板。2SFW喷水损坏棉织物的上输送带。选用合成纤维输送带，加匕喷水移向L糊机的前面位置来消除输送带的损坏修题。3务必应用软水以防止喷嘴的堵塞。控制粘合剂应用参数引起瓦楞纸板弯翘的主要原回是单面纸和双面复合纸板两侧边之间的湿份不“为了生产平直瓦楞纸板，必须控制纸的湿份并应用粘合剂。本报告讨论影响粘应用的众多参数，并提出可以用来准确控制粘合剂用量以便把粘合剂不均匀性对翘和粘合的影响减到最小的措施。为使200磅试验用轻级不防水）纸板充分粘合所须的粘合剂数量，单瓦机为101bMSF，双瓦机为61bMSF。这意味着每用一磅粘合剂，往复合板加水4磅。测量间隙瓦楞机操作人员对于所用粘合剂用量的唯一控制调节是改变一测量间隙，测量间隙调整机构的状况是对是很重要的。对测量机构的任何操作都要引起不为操作人员所知的测量间隙的变化，也就是说，这间隙会在机器运行过程中发生变化。调整测量间隙的方法也很重要。所建议的措施是始终保持间隙以获得期望的整定值。例如，如果指针指示0010英寸。而期望的整定值为0011英寸，那么移动调整机构而获得0014或0015，然后返回到0011英寸，这个措施将降低调整机构的动作对最终所得到的间隙的影响。许多不同包装容器厂使用经验表明，指针常常不化表实际间隙。因此应用塞尺定期校正测量间隙的调整机构以保证准确的整定状态是必要的。特别重要的是在相同瓦楞机上不同单面机的给定指针读数产生相同的测量间隙。结果令人注目，确实表明保持小于0004英寸的总TIR值的重要性。防弯翘装置和定期检查带刻度指示器的输是防止损和坏和识别存在问题的办法。接着辊上粘合膜的脉冲式光暗显示也是指示TIR的故障。如果脉冲频率均匀，只是测量辊和接着辊才有TIR故障。摩擦片渗滴式摩擦器增加粘合剂用量，摩擦器叶片下渗液转移到接着辊而加到芯纸上。速度提高时叶片下滴漏的粘合剂量也增加。用湿膜厚度表做的一些实验表明，当速度从 100英尺分提高到 400英尺分时，接着辊上粘合剂湿膜度增加 0 0030 004英寸。此外，测量辊湿度的稍微变化都要影响测量接口的测量。这用你的手指触摸测量辊并注意接着辊上的粘合剂膜的变化容易发现出来。磨损的接着辊或测量辊轴承对粘合剂有影响。表现在某一速度下接着辊上粘合剂膜非常迅速的光暗显示。测量间隙因速度提高而增加也指示损坏了轴承。损坏的轴承使测量辊和接着辊由于加速时产生于测量接口处的流体动力的作用而稍微分开。在双面机发现所用粘合剂的量随着糊辊转动比，骑输压力，接着辊