瓦楞紙板翹曲原因分析與控制
發(fā)布時間：2024-05-30 點擊：73
瓦楞紙的生產(chǎn)過程中，往往會發(fā)生瓦楞紙板翹曲的缺陷，嚴重時會影響后續(xù)工序的正常生產(chǎn)，使報廢機率大大增加，從而造成浪費，增加生產(chǎn)成本。為此，在瓦楞紙的生產(chǎn)過程中必須盡量避免瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的發(fā)生，這是減少消耗、降低成本的有效途徑。本文就瓦楞紙板翹曲原因分析與控制與同行共同探討。
瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的分類
按瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的不同(圖1)所示，大致可分為：縱向正翹曲、縱向反翹曲、橫向正翹曲、橫向反翹曲和復(fù)合型翹曲五種。
1.縱向正翹曲：如(圖a)所示，紙板沿垂直于瓦楞的方向，面紙向內(nèi)凹進的翹曲現(xiàn)象，稱之為縱向正翹曲。這種翹曲現(xiàn)象在瓦楞紙板生產(chǎn)中發(fā)生較多。
2.縱向反翹曲：如(圖b)所示，紙板沿垂直于瓦楞的方向，面紙向外凸起的翹曲現(xiàn)象，稱之為縱向反翹曲。這種翹曲現(xiàn)象在瓦楞紙板生產(chǎn)中較少發(fā)生。
3.橫向正翹曲：如(圖c)所示，紙板沿瓦楞方向，面紙向內(nèi)凹進的翹曲現(xiàn)象，稱之為橫向正翹曲，這種翹曲現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在裱貼膠印面紙的瓦楞板中。
4.橫向反翹曲：如(圖d)所示，紙板沿瓦楞方向，面紙向外凸起的翹曲現(xiàn)象，稱之為橫向反翹曲，這也是瓦楞紙板生產(chǎn)過程中經(jīng)常產(chǎn)生的一種翹曲現(xiàn)象。
5.復(fù)合型翹曲：在一塊瓦楞紙板上同時具有兩種以上類型翹曲現(xiàn)象的，稱之為復(fù)合型翹曲。[next]
幾個基本概念
為便于分析和研究造成瓦楞紙板翹曲的原因和機理，必須首先明確幾個基本概念。
1.瓦楞紙板縱、橫向的定義：如(圖2)所示，平行于瓦楞紙板上瓦楞溝槽的方向，即紙卷的門幅方向，把它定義為瓦楞紙板的橫向；把與瓦楞溝槽垂直的方向定義為瓦楞紙板的縱向。
2.紙與紙板的外形尺寸隨其含水率的變化而變化：紙與紙板在烘干過程中(達到絕干以前)，其外形尺寸會隨著含水率的降低而相應(yīng)的收縮。通常情況下，其橫向的收縮量要大于縱向的收縮量，厚度方向上的收縮量在此忽略不計。
3.烘干過程中瓦楞紙板收縮的特點：這里以單瓦楞三層瓦楞紙板為例說明。單瓦楞三層瓦楞紙板是由單瓦楞二層片與面紙經(jīng)涂膠機涂膠后再經(jīng)過復(fù)合、粘接、烘干而成。瓦楞紙板在烘干過程中其外形尺寸的收縮具有以下特點：
(1)當單瓦二層片的含水率大于面紙的含水率時，單瓦二層片的收縮量必然大于面紙的收縮量，這時因二層紙已粘接牢固，因此面紙就會受到來自單瓦二層片的從四周向中心的收縮力的作用。由于單瓦二層片的縱向收縮量會被其瓦楞波形的微量變形所補償，所以在此方向上就不易產(chǎn)生翹曲應(yīng)力，而單瓦二層片的橫向收縮量卻無法得到補償，因此在此方向上容易產(chǎn)生翹曲應(yīng)力。
(2)當面紙的含水率大于單瓦二層片的含水率時，面紙的收縮量必然大于單瓦二層片的收縮量，同理，單瓦二層片就會受到來自面紙的從四周向中心的收縮力的作用，這時，因為單瓦二層片縱向強度小故容易產(chǎn)生翹曲，而橫向強度大，則不容易產(chǎn)生翹曲變形。
造成瓦楞紙板翹曲的原因
1.含水率差異的影響：實踐證明瓦楞紙板各復(fù)合對象之間含水率的差異是造成瓦楞紙板翹曲的主要原因。
(1)如果單瓦二層片的含水率大于面紙的含水率，那么它們在粘接烘干過程中，單瓦二層片的收縮量一定大于面紙的收縮量，這時受瓦楞紙板收縮特點的制約，成型后的紙板便出現(xiàn)了橫向反翹曲的現(xiàn)象。當單瓦二層片的含水率過大時，還會有縱橫向反翹曲同時出現(xiàn)，即復(fù)合型翹曲的現(xiàn)象產(chǎn)生。
(2)如果面紙的含水率大于單瓦二層片的含水率，那么它們在粘接烘干過程中，面紙的收縮量一定大于單瓦二層片的收縮量，同樣因受到瓦楞紙板收縮量特點的制約，成型后的紙板便出現(xiàn)了縱向正翹曲的現(xiàn)象。
2.涂膠量的影響：生產(chǎn)瓦楞紙板時，由單面機送來的單瓦二層片都必須經(jīng)涂膠機在其楞尖上均勻涂膠，然后與面紙復(fù)合。這時，如果涂膠量太大，那么膠糊中的水分就會迅速被單瓦二層片的楞尖和面紙吸收并潤脹，這樣面紙側(cè)的含水率就會大大高于里紙側(cè)的含水率(假設(shè)涂膠前的含水率是一致的)，那么在烘干的過程中面紙側(cè)的收縮量就會大于里紙側(cè)的收縮量，因此成型后的瓦楞紙板就會出現(xiàn)橫向正翹曲的現(xiàn)象，這種翹曲尤其容易發(fā)生在裱貼膠印面紙的瓦楞紙板中。
3.生產(chǎn)速度的影響：經(jīng)涂膠復(fù)合后的瓦楞紙板，還必須通過烘道來加熱，使膠糊糊化，紙板粘接，然后烘干。而實際上在烘道的垂直方向上的溫度分布是不均勻的，呈向上遞減的狀態(tài)。如(圖3)所示。
[next]
因此，瓦楞紙板在烘干過程中，其橫斷面上的干燥速度同樣也存在著一個梯度。如果生產(chǎn)車速過慢，而烘道溫度又未作相應(yīng)降低，那么生產(chǎn)出來的瓦楞紙板其面紙側(cè)的含水率就會低于里紙側(cè)的含水率，紙板就會出現(xiàn)縱向正翹曲的現(xiàn)象。嚴重時甚至會造成紙板發(fā)脆、開膠而報廢。
導(dǎo)致瓦楞紙板翹曲的原因很多，除上所述，紙張抗水性的差異、生產(chǎn)過程中面紙的張力不適宜、天橋上單瓦二層片堆積量過多等，也都會造成瓦楞紙板的翹曲。但無論是什么原因，歸根結(jié)底最主要的還是由于組成瓦楞紙板的各復(fù)合對象之間的含水率不同而造成的。因此，恰當?shù)乜刂坪猛呃慵埌甯鲝?fù)合對象的含水率是控制翹曲的關(guān)鍵。
瓦楞紙板翹曲的控制
有研究表明，當組成瓦楞紙板的各層紙張在進入烘道時，它們之間的含水率相差大于2.5%~3%時，就難以避免紙板的翹曲。這就意味著3%含水率的差異是瓦楞紙板產(chǎn)生翹曲的臨界點。因此在生產(chǎn)中，應(yīng)當注意控制好各層紙張和單瓦二層片之間的含水率，把它們之間的含水率的差異控制在3%以內(nèi)。
1.了解原紙的含水率：瓦楞紙板生產(chǎn)線的操作人員在使用紙卷時，應(yīng)預(yù)先了解它們的含水率狀態(tài)，從而盡量把含水率大致相近的紙卷搭配在一起使用，這樣可有效地避免因摸索調(diào)整時間過長而產(chǎn)生大量的廢片。
2.充分利用好預(yù)熱缸：在瓦楞紙板生產(chǎn)線中都設(shè)置有預(yù)熱烘缸，當卷紙的含水率差異過大時，就必須用預(yù)熱缸來調(diào)節(jié)，使進入烘道時的各層紙板和紙張的含水率差異小于3%。
3.正確掌握涂膠量：要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瓦楞紙板，正確掌握涂膠量也是關(guān)鍵之一。涂膠量過大則紙板發(fā)軟，強度差，會翹曲；涂膠量過小則粘合不牢，易脫膠，起泡。
通常當車速較快時，涂膠量應(yīng)相應(yīng)減??；車速較慢時，涂膠量就應(yīng)適當加大。當使用抗水性較好的紙張時，涂膠量應(yīng)相應(yīng)加大，反之應(yīng)相應(yīng)減小。因此，在生產(chǎn)過程中，涂膠機的涂膠量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況的變化而作相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整的原則是：在保證粘合強度合格的前提下，涂膠量宜少不宜多。
4.正確堆碼：因為瓦楞紙板產(chǎn)生翹曲的原因是多方面的，往往單純工藝調(diào)節(jié)難以完全控制翹曲現(xiàn)象的發(fā)生，因此，應(yīng)要求堆碼工序必須將剛生產(chǎn)出來的瓦楞紙板按每10片一摞，正反疊放堆積，上面再用重物壓平，直至瓦楞紙板的溫、濕度和室內(nèi)溫、濕度基本保持一致。這樣可有效地避免瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的產(chǎn)生。
雖然造成瓦楞紙板翹曲的原因是復(fù)雜的，影響因素很多，但是只要認真對待，精心操作，瓦楞紙板的翹曲還是可以控制的。
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瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的分類
按瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的不同(圖1)所示，大致可分為：縱向正翹曲、縱向反翹曲、橫向正翹曲、橫向反翹曲和復(fù)合型翹曲五種。
1.縱向正翹曲：如(圖a)所示，紙板沿垂直于瓦楞的方向，面紙向內(nèi)凹進的翹曲現(xiàn)象，稱之為縱向正翹曲。這種翹曲現(xiàn)象在瓦楞紙板生產(chǎn)中發(fā)生較多。
2.縱向反翹曲：如(圖b)所示，紙板沿垂直于瓦楞的方向，面紙向外凸起的翹曲現(xiàn)象，稱之為縱向反翹曲。這種翹曲現(xiàn)象在瓦楞紙板生產(chǎn)中較少發(fā)生。
3.橫向正翹曲：如(圖c)所示，紙板沿瓦楞方向，面紙向內(nèi)凹進的翹曲現(xiàn)象，稱之為橫向正翹曲，這種翹曲現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在裱貼膠印面紙的瓦楞板中。
4.橫向反翹曲：如(圖d)所示，紙板沿瓦楞方向，面紙向外凸起的翹曲現(xiàn)象，稱之為橫向反翹曲，這也是瓦楞紙板生產(chǎn)過程中經(jīng)常產(chǎn)生的一種翹曲現(xiàn)象。
5.復(fù)合型翹曲：在一塊瓦楞紙板上同時具有兩種以上類型翹曲現(xiàn)象的，稱之為復(fù)合型翹曲。[next]
幾個基本概念
為便于分析和研究造成瓦楞紙板翹曲的原因和機理，必須首先明確幾個基本概念。
1.瓦楞紙板縱、橫向的定義：如(圖2)所示，平行于瓦楞紙板上瓦楞溝槽的方向，即紙卷的門幅方向，把它定義為瓦楞紙板的橫向；把與瓦楞溝槽垂直的方向定義為瓦楞紙板的縱向。
2.紙與紙板的外形尺寸隨其含水率的變化而變化：紙與紙板在烘干過程中(達到絕干以前)，其外形尺寸會隨著含水率的降低而相應(yīng)的收縮。通常情況下，其橫向的收縮量要大于縱向的收縮量，厚度方向上的收縮量在此忽略不計。
3.烘干過程中瓦楞紙板收縮的特點：這里以單瓦楞三層瓦楞紙板為例說明。單瓦楞三層瓦楞紙板是由單瓦楞二層片與面紙經(jīng)涂膠機涂膠后再經(jīng)過復(fù)合、粘接、烘干而成。瓦楞紙板在烘干過程中其外形尺寸的收縮具有以下特點：
(1)當單瓦二層片的含水率大于面紙的含水率時，單瓦二層片的收縮量必然大于面紙的收縮量，這時因二層紙已粘接牢固，因此面紙就會受到來自單瓦二層片的從四周向中心的收縮力的作用。由于單瓦二層片的縱向收縮量會被其瓦楞波形的微量變形所補償，所以在此方向上就不易產(chǎn)生翹曲應(yīng)力，而單瓦二層片的橫向收縮量卻無法得到補償，因此在此方向上容易產(chǎn)生翹曲應(yīng)力。
(2)當面紙的含水率大于單瓦二層片的含水率時，面紙的收縮量必然大于單瓦二層片的收縮量，同理，單瓦二層片就會受到來自面紙的從四周向中心的收縮力的作用，這時，因為單瓦二層片縱向強度小故容易產(chǎn)生翹曲，而橫向強度大，則不容易產(chǎn)生翹曲變形。
造成瓦楞紙板翹曲的原因
1.含水率差異的影響：實踐證明瓦楞紙板各復(fù)合對象之間含水率的差異是造成瓦楞紙板翹曲的主要原因。
(1)如果單瓦二層片的含水率大于面紙的含水率，那么它們在粘接烘干過程中，單瓦二層片的收縮量一定大于面紙的收縮量，這時受瓦楞紙板收縮特點的制約，成型后的紙板便出現(xiàn)了橫向反翹曲的現(xiàn)象。當單瓦二層片的含水率過大時，還會有縱橫向反翹曲同時出現(xiàn)，即復(fù)合型翹曲的現(xiàn)象產(chǎn)生。
(2)如果面紙的含水率大于單瓦二層片的含水率，那么它們在粘接烘干過程中，面紙的收縮量一定大于單瓦二層片的收縮量，同樣因受到瓦楞紙板收縮量特點的制約，成型后的紙板便出現(xiàn)了縱向正翹曲的現(xiàn)象。
2.涂膠量的影響：生產(chǎn)瓦楞紙板時，由單面機送來的單瓦二層片都必須經(jīng)涂膠機在其楞尖上均勻涂膠，然后與面紙復(fù)合。這時，如果涂膠量太大，那么膠糊中的水分就會迅速被單瓦二層片的楞尖和面紙吸收并潤脹，這樣面紙側(cè)的含水率就會大大高于里紙側(cè)的含水率(假設(shè)涂膠前的含水率是一致的)，那么在烘干的過程中面紙側(cè)的收縮量就會大于里紙側(cè)的收縮量，因此成型后的瓦楞紙板就會出現(xiàn)橫向正翹曲的現(xiàn)象，這種翹曲尤其容易發(fā)生在裱貼膠印面紙的瓦楞紙板中。
3.生產(chǎn)速度的影響：經(jīng)涂膠復(fù)合后的瓦楞紙板，還必須通過烘道來加熱，使膠糊糊化，紙板粘接，然后烘干。而實際上在烘道的垂直方向上的溫度分布是不均勻的，呈向上遞減的狀態(tài)。如(圖3)所示。
[next]
因此，瓦楞紙板在烘干過程中，其橫斷面上的干燥速度同樣也存在著一個梯度。如果生產(chǎn)車速過慢，而烘道溫度又未作相應(yīng)降低，那么生產(chǎn)出來的瓦楞紙板其面紙側(cè)的含水率就會低于里紙側(cè)的含水率，紙板就會出現(xiàn)縱向正翹曲的現(xiàn)象。嚴重時甚至會造成紙板發(fā)脆、開膠而報廢。
導(dǎo)致瓦楞紙板翹曲的原因很多，除上所述，紙張抗水性的差異、生產(chǎn)過程中面紙的張力不適宜、天橋上單瓦二層片堆積量過多等，也都會造成瓦楞紙板的翹曲。但無論是什么原因，歸根結(jié)底最主要的還是由于組成瓦楞紙板的各復(fù)合對象之間的含水率不同而造成的。因此，恰當?shù)乜刂坪猛呃慵埌甯鲝?fù)合對象的含水率是控制翹曲的關(guān)鍵。
瓦楞紙板翹曲的控制
有研究表明，當組成瓦楞紙板的各層紙張在進入烘道時，它們之間的含水率相差大于2.5%~3%時，就難以避免紙板的翹曲。這就意味著3%含水率的差異是瓦楞紙板產(chǎn)生翹曲的臨界點。因此在生產(chǎn)中，應(yīng)當注意控制好各層紙張和單瓦二層片之間的含水率，把它們之間的含水率的差異控制在3%以內(nèi)。
1.了解原紙的含水率：瓦楞紙板生產(chǎn)線的操作人員在使用紙卷時，應(yīng)預(yù)先了解它們的含水率狀態(tài)，從而盡量把含水率大致相近的紙卷搭配在一起使用，這樣可有效地避免因摸索調(diào)整時間過長而產(chǎn)生大量的廢片。
2.充分利用好預(yù)熱缸：在瓦楞紙板生產(chǎn)線中都設(shè)置有預(yù)熱烘缸，當卷紙的含水率差異過大時，就必須用預(yù)熱缸來調(diào)節(jié)，使進入烘道時的各層紙板和紙張的含水率差異小于3%。
3.正確掌握涂膠量：要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瓦楞紙板，正確掌握涂膠量也是關(guān)鍵之一。涂膠量過大則紙板發(fā)軟，強度差，會翹曲；涂膠量過小則粘合不牢，易脫膠，起泡。
通常當車速較快時，涂膠量應(yīng)相應(yīng)減??；車速較慢時，涂膠量就應(yīng)適當加大。當使用抗水性較好的紙張時，涂膠量應(yīng)相應(yīng)加大，反之應(yīng)相應(yīng)減小。因此，在生產(chǎn)過程中，涂膠機的涂膠量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況的變化而作相應(yīng)的調(diào)整，調(diào)整的原則是：在保證粘合強度合格的前提下，涂膠量宜少不宜多。
4.正確堆碼：因為瓦楞紙板產(chǎn)生翹曲的原因是多方面的，往往單純工藝調(diào)節(jié)難以完全控制翹曲現(xiàn)象的發(fā)生，因此，應(yīng)要求堆碼工序必須將剛生產(chǎn)出來的瓦楞紙板按每10片一摞，正反疊放堆積，上面再用重物壓平，直至瓦楞紙板的溫、濕度和室內(nèi)溫、濕度基本保持一致。這樣可有效地避免瓦楞紙板翹曲現(xiàn)象的產(chǎn)生。
雖然造成瓦楞紙板翹曲的原因是復(fù)雜的，影響因素很多，但是只要認真對待，精心操作，瓦楞紙板的翹曲還是可以控制的。
2016全球打印機出貨量下滑至960萬
這些特色化的景區(qū)標識，完全成了景區(qū)內(nèi)的風景線
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