紙卷硬度計(jì)RoQ在造紙行業(yè)的應(yīng)用

錢 恩

(芬蘭ACA系統(tǒng)有限公司北京代表處，北京，100024)

·紙卷硬度計(jì)·

錢 恩先生，碩士；主要從事紙卷硬度計(jì)的應(yīng)用和推廣。

紙卷硬度計(jì)RoQ在造紙行業(yè)的應(yīng)用

錢 恩

(芬蘭ACA系統(tǒng)有限公司北京代表處，北京，100024)

紙卷硬度即紙張卷繞緊度是關(guān)乎分切、包裝、印刷、運(yùn)輸和下游客戶生產(chǎn)線運(yùn)行狀況的重要指標(biāo)。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)造紙行業(yè)工程師只能依據(jù)目測(cè)、手感等這些感性經(jīng)驗(yàn)作出調(diào)整，由此帶來(lái)的不當(dāng)?shù)姆智小b、運(yùn)輸破損以及下游加工工藝的屢屢不暢等不良后果。本文介紹的紙卷硬度計(jì)RoQ可以精確測(cè)量各種紙卷硬度，為紙張的卷取、分切以及下游印刷包裝等工藝參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整提供量化的數(shù)值依據(jù)和實(shí)際指導(dǎo)意義。

紙卷硬度；RoQ；卷取；厚度控制

紙卷硬度即紙張卷繞緊度是關(guān)乎分切、包裝、印刷、運(yùn)輸和下游客戶生產(chǎn)線運(yùn)行狀況的重要指標(biāo)。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)造紙行業(yè)工程師只能依據(jù)目測(cè)、手感等這些感性經(jīng)驗(yàn)作出調(diào)整，由此帶來(lái)的不當(dāng)包裝方式、運(yùn)輸破損以及下游客戶生產(chǎn)線的屢屢不暢等不良后果。紙卷硬度計(jì)RoQ能夠精確測(cè)量各種紙卷的硬度，為紙張的卷取、分切以及下游印刷包裝等工藝參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整提供量化的數(shù)值依據(jù)，并具有實(shí)際指導(dǎo)意義，從而有效地指導(dǎo)或調(diào)整分切、包裝、運(yùn)輸和下游印刷等生產(chǎn)工藝，減少下游的投訴。

1 紙張的卷取

1.1紙張卷取的影響因素

在實(shí)際生產(chǎn)中，做好紙張的卷取是非常重要的。圖1所示為紙張卷取流程圖。

圖1 紙張卷取流程圖

紙張卷取過(guò)程中輸入的參數(shù)包括：張力控制，膠輥負(fù)載控制，扭矩控制以及紙張本身的特性，其中紙張本身的特性是決定成卷的關(guān)鍵因素。紙張?zhí)匦詤?shù)有厚度、緊度、縱向伸縮和張力、摩擦因數(shù)、吸水性、透氣性、彈性模量等。其中紙張的厚度是最重要的影響因素。

1.2卷取中常見(jiàn)的問(wèn)題

卷取過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題有縱向破裂、變形、褶皺、端面凹陷等，詳見(jiàn)圖2。

1.3合格紙卷的標(biāo)準(zhǔn)

合格的紙卷必須具有良好的外形，合理的尺寸，穩(wěn)定的硬度曲線。紙卷合理的硬度曲線是越靠近卷芯，其硬度越大。紙卷硬度與紙卷直徑的關(guān)系曲線見(jiàn)圖3。

圖2 卷取過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題

圖5 母卷硬度波動(dòng)導(dǎo)致的印痕問(wèn)題

圖3 紙卷硬度與紙卷直徑的關(guān)系曲線

圖4 紙卷整卷的理想硬度曲線

整卷紙卷的理想硬度曲線如圖4所示。由圖4可以看出，整卷紙卷理想的硬度曲線是紙卷橫幅左右兩端的硬度比中間的硬度低。

1.4紙卷硬度的控制

紙張?jiān)诰砣∵^(guò)程中控制好硬度非常重要，母卷硬度波動(dòng)太大會(huì)導(dǎo)致下游的工藝過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，常見(jiàn)的問(wèn)題為：

(1)印痕問(wèn)題

母卷硬度波動(dòng)導(dǎo)致的印痕問(wèn)題見(jiàn)圖5。

(2)印刷斷紙問(wèn)題

母卷硬度波動(dòng)導(dǎo)致的印刷斷紙問(wèn)題見(jiàn)圖6。

1.5紙卷硬度計(jì)RoQ的測(cè)試原理及測(cè)試結(jié)果

紙卷硬度計(jì)RoQ 的外觀圖見(jiàn)圖7。

紙卷硬度計(jì)RoQ測(cè)試原理是以一定的速度和力量打擊紙卷的表面，紙卷越硬則打擊錘從一定速度減到零越快，即減速度g越大。RoQ以g(1 g=9.81 m/s2)表征硬度的大小。 RoQ也可以校準(zhǔn)成別的硬度單位。

圖8所示為牛皮紙大母卷硬度的測(cè)試結(jié)果。

圖8中，橫縱標(biāo)是牛皮紙大母卷的橫幅寬度(總寬6676 mm，一個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)精確到2 mm)，縱坐標(biāo)是大母卷對(duì)應(yīng)的硬度值。由圖8可以看出，測(cè)試結(jié)果中含有硬度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)、最小值、最大值、最大值與最小值的極差。并且，大母卷硬度測(cè)試結(jié)果可以導(dǎo)出excel。

客戶可根據(jù)硬度測(cè)試的平均值和變異系數(shù)對(duì)紙卷的質(zhì)量進(jìn)行控制和分類處理。

圖6 母卷硬度波動(dòng)對(duì)印刷的影響

圖7 紙卷硬度計(jì)RoQ

圖8 牛皮紙大母卷硬度測(cè)試結(jié)果

2 采用紙卷硬度計(jì)RoQ測(cè)試紙幅橫向厚度的均勻性

2.1紙卷硬度和紙張厚度的關(guān)系

紙卷硬度計(jì)RoQ不僅能精確的測(cè)量出紙卷橫向硬度值，同時(shí)也可以精確地反映出紙幅橫向厚度的均勻性。

以52 g/m2低定量涂布紙為例，測(cè)試其厚度與紙卷硬度的關(guān)系，見(jiàn)圖9。

圖9 52 g/m2低定量涂布紙厚度與紙卷硬度之間的關(guān)系

由圖9可以看出，單層52 g/m2低定量涂布紙的厚度橫幅波動(dòng)是0.7 μm，這種厚度波動(dòng)在線設(shè)備很難測(cè)量出來(lái)。而紙卷硬度計(jì)RoQ測(cè)試的相對(duì)應(yīng)硬度的波動(dòng)高達(dá)15%。因?yàn)橛捕扔?jì)RoQ測(cè)試的是整個(gè)紙卷的硬度也就是幾千層紙厚度的累計(jì)誤差。根據(jù)硬度計(jì)RoQ的測(cè)試結(jié)果，客戶可以很清楚地分析出52 g/m2低定量涂布紙橫向厚度的均勻性(橫幅測(cè)量位置能精確到2 mm一個(gè)點(diǎn))從而進(jìn)行工藝優(yōu)化和調(diào)整。

2.2紙卷硬度和壓光壓力的相關(guān)性

圖10所示是壓光壓力的變化和紙卷硬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖10 壓光壓力變化與紙卷硬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 采用紙卷硬度計(jì)RoQ測(cè)試包膠輥表面硬度

包膠輥表面硬度的均一性對(duì)最終紙張產(chǎn)品的質(zhì)量有著很大的影響。傳統(tǒng)測(cè)試膠輥的硬度方法是用單點(diǎn)式邵氏硬度表抽測(cè)幾個(gè)點(diǎn)。這種單點(diǎn)式硬度表，測(cè)試過(guò)程中每個(gè)人的測(cè)試角度和力量都會(huì)影響最終的測(cè)試結(jié)果。硬度計(jì)RoQ能精確連續(xù)地測(cè)試出整個(gè)膠輥橫向硬度值(每2 mm一個(gè)值)，從而幫助客戶對(duì)膠輥的整體硬度進(jìn)行適時(shí)準(zhǔn)確的判斷。

4 結(jié) 論

紙卷的卷取硬度，對(duì)分切、包裝、印刷以及下游

的工藝調(diào)整都有著重要的指導(dǎo)意義。由于紙卷硬度計(jì)RoQ是測(cè)量厚度的累計(jì)誤差，所以它對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制和工藝優(yōu)化都起到一定的指導(dǎo)作用。另外紙卷硬度計(jì)RoQ還能精確測(cè)量包膠輥的表面硬度，這對(duì)膠輥的維護(hù)和更換提供實(shí)際的參考價(jià)值。

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TheApplicationofHardnessTesterRoQinPaperIndustry

QIAN En

(ACASystemsOyBeijingRepresentativeOffice,Beijing, 100024) (*E-mail: jeff@aca.fi)

The hardness of paper roll is closely related to slittering, packing, printing, transportation as well as the downstream process. For a long time, domestic engineers estimate the hardness by visual inspection and hand feeling,this would mislead the adjustments for the related process. RoQ can measure the paper Roll hardness accurately and provide the reliable datas for corresponding adjustments．

paper roll hardness; RoQ; winding; caliper control

TS736+.2

A

10.11980/j.issn.0254- 508X.2017.10.009

2017- 06- 07(修改稿)

(責(zé)任編輯：馬 忻)