溫度對瓦楞紙板生產的影響
1、單面機
單面機瓦楞輪之間,在瓦楞成型過程中的溫度傳導比較容易(相對於熱板粘合),而對壓力輪與瓦楞輪之間的裡紙粘合溫度傳導也比較容易(同樣相對於熱板)。
2、雙面機
雙面機主要指熱板的粘合,紙板在熱板裡的壓載方式和溫度傳導方式都不如單面機的好。
對高速機來說,高克重紙板不但對雙面機的溫度要求更高,而且還要改變調整雙面機上膠機的膠水的糊化溫度,使之匹配高速度。一般中速機的蒸汽壓力為8-9kg/cm2,高速機的蒸汽壓力為11-13kg/cm2。
溫度對原紙溼度的影響:
下圖是原紙加溫相對應時間、原紙溼度變化工藝試驗圖:
圖1中a曲線、b曲線代表原紙不同溫度經過不同時間時的相應溫度。
圖2中a曲線、b曲線代表同類型原紙加不同溫度,經過相同時間,原紙溼度對應溫度的變化。
b曲線表示加溫溫度低的原紙與之對應的溼度變化小,a曲線表示加溫溫度高的原紙與之對應的溼度變化大。
溼度先低後高,說明原紙經過高溫後吸水性更強,這也是紙板剛做出來比較平直但擺放一段時間後會變彎翹的原因之一。
溫度對原紙物理性能的影響:溫度越高,原紙的纖維損傷越大,耐破、環壓強度越小;反之,溫度越低,原紙的物理性能損失就越小。
適溫適壓的實施:
從以上描述可知,作用於原紙的溫度越低越好;而紙板的成型、膠水糊化需要一定溫度,但不是越高越好,所以這裡我們提出瓦楞紙板生產應「適溫、適壓」生產。
(1)單面機
從單瓦機成型和粘合的壓載方式和溫度傳導方式來看,不需要很高的溫度。
正常的高速單瓦機,車速大於250米/分都要求蒸汽壓力12±1kg/cm2左右(蒸汽溫度192℃±4℃)左右,為什麼?
原因一:
鍍鉻瓦楞輪中高比較高(為了延長瓦楞輪使用壽命)需要較高溫度使瓦楞輪產生彈性變形。碳化鎢的瓦楞輪磨損非常小,不需要為了延長使用壽命而提高中高,也不需要較大的彈性變形,溫度也就不是瓦楞輪彈性變形的條件之一。
原因二:
高速下原紙在相應的加熱輪上停留的時間短,提高溫度是為了保證膠水糊化和粘合,同樣也可以不提高溫度,只降低膠水的糊化溫度來匹配瓦楞機速度。
結論:
單面機(高速>250米/分)的蒸汽壓力完全可控制在6kg/cm2—7kg/cm2,蒸汽溫度165℃-170℃。
(2)雙面機
根據雙面機紙板粘合的壓載方式和溫度傳導方式不如單面機的情況來看,熱板的溫度才是控制和確保紙板品質(包括彎翹、脫膠、物理性能等指標)非常重要的因素。
一般高速狀態下,熱板幾段蒸汽壓力逐次遞減(根據所出紙板的狀況和克重),實際上我們可以通過降低膠水的糊化溫度應對匹配雙面機速度,以減小紙板所需溫度。
兩種狀態:
A、低克重三層板和五層板
由於低克重原紙導熱能力強,膠線厚度比較小,糊化溫度降低(56℃±1℃),為避免膠水提前糊化形成假粘,需要熱板幾段蒸汽壓力由低到高設置。
B、高克重五層板(200g/㎡以上)
由於高克重原紙導熱能力差,膠線厚度比較大,膠水不易提前糊化,熱板幾段蒸汽壓力由高到低設置。
實際的整線溫度控制可見下面的溫度一覽表:
(3)原紙損傷
現階段原紙克重使用越來越低已經成為行業的發展趨勢,瓦楞紙板在生產過程中不只是溫度會造成對原紙的損傷,更為主要的是機械擠壓造成原紙損傷,紙板中的水分也會造成原紙的損傷,紙板水分一大部分是由膠水帶入紙板中。這三個方面造成生產過程中原紙損傷高達10-15%,其中70%的損傷是由機械擠壓造成的,20%的損傷是由膠水造成的,只有10%的損傷是由於溫度問題產生的。機械擠壓對原紙的損傷,這裡就不展開討論了。
影響紙板水分最大的就是膠水含水量,只有在紙板膠水含水量的研究有重大的突破之後,才能降低膠水對紙板水分的影響。膠水含水量的降低或低溫及常溫狀態下能夠自然糊化,那麼紙板的生產將發生重大改變。所以低溫低壓或常溫生產瓦楞紙板,是為了更好的保護紙張的原有物理性能,提高瓦楞紙板的品質。低溫低壓生產瓦楞紙板,必須先解決膠水在低溫低壓狀態下的粘合性能,保證瓦楞紙板成型良好,這樣才能實現高速生產瓦楞紙板。
結論:現階段有些企業開始嘗試低溫低壓生產瓦楞紙板,只是為了解決溫度對紙板的損傷,而溫度對紙板的損傷只有10%的影響,這樣其實是犧牲瓦楞紙板生產線效率的做法。
綜合上述,現階段瓦楞紙板生產適合「適溫適壓」生產,適溫適壓生產瓦楞紙板是瓦楞紙板行業未來幾年的發展趨勢。
瓦楞紙板的粘合強度是對瓦楞紙板進行物理性能檢驗的一個重要指標。瓦楞紙板的粘合過程包含著複雜的物理變化和化學變化,除主要取決於粘合劑的質量外,還取決於各種各樣條件的變化。粘合劑的理化指標包括粘度、PH值、糊化溫度、固體含量等指標。這些指標的變化直接影響瓦楞紙板的粘合強度 。雖然影響粘合強度還有其它方方面面的因素,但粘合劑本身的質量好壞是其主導因素。因此,在製作粘合劑時,應該做到以下幾方面:
1.使用的原輔材料質量要有保證
2.投料時各種原輔材料計量要準確
3.儘可能使用好的水質
4.保證製作環境和場地的合適的溫度
5.保證適當的粘度
6.保證適當的濃度
7.成品粘合劑沒有沉澱物
8.成品粘合劑在存放和使用中粘度變化不大
9.保證生產過程中有良好的初粘性、滲透性
按照以上原則,在製作粘合劑時,嚴格按操作規程和工藝要求生產,同時考慮到各種因素的影響,以保證瓦楞紙板的粘合效果。
良好的粘合應是塗在波形瓦楞紙和面紙之間的粘合劑經過高溫烘烤迅速糊化後,紙和粘合劑牢固結合,經專用設備和附件將其剝離時,撕裂的應是紙的纖維,而不應是粘合劑脫開。
單面瓦楞機使用的粘合劑,在配製過程中,主要控制粘合劑的固體含量、糊化溫度和粘度。
固體含量是指澱粉、燒鹼、生膠專用乾燥劑、硼砂在粘合劑中的含量,主要是指澱粉的用量,澱粉的含量多,固體含量就高。在使用過程中調整好塗膠輥的間隙,就可以提高車速,增加產量,同時便於烘乾。配製粘合劑的固體含量約佔粘合劑總量的20%左右為宜。
糊化溫度是指粘合劑在生與熟的臨界溫度,當粘合劑的糊化溫度低時,在生產工藝中所消耗的熱量就少,因而可以提高車速。
粘度是指在生產使用過程中粘合劑的流動能力。我們要求粘合劑低粘度,實際就是為了在使用中有良好的流動性。可以提高初粘力。配製熟漿是控制粘合劑粘度的關鍵。一要嚴格控制攪拌時間,當攪拌時間不夠時,粘合劑的粘度不穩定;二要掌握好燒鹼及其它原料的配比。只有恰到好處的掌握粘合劑的固體含量、糊化溫度和粘度的相對關係,才能製作出質量好的粘合劑,從而保證在生產工藝中良好的粘合。
在生產過程中,澱粉膠的粘度與溫度、燒鹼用量成正比。在使用過程中,澱粉膠的粘度與溫度、攪拌速度成反比。為避免在使用過程中膠的粘度降低過快,儘量減少膠體循環及溫度的提高(如可將循環系統的齒輪泵改為氣泵,將大循環改為單循環)。
1、單面機及三層線生產使用黏合劑粘度控制在:20-50秒,
2、五層及七層線生產使用黏合劑粘度控制在:50-90秒,特殊情況,根據要求調節粘合劑粘度。
瓦楞紙板生產線的速度和蒸氣壓力及溫度的關係(見表)
速度(m/min) | 蒸氣壓力(MPa/cm2) | 溫度(℃) |
30 | 0.6 | 150 |
單面瓦楞機車速過快,要考慮波形瓦楞楞峰上的著膠量,這時的粘合劑固體含量要求高,否則影響粘合效果。
單面瓦楞機車速過慢,會增大波形瓦楞楞峰的著膠量,同時,由於車速慢,過高的溫度會使粘合劑過早固化而失去良好的粘合效果,甚至用手一拍即會膠開。
雙面機車速過快會造成波形瓦楞楞峰著膠量減少,同時由於過快的車速,使熱消耗增大,溫度降低,粘合劑糊化不好,造成粘結不良。
雙面機車速過低會使波形瓦楞紙楞峰塗膠量增多,溫度聚集而過量烘烤瓦楞紙板,使粘合劑結構被破壞,造成瓦楞紙板焦脆。