紙卷硬度計RoQ在造紙行業的應用

錢 恩

(芬蘭ACA系統有限公司北京代表處，北京，100024)

·紙卷硬度計·

錢 恩先生，碩士；主要從事紙卷硬度計的應用和推廣。

紙卷硬度計RoQ在造紙行業的應用

錢 恩

(芬蘭ACA系統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乎分切、包裝、印刷、運輸和下游客戶生產線運行狀況的重要指標。長期以來，國內造紙行業工程師只能依據目測、手感等這些感性經驗作出調整，由此帶來的不當的分切、包裝、運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RoQ可以精確測量各種紙卷硬度，為紙張的卷取、分切以及下游印刷包裝等工藝參數的設定和調整提供量化的數值依據和實際指導意義。

紙卷硬度；RoQ；卷取；厚度控制

紙卷硬度即紙張卷繞緊度是關乎分切、包裝、印刷、運輸和下游客戶生產線運行狀況的重要指標。長期以來，國內造紙行業工程師只能依據目測、手感等這些感性經驗作出調整，由此帶來的不當包裝方式、運輸破損以及下游客戶生產線的屢屢不暢等不良后果。紙卷硬度計RoQ能夠精確測量各種紙卷的硬度，為紙張的卷取、分切以及下游印刷包裝等工藝參數的設定和調整提供量化的數值依據，并具有實際指導意義，從而有效地指導或調整分切、包裝、運輸和下游印刷等生產工藝，減少下游的投訴。

1 紙張的卷取

1.1紙張卷取的影響因素

在實際生產中，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

紙張卷取過程中輸入的參數包括：張力控制，膠輥負載控制，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鍵因素。紙張特性參數有厚度、緊度、縱向伸縮和張力、摩擦因數、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卷取中常見的問題

卷取過程中常見的問題有縱向破裂、變形、褶皺、端面凹陷等，詳見圖2。

1.3合格紙卷的標準

合格的紙卷必須具有良好的外形，合理的尺寸，穩定的硬度曲線。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系曲線見圖3。

圖2 卷取過程中常見的問題

圖5 母卷硬度波動導致的印痕問題

圖3 紙卷硬度與紙卷直徑的關系曲線

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

紙張在卷取過程中控制好硬度非常重要，母卷硬度波動太大會導致下游的工藝過程出現問題，常見的問題為：

(1)印痕問題

母卷硬度波動導致的印痕問題見圖5。

(2)印刷斷紙問題

母卷硬度波動導致的印刷斷紙問題見圖6。

1.5紙卷硬度計RoQ的測試原理及測試結果

紙卷硬度計RoQ 的外觀圖見圖7。

紙卷硬度計RoQ測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也可以校準成別的硬度單位。

圖8所示為牛皮紙大母卷硬度的測試結果。

圖8中，橫縱標是牛皮紙大母卷的橫幅寬度(總寬6676 mm，一個測試數據精確到2 mm)，縱坐標是大母卷對應的硬度值。由圖8可以看出，測試結果中含有硬度的平均值、標準偏差、變異系數、最小值、最大值、最大值與最小值的極差。并且，大母卷硬度測試結果可以導出excel。

客戶可根據硬度測試的平均值和變異系數對紙卷的質量進行控制和分類處理。

圖6 母卷硬度波動對印刷的影響

圖7 紙卷硬度計RoQ

圖8 牛皮紙大母卷硬度測試結果

2 采用紙卷硬度計RoQ測試紙幅橫向厚度的均勻性

2.1紙卷硬度和紙張厚度的關系

紙卷硬度計RoQ不僅能精確的測量出紙卷橫向硬度值，同時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，測試其厚度與紙卷硬度的關系，見圖9。

圖9 52 g/m2低定量涂布紙厚度與紙卷硬度之間的關系

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是0.7 μm，這種厚度波動在線設備很難測量出來。而紙卷硬度計RoQ測試的相對應硬度的波動高達15%。因為硬度計RoQ測試的是整個紙卷的硬度也就是幾千層紙厚度的累計誤差。根據硬度計RoQ的測試結果，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(橫幅測量位置能精確到2 mm一個點)從而進行工藝優化和調整。

2.2紙卷硬度和壓光壓力的相關性

圖10所示是壓光壓力的變化和紙卷硬度的對應關系。

圖10 壓光壓力變化與紙卷硬度的對應關系

3 采用紙卷硬度計RoQ測試包膠輥表面硬度

包膠輥表面硬度的均一性對最終紙張產品的質量有著很大的影響。傳統測試膠輥的硬度方法是用單點式邵氏硬度表抽測幾個點。這種單點式硬度表，測試過程中每個人的測試角度和力量都會影響最終的測試結果。硬度計RoQ能精確連續地測試出整個膠輥橫向硬度值(每2 mm一個值)，從而幫助客戶對膠輥的整體硬度進行適時準確的判斷。

4 結 論

紙卷的卷取硬度，對分切、包裝、印刷以及下游

的工藝調整都有著重要的指導意義。由于紙卷硬度計RoQ是測量厚度的累計誤差，所以它對最終產品的質量控制和工藝優化都起到一定的指導作用。另外紙卷硬度計RoQ還能精確測量包膠輥的表面硬度，這對膠輥的維護和更換提供實際的參考價值。

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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)

(責任編輯：馬 忻)