彩色相紙生產涂布表觀剮蹭條道問題排查與措施

王志剛，廖洪浩，李洪濤

（樂凱膠片股份有限公司 河北 保定 071054）

1 引言

彩色相紙涂布生產中，有一種弊病稱為條道，包括縱條道和剮蹭條道。縱條道是沿涂布方向上的，引起橫向密度變化的表觀弊病。比拉絲寬，透視時有明顯厚度變化，或能直接看到較直的條道；而剮蹭條道是在不退嘴涂布過接頭時，沿著涂布方向，由于片頭的微量抖動導致的某一區域內涂布彎月面不穩定，從而引起橫向密度變化的表觀弊病。

本文重點分析的是不退嘴生產狀態下，剮蹭條道產生的原因與控制措施。前期主要從設備方面入手，通過對接片片頭刀縫間隙、軋花點位置、接片錫箔紙鋪展改進、供片夾緊輥壓痕均勻性條件摸索和調偏速度與基材張力匹配等；后期主要對涂布CO張力穩定片路運行狀態、冷凝段負壓和涂布間隙等工藝條件進行排查優化。通過一系列檢測數據分析，找出了最為合適的控制參數與條件，從而有效控制涂布頭片路運行狀態，達到消除涂布表觀剮蹭條道的目的。

2 彩色相紙生產中精密擠壓涂布剮蹭條道成因分析與措施

2002年，樂凱公司與柯達公司合作，對涂布系統進行改造，為適應高車速、大流量穩定生產的市場要求，采用了柯達涂布系統，改進后的涂布嘴為液滴腔階梯結構涂布嘴，涂布表觀質量大幅提升。2011年自行設計了軋花機實現了過接頭不退嘴涂布生產，平均每軸減少因退嘴涂布抽高負壓過程發花問題所帶來的成品相紙損失16米。近幾年來，隨著市場對放大相紙需求的擴增，對成品質量又有了更高的要求，從銷售部門信息反饋得知，2016年因樂凱相紙剮蹭條道問題客戶投訴量增多，引起了我們的高度重視。從現場觀察來看，剮蹭條道主要發生在涂布寬片左側距片邊200～300mm位置，之后又突發右側200mm固定位置剮蹭條道，涉及多批次多軸數，有的甚至涉及整軸成品寬片，給公司造成極大的損失，最為嚴重的是2017年19、20兩個周期生產被迫采用退嘴涂布方式生產。針對此問題，我們自備片接片到涂布軸、涂布站區間裝備、工藝條件種種因素的摸索排查分析，制定了改進方案與措施，經生產驗證有效的控制了彩色相紙不退嘴涂布生產中剮蹭條道問題的出現。

2.1 涂布表觀剮蹭條道成因分析

根據我們對生產現場的分析，在過接頭不退嘴涂布的狀態下，出現這個現象的原因可能有以下幾個方面：其一是接片刀縫左右寬窄不一，有搭接現象。其二是接片軋花不清晰，不退嘴涂布過接頭時不能有效消除表觀弊病點。其三是接片機錫箔膠紙存在起褶、氣泡等高點，導致該位置基材厚度不一，接頭過嘴時影響彎月面穩定，產生剮蹭條道。其四是接片片邊不齊，過接頭涂布時，調偏速度過快導致片路扭動，產生剮蹭條道。其五是接片備片時，張力鋪展不均勻，接片供片夾緊輥兩側夾緊力不一致，過接頭時片路張力發生變化，產生剮蹭條道。其六是涂布間隙設定過小，彎月面形成效果較差，產生剮蹭條道。根據這六點分析結果，我們進行了工作安排，以解決這個問題。

2.2 關于涂布寬片左側剮蹭條道弊病處理措施

圖1 寬片左側剮蹭條道位置記錄Fig.1 The location record of rub road on the left side of wide paper

2.2.1 接片刀縫左右寬窄不一 我們首先解決第一條，接片刀縫左右寬窄不一，有搭接現象。從現場判斷，這個現象確實存在，那么想要解決這個問題我們采取了兩方面措施，第一是更換接片刀無桿氣缸，調整壓縮空氣壓力，提高跟刀架運行速度。成功由改造前進回刀時間2分鐘，提高到改進后進回刀時間1分鐘，檢驗接片刀縫均勻無毛茬，保障接片質量。第二是修磨接片X刀導軌，減小運行阻力。調整X刀角度，保障接片片縫2mm均勻間隙，無搭接，無毛茬。

經過改進，達到了刀縫均勻、無搭接、無毛茬目標要求。經反復生產驗證刀縫均勻2mm涂布表觀剮蹭條道出現幾率最低，因此我們將接片刀縫均勻、寬度2mm定為接片刀更換的驗收標準。

2.2.2 接片軋花不清晰

圖2 改進后軋花點清晰有效Fig.2 The improved goffered point is clear and effective.

軋花機是我們當初自己設計制作的一個小工具，研制軋花機是為了將接片錫箔膠帶片頭軋花，實現過接頭不退嘴涂布生產。使用時，將接頭變化產生的氣泡消除在軋花點30毫米位置，從而解決了過接頭退嘴生產平均16米/軸寬片的損失，提高了涂布表觀A級品率，消除了因負壓波動導致的發花問題。但是經過一段時間的使用后，發現軋花位置變得越來越不清楚，同時存在有時錫箔紙膠帶夠不到軋花位置的問題。為了改進這個問題，我們調整了軋花機導向板位置，將軋花點位置下移10mm，保障接片后錫箔膠帶上方六行軋花點均勻清晰，同時有效的將氣泡等過接頭表觀因素消除在軋花位置。

2.2.3 接片機錫箔膠帶紙存在起褶、氣泡膠帶脫落問題

圖3 錫箔膠帶起褶、氣泡問題記錄Fig.2 The problem record of tuck and bubble on foil tape

三號機接片機方式為：S輥真空吸附錫箔膠帶、自動對接、無膠帶折邊形式。接片過程中因S輥真空能力不足，曾多次發生錫箔膠帶脫落、起褶、氣泡問題，嚴重影響到涂布表觀質量，導致不退嘴涂布時的剮蹭條道問題明顯增多。

為了解決這一問題，我們決定對接片S輥負壓系統進行改造：從現場情況來看，S輥的最大真空度為-1.8Kpa,真空度較小，這可能就是造成膠帶脫落、接片氣泡、起褶問題頻出的根本原因。而臨近的1FR負壓風機最大負壓量為-400mmAQ≈-3.9Kpa（1Kpa=102mmAQ）而1FR自控閥門開度僅有35%，也就是說1FR抽負壓能力遠大于獨立的接片負壓風機，而且1、2FR拉片輥負壓風機有足夠的能力余量滿足接片S輥負壓的需求。因此我們決定將1、2FR接入S輥真空系統，以改造S輥真空系統。改造后，S輥真空度明顯提升，最大值可達-3Kpa。但此時的負壓過大，反而不利于接片，經過我們的摸索，當S輥真空度為-2.5 Kpa時，接片效果最為穩定。在未采買設備前提下根治了膠紙脫落、起褶、氣泡問題。

2.2.4 接片片邊不齊 在接片時，我們發現兩個片邊經常出現對不齊的狀況，這一狀況會造成3調偏的快速調整，對片路的穩定產生影響，或產生張力線等現象，這就會造成明顯的剮蹭條道，為了解決這一問題，我們決定改進供片調偏安裝方式，拆除一組執行器固定支架；另一組支架端蓋加平墊使執行器保留一定調整自由度。執行器端面位置安裝調心拉耳，測量拉耳孔徑加工兩側帶絲扣的柱銷釘，相應底板位置攻絲套扣安裝柱銷。柱銷頂部雙螺母被緊，保障一定的自由度。供片調偏連接件由H型連接方式改進為U型連接方式，消除軸向竄動偏差。

校正A、B調偏中心位置一致，電控中心參數128，執行器推桿伸出量70mm，保障備片、接片片邊對齊。接片臺標注備片位置，規范工藝操作方法——開車前工藝員需將調偏檢測氣嘴調整至同一刻度位置，避免因檢測偏差導致的片路蛇形。摸索自供片至涂布嘴片路調偏控制參數，1調偏全程動作25秒，2調偏全程動作10秒，涂布前3調偏動作速度最為關鍵，將其動作時間控制在15秒，觀察接片片頭在涂布軸位置位移變化效果最佳。

除以上工作外，備片時張力鋪展不均勻夾緊輥兩側夾緊力不一致也會造成片邊不齊，目前的備片操作是這樣的：備片操作時，操作工首先測量軸徑并引出片頭，然后垂到接片臺前面，目測確認供片軸的片基與接片臺的片、紙基要求刻度是否一致，如果不一致要通過接片臺上的“右調芯”、“左調芯”按鈕來移動片基直到一致為止；按住片頭使之與接片臺垂直并按下吸片“開”按鈕，片頭上部被吸住。按動接片臺上的兩個“吸片開”按鈕，接片臺上、下部的片基被吸住，按接片臺上的切刀“向左”按鈕，切刀自動沿刀槽的南側劃向北側切斷片基，并按下吸片“關”，片頭落下，手持軋花機將備片片頭軋花，軋花點均勻清晰；按下備片“完成”鈕，接片臺移動到待機位置。操作規程中片基中心位置調整要求片基展平保證片頭兩側張力一致，軋花是保障接片質量避免接頭在涂布頭位置扭動的關鍵操作步驟。供片夾緊輥壓痕檢測確保膠輥夾緊片基兩側力矩一致，消除接片片基兩側張力不一致的重要措施，匯總壓痕檢測方法如下：（1）打開氣缸夾緊輥，做鋼輥和膠輥輥面衛生。（2）分別在膠輥兩側150毫米有效區處，粘放壓痕條。導輥長度2000毫米以上的可選膠輥兩側250毫米有效區域。（3）夾緊膠輥持續60秒。（4）打開膠輥取下兩側壓痕條，測量兩側的壓痕寬度。（5）將金屬輥翻轉90度，重復上步驟測得兩側壓痕寬度。（6）根據兩側檢測壓痕寬度值取平均值。（7）對應壓痕平均值，調整氣缸壓緊力或行程，確保夾緊輥兩端壓痕量一致。通過測試我們將供片夾緊輥兩側有效壓痕調整至2.5mm效果最佳。（8）定期復測。

圖4 供片夾緊輥壓痕檢測Fig.4 Indentation test of clamp roller for supply sheet

2.2.5 涂布間隙設定偏小 結合崗位操作法開啟風機后我們對涂布站各項參數進行調整，摸索生產控制條件。最終得出負壓腔后負壓擋板間隙650μm；負壓腔半月板間隙500μm；涂布嘴溫度42度；涂布張力115N；涂布負壓-10mmAQ；間隙涂布間隙380μm為最佳生產控制條件。見表1。

2.2.6 生產驗證 通過上面所述的幾項工作，涂布寬片左側距片邊200～300mm位置剮蹭條道問題消除，對2017年一至十五周期SA6彩紙生產跟蹤觀察，未再發現這一表觀弊病，達到了提高彩色相紙表觀質量的目標值。

表1 最佳涂布間隙與控制參數Table.1 Optimal coating clearance and control parameters

2.3 涂布寬片右側片邊位置剮蹭條道成因分析與措施

2.3.1 剮蹭條道故障狀況記錄 2017年十六周期生產突發寬片右側剮蹭條道，在重復2.1排查過程后無明顯效果，條道發生幾率頻繁。現象為片頭北側200mm固定位置剮蹭條道，涂液線呈鋸齒狀典型對應關系。每個生產班都有涉及，部分軸號采用退嘴生產方式，上嘴涂液面齊整，涂布間隙直線度穩定，涂布負壓上調至-12mmAQ下調至-6mmAQ無明顯改善。

2.3.2 針對新出剮蹭條道問題進行初步排查

根據現場狀況分析，我們初步采取了以下措施：

2.3.2.1 適當提高2調偏速度，降低3調偏速度至13″，接片S輥真空度調整至2.8Kpa，校正1、2、3、主拖動拉片輥真空度和設備水平平行精度無效果。

2.3.2.2 更換接片X刀，刀縫保持在均勻的2mm。

2.3.2.3 軋花點位置保障6行清晰。

2.3.2.4 夾緊輥纏裹膠布保障接片片頭南北兩側有效壓緊。

2.3.2.5 校正1、2、3調偏速度，2調偏速度適當，3調偏速度略降，降低片頭在涂布軸位置大幅調整因素。

實施上述措施后涂布寬片右側剮蹭條道問題并沒有有效控制，生產至十九周期問題集中爆發，二十周期被迫采取了退嘴涂布方式生產。另外退嘴生產物料會在負壓腔聚集，導致換濾芯軸數間隔縮短，每周期增加1次換濾芯過程，物料損失增加2萬元，影響工時進度3小時，因此表觀剮蹭條道問題是我們急需解決的重點問題。

2.3.3 跟蹤生產條道弊病現場狀況分析 因剮蹭條道問題二十周期彩紙生產采取退嘴涂布方式，現場檢查涂布頭片路運行狀況，發現爬坡輥右側位置片路抖動較為嚴重，且左右片路松緊不一致。到中控室檢查涂布參數控制冷凝段一冷正壓設定為3mmAQ、二冷正壓設定為6mmAQ，一冷、負壓設定為-20mmAQ，實際負壓為-12mmAQ，有產生劃傷和生產線張力波動隱患。查閱2015年《彩色相紙生產改進涂布負壓腔解決表觀發花弊病》論文資料時，發現當時生產條件為冷凝段負壓實際值為-20mmAQ，現生產條件與參數控制超差較大。之后在噴墨打印紙生產前白燈試車時發現，冷凝段負壓-12mmAQ跑車條件下，涂布CO張力波動達到±10；爬坡輥位置片路抖動；進一步明確了冷凝段正負壓匹配失衡導致CO張力波動，初步判定冷凝段負壓偏低是導致片路抖動的主因。因為片路抖動是可能導致寬片剮蹭條道的主因之一，所以將這一因素作為主要排查對象。因此我們需從工藝參數上調控，摸索冷凝段正負壓匹配關系上穩定涂布CO張力控制，以穩定片路抖動。

另外，第一，在生產運行過程中，參數需實現標準化，以生產中檢測點各項數據為依據，建立基準線，不能因某個參數問題不易解決而調整正常參數去迎合生產，這樣易出現偏離生產基準的更大的問題。第二，涂布系統涉及面廣，知識種類繁多，人員操作不規范，需要大家要多學習，多到現場，在工作中要擅于去發現問題，及時糾正操作錯誤和不規范行為。發生問題第一時間去現場指導并處理。

2.3.4 根據現場狀況，采取相關措施

2.3.4.1 解決片路左右松緊不一致問題 針對生產運行中片路左右松緊不一致問題，我們已經有很多經驗，相對好解決，我們進行了三點調整：第一、調整1、2、3調偏檢測嘴位置，保證其在在同一調偏位置，保證涂液前，片路不出現蛇形扭動；第二、校正涂布軸、爬坡輥前后各導輥水平跳動情況；第三、校正氣墊轉向張力傳感器張力。

將以上三點進行調整之后，片路左右松緊不一致的問題即得到了解決。這也是我們解決刮蹭條道的一個基礎工作。

2.3.4.2 解決片路抖動的問題 為了解決片路抖動的問題，我們決定利用噴墨打印紙開白燈生產的機會，進行調試，在生產前的跑車試車時校正冷凝段正負壓，調整好之后，在生產過程中進行生產驗證。

首先是試車調整，在現有的參數條件下（一冷一正壓3mmAQ，負壓-20mmAQ，二冷正壓6mmAQ），CO張力波動±8，片路抖動。然后，調整冷凝段正負壓，一冷一正壓調整為4mmAQ、負壓調整為-20mmAQ，二冷正壓調整為8mmAQ。調整之后，CO張力變得較為穩定，波動值±2之間，爬坡輥片路穩定，不再出現抖動。48寸紙85m/min跑車片路較為穩定，爬坡輥位置片路無抖動現象。

由于試車片路穩定，于是跑車結束后，我們決定采用該條件生產噴墨打印紙，生產過程中，我們對片路進行了監控，表現穩定，生產出的噴墨打印紙經過檢查，表觀狀況正常。

在48寸噴墨紙生產結束后，我們將控制參數調整為：涂布CO張力120N；一冷一正壓3mmAQ，一冷一負壓-20mmAQ，二冷正壓6mmAQ；涂布間隙400μm；負壓腔CT負壓-9mmAQ；后負壓擋板間隙650μm。進行參數調整之后，我們采用42寸片基進行了試車，試車效果良好。在試車良好的基礎上，彩色相紙繼續生產二十一、二十二周期，生產觀察涂布CO張力波動±2，爬坡輥右側片路微抖動，生產表觀未出現右側剮蹭條道問題。

通過這兩次調整、試車、生產驗證的過程，證明我們找到了問題點，同時也找對了調整的方向，下一點就是對這個問題進行持續關注，摸索最佳控制參數。

2.3.4.3 摸索控制參數并進行生產驗證 二十一、二十二周期驗證了我們的調整方向之后，我們決定通過二十三周期SA6的生產進行控制參數的摸索，生產條件設定為：CO張力120N；涂布間隙410微米；后負壓擋板間隙600微米；負壓腔CT負壓-9mmAQ；一冷一正壓3mmAQ、一冷一負壓-20mmAQ、二冷正壓6mmAQ、二冷負壓-20mmAQ；涂液黏度10cps；CO張力圍繞±2波動。在生產過程中，出現一軸剮蹭條道，位置右側距片邊190mm，與前期故障點位置相同，接片、軋花、錫箔紙鋪展、刀縫等相關點確認正常，說明參數仍然有需要調整的地方。于是我們設定冷凝段負壓-25mmAQ。此時檢查對比CO波動趨勢，有較為明顯好轉。但是此時事實上一冷一負壓自控開度已達到最大，但仍不能滿足設定值-25mmAQ，顯示為一冷一實際負壓-22.8mmAQ,100%控制開度；二冷一負壓-24.7mmAQ,90%控制開度。二十三周期生產結束后，我們到現場，從機械方面調整冷凝段風閥開度，使其最終滿足了冷凝段正壓3mmAQ、一冷一和一冷二負壓-25mmAQ實驗條件，從此之后生產至今未再發生寬片剮蹭條道問題，印證了我們的調整。

通過以上的調整和驗證來看，提高冷凝段負壓，設定為-25mmAQ，CO張力波動明顯好轉，爬坡輥片路消除抖動現象，解決了寬片右側剮蹭條道問題。

圖5 提高冷凝段負壓后CO張力波動對比Fig.5 Contrast of co tension after increase negative pressure of condensation

3 穩定彩色相紙生產操作法完善總結

關于彩色相紙生產剮蹭條道問題生產總結，合格片頭需具備以下條件：接片片邊對齊、接片刀縫均勻2mm，軋花點清晰有效、供片夾緊輥壓痕均勻一致、接片錫箔紙無起褶氣泡問題、片頭涂液線呈穩定的線性關系。周期生產前從裝備保障、工藝操作和參數控制上滿足下述條件，歸納完善后補充到涂布崗位操作法中。

3.1 設備因素控制

3.1.1 接片X刀刀縫均勻無搭邊毛茬，刀縫2mm。

3.1.2 供片夾緊輥兩側壓痕一致（2.5mm），有效壓緊。

3.1.3 供片調偏A、B軸中心位置一致，兩個動作速度一致，動作均勻。

3.1.4 接片機錫箔紙鋪展均勻無氣泡起褶問題，S輥真空度負壓2.6～2.8Kpa。

3.1.5 第1調偏微動左右全程動作時間25秒；第2調偏左右全程動作時間10秒；第3調偏速度控制15秒。

3.1.6 保障涂布輥水平趨勢與爬坡輥趨勢一致。

3.1.7 升降腔密封膠條與單腔有效接觸。

3.1.8 周期生產前修磨涂布嘴條縫、嘴面和嘴唇。

3.1.9 不適用PTR和電暈片路（電暈被動輥負載大影響涂布CO張力的穩定性）。

表2 冷凝段風壓控制參數Table.2 Wind pressure control parameters of condensation section

3.2 工藝參數控制

3.2.1 試車確保CO張力無波動，片路在涂布軸位置無抖動現象。

3.2.2 CO張力設定120N，一冷一正壓3mmAQ、一冷一、一冷二負壓-25mmAQ，二冷正壓6mmAQ.，該條件CO張力波動±1以內。

3.2.3 負壓腔后負壓擋板間隙600～650μm均勻一致。

3.2.4 單腔、升降腔半月板間隙500μm均勻一致。

3.2.5 涂布嘴負壓腔負壓-8mmAQ至-10mmAQ兩側真空表顯示一致。

3.2.6 涂布間隙380～400微米均勻一致。

表3 涂布站工藝控制參數Table.3 Process control parameters of coating station

3.3 操作因素控制

3.3.1 接片片邊對齊，規范接片板鋪展片頭方法，保證片頭兩側張力一致。

3.3.2 有效軋花保證接片錫箔膠帶上方位置6條軋花點。

3.3.3 接片后如果片頭對接偏差＞15mm立即通知涂布嘴退嘴涂布。

4 刮蹭條道問題的總結

4.1 產生原因

其實通過我們的總結，刮蹭條道的產生原因主要有以下幾種：

4.1.1 擠壓嘴腔體內、唇口、出口間隙內有異物；

4.1.2 坡流面有異物被涂液覆蓋；

4.1.3 涂布嘴間隙太大而漏料；

4.1.4 負壓太大；

4.1.5 液橋上有料珠；

4.1.6 干燥道送風不均勻；

4.1.7 涂布液溫度與粘度的變化；

4.1.8 涂布液中含易分層物質（銀沉或混合不好）；

4.1.9 涂布嘴間隙內有氣泡；

4.1.10 涂布嘴表面鋪展不好；

4.1.11 片（紙）基本身底層嚴重豎條道；

4.1.12 涂布張力不穩定片路抖動；

4.1.13 不退嘴涂布片頭搭接、軋花點偏差、接片錫箔紙起褶與氣泡；

4.1.14 接片片邊不齊與接片鋪展張力不一致；

4.1.15 涂液前調偏速度過快等。

以上所說的15項條道產生因素中，前9項條道產生的因素是針對過接頭退嘴狀態下的分析與研究，我們已經能夠很好的控制，也有相關論文對其進行了詳述，本篇論文所討論的則是后面的這6項因素。

4.2 解決方法

既然我們已經總結出了產生原因，那么想要消除它，自然就有了對應的方法，常規方法有以下幾種：

4.2.1 查看坡流面后對癥清理：用插片劃腔體、紗布擦唇口及坡流面對應位置、對嘴子徹底清洗來消除異物（現在我們采用周期生產前使用2000號金象砂紙修磨涂布嘴嘴唇、條縫間隙和坡流面措施）；

4.2.2 校正涂布間隙及涂布負壓；

4.2.3 消除液橋上的料珠；

4.2.4 消除干燥道不均勻送風；

4.2.5 控制好物料的溫度和粘度；

4.2.6 調整涂布配方構成保證物料均勻不分層；

4.2.7 消除氣泡；

4.2.8 調整涂布液表張保證層間鋪展；

4.2.9 更換無條道片（紙）基；

4.2.10 校正片路張力，保證片路穩定；

4.2.11 接片保證均勻整齊，接縫均勻。

通過以上這些方法的應用，我相信刮蹭條道這個問題是一定能夠解決的。

5 結語

本篇論文歷時一年，屬于持續性改進項目：通過更換無桿氣缸，提高了接片刀運行速度滿足了均勻條縫2mm接片條件；接片機S輥真空度提升改造解決了接片起褶、氣泡和膠條脫落問題；夾緊輥壓痕方法的規范解決了接片片頭兩側張力不均勻問題；有效軋花滿足不退嘴生產條件。通過這些措施的實施，行之有效的解決了涂布寬片左側剮蹭條道問題;通過對冷凝段風壓調控；涂布CO張力穩定性檢驗和涂布站控制參數的修正解決了涂布寬片右側剮蹭涂布問題。兩項工作的實施，實現了解決彩紙生產過程中剮蹭條道弊病的目標值，減少了成品浪費，降低了異常停車次數，節約了生產成本。提升彩色相紙表觀品質達到了滿足客戶需求的最終目標。