第三节　双面机系统

双面机系统是将天桥输送过来的单面瓦楞纸板预热后在另一面涂上黏合剂，然后与箱纸板面层贴合，经过干燥部干燥后形成双面瓦楞纸板。

双面机系统由多重预热器、涂胶机、双面机等组成。

一、涂胶机

根据瓦楞纸板的加工结构，涂胶机分为单层（三层瓦楞纸板用）、双层（五层瓦楞纸板用）、三层（七层瓦楞纸板用）等涂胶机构。对于三层、五层或七层瓦楞纸板生产线而言，涂胶机的组合形式各不相同。三层瓦楞纸板生产线只有一组涂胶装置（图2-19）；五层瓦楞纸板生产线，由于要对两组单面瓦楞纸板上胶，因而有两组涂胶装置（图2-20）；对于七层瓦楞纸板生产线则有三组涂胶装置（图2-21）。

1．涂胶装置

涂胶机的涂胶装置类似于单面机那种（图2-19），在许多瓦楞成型机中，两个设备有许多相同部件。从本质上讲，最佳的运行条件也是相同的；最大的不同之处是传统单面机是在涂胶辊和压纸辊之间的上胶涂布的压力区。用单面机，瓦楞辊可以很好地支撑瓦楞，类似于涂胶机的压纸辊，但涂胶机不提供相应的支撑。太大的压力可能压溃瓦楞楞峰，由于一定程度上强度取决于纸板厚度，这就会对瓦楞纸板的强度性能有负面影响。轻微的压力能确保整个纸幅均匀地涂胶。最复杂的条件出现在：当我们用传统的单面机在涂胶装置上试图生产高、低两种不同瓦楞的单面瓦楞纸板时，在适当的压力下，每组第二个胶缝都是比较弱的，需要用较高的压力去补偿，但这样会使一些瓦楞变形和破裂，并使胶缝易受破坏。

涂胶机中最关键的是上胶辊，既要保证其有足够的刚度，又要保证能以一定的速度回转而不让胶槽内的黏合剂飞溅出来，因此上胶辊直径一般较大，而且在辊面上密布着非常小的存胶凹坑。为防止磨损和腐蚀，辊面不仅要进行热处理，还要镀铬。另外对上胶辊辊面的圆柱度、径向跳动等也有严格的要求。只有这样，才能生产出平直光滑的纸板，并且耗胶量最小。

涂胶辊与下瓦楞辊之间的距离随楞型不同而定，一般A楞为0.7～0.8mm，B楞0.5mm。

下瓦楞辊与涂胶辊辊面圆周线速度不能相同，否则瓦楞峰面上的涂层接触成线形，并且胶料仅附在瓦楞峰部的一侧，影响粘接质量。因此涂胶辊与瓦楞辊的线速度比一般控制在90:100的范围内。

胶槽是储存黏合剂的容器，由于高温瓦楞辊热辐射作用，使胶槽内黏合剂温度上升，水分蒸发，改变黏合剂的组成，甚至产生凝胶化或球团，导致涂胶不匀或产生次品。防止的方法是在胶槽上方加防热挡板，必要时设置冷却系统。目前普遍采用溢流方式缩短胶料在槽中的停留时间。

以前的压纸辊是自由地压在纸幅上，辊子的浮动随压力的变化而自由运动，且有停靠位置。最近压纸辊正朝着可调控但压区不变的方向发展，这些轻型设置可使瓦楞纸板质量更加均匀。

2．涂胶温度

涂胶机后，单面瓦楞纸板与预热的面纸一起进入双面机，面纸的加热会影响纸板的水分和平整度。当在单面机和涂胶机上生产轻量纸板时，加热面纸的目的是驱使水分转移到胶缝。箱纸板的加热发生在双面机压区前，以保证快速结合。加热过程通过以下方式完成：加热弯曲的进汽表面，或改变单面瓦楞纸幅与箱纸板到双面机的接触点。这样的结构可使第一蒸汽箱附带地预热箱纸板。预热器必须随着纸幅旋转，纸幅两边的张力必须相同。单面瓦楞纸幅应该从箱纸板侧面加热，胶的黏度可以高于单面机，但是必须有足够的流动性。固含量取决于淀粉种类，有的可高达30%，以使胶凝胶点大于48℃。

温度可以从维护端、中间部和传动部测量。一般来说，纸张温度超过100℃就是干纸幅，因此水分的唯一来源就是胶中的水分。在压辊前，箱纸板的温度在95～99℃，在瓦楞压区前，半化学浆瓦楞原纸的温度应是80～90℃，这种温度能以最少的胶料消耗保证最好的涂胶效果。此外，提高温度可增加淀粉的糊化效果。

经过瓦楞辊压区后，瓦楞的温度应是80～90℃，其温度可以由装有导纸板的传统单面机和真空单面机测量。从箱纸板面测量的单面瓦楞纸幅的温度大约是100℃。通常，瓦楞原纸的温度应比箱纸板低20～30℃，双层里纸的温度应随着预热器上升到90～95℃，纸幅在与单面瓦楞纸板接触之前应轻微收缩，以避免起泡和皱缩。从双面里纸和热平板部分之间的箱纸板一面测量时，双面里纸和单面瓦楞纸板的最高温度应是99℃。单面瓦楞纸板瓦楞一侧的温度应为70～75℃，这取决于胶的凝胶点。

通过热平板段后，瓦楞纸板两面最大温差为15～20℃。如果温差太大，就会有翘曲的危险。从双面里纸一侧测量时，瓦楞纸板的温度应是100℃，而从单面面纸一侧测量时，则低15～20℃。

采用淀粉胶对涂胶量为4～8g/m2的单面机可以完全满足要求，双面机达到4～8g/m2的涂胶量取决于使用的原料和温度。高温可导致胶料消耗量大，在胶辊上胶膜的厚度通常是100～250μm，用湿强胶时消耗更大。

近年来，使用无导纸板单面机技术可使瓦楞成型机运行速度能达到300m/min或更快，然而，实际生产速度通常不到这个水平，因为涂胶过程是一个瓶颈。以前运行速度受瓦楞成型的限制，但当使用厚的箱纸板和生产多楞的瓦楞纸板时，涂胶会更加制约运行速度。双面机的关键部分是双层瓦楞纸板芯纸的结合。许多因素影响结合强度，如瓦楞原纸的性能、设备操作参数、设备各部件的温度以及胶的质量等。

在单面机和双面机上，黏结过程的第一阶段是把胶转移到瓦楞的楞峰。影响这一操作的重要因素是合适的胶量和胶料在设备横向的均匀分布。胶料过多，则需要更长的时间才能达到凝胶温度，从而消耗更多的能量，而且设备的速度必须降低。过多的胶料也会损害纸板的质量，引起皱缩和卷曲等缺陷。胶料不足，渗透过快，或者胶中的水分蒸发太快，淀粉不能完全凝胶，导致黏结处出现破损现象。

涂胶过程和凝胶点对单面机和双面机是不同的。对单面机，涂胶后在0.03s内箱纸板紧紧地压在瓦楞的楞峰，胶料此时仍是流动的，且在挤压瓦楞的两侧面时，只有一小层胶留在楞峰。这一薄层胶的水分含量很小，在纸吸收剩余胶时，部分水分迅速蒸发，该薄层胶的温度会立刻上升到凝胶点，部分凝胶的淀粉将箱纸板和瓦楞黏结在一起，湿结合和暂时结合的强度都很低。但在厚胶层中完全凝胶并固化，直至该强度能够使瓦楞纸板侧面的多层纸幅粘到一起，最终的结合强度主要取决于厚胶层。对双面机，涂胶和纸幅互相之间挤压的时间是单面机的10倍，黏合的最后阶段，胶的黏度已经上升，而纸的压力较小，这使得胶层会以均匀的厚度保留在瓦楞的楞峰。温度上升时，胶中充足的水分能促进完全凝胶。纸幅被挤压到一起后，需注意不能发生位移，以使胶层不会扩散到较大的区域，否则凝胶不完全，导致结合力不牢固。当各纸幅间有速差时，纸幅的位移会经常出现。

对于双瓦楞纸板，其强度的重要来源是芯纸层的结合力。来自纸幅的热量必须到达该区域，一些热量必须从加热平板获得，这意味着热量必须一直通过较低的瓦楞。为了达到凝胶温度，需要较长的结合时间，且胶必须有充足的水分留着。否则，高吸收性的胶料和多孔性的纸张会导致不完全凝胶的过度吸收。除了这种良好的留着性能，胶料还应有50～55℃的低凝胶温度。

为了使瓦楞获得较好的结合力，结合处的黏合剂必须被加热到合适的温度，以使其有适当的水分含量确保淀粉充分凝结。黏合剂也必须适当地润湿结合的表面，并充分渗进纸幅表面，但不能太深。若要同时满足这些要求，必须找到辊速与设备温度之间的合适比率，水分含量、纸张表面的多孔性和吸水性必须平衡，胶的黏度和凝胶温度应该适合于操作条件。

二、多重预热器

单面瓦楞纸板在天桥上运行时间较长，在散发水分过程中，纸幅温度不断下降，如不进行预热，不仅影响双面机系统的工作速度，也会影响粘接效果。多重预热器的工作原理与单面机预热器一样，根据瓦楞纸板的层数将若干个加热缸垂直排列在机架上，分别加热各层纸板。三层瓦楞纸板是用二重预热器，五层瓦楞纸板采用三重预热器（图2-22），七层采用四重预热器。由图2-22可见，所谓双重、三重实际上是预热器简单的叠加。当然，由于层数不同，辊速也不同，所需的热量也不同，因此预热器的直径可能会有变化。

三、双面机

双面机位于涂胶机之后，主要作用是把由天桥送来并经过预热和上胶的单面瓦楞纸板和面纸黏合在一起，在一定的压力、温度作用下裱合成三层、五层或七层瓦楞纸板。图2-23所示为双面机结构，主要由加热部和冷却部组成。加热部是为了使单面瓦楞楞峰上的黏合剂熟化，特别是为了使黏合剂中所含的水分蒸发而形成平直坚挺的纸板。加热部有一排供给热量的加热板，在加热板上有一条移动的传送带，传送带上压有一排导辊，以便使面纸牢固地粘接到单面瓦楞纸板的楞峰上；冷却部的作用是为了使在加热区段加热增湿了的瓦楞纸板不至于发生翘曲，让瓦楞纸板夹在上下传送带和压辊之间，自然冷却、蒸发水分，从而提高纸板的强度，减少变形。

双面机的配置一般分两种情况，中速瓦楞纸板生产线（速度在200m/min以下），宜采用经济高效的碎辊式结构双面机；高速瓦楞纸板生产线（速度200m/min以上），一般采用热效率较高的压板式结构双面机，且在加热板处装有温度显示装置。

双面机纸幅在上压力带上进行传输，需要控制以下因素：

①单面瓦楞纸幅和箱板纸必须在与第一蒸汽箱首次接触时恰当地结合。

②纸幅只能一次接触蒸汽箱边缘，因为二次接触会导致胶点变坏。

③蒸汽箱表面温度在运行时应该足够高。

④热传导的量根据纸板的定量可调。

⑤可根据瓦楞成型机的速度调节选定热传导水平的自动控制装置。

⑥热传导应全幅一致，蒸汽箱应是直的，传送带应保持清洁且厚度一致。

⑦如果不用全部的热量加热，前部蒸汽箱的温度应高于后部。前5个蒸汽箱比较关键，第三个平板提供最多的能量。

⑧纸板在瓦楞纸中的任何部分都不能脱离夹具。

1．加热板

加热板的作用是使生胶糊化，确保纸板的粘接强度，同时烘干纸板。加热板是中空容器，规格为宽500～600mm，高200mm，通入蒸汽加热板面。使用时根据辊速、纸板层数等因素使用数量不同的、排列成一定长度的加热板。表2-2列出瓦楞纸板机的公称能力与加热部、冷却部长度之间的关系。可见加热部的长度要根据瓦楞纸板机的工作能力、有无预热器，及其他附属设备的情况来决定。

加热板的蒸汽配管宜选择3～5段，每段可根据瓦楞纸板的种类和运行速度独立调整加热温度。加热板的温度适宜既可以保证黏合剂快速糊化、固化，又可以保证粘接成型的瓦楞纸板平整、挺拔。反之，将会造成粘接不良，使纸板翘曲、变脆，降低产品合格率。一般为保证粘接，第一段加热板的温度最高为（195±1）℃，蒸汽压力为1.0～1.2MPa；第二段次之，温度为（190±1）℃，蒸汽压力为0.7MPa；第三段温度为（185±1）℃，蒸汽压力为0.4～0.5MPa，同时要保证加热板面各处温度一致。

2．传送带

瓦楞纸板通过双面机上的传送带和加热板之间的压力贴合而成。传送带有上、下两条，上传送带连通加热部和冷却部，下传送带仅位于冷却部。在加热部上，传送带将纸板贴压在加热板上，加快纸板干燥；在冷却部上，下传送带夹持瓦楞纸板无滑移地送向裁切部。

根据使用要求，传送带应具备以下特点：一定的柔软性，能和纸板紧密贴合；一定的吸湿性、透气性，能吸收纸板蒸发出的水分并向外散发；较少的延伸率、较高的抗张强度，因为传送带工作时要承受较大的张力，容易引起伸长。传送带的张力均衡而且适度，可以防止传送带跑偏，尤其可以防止打滑，否则会导致“搓衣板”、衬纸起皱，降低纸板的表面质量，并且影响下一步横切的精度。

传送带的张力应自动控制，使其在整个运行期张力自动恒定，而与传送带张紧与收缩引起的长度变化无关，确保横切机切断长度误差要求。

3．热板部触压板

传统的双面机采用重力压辊滚动的方式与加热板接触完成对瓦楞纸板的施压与加热烘干。在这个过程中，重力压辊和加热板之间会因为长期摩擦造成磨损或者热胀冷缩，不能与加热板保持一致，导致瓦楞纸板整体受力或受热不均匀、烘干速度不一致，造成纸中水分含量不均匀，以至瓦楞纸板在烘干过程中容易出现中部脱胶起泡、纸板翘曲变形等的情况。另外，由于重力压辊与加热板是线接触，接触面积小，存在传热效率低、加热速度慢等缺陷。当瓦楞纸板经过热板烘干时会带走热板上大量的热量，使热板底和面的温度不一致。如果热板面的温度较低，热板就会下凹变形，尤其是第一至第五块热板变化最明显。速度越快，带走的热量越多，热板的变形也就越大。当热板下凹变形时，其中间部位就触压不到瓦楞纸板，而两边又将瓦楞纸板压得过重，造成瓦楞纸板中间部位脱胶、起泡、贴合不良等问题，当然两边的楞形也会被压扁。另外，传统重力压辊的传热效率低，如果速度过快就会因热量不足导致瓦楞纸板脱胶、贴合不良。由于重力压辊是分散安装的，压力不易调整，很容易把瓦楞纸板的楞形压扁，并出现倒楞现象，生产出的瓦楞纸板也会弯曲、不平整，尤其是单瓦楞与双瓦楞纸板变换时更不易调整。

热板部触压板借助了热压板进行传热和烘干，工作原理与触压棒十分相似，主要由弹力结构和耐磨板组成。弹力结构的弹性性能调整以适应加热板变形或凹凸不平的变化，保证瓦楞纸板均匀受热，即使使用质量较差的瓦楞芯纸，也不会把楞压扁，并且受热效率高，糊化速度快，瓦楞纸板不脱胶、不起泡、贴合良好，生产出的瓦楞纸板既平整又坚硬，抗压强度好。另外，热压板能增加瓦楞纸板与加热板的接触面积，提高传热效率和加热速度，加快瓦楞纸板的烘干进程。

热板部触压板的数量要与高速瓦楞纸板生产线匹配，否则会造成涂胶后的瓦楞纸板烘干不充分、黏合剂糊化不良等问题，速度过快还会造成大量瓦楞纸板的脱胶或过软，触压板的数量通常不能少于18块。热压板与棉织带是相对滑动的，由于热压板与棉织带的摩擦作用，热压板和棉织带会加快损耗，由于绵织带磨损是背面，对纸板的黏合没有影响。

由于气袋式压板系统比弹簧钢板系统更能符合热板的变形弧度，它能紧压棉带，使纸板紧贴热板以获取最佳传热效果，因此纸板贴合成型及烘干平整所需的长度可以缩短，提高了辊速，特别是在生产高克重三层纸板、五层、七层纸板，以及三层微细瓦楞（如E楞、F楞）纸板时效果更为显著。

4．加热部的加热与温度控制

瓦楞纸板的粘接强度、翘曲变形等大都受加热部工艺的影响。在纸板生产过程中，根据纸质等级、定量、厚度等因素，一般通过调整蒸汽压力来改变加热板的热量，以满足不同纸板的供热要求。但在生产中，生产线的运行速度经常会发生变化，常规的双面机加热板是固定的不能调整，当停机或减慢机速时，由于热惯性的作用，加热板的温度不会马上发生变化，此时纸板较长时间处于加热加压状态，过多的热量造成纸板过度受热，致使瓦楞纸板出现过量横向收缩、翘曲变形、发脆和搓板状，甚至在压线处破裂，最终导致成型后的瓦楞纸板压缩强度降低、印刷套印不准确、纸箱破裂等缺陷。

基于以上原因，当生产线停机或减速时，必须有快速调节温度的装置，来使纸板的温度保持恒定。目前主要采用改变压辊数目、升降加热板及气垫隔离法。气垫隔离法是在需要降低温度时，经热板间隙处送入压缩空气，使之在热板上面形成气垫，分离开热板与纸板，调整气垫层厚度即可达到改变传热量的目的；对于无压辊式双面机，控制尤为方便。

5．冷却部

经加热黏合而成的瓦楞纸板在受热状态下较软且容易变形，故在冷却段将其夹持在上下传送带中间，使其在一定的夹持力作用下逐渐冷却和定形，在进一步蒸发水分的过程中变得平直且坚挺而送入下一个工序，使纸板在纵横裁切中不但平直，而且有较好的尺寸精度和稳定性。

与加热部一样，纸板质量对冷却部的长度也有一定要求，见表2-2。如果冷却部较短，将导致纸板翘曲，影响平整度。对幅宽较大、辊速较快的瓦楞纸板生产线，冷却部长度应适当加长。冷却部的上下传送带应设有张紧装置，便于调整其位置。

6．双面机新技术

（1）无级碎辊式双面机热板部　采用碎辊结构，压载量无级调节，标尺显示，有效克服传统热板的下凹导致的热板表面传热效率差的缺点，避免了传统重力辊不平衡对纸板造成的冲击，从而提高了生产速度和质量。非常适合生产低克重纸板。与热触板式结构相比，避免了传送带与热板间的滑动摩擦，减少了传送带的磨损。

（2）多段蒸汽喷淋系统　解决纸板翘曲问题，特别是“S”形纸板要安装多段喷淋系统。由电脑控制跟随生产辊速的快与慢，把适当的雾状水分喷射出来。

（3）转矩差动平衡装置　为克服上下传送带间线速度的差异，使上下传送带的拽引力均匀分布，从而保证纸板更完美地黏合。