瓦楞纸板生产线浆糊培训.docx

1、瓦楞纸板生产线浆糊培训投影片 #1: 流水線組員工作目標 學習完本課程可幫助紙箱廠流水線成員完成他們的四項工作目標:. 達到客戶要求的規格, 製造出達標的紙板, 劲量減少損耗, 維持最高產能, 達到客戶要求的規格是所有紙箱廠成員最主要的工作目標. 製造出達標的紙板要在下列三方面努力: 紙板要平整,不能彎翹, 紙板貼合要良好, 瓦楞成型要正確. 劲量減少損耗是第三個工作目標,因為任何損耗都增加了成本,進一步產生出一些无谓的工作量,如停机移除废板,整理废箱等等. 維持最高產能是第四個工作目標.用最有效的辦法來應付漿糊可能產生的各種問題,能幫助維持最高的產能.投影片 #2: “漿糊(粘著劑)”基礎原

2、理 本課程將藉由下列的介紹讓大家了解瓦楞紙板流水線上所用的”漿糊(粘著劑)” : 分析漿糊的成分組成, 講解漿糊製作的過程, 說明漿糊對瓦楞紙箱品質有何影響, 提供操作員對控制漿糊的一些對策.投影片 #3: 瓦楞流水線使用的漿糊 流水線漿糊作用是將面紙,底紙與瓦楞芯紙貼合成為瓦楞紙板. 我們先詳細清楚漿糊的製作組成,再了解漿糊對瓦楞紙板品質有何影響作用. 瓦楞流水線漿糊主要的組成成份有: 水, 玉米澱粉, 苛性鈉(鹼), 硼砂, 一些需要的添加劑或防腐劑.投影片 #4: 水水是漿糊中一個主要成份,它與澱粉混合後保持持液體狀態,水是一種通用的溶劑.它方便可大量取得,且價格便宜.水可將漿糊的其他成

3、份滲帶入紙張內.水的取用來源有 管道自來水, 處理再生水,管道自來水:管道自來水都直接由都會供水系統直接送達.因此水的品質,如酸鹼度都能保持在一個可接受範圍,供製糊使用處理再生水:再生水一般由紙箱廠內正常運作下回收處理得來.如清洗印刷機或單,雙面機的回收水.須安裝一套處理系統來消毒處理回收水.這套系統可分離出回收水中的固態雜質,金屬,色素等並調整酸鹼度.處理過後的再生水可用來製作漿糊.投影片 #5: 澱粉澱粉是加工產品,是一種有機物質.它可溶於水中並藉此滲透入紙張纖維內.澱粉與水混合加熱後,其澱粉微粒會膨脹產生與紙張黏貼的能力.一旦澱粉加水溶解並再經脫水乾燥,它會”緊縮”並結合與它附近的紙張纖

4、維.澱粉可由下列6種作物加工製造出:玉米,馬鈴薯,稻米,西古米,樹薯,小麥.投影片 #6: 澱粉 6種來源中,玉米是主要製作澱粉的原料選擇,因為: 來源充足, 價格低廉, 容易加工製造, 能形成高均度的微粒狀. 玉米澱粉一般用散裝或袋裝來運輸.散裝運輸可利用火車或罐裝卡車.到廠後將散裝澱粉卸入大型儲存倉內.現代儲存倉都配置有監測系統,使管理者清楚存量,能及時下單補貨 如果是袋裝澱粉,一般為25公斤或50公斤包裝.通常袋裝澱粉都就近儲放在製漿系統附近,容易取用.製漿人員也肩負監控澱粉存量之責. 製漿人員要穿著適當的個人防護裝備來從事製漿及檢測漿糊品質等工作.問題一 : 一個典型的紙箱廠每個月能消

5、耗多少澱粉?提示一 : 國際紙業紙箱部門在1998年消耗1億2千5百萬磅玉米澱粉,其價值約為美元1千萬.投影片 #7: 苛性鈉 漿糊中另一個主要成份是苛性鈉. 苛性鈉是一種氫氧化鈉物質,它是具有極強腐蝕性的鹼性化學品.必須要非常小心來使用. 要在瓦楞流水線使用的漿糊中加入苛性鈉的原因: 苛性鈉可加強幫助漿糊滲透入高抗水性的牛皮面紙, 苛性鈉可降低漿糊糊化需要的溫度.低糊化溫度的漿糊,相對的就不需要流水線提供較高的溫度,進而能使流水線車速提高. 苛性鈉通常有3種商品型態: 散裝, 桶裝(液態), 或袋裝(固態).問題: 貴廠存放苛性鈉地點是在何處? 大家是否知道其危險性? 使用時要穿著何種防護設

6、備?投影片 #8: 硼砂 硼砂是一種礦產品.它能使膠化的漿糊更具黏性(因其有自我相黏的特性).這種相黏的特性會幫助漿糊形成一種固態薄膜的有效貼合. 硼砂亦可降低黏合膜破裂的可能性.提示 : 硼砂與苛性鈉混合後有其副作用.大約4磅的5分子含水分硼砂能中和掉1磅苛性鈉的作用.所以漿糊中所有添加成份必須要正確平衡使用.硼砂有兩種等級: 含水量5分子及含水量10分子. 兩種等級硼砂的礦物品質是相同,只是含水量有區分. 10分子硼砂含水量是高過5分子硼砂. 因此如要達到同等效率下,使用10分子含水量硼砂的數量是要高過使用5分子含水量硼砂的.兩種硼砂比率換算方法:5分子改為10分子 : 乘上1.33譬如

7、: 24磅5分子硼砂等於32磅10分子硼砂作用 (24 x 1.33 = 32);10分子改為5分子 : 乘上0.75譬如 : 36磅10分子硼砂等於27磅5分子硼砂作用 (36 x 0.75 = 27);硼砂可用袋裝或桶裝(均為固態)來運輸.提示 : 貴廠的硼砂存放地點在哪裡? 通常是使用5分子或10分子含水量的硼砂?投影片 #9: 添加劑及防腐劑 常見的漿糊添加劑有:防潮劑,親水劑,消泡劑等等.這些都是為達到客戶要求而特別添加. 例如防潮劑添加在漿糊內可防止將來乾糊線被水溶解. 親水劑的添加可使面紙及芯紙增加其吸收水分的比率. 消泡劑可消除多量泡沫,防止漿糊在糊盤等處造成溢流. 當使用防潮

8、漿糊時,通常要配合單,雙面機較多的上糊量;同時紙張的適當吸水性亦要考慮,才能使防潮糊發揮其特性.另外防潮漿糊必須在配製後6 至 8小時內用完,否則其效果就會喪失. 其它如抗生素等添加劑是來解決儲存桶內漿糊自然產生的細菌,發霉,發酵等現象. 使用被污染的漿糊都會導致不良的貼合. 必須定期清理製糊系統,漿糊儲存桶及輸送管道來防止結塊形成或細菌污染. 提示 : 添加劑及防腐劑必須添加在攪拌桶內,不能直接加在儲存桶內. 問題一 : 貴廠有使用何種添加劑? 它們的作用是什麼?問題二 : 知不知道這些添加劑的成本?投影片 #10: 瓦楞流水線漿糊配方 事實上,沒有一個統一的漿糊配方可適合所有的紙箱廠使用.

9、只要如室溫,流水線硬件,車速等一些條件有所不同,則漿糊配方也須相對調整改變.因此須向澱粉供應商討論,來發展出一套適合自己的漿糊配方. 根據貴廠產品的種類及任何特殊包裝要求,要與澱粉供應商共同研討出最佳的漿糊配方.再次強調沒有一個統一的配方可供所有的紙箱廠使用, 如果沿用的漿糊配方要做改變,必須要經廠方管理層同意.另外要記錄下所有改變的經過.投影片 #11: 製糊系統製糊系統是混合攪拌及分配漿糊的中心.所有的成份如澱粉,水,化學品及蒸氣都在此混合製造出漿糊.目前紙箱行業中有多種的製糊系統.不論貴廠目前是使用何種製糊系統; 幫助流水線發揮最高效能,還是共同最大的目標.投影片 #12: 製糊系統目前

10、紙箱行業有下列5種製糊系統:兩段式系統或稱為兩桶式,單段式系統或稱為一桶式,高低溫噴射蒸煮系統,乳化攪拌系統,高速切剪攪拌系統.這些不同的製糊系統是紙箱行業追求高速,高品質紙板製造下發展出來的產品.這些不同的製糊系統經過多年的發展都能對應要求的提高,持續生產好品質的漿糊而不需藉助使用高價的特殊澱粉.更甚者,有些系統能製造出與使用特殊澱粉相似效果的漿糊.簡單的說,這些系統都專注利用機械力或機械熱力去增加苛性鈉化學品的熱能來改變或改良製程中澱粉的分子.雖然這些不同系統的操作原理相似,但其製漿過程的原理卻大大不同.接下來我們介紹最新工藝的高速切剪攪拌系統.投影片 #13: 高速切剪攪拌製漿系統這個高

11、速切剪攪拌製漿系統是以全自動方式在操作的.它使用一個高速固定攪拌器,利用其機械旋轉力,切打澱粉分子.這個切打的動作也會產生熱能,增加澱粉分子更能完全膨脹的能力.結合苛性鈉對澱粉的作用,能提供完全蒸煮的更小分子澱粉漿糊.它能改善滲透能力,縮短初始貼合時間.這種高品質漿糊有高固體含量,穩定黏度及低糊化溫度等優點.當製漿完成後,系統能利用計算機監控並自動調整儲存桶內漿糊的溫度及黏度.現代化的高速切剪攪拌製漿系統尚有其它優點,如自動配方,能與廠方控制系統結合等等.現在介紹國際紙業主要使用的Ringwood廠牌的高速切剪攪拌製漿系統作業過程.使用Ringwood製糊系統來製作340加侖的漿糊過程: 首先

12、桶內加水100加侖, 啟動攪拌器, 加入100磅澱粉並加熱至140華氏度, 加入15磅固態苛性鈉,並攪拌約2分鐘, 加入2磅5分子含水量的硼砂,並攪拌5分鐘, 加入160加侖水, 保持桶內溫度至95華氏度,並攪拌1分鐘, 加入800磅澱粉並充分攪拌2至4分鐘, 加入8磅5分子含水量的硼砂, 最後充分攪拌約4分鐘.每一批次漿糊製程約需時2530分鐘.投影片 #14: 漿糊輸送系統當漿糊製作完成後,會被輸送到儲存桶,在儲存桶內的漿糊會被不停的攪拌,監控並調整溫度.要定時檢查漿糊的黏度,溫度及糊化溫度.儲存桶內的漿糊通常利用2”管徑在每分鐘80加侖流量下輸送到單,雙面機的糊盤內.漿糊輸送管路的材質通

13、常有:鑄鐵,PVC塑膠,不鏽鋼,投影片 #15: 漿糊輸送管路材質投影片上簡單列出三種管材的好處,壞處.選擇管路材質最先要考慮的是製漿系統與流水線的距離,室溫及其它要件.不論選擇何種管路材質,將漿糊輸送管路配置遠離蒸氣管道則是必須要做到的.蒸氣管道的輻射熱會將靠近的漿糊輸送管內漿糊膠化造成輸送管阻塞.所以須要靠近蒸氣管的漿糊管道必須要在管道以外加包絕緣層,以防管內漿糊過早膠化.除此之外,漿糊管道要有2度的傾斜角度,以利適當流量及排放.投影片 #16: 漿糊輸送流向說明了解了各種漿糊輸送管道材料後,我們再來研究典型的漿糊輸送流向.漿糊的輸送流向:首先製作好的漿糊由攪拌桶輸送到一個集中的儲存桶或分

14、別獨立的多個儲存桶內.儲送桶內的漿糊經底部管道輸送到流水線上單,雙面機的糊盤內.糊盤內的漿糊被糊輥黏起,塗在芯紙的楞尖上,然後再與面紙壓合.任何溢流及未使用的漿糊會被輸送回儲存桶內與新鮮的漿糊混合後,再被輸送到糊盤內使用.投影片 #17: 機械貼合再來我們專注機械貼合及學習如何形成一個好的貼合.貼合第一步驟就是將漿糊塗佈在要貼合物體的表面上.單面機與雙面機的機械塗佈結構有所不同.塗佈階段首重有多少量的漿糊被黏送到芯紙楞尖上.括糊輥間隙大小(0.006”至0.2”)可決定漿糊的塗佈量.但是增加漿糊黏度可使塗佈量增加 即使括糊輥間隙沒有改變.上糊輥與括糊輥的平行度可決定塗佈層的平均度.如果平行度即

15、使有0.002”的差異,也會造成紙板後續水分不平均,形成彎翹及貼合問題.第二階段是滲透,漿糊要能濕潤紙面再滲透入紙張.藉此滲透作用,溶解於水中的澱粉分子會被帶入紙張纖維內.高黏度漿糊會影響滲透性,讓漿糊停再紙張表面無法滲透入紙張;但太稀的漿糊會讓漿糊中的大部份水分很快被紙張吸走,使剩下的澱粉無足夠的水分來適當糊化.苛性鈉有破壞紙面上膠的功能,使水分能滲透入紙張.糊化是第三,也是最後一個過程.苛性鈉的化學能力可使漿糊糊化溫度降低.正常情況下,流水線含有足夠的熱能將漿糊水分蒸發,使澱粉糊化,形成黏膜.單面機貼合操作要求與雙面機有所不同.我們通常會供給單面機不同配方的漿糊.單面機的壓力輥會將芯紙楞尖

16、上的漿糊擠壓到兩側,形成較弱的楞尖貼合.單面機除了芯紙楞尖紙面不足漿糊量外,尚有部份澱粉無法完全糊化現象,因為壓力輥將部份供給糊化作用的水分壓出造成.所以我們會增加10-15%單面機的上糊量或提供不同配方的漿糊供給單面機使用. 問題 :知不知道貴廠生產每平方米單層紙板要用多少漿糊？投影片 #18: 單面機貼合單面機比雙面機有較高的溫度.因此單面機使用的漿糊如果沒改較高糊化溫度的配方,則有可能讓糊盤內的漿糊提前糊化,而在某處累積結塊(如導紙片),造成括糊作用,使芯紙形成乾狀條紋情況.單面機上每一個芯紙楞尖與面紙只有約0.003秒的初步貼合時間.因此較低黏度的漿糊能幫助澱粉分子較快的滲透入芯紙與面

17、紙內.雙面機因不使用壓力輥貼合芯紙與面紙,因此大部份的漿糊都能保留在楞尖上,而形成較強的貼合力.因此雙面機的上糊量就可比單面機降低.投影片 #19: 雙面機貼合芯紙楞尖在雙面機黏上漿糊後,會運行一段距離後才與面紙接觸. 因為運行這一段距離的時間,有可能讓芯紙將漿糊的水份吸除太多,造成後來糊化水份不足的問題.因此我們可使用較高黏度的漿糊. 另外雙面機內發熱量比單面機低,造成雙面機糊盤內的漿糊溫度會較低.因此我們可使用較低糊化溫度的澱粉配方,以保證後續的溫度能使其充分糊化.因有不同的特性,造成單,雙面機使用的漿糊配方通常都有不同.投影片 #20: 瓦楞流水線漿糊要形成一個堅固,強力貼合前,漿糊都會

18、經過下列4個階段:液體狀態,澱粉糊化,初步貼合,乾燥結合.液態的漿糊是第一階段,在這個階段內,漿糊會濕潤紙面,滲透入紙纖維內,讓澱粉分子充滿在紙張纖維的空隙間.第二階段是糊化作用,澱粉分子受熱後開始糊化,快速提高黏度;紙面濕潤情況繼續進行,但水份擴散率快速降低.第三階段為初步貼合.此階段紙張已形成貼合,但尚含有大量的水份.最後階段是乾燥結合.這個階段使漿糊完全固化成型.單面機及雙面機(熱板)的發熱單元讓殘餘水份蒸發,使漿糊最後形成固態貼合.投影片 #21: 原料品質現在我們關注有關漿糊的另一個重要課題 原料進貨的品質.進貨原料的品質會影響調製成漿糊的功效.而這不只影響後續成品的品質,還可能會衝

19、擊經營的底線. 合格的漿糊能:使每一不同批的漿糊保持相同的成效,生產出合格的紙板,減少浪費,改善獲利. 貴廠要與澱粉供應商建立品質標準協議.問題 : 貴廠使用的澱粉,收貨時有作哪些方面的品檢?投影片 #22: 評估漿糊我們可從兩方面來評估漿糊的品質,一是從漿糊被使用前的狀態,一是從漿糊使用後成為紙板一部份時 : 先從漿糊被使用前的液態狀況評估:漿糊的黏度,漿糊在儲存桶及糊盤的溫度,漿糊的糊化溫度. 當漿糊固化成為紙板的一部份後,我們已無法去衡量它的品質.然而它尚可幫助我們確認是不是漿糊造成貼合的失敗.有三種方法可檢查紙板貼合的品質:纖維撕裂測試,貼合強度測試,碘液浸潤測試.投影片 #23: 漿

20、糊使用前的評估 玉米漿糊的黏度 : 所謂黏度也可視為”濃度”,. 黏度可影響通過括糊間隙的上糊量及對紙面的滲透性. 可使用Stein-Hall量杯來測量漿糊的黏度.在儲存桶及糊盤的漿糊溫度 : 溫度差異的影響 ? 控制溫度目標應在多少度?漿糊的糊化溫度 :糊化溫度會有什麼的影響?控制糊化溫度應在多少度?測試漿糊取樣方法.投影片 #24: 合格漿糊的要件 漿糊的黏度 :目標 : 35-40秒(Stein-Hall 量杯),測量地點 : 攪拌桶及糊盤,附件A : Stein-Hall 與 Love 量杯的換算表, 漿糊的溫度 :目標 : 38-41攝氏度,.測量地點 : 攪拌桶及糊盤. 漿糊的取樣

21、 : 剛製成的新鮮漿糊(攪拌桶內), 製程中的循環漿糊(儲存桶內). 貴廠應有自己的測量方法及標準.投影片 #25: 漿糊溫度原理 檢查漿糊的溫度是很重要的,因為溫度會影響漿糊的黏度.溫度升高會使漿糊黏度減少,反之溫度降低會使漿糊黏度增加. 漿糊溫度每1華氏度的改變會影響其約10%的黏度(或大約2秒Stein-Hall量杯). 國際紙業對漿糊的控制目標溫度為102華氏度(可接受範圍100-105華氏度). 這個控制目標溫度可能因配方,使用地點的差異而有所不同.須要向澱粉供應商諮詢得到正確的範圍. 藉著測量攪拌桶及糊盤的漿糊溫度來保證它們的溫度是保持在穩定的範圍內. 提示 : 附件B 黏度修正表

22、.投影片 #26: 漿糊使用後的評估 前面所提,我們可用下列3種方法來測量紙板的貼合品質 : 纖維撕裂測試, 貼合強度測試, 碘液浸潤測試. 纖維撕裂測試是利用人力將貼合的紙板撕離,然後檢查糊線上黏附有多少紙張纖維. 貼合強度測試則利用儀器做科學的測試,取得數據以供分析.貼合強度的單位為每一英尺糊線有多少磅數(lbs per lineal foot of glue line). 第三種測試方法是碘液浸潤測試.投影片 #27: 纖維撕裂測試當漿糊乾燥固化成為紙板的一部份後,才可進行纖維撕裂測試.纖維撕裂測試是測量貼合強度而不是測量漿糊的品質.它目的是測量漿糊的貼合結合力.纖維撕裂測試是以人力及肉

23、眼來判定結果,因此必須再經貼合強度測試才能作最後證實.投影片 #28: 貼合強度測試貼合強度測試也要在漿糊完全乾燥,固化成紙板的一部份後才能進行.貼合強度測試就是將面紙從芯紙分離需用”力度”的測試記錄.投影片 #29: 碘液浸潤測試這個測試是要評估漿糊在紙面塗佈及瓦楞機硬件狀況.不適當的漿糊塗佈,不良的機械狀況及操作技巧都會影響紙板的品質及流水線的功效.漿糊的塗佈結果會對後續產生的貼合強度有非常顯著的影響.提示 : 附件C 碘液浸潤的糊線樣本.投影片 #30: 造成異常可能的原因除了學習了解漿糊及上糊機械設備外,如能執行定期設備維修,將能減少因設備有關而產生的問題.輥轆間的平行度,設備中心線的

24、對齊及上糊間隙等都是漿糊能否平均穩定的塗佈在楞尖的關鍵要求.損壞,磨損或未調正的設備將造成漿糊用量大量的增加並有紙板彎翹問題產生.工廠必須努力維護它們的設備在正常狀態.可由設立”預防性維修計劃”開始.如果覺得有需要,可要求設備供應商提供維修計劃.一旦設備狀況良好,將有助生產平整的紙板並降低紙箱報廢率.投影片 #31: 結論要得到客戶要求的良好貼合,則先要了解漿糊的基本原理及有關過程的控制.正如我們一向強調,紙箱廠內員工對已到廠的原紙品質無法做出太大的改正.但對像漿糊等,卻能加以更大的控制其品質. 要達到這些控制力,則須: 維護漿糊攪拌及輸送系統, 仔細稱量及混合漿糊組合的成份, 嚴格執行及記錄

25、品質控制檢查表的每一項目,以及早顯現出異常,避免造成後續品質問題.投影片 #32: 漿糊黏度檢查必須固定每天在同配方的攪拌桶內至少一次取樣做黏度檢查.糊盤(儲存桶)內漿糊則以設定的檢查時間表進行或當發生貼合問題時.檢查步驟 : 先將Stein-Hall量杯裝滿漿糊來提昇量杯量體本身的溫度.再將漿糊倒回攪拌桶. 用手指擋住量杯下漏孔後,將漿糊透過過濾網倒滿量杯, 移開手指,漿糊開始流出, 當杯內上指針浮現時,啟動計時碼表, 保持量杯垂直穩定直到杯內下指針浮現時停止計時碼表.記錄下所需秒數. 記錄下漿糊溫度;前面所提,每一華氏溫度變化都會改變2秒的黏度時間. 量杯及其它儀器要保持清潔.存放在乾燥,

26、易取得的專屬地方. 量杯定期要用清水來檢校(清水黏度應在15秒).投影片 #33: 漿糊糊化溫度檢查這個檢查的目的是要知道漿糊開始糊化的溫度.糊化溫度是會影響流水線車速及紙張貼合.必須固定每天在同配方的攪拌桶內至少一次取樣做糊化溫度檢查.糊盤(儲存桶)內漿糊則以設定的檢查時間表進行或當發生貼合問題時.檢查步驟 : 將水杯內的水加熱至沸騰, 將一支乾淨試管裝入約半滿漿糊後,以夾箝送入沸騰中的水杯, 使用一支玻璃溫度計不停的攪拌試管內的漿糊, 試管內的漿糊隨著溫度提昇,也改變成半透明的淡黃色, 當漿糊突然變稠時,溫度會停止上升約5秒鐘時間.然後再繼續上升.當這停止溫度上升的階段就是漿糊糊化點.記錄

27、下這個溫度.投影片 #34: 瓦楞紙板貼合強度測試這個測試是來評估漿糊乾固後形成的貼合強度.是測量將貼合的芯紙楞尖與面紙分離所需的力度.貼合強度測試每日至少要做一次.測試的步驟:在紙板的傳動側,中央及操作側等三部位切割下測試規定尺寸的樣本,壓力針及支撐針分別插入楞縫間,將測試面朝下,將測試組件放在測壓平台中央,啟動環壓機,等壓力插針頂開芯紙與面紙後得到讀數並記錄. A及C楞的讀數除以2; B楞讀數除以1.25可得到貼合強度的 磅/英吋 單位.環壓計要依時,依規定做校正.投影片 #35: 瓦楞紙板碘液浸潤測試這個測試是評估漿糊乾固後的塗佈品質.須要每日至少做一次測試.測試的步驟 : 在紙板的傳動側,中央及操作側等三部份切割下測試樣本. 但最理想能使用全幅紙板來測試. 測試紙板要選用當流水線順車生產的產品, 將測試樣本浸泡在溫水中, 取出樣本後,懸吊在空中讓水份滴完後,噴上碘液.糊線的澱粉會與碘起作用而顯現出來, 對照TAPPI手冊來評估漿糊的塗佈品質.