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   薄膜、复合膜、纸张和纸板张力指南

   ⑴ 基材的输送是跨越多个行业的一个要求，这一要求就是在加工过程中将基材平而直的输送，不产生任何像是打皱这样的瑕疵。为了达到这一要求，需要给基材施加一定的力，这也就是我们通常说的基材张力。下文中会有输送聚合膜、纸张、纸板，挤出涂层、复合结构和软包装产业类似的某种材料所建议的基材张力指导。一般来说，基材输送时，实际张力应尽可能的小，这样能在加工过程中将基材平整的输送而不会由于缺乏基材驱动辊而刮到基材，也不会出现打皱现象。我们所建议的张力值只是一般的指导而已，实际情况中，应该将张力保持在该值或低于该值。

     处理基材可能是一个很大的挑战。我们需要在加工过程中将基材平而直的输送，不产生任何像是打皱这样的瑕疵。为了做到这一点，我们需要在一定的基材张力下输送该基材。问题就是：多少张力才能保证我们能够成功地生产出某种基材的产品，不产生任何问题，并且该产品还能让我们在加工时不出现问题，同时还能满足我们的客户对我们产品的要求呢？

   答案就是：尽可能的小。在完美世界里，我们不需要使用基材张力。在加工过程中，我们只要简单地让基材平直的悬挂在上面，不会产生任何打皱现象，也不会松垮垮的。但可惜的是，基材不是完美的，压辊也不是完美的。所以，我们需要使用张力才能在生产线上成功的输送基材。下面所建议的最大的张力值是参考值。只要记住，通常来说在大多数例子中，张力不是越大越好。

   出于有的基材本身不是非常平整的，我们需要输送的是不完美的基材。所建议的张力通常介于基材可拉伸强度的10%~25%之间（或者是在处理可延展材料时的弹性极限内）。如：如果用10lbs的张力将一个1英寸的基材延展开，基材几乎会断裂或者接近永久变形，那么我们建议的输送基材的张力就应该是该数据的10%或者是1pli（磅/英寸直线承重），而张力最大则为2.5pli（25%的弹性极限）。塑料和纸张的技术组织，像是塑料工程师协会（SPE）和纸浆与造纸工业技术协会（TAPPI）都已经研究并且得到许多关于建议的基材张力的经验型数据。

    ⑵ 塑料薄膜的张力

      SPE和TAPPI的PLACE部门建议塑料薄膜的最大张力要低于该薄膜的弹性模量的1.5%。表1给我们提供了每毫米厚度所建议的基材张力范围，这些数据可以在薄膜挤出、复合加工过程中应用到各种材料上。

表1：聚合膜张力的参考值

转换：kg/cm/mm=N/cm/mm×0.1

以PE材料为例，用该表来判断所建议的基材最大张力：公制—对于1.5m宽，50um厚的PE材料来说，建议的基材最大张力是21N/cm/mm×150cm×0.05mm=158N。英国制—对于60英寸宽，0.002英寸厚的PE材料来说，建议最大张力是0.3lbs./in./mil×0.002in.=36lbs。

⑶ 纸张和纸板的张力

对于纸张产业来说，根据TAPPI的经验型数据，建议的最大张力是可以由纸张的基本重量乘以一个因素0.035得到。用该方法来举例说明基材的最大张力：公制—一张25gsm的纸×0.035=0.88N/cm，一张50gsm的纸×0.035=1.75N/cm，一张100gsm的纸×0.035=3.5N/cm。英国制—建议基材最大张力是一张15lb的纸×0.035=0.5pli,一张30lb的纸×0.035=1.0pli,一张60lb的纸×0.035=2pli。表2给我们提供了建议的纸张最大张力。

表2：纸张的最大张力

转换：kg/cm=N/cm×0.1

   对于纸板产业来说，经验型数据表明最大张力未必与纸板的厚度成比例。表3列出了建议的纸板的最大张力。

表3：纸板的最大张力

转换：kg/cm=N/cm×0.1

⑷复合结构的张力

     对于复合结构基材来说，所建议的最大张力只要简单的将用于复合的每种材料的最大张力相加（通常不考虑任何涂层和粘合剂），得出的总量就是该复合结构的最大张力。

     复合软塑料材料时张力要考虑的一个重点是单独的基材在复合前要进行拉伸，这样的话每种基材的拉力（由于张力而产生的延伸率）就会大致达到平衡。如果某种基材拉伸幅度比其他基材大，那么当它们在复合时，复合的基材就会产生卷曲问题或者分层打皱，也就是我们所说的“复合隧道”。张力应该是模量和基材厚度的比例，这样能防止复合之后基材卷曲或者出现复合隧道。

⑸收卷张力

     对于一个一般的中心收卷装置或者是中心/表面收卷装置，一开始的收卷张力要比快结束时的收卷张力大很多。这就是所谓的收卷张力锥度。在调节中心收卷驱动和张力控制系统时，我们会在一开始使用最大的张力（核心收卷张力），这一张力要比所建议的处理基材的最大张力高出50%，然后将张力逐渐减小50%，这样收卷张力就能和处理整卷时建议的张力一致。

     TAPPI建议说要计算用于一开始收卷心时的最大收卷张力，纸张的基本重量应乘以0.055。然后卷心的收卷张力应该均匀地在收卷直径上逐渐减小25%~50%。举例来说明这种经验型方法：公制—一张25gsm的纸张×0.055=1.4N/cm，也就是建议的基材最大张力；英国制—一张15lb的纸张×0.055=0.8pli，也就是建议的基材最大张力。

在收纸张时，收卷的主要原则是压平而不是基材张力，通常其收卷张力与表3中提供的输送基材的张力是一样的。

中心—表面收卷张力

在使用中心收卷和表面收卷结合的装置时，表面驱动用以控制基材张力，中心驱动用以控制收卷张力（硬度）。基材张力要设定的足够高，这样能保证收卷处的基材没有任何打皱现象，基材张力通过传感器反馈到表面驱动。通常，在整个收卷过程中，基材张力是保持不变的，而收卷张力和锥度是由中心驱动程序决定的，以达到所需要的卷的硬度分布。

对于分切和收卷装置，表面驱动可以设定和维持整洁分切时的最小张力，然后通过足够的扩散来确保被分切的基材分开的距离足够到达收卷处。收卷张力定为卷心收卷良好所需要的扭转力（开环张力设定值），然后逐步减小为基材和收卷直径所需要的收卷张力分布。

在加工过程中将基材平而直的输送，不产生任何瑕疵是很具有挑战性的。有时候使用适当的张力来输送基材或者是收卷更像是一门艺术而非科学。由于基材的不完美，我们需要张力。张力是很多变量的一个因素，包括基材的特性，卷筒料的设计以及加工参数，像是速度、宽度和环境条件。收卷张力更是至关重要的，在收卷时要考虑的一个重点是一开始的基材张力要尽可能的大，然后根据该基材的张力逐渐减小25%~50%，这对于一个单单是中心收卷的装置尤其重要。

基材处理的最基本的原则是能很好的区分放卷基材张力，加工过程基材张力和收卷基材张力。