複捲時捲材張力為何會改變？

複捲過程中捲材張力會改變，是因為複捲捲是一個「移動中的目標」：它的半徑從軸心一路增長到滿捲，表面速度、扭力需求與內部應力也隨之變化。在分條機、複捲機或塗佈機上，「恆定張力」是系統不斷追逐的目標，而非固定的數字。兩個關鍵軸——一是捲料累積的時間、二是由軸心向外的半徑——解釋了你在複捲端看到的大部分漂移。

本指南涵蓋複捲張力永不持平的物理原因、如何分辨理想的錐度張力與真正的問題，以及哪些自動張力控制器設定或磁粉離合器選型能把它控制住。診斷擺動或震盪，請見捲材張力不穩定：原因與解決方案。

複捲捲是一個移動中的目標

捲半徑 R 從不固定——它從 3 吋軸心開始，到最後可能達到 600–800 mm。每個與 R 相關的性質都隨之變動。

• 表面速度隨半徑攀升。V_surface = ω × R。若維持軸轉速不變，捲料增長時對產線的拉伸會上升；一台調校良好的複捲機會微調軸轉速，以維持表面速度（與張力）穩定。
• 扭力需求隨半徑攀升。收捲扭力為 T = F × R，因此在 R 加倍時要維持 F，致動器就必須輸出雙倍扭力。它在整個複捲過程中不斷重新配置輸出。

所以控制器是在追蹤一個變化的半徑，而非維持一個常數。隨捲料累積而平滑起伏的漂移，通常要優先歸因於這些半徑項，而非感測器故障。

為何扭力需求持續攀升

因為 T = F × R，扭力在軸心時最小、滿捲時最大。依軸心扭力選型的磁粉離合器或伺服，會隨捲料增長而飽和，迴路失去主導力，表面張力下降、外層鬆弛，捲材便套縮或軟捲。請依滿捲數值選型，正如如何挑選張力控制系統針對分區預算所述。

同一法則在放捲端逆向運作：煞車器在滿捲時需要最多扭力、軸心時最少，因此磁粉煞車器與複捲離合器透過捲材互相角力。

複捲表面速度持續變化

若複捲機不微調軸轉速，上升的表面速度會加大放捲與複捲之間的拉伸，即使扭力控制完美，複捲感測器端仍會出現緩慢的張力上升。控制器藉由在 R 增長時降低軸轉速來閉合；殘差在伺服複捲機上很小，在定速離合器複捲上較大，這正是離合器產線顯示較多錐度的原因。了解你的架構，才知道張力能平到什麼程度。

錐度張力：你真正想要的變化

不是每個變化都是故障。錐度張力是隨捲料累積、有意程式化的複捲張力遞減，通常以軸心張力的百分比表示。要設定錐度，是因為柔軟或可拉伸捲材無法一路承受滿捲張力：

• 軸心被壓碎。最後幾圈的高張力會擠壓薄壁或紙板軸心。
• 層間滑移與黏著。聚酯與聚丙烯在持續張力下會鬆弛；外層會在內層上蠕動，造成滑移線或層間沾黏熔接。
• 套縮。堅硬的外圈壓在柔軟的內圈上，使邊緣呈階梯狀錯位。

典型的錐度在軸心維持 100%、滿捲衰減到 80–90%（薄膜），堅硬紙板則接近 100%。輪廓設定於自動張力控制器中；錐度設定錯誤——硬捲材太多、薄膜太少——是常見的缺陷成因。

材料	錐度輪廓（軸心 → 滿捲）	原因
聚酯／BOPP 薄膜	100% → 80–85%	持續張力下鬆弛並沾黏
薄紙／不織布	100% → 85–90%	抗壓性低、可壓縮
鋁箔	100% → 95%	剛硬但表面敏感
紙板／積層材	100% → 98–100%	能承受張力而不蠕動

剛硬材料能維持幾乎持平的輪廓、錐度小、鬆弛少；薄膜、薄不織布與覆箔材等可拉伸捲材需要錐度與時變控制，所以其曲線是有意成斜率的。請讓輪廓匹配材料模數，而非把每種捲材硬塞進同一個 100% 程式。

層間應力與捲料梯度

張力也會在捲材厚度方向變化。每一圈外層都壓在每一圈內層之上，因此軸心承受整捲的徑向壓力，而在黏彈性材料中，這些應力會隨時間重新分布。

• 聚酯薄膜在收捲後數小時仍持續鬆弛；捲得平的捲，之後可能出現波浪或鬆弛區段。受控錐度與切斷前的低張力停留可減少此問題。
• 薄紙與不織布會壓縮，因此高張力會永久變形內層與軸心；捲外側讀起來鬆，內側卻被壓垮。
• 剛性積層材能抵抗此現象，幾乎不需要錐度。

若成品捲離機後形狀改變，問題在梯度，而非表面讀數。夾持點（nip）處的軸承座式張力感測器或穿軸式捲材張力感測器給出的是表面值；只有收捲程式能控制梯度。

讓變化惡化的錯誤

1. 依軸心扭力選型離合器。它在滿捲時飽和、張力在外圈崩潰。請依滿捲選型，見如何挑選張力控制系統。
2. 薄膜上用恆定張力。聚酯或薄紙不設錐度，注定壓碎軸心或層間沾黏。
3. 忽略表面速度項。定速離合器複捲上，上升的 V_surface 會默默加大拉伸；該調的是軸轉速，不是增益。
4. 滿捲時不重新歸零就讀感測器。捲料累積會移動包角與輥輪重量，使讀數偏移；假漂移看起來像真的。捲材張力不穩定：原因與解決方案涵蓋假讀數的檢查。

良好的複捲張力輪廓長什麼樣

運轉良好的複捲會呈現刻意塑形的張力：

• 軸心處從目標值起步，隨材料錐度一路到滿捲。
• 隨 R 增長微調軸轉速以維持表面速度。
• 致動器輸出在兩端都落在中段——絕不卡在 90%+ 或 10%-。
• 可鬆弛薄膜在切斷前加一段短暫的低張力停留。

若薄膜上的曲線是平的，程式設定有誤；若在擺動，就用診斷指南。了解系統結構，請從什麼是張力控制系統？開始。

常見問題

複捲張力會隨捲料累積而增加還是減少？視情況而定。扭力需求會增加（T = F × R），但好的程式會透過錐度降低表面張力。無錐度的純離合器複捲，往往因致動器飽和而在末端流失表面張力。

為何我的薄膜捲即使在「恆定」張力下仍套縮？黏彈性薄膜上的恆定張力會讓外圈過載、壓垮內圈。請套用錐度（聚酯約 100% → 80–85%），並在切斷前加一段短暫低張力停留。

紙與薄膜能共用同一張力程式嗎？不好。剛性紙板可維持接近平張力；薄膜與薄不織布需要錐度與鬆弛控制。請讓輪廓匹配材料模數。

如何判斷變化是故障還是物理現象？若漂移平順地跟隨捲徑輪廓、致動器仍在範圍內，就是物理現象——設定錐度即可。若張力擺動或致動器卡在極端，就是選型或控制故障；請用張力不穩定指南診斷。

把複捲輪廓調對

複捲時捲材張力之所以改變，是因為捲材本身在變——半徑、表面速度、扭力需求與應力都在變動。請依此建構收捲程式：依滿捲扭力選型磁粉離合器、套用正確錐度、微調軸轉速以維持表面速度。如此一來「漂移」就變成可控、可重複的輪廓。

祥旺機械供應完整的複捲鏈——自動張力控制器、磁粉離合器、磁粉煞車器、軸承座式張力感測器與穿軸式捲材張力感測器——且我們依滿捲而非軸心來選型致動器。把產線速度、材料與捲徑寄給我們，我們會推薦收捲輪廓與能維持它的硬體。