無溶劑復(fù)合機(jī)類型及張力控制要點(diǎn)

左光申

無溶劑復(fù)合設(shè)備主要由無溶劑復(fù)合機(jī)（主機(jī)）和混膠機(jī)兩大部分組成，無溶劑復(fù)合機(jī)主要完成放卷、張力控制、涂膠、復(fù)合和收卷等操作，混膠機(jī)則是向主機(jī)定量輸送膠黏劑的專用裝置。關(guān)于混膠機(jī)的相關(guān)內(nèi)容，筆者在2015年3月出版的《印刷技術(shù)-包裝裝潢》雜志中的《無溶劑復(fù)合用混膠機(jī)的使用要求》一文中已詳細(xì)講述。下面，筆者著重闡述無溶劑復(fù)合機(jī)的類型、張力控制及收放卷方式等相關(guān)內(nèi)容。

單工位無溶劑復(fù)合機(jī)

如今，國(guó)內(nèi)使用的無溶劑復(fù)合機(jī)基本上采用的是單工位放卷和收卷（單工位無溶劑復(fù)合機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1），這種情況是由多種因素決定的，主要有以下3個(gè)方面。

（1）由于無溶劑復(fù)合的初黏力較低，對(duì)基材的張力控制要求較高，所以在無溶劑復(fù)合過程中，走料路徑越短越好。而使用單工位機(jī)型則具有走料較短、張力控制精度較容易保證、廢品率較低等優(yōu)點(diǎn)。

（2）由于無溶劑膠黏劑有一定的開口時(shí)間，且不需要干式復(fù)合的高溫干燥系統(tǒng)（停機(jī)易導(dǎo)致烘道內(nèi)基材過熱而發(fā)生變形），使用單工位無溶劑復(fù)合機(jī)則可以在停機(jī)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)接換卷的操作。

（3）單工位無溶劑復(fù)合機(jī)制造起來相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)也較低。而且，單工位無溶劑復(fù)合機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，一般情況下可實(shí)現(xiàn)一人操作。在人工成本持續(xù)上升的當(dāng)下，單工位無溶劑復(fù)合機(jī)確實(shí)有著不小的吸引力。

總體來看，目前大多數(shù)無溶劑復(fù)合機(jī)都采用單工位機(jī)型，在國(guó)外該類機(jī)型也占到70%以上。

雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)

雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)是在一個(gè)放卷架（或收卷機(jī)）上同時(shí)安裝兩個(gè)料卷或芯管，并能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)接換卷的無溶劑復(fù)合機(jī)（雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2）。我公司通過幾年的技術(shù)儲(chǔ)備，特別是與多家用戶深入溝通之后，于2013年初正式推出了首臺(tái)國(guó)產(chǎn)SLF1000AT型雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)（如圖3）。

與單工位無溶劑復(fù)合機(jī)相比，雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）高效率。通常情況下，無溶劑復(fù)合機(jī)的穩(wěn)定工作速度為300～600m/ min，比干式復(fù)合機(jī)高出約2～3倍。但由于需要停機(jī)更換料卷，因此有效工作時(shí)間大打折扣，設(shè)備實(shí)際利用率降低。而雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)則可以大大縮減更換料卷時(shí)升降速和停機(jī)的時(shí)間，極大地提高了生產(chǎn)效率，一般產(chǎn)量可高出70%以上。

（2）明顯降低操作強(qiáng)度。單工位無溶劑復(fù)合機(jī)需要頻繁更換料卷和芯管，一個(gè)放卷或收卷單元平均每15～30分鐘更換一次，每個(gè)班次停機(jī)更換料卷次數(shù)多達(dá)數(shù)十次，這非常消耗操作人員的體力，同時(shí)也會(huì)伴隨一定程度的緊張，這樣勢(shì)必會(huì)影響無溶劑復(fù)合生產(chǎn)的進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量。雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)不停機(jī)接換卷的優(yōu)勢(shì)則能很好地規(guī)避這一點(diǎn)。

（3）提高生產(chǎn)穩(wěn)定性。雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)大大減少了停機(jī)時(shí)間，設(shè)備張力控制狀況、膠黏劑黏度一致性等方面都得以改善，大大提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性。

然而，雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)也存在一些潛在缺點(diǎn)，因?yàn)樽吡陷^長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備張力控制要求更高，廢品率也會(huì)相應(yīng)增加，對(duì)初黏力較低的無溶劑復(fù)合產(chǎn)品來說可能會(huì)產(chǎn)生更為不利影響。另外，雙工位無溶劑復(fù)合機(jī)的造價(jià)也明顯高于單工位無溶劑復(fù)合機(jī)。

無溶劑復(fù)合機(jī)的張力控制

1.張力控制方式

無溶劑復(fù)合機(jī)主要有兩種張力控制方式：一種是“浮動(dòng)輥”式，另一種是“微位移”式。

“浮動(dòng)輥”式張力控制具有控制范圍大、適應(yīng)基材廣（包括拉伸性材料）、波動(dòng)緩沖性好等優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

“微位移”式張力控制具有精度高、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn)，但由于檢測(cè)范圍小，對(duì)料卷波動(dòng)的吸收性很小，因此該方式一般只適用于比較厚或非拉伸性材料。

實(shí)際無溶劑復(fù)合生產(chǎn)中，一臺(tái)無溶劑復(fù)合機(jī)可能會(huì)在不同區(qū)段采用上述不同張力控制方式進(jìn)行組合使用。

2.關(guān)于張力控制的說明

在整個(gè)無溶劑復(fù)合過程中，張力控制尤為重要，精確控制張力是保障復(fù)合膜質(zhì)量的前提。針對(duì)無溶劑張力控制，筆者有以下幾點(diǎn)需要說明。

（1）在無溶劑復(fù)合過程中，對(duì)張力控制的要求比普通復(fù)合要高。主要原因是無溶劑復(fù)合初黏力較低，操作控制難度較大，更容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。此外，無溶劑復(fù)合速度比干式復(fù)合要高很多，因此原則上對(duì)張力控制的要求比干式復(fù)合更為嚴(yán)格。在無溶劑復(fù)合過程中，一般薄膜涂膠后的張力要略大于主放卷張力，收卷張力略大于放卷張力，收卷錐度控制在20%以內(nèi)。針對(duì)不同材質(zhì)的薄膜，復(fù)合過程中各部分張力大小也有所不同，甚至不同廠家生產(chǎn)的同一材質(zhì)的薄膜，其張力也要略做調(diào)整。

（2）在無溶劑復(fù)合中，我們強(qiáng)調(diào)的是兩層復(fù)合料卷之間張力的匹配性，而不僅是張力系統(tǒng)本身的精度。在當(dāng)前技術(shù)條件下，許多張力系統(tǒng)的性能精度都非常良好，可以滿足無溶劑復(fù)合生產(chǎn)的需要。但在無溶劑復(fù)合操作過程中卻經(jīng)常碰到這樣的問題：實(shí)現(xiàn)兩層料卷的匹配比較難，這不僅需要良好的張力系統(tǒng)，更需要仔細(xì)了解材料自身的特性。更準(zhǔn)確地說：無溶劑復(fù)合張力要求高是指通過控制張力使兩層料卷的伸長(zhǎng)率盡可能一致，以保證兩層料卷在無溶劑復(fù)合過程中盡量不產(chǎn)生相對(duì)滑移。

（3）收卷張力和壓力是無溶劑復(fù)合張力控制的關(guān)鍵。因?yàn)閺?fù)合膜的結(jié)合狀態(tài)和料卷整體狀況在很大程度上都是由收卷張力和壓力來確定的，采用分段獨(dú)立張力和分段張力錐度是最為理想的控制模式。

需要說明的是，采用分段張力錐度主要是為了彌補(bǔ)直線性張力錐度對(duì)不同材質(zhì)收卷張力的需要，對(duì)不同階段收卷時(shí)采用不同的張力錐度，可有效保證收卷的整齊度，同時(shí)減少芯皺的產(chǎn)生。

無溶劑復(fù)合機(jī)的放卷裝置和裝料方式

1.放卷裝置

無溶劑復(fù)合機(jī)安裝有鋁箔放卷架和普通放卷架。一般情況下，鋁箔放卷架的路徑較短，使用光面導(dǎo)輥（由于鋁箔較薄易碎、難以拉伸，使用光面導(dǎo)輥可有效減少摩擦和料卷皺褶），常采用“微位移”式張力控制。而普通放卷架的路徑較長(zhǎng)，使用溝槽導(dǎo)輥，常采用“浮動(dòng)輥”式張力控制。

采用鋁箔放卷架時(shí)，復(fù)合過程中只有一個(gè)放卷架處于工作狀態(tài)，即普通放卷架處于非工作狀態(tài)。而陰陽(yáng)膜復(fù)合過程中，由于兩幅薄膜同時(shí)復(fù)合，此時(shí)需要兩個(gè)放卷架同時(shí)工作，相應(yīng)地，也要有兩套張力控制系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。

2.裝料方式

無溶劑復(fù)合機(jī)的裝料方式主要有兩種：氣脹軸式和無軸錐頂式（如圖4所示）。氣脹軸式裝料可靠性較高、對(duì)芯管要求較低，但換料操作效率較低，作業(yè)強(qiáng)度也較大。無軸錐頂式裝料簡(jiǎn)單快捷，效率高，作業(yè)強(qiáng)度低，但對(duì)芯管要求較高，同時(shí)為確保安全性，這種裝料方式對(duì)設(shè)備零部件的加工裝配質(zhì)量要求更高，制造成本也相對(duì)較高。

就目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的應(yīng)用情況來看，中高速無溶劑復(fù)合機(jī)（速度在400～600m/min）基本采用氣脹軸式裝料。endprint