雙工位無溶劑復(fù)合的優(yōu)勢及發(fā)展

張建昌 田峰

目前，在我國軟包裝行業(yè)，干式復(fù)合工藝在軟包裝復(fù)合工序中所占份額仍然很大，這便導(dǎo)致許多軟包裝企業(yè)對無溶劑復(fù)合工藝的認(rèn)知較為滯后，大部分只想先買一臺單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備試一試。加之我國無溶劑復(fù)合設(shè)備制造起步較晚，進(jìn)口設(shè)備價格昂貴，大多軟包裝企業(yè)對工藝轉(zhuǎn)型、更換設(shè)備有一個緩沖適應(yīng)期。因此，在我國軟包裝行業(yè)，無溶劑復(fù)合設(shè)備多以單工位為主，雙工位設(shè)備數(shù)量相對較少。

然而，近年來，越來越多軟包裝企業(yè)逐漸認(rèn)識到無溶劑復(fù)合工藝環(huán)保、安全、低成本以及高效率的優(yōu)勢，國內(nèi)無溶劑復(fù)合設(shè)備裝機(jī)量出現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，2013年至今，我國每年新增無溶劑復(fù)合設(shè)備150～200臺。而且規(guī)模大、集團(tuán)化的軟包裝企業(yè)開始購買雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備。比如，南京頂正購買了一臺博斯特的雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備，生產(chǎn)速度為400m/min；湖北鹽業(yè)引進(jìn)了一臺諾德美克的雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備，生產(chǎn)速度為600m/min；成都興恒泰采購了一臺陜西北人的雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備，生產(chǎn)速度為400m/min。筆者曾親臨這三臺雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場，目睹了其工作狀態(tài)，均運(yùn)行穩(wěn)定，擁有極高的自動化程度。而且有關(guān)調(diào)查顯示，年產(chǎn)值在5000萬元以上的軟包裝企業(yè)對高自動化、高效率的設(shè)備需求更為強(qiáng)烈，因此近兩年來雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備在我國的裝機(jī)量逐漸攀升。

雙工位與單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的對比

1.單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的特點

（1）由于無溶劑復(fù)合的初黏力較低，對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、張力控制精度較高、廢品率較低等優(yōu)點。

（2）由于無溶劑膠黏劑有一定的開口時間，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），因此使用單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備時可以在停機(jī)狀態(tài)下實現(xiàn)接換卷操作。

（3）單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備制造起來相對簡單，造價也較低。而且，單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，一般情況下可實現(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)合設(shè)備確實有著不小的吸引力。

總體來看，目前大部分無溶劑復(fù)合設(shè)備都采用單工位機(jī)型，在國外該類機(jī)型也占到70%以上。

2.雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的特點

（1）自動化程度更高

雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的自動化程度較高，能實現(xiàn)半自動或全自動不停機(jī)接換卷，從而有效提升生產(chǎn)效率，減少材料浪費(fèi)和廢品率。為了進(jìn)一步提高無溶劑復(fù)合的效率和收卷質(zhì)量，國內(nèi)一些設(shè)備制造商對雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的收卷單元進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。比如，陜西北人生產(chǎn)的雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備，收放卷單元采用圓盤式雙工位結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)不停機(jī)高速自動接換卷；收卷裁切單元采用無損耗裁刀結(jié)構(gòu)，保證料卷頭裁切平整，且收卷均勻，有效避免了收卷卷心褶皺問題（即“花瓣”現(xiàn)象）的發(fā)生。

（2）整機(jī)布局更合理

①雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備涂膠裝置與復(fù)合裝置距離較近，走料長度小于1米，單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備涂膠機(jī)構(gòu)與復(fù)合機(jī)構(gòu)距離較遠(yuǎn)，走料長度大于5米。因為無溶劑復(fù)合使用的是雙組分膠黏劑，如果料膜在空氣中暴露的距離過長，其中的A膠與空氣中水分接觸的時間就長，在固化過程中產(chǎn)生CO2氣體的可能性自然就會增大。如果產(chǎn)生的CO2氣體無法及時排出，就會導(dǎo)致熟化期間復(fù)合膜的兩層基材脹起，在膠黏劑固化后留下氣泡。尤其在夏季多雨季節(jié)，空氣濕度較大，當(dāng)相對濕度大于85%時，氣泡產(chǎn)生的幾率明顯增多。采用雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備則可大大降低氣泡產(chǎn)生的幾率，同時還可減少蚊蟲粘附膠面的情況發(fā)生。

②雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的機(jī)架要比單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的機(jī)架稍高，兩者穿料都比較困難，因此大部分雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備設(shè)計有自動穿料機(jī)構(gòu)（目前單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備均無此機(jī)構(gòu)）。陜西北人生產(chǎn)的雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備不僅設(shè)計了自動穿料機(jī)構(gòu)，整機(jī)還配備了移動工業(yè)登高車，徹底解決了穿料困難的問題。

③雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的轉(zhuǎn)移膠輥、涂膠壓輥大多采用袖套式結(jié)構(gòu)，有效降低了勞動強(qiáng)度，且更換快捷，節(jié)省時間，而大部分單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備則采用普通膠輥。

④雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備均設(shè)計有冷卻輥，有利于復(fù)合膜的定型，單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備只有部分設(shè)備制造商設(shè)計有冷卻輥。

（3）生產(chǎn)效率較高

通常情況下，雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的穩(wěn)定工作速度為300～600m/ min，比干式復(fù)合設(shè)備的穩(wěn)定工作速度高出約2～3倍，產(chǎn)量可高出70%以上。

（4）無溶劑復(fù)合膜質(zhì)量較高

由于走料布局不同，雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的運(yùn)行較為穩(wěn)定，大大減少了停機(jī)時間，且設(shè)備張力控制狀況、膠黏劑黏度一致性等方面都得以改善，大大提高了復(fù)合膜質(zhì)量的穩(wěn)定性。

無溶劑復(fù)合工藝與干式復(fù)合工藝的經(jīng)濟(jì)效益對比

目前，我國無溶劑復(fù)合設(shè)備的實際生產(chǎn)速度最高能達(dá)到400m/min或更高，干式復(fù)合工藝實際生產(chǎn)速度在150～200m/min之間。和干式復(fù)合設(shè)備相比，雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的效率提高了兩倍以上，雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備更適合長單生產(chǎn)。同等產(chǎn)量的產(chǎn)品，雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備比干式復(fù)合設(shè)備和單工位無溶劑復(fù)合設(shè)備大約節(jié)省了一個班次的人員。在利潤較低的軟包裝行業(yè)，使用無溶劑復(fù)合設(shè)備能幫助軟包裝企業(yè)大大節(jié)省用工成本。

與干式復(fù)合工藝相比，無溶劑復(fù)合工藝的另一優(yōu)勢就是涂布量少。無印刷膜上膠量只需1.2～1.5g/m2，印刷膜上膠量只需1.4～1.8g/m2，紙塑復(fù)合上膠量只需1.8～2.2g/m2。無溶劑復(fù)合膠黏劑的密度范圍為1.16～1.22g/cm3，由此可以計算出塑塑復(fù)合涂布厚度范圍為1.0～1.6μm，紙塑復(fù)合涂布厚度范圍為1.5～1.9μm（無溶劑復(fù)合工藝與干式復(fù)合工藝膠黏劑成本對比如表1所示）。曾有軟包裝企業(yè)提供直接數(shù)據(jù)：綜合考慮，無溶劑復(fù)合工藝比干式復(fù)合工藝可節(jié)約0.1～0.5元/平方米。對于如此小的涂布厚度，無溶劑復(fù)合設(shè)備中涂布機(jī)構(gòu)各輥的幾何精度、位置精度、輥身表面粗糙度、支撐軸承精度等就顯得極其重要。此外，由于無溶劑復(fù)合膠黏劑無需使用稀釋劑，相比干式復(fù)合（溶劑型膠黏劑）來說，不僅可以節(jié)省稀釋劑的購買成本（無溶劑復(fù)合工藝與干式復(fù)合工藝稀釋劑成本對比如表2所示），還能減少對環(huán)境的污染。

另外，無溶劑復(fù)合工藝沒有干燥過程，節(jié)約了大量能耗（無溶劑復(fù)合工藝與溶劑型干式復(fù)合工藝的能耗成本對比如表3所示）。根據(jù)我公司無溶劑復(fù)合設(shè)備客戶的實際使用情況調(diào)查，一家中型軟包裝企業(yè)使用無溶劑復(fù)合工藝后，每年可直接節(jié)約能耗成本達(dá)30萬元以上。

雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備在功能和效率方面已基本達(dá)到軟包裝企業(yè)的使用要求，但從實際應(yīng)用來看，其還存在一定弊端。例如，整機(jī)過于高大，清洗相對困難；機(jī)速過高，需要操作人員頻繁換卷（主要指半自動不停機(jī)接換卷），即效率提高的同時加大了勞動強(qiáng)度；操作相對復(fù)雜，需要提高操作人員的技能水平。因此，從雙工位無溶劑復(fù)合設(shè)備的弊端也可以看出，其未來發(fā)展方向是自動化、智能化，本著以人為本的原則提高設(shè)備的可操作性、輕便性。例如，自動上下卷、自動裁切換卷、自動清洗涂布輥等功能，均可實現(xiàn)一鍵式操作，徹底減輕操作人員的勞動力強(qiáng)度；應(yīng)用先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實施網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程診斷、云服務(wù)等。