干式复合工艺及故障排除

干式复合工艺及故障排除1

一、复合方式和种类

复合材料的出现是包装的一次革命性转变，每一种单一材料都有其特有的特点。如：金属材料脆性大、不耐腐蚀，但阻隔性极佳；LDPE耐化学性好、耐热封、加工成型方便，但其强度阻气性却相当差。复合即取长补短，使单一性能的材料结合成具有各种综合性能的新材料。可以说，复合软包装的灵魂在于复合，在于性能的叠加，这也是复合软包装生产的技术核心所在。复合的方式有很多种，常见的复合工艺有干式复合：溶剂性、无溶剂性。

二、干式复合的概述

干式复合是把粘合剂涂布到一层薄膜上，经烘箱蒸发掉溶剂与另一层薄膜压紧贴合或复合薄膜的方式。干式复合的基本工艺流程为：

基材A放卷←→涂胶→干燥↘

帖合

基材B放卷↗↓

成品←熟化←收卷

图1 干式复合的工艺流程图

干式复合的顺序：

开卷→基材→粘合剂→挂胶→进烘箱→三段烘箱→出烘箱→贴合→基材B→收卷

三、二式复合的特点：

1、适用于各种基材薄膜，基材选择自由度高，可生产出各种性能的复合膜，如耐热、耐油、阻隔性、耐化学性等。

2、复合聚乙稀材料时，没有氧化臭味，热和性更好。

3、比挤出复合制品强度更高，薄膜平整，刚性好。

4、适用于进行多品种，少数量的产品复合，基材、粘合剂更换方便。

干式复合的缺点为：

1、有残留剂在制品中。

2、有溶剂引起火灾、爆炸的危险。

3、对基材的厚度，均匀性及拉伸不均匀要求较高。

四、干式复合工艺控制

1、张力控制

张力系统可以说是复合软包装设备的生命。复合机的张力控制包括放卷张力控制（1、2放卷张力控制）复合张力控制、收卷张力控制。

2、放卷张力系统

放卷张力控制系统由磁粉制功器、电机和变频器、张力传感器、浮动辊装置、电气控制系统组成。在放卷过程中，随着卷径逐渐减少，张力保持着恒定。

在大型高速干式复合机中，多采用电机主动放料卷和浮动辊装置相配合后，而不采用磁粉制功器放卷。这是由于机器在高速运转时，当放卷在卷径较小时，即使磁粉制功器的输出为0，但是由于放卷轴、导辊、齿轮等的磨擦，产生较大阻尼，导致张力比设定值高；而采用电机放卷，可以将放卷轴、齿轮、导辊等的磨擦产生阻尼用电机主动放卷加以补偿。在高速小卷径时，仍能保证张力的恒定；如果在加速或减速过快时，如是磁粉制功器放卷，磁粉制功器很难快速反应过来，而电机磁粉制功器放卷主动放卷却可以马上做出反应。浮动辊可以在张力不稳定时（如换卷、薄膜有接头、拉伸不均匀等），将张力补偿过来。

3、复合张力系统：

这一部的张力是涂布辊、复合辊速度差所造成的张力。复合辊速度一般比涂布辊速度快0.05％-0.1％，通过调节PIV，改变复合辊，涂布辊的速度差，就可以调节中间部干燥张力。假如复合辊和涂布辊能够夹紧的话，就与其张力无关，而仅仅依存于速度差的存在。但是，由于实际基材的伸缩和薄厚变化会影响夹紧力的稳定，要得到完全稳定的张力是不可能的。同时，由于处于高温和干燥段，张力的设定要考虑到干燥温度的影响。涂布辊与复合辊的速度最好采用PLC控制，以利于张力的及时修正、稳定。

4、收卷张力系统

收卷张力控制系统同样是由电机、张力传感器、浮动辊、电气控制系统组成。在收卷过程中，如果始终用一个不变的张力收卷，随着卷径的增大，由于其外层受到卷绕张的影响，薄膜发生滑移，产生扭格现象，外层的张力紧紧挤压中心部的膜卷，就会产生梅花芯现象。因此，收卷张力一般采用锥度张力控制，保证不产生内松处紧的现象。锥度值设定通常在20％-60％的范围内，对于不同材料、不同厚度、不同软硬的薄膜，其锥度应响应调整，一般厚硬的锥度值小些，软性的锥度值大些。

在收卷时，除考虑张力外，还应考虑静电，在薄膜表面附着的空气层的影响，因高速运动的薄膜。由于磨擦、解卷、收卷等，会产生大量的静电，静电又会加大薄膜的表面附着很厚的空气层，该空气层和静电将导致收卷后的相临的薄膜形成较大间隙，形成收卷不齐。膜卷串动随着卷径的加大，膜卷产生滑动成竹笋状。

下面是三种收卷方式：

低速机收卷方式←复合辊收卷方式←高速机收卷方式

中心卷曲表面卷曲（A、B）中心表面卷曲(C、D)

中心卷曲，该方式很难消除由于静电

附着空气层的影响，该系统不适于高速和收大卷的情况。

表面卷曲，该收卷方式中辊A辊B为主动辊，料卷为被动。辊A速度略大于辊B，料卷自重和辊A和辊B的速度可以消除静电和附差空气层对膜卷的影响，可以将膜收的很大，但该方式不能不停机自动换料，另外由于辊A和辊B的速差可能导膜拉伸变形，因此该方式多用于复合纸及纸板的专用收卷方式。

中心表面卷曲：该收卷方式膜卷是主动的，辊C是被动，并在一定的压力下压向膜卷，它可以消除静电、附着空气层的影响，并且可以不停机换料。因此该方式多用于大型高速干式复合机的收卷方式。

张力控制是复合工艺中重要的工艺条件之一，包括三部分内容：一是张力初始值的设定；二是张力的匹配关系；三是锥度的设定。张力控制不当可造成膜卷曲、膜卷发皱、制袋困难、剥离强度下降、袋子变形等一系列问题。张力的设定是由基材的种类、宽度、厚度、环境和烘箱的温度和湿度等条件决定的。

五、干燥烘道的控制

干燥是干式复合中的重要因素，干燥直接影响到复合膜的剥离强度、透明度，并有利于增加初粘力。干燥部分有预抽箱、烘道、干燥温度控制装置、蒸汽通道（电加热）、导辊等组成。通过干燥装置将涂布在基材上的粘合剂的溶剂加热蒸发并抽出。预抽箱不加热，而是通过大量抽吸使溶剂加热前急剧减少。烘道一般分为三段加热，温度设定主要基于基材的耐热性、线速度、所使用的溶剂等。通常三段干燥温度的设定为第一段：50-65℃，第二段：65-75℃，第三段：75-80℃。温度一定要梯级升高。第一段温度不可过高，要让溶剂逐渐溢出，否则粘合剂表面硬化（表面结皮）、内层溶剂残留在胶内，会极大影响复合膜强度、透明度、残留溶剂量、气体，对于复合蒸煮用复合膜，三段的温度可走上限。烘道必须具有足够的长度，通常不少于8-9米，这样可以保证涂胶在烘道中走行时间，以利于粘合剂彻底干燥，否则只能降低速度。干燥的另一个控制点是风速，风速大小直接影响到溶剂的残量，风速设定最低25米每秒，在同风喷嘴处测定，最好达到35米每秒，这样可形成风铲，热量直达胶膜深处，利于粘合剂的彻底干燥。另处，进风、出风的平衡也相当重要（通常，出风略大于进风，否则生产车间的溶剂气味过大。）否则易造成膜的抖动，引起皱纹，生产时预抽风一定要开。

干燥系统的烘箱通常为拱形结构，烘箱中的导辊为主动辊，导辊表面的线速度必须与机器的线速度相一致，这样烘箱中每一根导辊都能托起受热的薄膜，减少薄膜在运动过程中的抖动，和机器线速度相一致的导辊，减少受热的薄膜的拉伸变形。

干燥系统烘箱中的喷嘴口是和下方的导辊是正对的，这样从喷嘴口喷出的高速热空气，不至于将薄膜吹得抖动起来。

干燥系统一定要保证粘合剂彻底干燥，尤其在生产结构中含有PET/VMPET\PET/AL等结构时，更应引起重视。因在该结构中，PET、VMPET、PET、AL都是阻隔性非常好的材料，