无溶剂复合用混胶机的使用要求

无溶剂复合用混胶机的使用要求
作者：左光申
来源：《印刷技术·包装装潢》2015年第03期
目前，包装用无溶剂胶黏剂几乎100%都属于聚氨酯类胶黏剂。

根据使用组分的不同，无溶剂胶黏剂分为双组分和单组分两大类，其固化反应原理相似，但胶黏剂特性、操作方式、适用场合等都有所区别。

双组分胶黏剂是指两种成分的胶液按一定比例混合后，通过固化反应产生交联作用，可适用于各种软包装的复合基材；单组分胶黏剂是指单一成分的胶液与空气中的水分（潮气）发生固化反应而产生交联作用，其主要适用于纤维类基材的复合，如纸/塑、纸/纸等。

其中，双组分胶黏剂在软包装复合领域的应用较为广泛。

双组分胶黏剂的使用离不开混胶程序，通过混胶机将A、B两种成分按照一定比例进行均匀混合，以便涂布和复合的顺利进行。

混胶的基本要求
在无溶剂复合生产中，混胶的基本要求主要包括以下3个方面。

（1）混配比正确。

混配比，即主剂（-NCO组分）与固化剂（-OH组分）的混合比例，通常为重量比，而不是体积比。

需要注意的是：在无溶剂复合工艺中，主剂和固化剂的概念与干式复合工艺有所区别，此处提到的混配比只适用于无溶剂复合工艺。

不同品牌的胶黏剂混配比不同，通常在100∶50到100∶100之间，比如：康达8118A/B 胶的混配比为100∶75、波士830/730胶和罗门哈斯698A/C79胶的混配比为100∶50、汉高6029-21/7723-22胶的混配比为100∶90等。

在实际生产中，使用同一品牌胶黏剂时，客户也可能根据复合产品类型的不同对混配比作适当调整。

（2）双组分应混合均匀充分。

（3）混合时间与涂布和复合操作时间应相互匹配，要满足胶黏剂开口时间的要求。

开口时间，即从无溶剂双组分胶黏剂混合后到可正常进行涂布和复合作业的时间。

当前，国产无溶剂胶黏剂的开口时间通常为30分钟左右，但据了解个别胶黏剂的开口时间更长。

混胶机的功能及类型
自动混胶机，简称混胶机，也称计量混胶机，其是利用计量泵将双组分胶黏剂按照设定混胶比从储胶桶内抽取出来、均匀混合后输送到无溶剂复合机涂布单元上的系统。

可见，混胶机是双组分胶黏剂复合的关键配套设备，其只有与无溶剂复合设备达到高度匹配，才能实现连续、稳定的无溶剂复合工作状态。

混胶机的主要性能指标包括混配比范围、混配比控制的静态
和动态精度、胶黏剂黏度的适应范围、储胶桶容积、加热系统温度及其控制精度、单位时间内的供胶量等。

我公司在研发无溶剂复合设备的同时，也自主研发了几款性能良好、使用方便的混胶机，在此介绍具有代表性的两款。

1.便携式混胶机
便携式混胶机是一款微型的自动混胶机（如图1所示），是我公司发明制造的专利产品，其几乎具有一般自动混胶机的全部功能，结构紧凑、重量轻，可车载或邮递，非常适合胶黏剂生产厂家用于产品推广或技术支持。

2.SM-1标准型自动混胶机
SM-1标准型自动混胶机（如图2所示）是我公司生产的一种伺服控制齿轮泵式混胶机，是当前国际市场上性能较为领先的一款混胶机，其主要由8个部分组成。

（1）储胶单元，包括两种单胶（A胶和B胶）的密封储胶桶及附属装置，如空气干燥或充氮气系统，桶内压力、液位或重量检测系统，显示和警示系统等。

（2）计量单元，即两种单胶的计量和输出比例的控制单元，包括齿轮泵计量及伺服传动系统。

（3）输胶和混胶单元，包括输送管路、控制阀门、混胶头以及过滤装置等。

（4）加热保温系统，包括储胶、计量和输胶各单元独立的保温装置。

（5）上胶单元，即上胶自动控制单元，包括胶黏剂液位超声波检测、混胶头自动往复移动机构等。

（6）控制单元，即整机的主控制单元，由PLC、触摸屏等硬件和一系列控制功能（如混配比设定、液位设定、单泵校验、各段温度设定、报警系统等）组成。

（7）与主机联动的控制接口（选择项），包括与主机的联动控制、在线涂布量计算和实时显示等。

（8）与大桶供胶系统的联动（选择项）。

混胶机的使用注意事项
在很多情况下，无溶剂复合设备用户会使用不同生产厂家、不同用途、不同型号的胶黏剂，特别是同一混胶机在使用不同胶黏剂时，应注意如下事项。

（1）任何新型号的胶黏剂在初次使用之前，都必须进行工艺试验。

（2）由高性能胶黏剂（如蒸煮胶）转向低性能胶黏剂（普通胶）时，可以不必清洗混胶机，但由低性能胶黏剂转向高性能胶黏剂时，务必彻底清洗混胶机。

有些用户因复合产品类型不同，需要使用不同类型的胶黏剂，如生产干轻型包装时用普通胶，生产蒸煮包装时使用蒸煮胶，为减少混胶机的清洗时间以及主机停机次数，许多用户会为一台无溶剂复合设备配备两台混胶机，这种方式灵活方便，可有效提高生产效率，但使用过程中需要注意如下事项。

（1）由于使用的胶黏剂不同，因此必须在混胶机上做好清晰标注加以区别。

（2）当一台混胶机长期停用时，要注意防止储胶桶和输胶管内的胶黏剂发生反应或出现堵塞现象，发现异常后一定要认真清洗后再使用。

（3）要随时交换混胶机位置，保证工作混胶机在指定工作位置，防止因混胶机位置不合适而导致输胶管过分扭曲或弯曲变形，从而引起破裂。

混胶机的主要零部件及使用要求
在双组分胶黏剂的混合过程中，计量泵、静态混合管、胶桶等都是混胶机的主要零部件，正确认识和使用这些部件，是保证双组分胶黏剂混合均匀、供胶顺利的基本要求。

1.计量泵
计量泵，也称定量泵或比例泵，是混胶机的关键零部件之一，其根据预先选定的量或时间间隔来供给或抽取一定物料（胶黏剂）。

根据运动方式的不同，计量泵主要分为柱塞式和齿轮泵式两种类型。

柱塞式计量泵是通过柱塞的往复运动直接将工作介质（胶黏剂）吸入和排出；齿轮泵式计量泵是通过齿轮的旋转运动直接将工作介质（胶黏剂）吸入和排出。

柱塞泵式计量泵结构简单、计量精度高、性价比高，但需要加强对密封部位的维护。

齿轮泵式计量泵控制和调整起来比较方便，维护工作量少，但结构复杂、成本较高。

根据控制方式的不同，计量泵则可分为变频控制式计量泵和伺服控制式计量泵两类。

变频控制式计量泵是指接受外部控制信号后，调节计量泵工作频率，从而改变计量泵输出流量；而伺服控制式计量泵是指接受外部控制信号后，利用编码器控制计量泵工作角度，从而以数字化方式改变计量泵输出流量。

变频控制式计量泵结构简单、成本较低，但控制精度稍低，特别是间歇启动时的低速特性不稳定。

伺服控制式计量泵结构复杂、成本较高，但控制精准，特别是间歇启动时的低速特性较好，因此其在不同速度下的输胶特性非常恒定。

需要说明的是，计量泵用途广泛，类型较多，笔者在此讨论的计量泵只限于无溶剂复合自动混胶机上使用的计量泵。

2.静态混合管
静态混合管又称AB混胶管、双液混合管、螺旋混合管等，是专门用于双组分胶黏剂自动混合的工具。

静态混合管属于一种没有运动的高效混合设备，其接口是卡口式或螺旋式，内部管芯为螺旋状。

静态混合管的工作原理为：当胶黏剂从A、B输胶管出来流经混合管时，被螺旋叶片多次切割、剪切、旋转和重新混合，分成若干份。

螺旋叶片使胶流时而左旋，时而右旋，不断改变胶黏剂的流动方向，不仅将中心流体推向周边，而且将周边流体推向中心，从而实现良好的径向混合效果。

与此同时，胶液自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生，这种完善的径向环流混合作用，使得不同组分的胶黏剂达到均匀混合的目的。

3.大桶加胶系统
胶桶是无溶剂双组分胶黏剂混合过程中的主要工具之一，有大胶桶和小胶桶之分，大胶桶常见规格为200kg或1000kg，而小胶桶常见规格为20kg，有时甚至还有更小的规格。

大胶桶适应大批量、连续性生产，小胶桶更适合中小批量生产或试验用途。

大胶桶是无溶剂复合生产的必备工具之一。

大胶桶的使用必须配备大桶加胶系统，该系统会自动将桶内的胶液抽出并输送到混胶机的储胶桶内。

其基本工作原理是：由混胶机储胶桶上的液位探测器检测桶内胶黏剂液位，当胶黏剂液位低于设定值时，安装在大胶桶上的大桶加胶系统会自动启动并向储胶桶内加注胶黏剂；当储胶桶内液位达到设定的最大值时，大桶加胶系统自动停止加胶。

通常的大桶加胶系统采用气动隔膜泵，抽胶管下端有加热装置和过滤装置等。

与小桶加胶相比，大桶加胶方式主要有如下优点。

（1）加胶更稳定。

在恰当设置混胶机加胶液位的前提下，可保证储胶桶内的胶黏剂液位相对恒定，使胶桶底部的胶黏剂温度更加稳定，并能减少因胶桶内液位变化可能导致的输胶管道内的压力波动。

（2）更好地保证胶黏剂的质量。

可降低胶黏剂从小胶桶倒入储胶桶过程中与空气接触的几率，从而更好地保证胶黏剂的质量。

（3）相对成本较低。

大桶胶的单位成本比小桶胶低，可减少相应浪费。

但大桶加胶方式同样存在一些不足。

（1）设备占地空间较大，投资也有所增加。

（2）不太适合胶黏剂型号经常变更的场合。

（3）在某些区域大桶胶供应商较少，因此用户选择起来会受到一定的限制。