獨家！雙頭涂布無溶劑復合工藝能保證涂布均勻嗎？
2022-04-08
僅僅三個月后，9月29日，重慶鑫仕達率先在國內推出中國首臺快干型無溶劑復合機新品，東莞寶建、上海康達、山東萊州玉立等國內的膠粘劑企業也推出了相應的快干型無溶劑膠粘劑，并在當天做了現場演示。
據介紹，快干型無溶劑復合工藝可以完美克服鍍鋁轉移、摩擦系數加大、高阻隔結構白點、一級芳香胺殘留等傳統無溶劑復合工藝的老大難問題，這也意味著，快干型無溶劑復合不僅僅意味著“快”，還將可以用于復合更多高阻隔材料，大大拓寬無溶劑復合工藝的應用領域，為無溶劑復合工藝真正替代溶劑型干式復合工藝奠定基礎。
一石激起千層浪!
雖然有了現場演示，雖然有了配套的設備和膠水，雖然已有彩印企業采購了新設備，然而，快干型無溶劑復合真的成熟了嗎?在中國行不行得通?!
12月15日，由廣東包協情報委、《包裝前沿》主辦、重慶鑫仕達包裝設備有限公司協辦的“雙頭涂布快干型無溶劑復合工藝”技術交流會在6個包裝前沿技術交流群、3個微信群同步舉行，約2000余位群友在線關注，交流活動分兩大部分舉行，第一部分是重慶鑫仕達總經理李永才先生為大家詳細介紹了快干型無溶劑復合工藝的原理和七大亮點，第二部分則就大家關心的混膠配比精準性、涂膠均勻性等多個疑慮問題進行了在線交流。
一、快干型無溶劑復合工藝原理及特點•主講：重慶鑫仕達包裝設備有限公司總經理李永才
二、關于快干型無溶劑復合的疑慮討論
1、雙頭涂布無溶劑復合時，局部的A、B膠貼合厚度存在偏差嗎?如果有，如何避免?
重慶鑫仕達李永才：這個問題涉及到的技術層面比較深，從這個問題本身來看，要分成兩個問題進行討論!
第一應該說是無溶劑涂布復合時，局部的貼合厚度存在偏差嗎?如何避免?這個問題的答案是肯定的：有，無溶劑涂布復合時，局部的厚度客觀存在偏差。這就是我們平常講的涂布均勻性問題，一般分縱向均勻性及橫向均勻性。
這個問題不管是傳統慢干型無溶劑還是快干型無溶劑復合都是客觀存在的!區別在于不同均勻性差異大小的問題。
如何避免這類問題出現或分析其影響因素是一個技術綜合體，也就是說縱向不均勻性與橫向不均勻性是不同原因產生的。
要避免這類問題的出現，一靠設備，第二要靠生產過程中分析求證，找出產生不均勻性的方向及真實原因。
既然傳統慢干型無溶劑、快干型無溶劑復合都是客觀存在涂布均勻性偏差的，那么快干型和慢干型誰的影響會更大?
我們先除去涂布機構設計不討論，簡單從原始涂布方式分析。傳統慢干型無溶劑是先混合后涂布，也就是說，一旦混合后的膠水，經涂布至膜的表面再經復合擠壓，客觀存在的涂布均勻性問題就已經沒法更改了。而快干型無溶劑復合是先涂布后混合，也就是說A膠有客觀存在的涂布均勻性問題，B膠也有客觀存在的涂布均勻性問題，A膠低位對上B膠低位的概率是很小的。在實際的復合過程中，經復合膠輥擠壓，A膠低位會與B膠平位或高位形成互補，最終反應出來的涂布均勻性偏差會更低，產品復合質量影響更小。
由此，可以說明一個情況，相同生產條件下，快干型無溶劑復合的涂布均勻性偏差會小于傳統慢干型無溶劑，對產品復合質量影響更小。
同樣的，快干型無溶劑復合是接觸后急速產生初粘力，對于產品復合質量初判是有很大幫助的，對產品復合質量影響更小。
2、現在兩邊涂布的上膠量配比是1：1，如果某一端涂布不均，肯定會造成配比失衡，從而造成膠水不干的現象。請問兩個成分的涂布均勻性、涂布量精確度如何保證?
臺灣日勝/東莞寶建快干型膠水-劉士暐：其實這個問題就是涉及到膠水設計時的"容忍度" ，也就是tolerance。
一般談到膠水配方設計，大家的思路一般都是固定配比，比如說傳統慢干型會設置成100:70諸如此類的比例。但是大家在使用過程中，應該都試過將 100:70固定配比的膠水，嘗試用100:65甚至60或80的配比來使用。大家思索回想一下：配比變了，膠干了嗎?答案是肯定的，配比雖然變了，膠水仍然干了，這個問題就是靠膠水的容忍度去解決。
一般膠水設計時，根據各廠家配方的不同有不同的容忍度范圍，針對快干型膠水的膠水設計，最好需使膠水有足夠的Robustness，Robust也就是強健性，而具有強健性的膠水是能在一定限度內適應配比精度上的差異的。
有人擔心配比容忍度過高會增加PAA風險，這個問題牽涉到一些高分子技術上的細節，解決PAA問題實際上跟膠黏劑容忍度設計關連不大。
重慶鑫仕達李永才：一個新的工藝，一種新的設備，一種新的膠水這是要相互溝通才能做到最好。鑫仕達在2015年就討論過雙涂結構，就是由于思路沒溝通好，與膠水、工藝沒有做到有效溝通，中途暫停了一段時間。根據我們今年9月的試機驗證，現把總結的部份經驗分享給大家。
第1：膠水A、B組分的配比一定要盡量考慮100:100，這樣對于涂布設備的精細控制有非常大的幫助;
第2：A、B組分配方一定要有一定容差空間，也就是劉博士在講解中提到的設計"容忍度"，tolerance，這個意思是：如果A、B組分配比出現比例偏差，如果偏差范圍在容忍度內，就不會影響產品外觀、復合強度等相關質量。
第3：快干型無溶劑復合機的涂布頭設計、制造、涂布控制、涂布量檢測都要做到精通、精細、可靠。
鑫仕達在這方面已經積累了非常豐富的經驗，我們有雙電機涂布控制單元、高精度陶瓷鋼輥、CCMS 涂布間隙記憶系統及專用自動間隙控制器、PCWD 精準涂布量檢測系統、CWDS 涂布量直接輸入系統，還有一批經驗豐富的設計、技能過硬制造人員，有一批行業內資深的供應商，有幾百臺設備裝配及客戶使用經驗，從各個方面保障精細涂布的實現。
3、A與B膠微觀是否能按比例達到化學反應的分子接觸狀態?
臺灣日勝/東莞寶建快干型膠水-劉士暐：這個問題牽涉到高分子聚合反應的活化能以及布朗運動。但是簡單說明的話，大家在意的點是在于混合(mixing)方式的差異。慢干型是靜態攪拌混合 (static mixing)，快干型則是擠壓混合 (extrusion mixing)。雖然擠壓混合在軟包裝復合應用中是新的混合技術，但是實際上在其他行業中和其他應用中是相當成熟的混合技術，實是不需過份擔心。大家回想一下，在重慶鑫仕達9月29日演示會時，AB膠成功產生化學反應，說明是能達到分子接觸狀態的。
4、在雙頭涂布工藝中，滲入墨層中的單一的膠水組分，而另一組分不可能也按設計配比滲入墨層中，那么滲入墨層中的膠水如何實現正常化學交聯呢?
臺灣日勝/東莞寶建快干型膠水-劉士暐：這與第3個問題是一樣的道理，所謂"擠壓"混合，便是透過"擠"和"壓"來達到混合目的。
5、雙頭涂布要求兩邊涂膠的薄膜不能跑偏，即使跑偏，也不能超過1mm，否則一邊的NCO沒能復合上OH組分還可以自己干，OH這邊的卻干不了，最后將影響分切和制袋，引起粘邊。這問題能解決嗎?
重慶鑫仕達李永才：這個問題是能解決的。
其實這個問題，在鑫仕達立項、設計討論時已經考慮到了，一個新的工藝，一種新的設備，大家在考慮時，一定要突破傳統思維。就像快干型無溶劑復合工藝：先涂后混一樣，與傳統的先混后涂是完全不同的創新。這個問題的思考方向其實很簡單：
第一，對于設備本身，糾偏跟進做好及糾偏過程的靈活度要做好;
第二，大家都已經知道，NCO組分沒有OH也能自己固化，而OH組分是不會干的。換位思考，那么單邊只有OH時，是不會引起粘邊現象的!也就談不上影響分切和制袋。
第三，如果擔心兩邊涂膠的薄膜跑偏現象，導致邊沿NCO沒能復合上OH影響后工序或強度，給大家一個方案：可以在做膠輥時，將OH涂布單元做寬，讓出現微偏的NCO涂層也能接觸OH，但這個過程，一定有偏差量的控制，不能過量。
6、雙頭涂布的成品率目前可以達到多少?
重慶鑫仕達李永才：雙頭涂布的成品率暫時還沒有統計，目前是在進行各種材料的小樣試樣中。后期將會給大家進行匯報!先匯報快干型無溶劑復合機的運行情況，第一臺設備已經交付給客戶，待客戶車間12月17號裝修完工，會進行生產試樣。
第二臺設備在鑫仕達公司內部調試試樣，第三臺、第四臺、第五臺設備正在組裝過程中……相信2017年，快干型無溶劑會快速地與大家見面，敬請期待快干型無溶劑設備及工藝技術的成熟。
7、如果PE厚一點，則上膠量也要厚一點，新工藝要用嶄新的思路來摸索改善，那么，具體有哪些需要注意的工藝調整呢?
重慶鑫仕達李永才：傳統慢干型無溶劑是先混合涂，也就是涂布到膜的表面最大量是確定的，而快干型無溶劑復合是先涂后混，并且是分開涂布，也就是同樣的涂布機構,快干型無溶劑復合的最大上膠量是傳統慢干型無溶劑的2倍。
就拿我們自己的設備來舉例：傳統慢干型無溶劑WRJ i5-1000A上膠量是0.8~2.5gsm，通過我們自己的測試驗證，下限差可以在0.4 gsm;快干型無溶劑復合WRJK i5-1000A，相當于是A膠上膠量是0.5~2.5gsm，B膠上膠量是0.5~2.5gsm,A+B的總上膠量是1~5gsm，所以厚PE復合或其它重包結構(要求大上膠量的結構),快干型無溶劑復合更容易滿足。
8、不用混膠機，增加涂膠模頭的話，整機的釆購成本是不是差不多呢?設備的售價不能太高于傳統機型，因為多一個涂布頭，意味著多一個員工操作，則新工藝的成本優勢如何體現?
重慶鑫仕達李永才：售價方面不在此探討。新工藝的成本優勢如下：
綜合成本下降：可突破更小涂布量;不混膠，無停機后余膠浪費;自然熟化，節約能耗;可減少在熟化設備采買上投入;生產工期縮短，訂單交付及時，資金周轉更快;節約生產人力及管理成本;同樣能實現高速生產;無溶劑使用，沒有環保及溶劑成本。
原有傳統型無溶劑復合的所有優勢，快干型均具備，同時它最大的優勢是快干，快速進入下一個工序。
9、如果現在使用快干型無溶劑復合工藝，最好是從什么結構入手?
重慶鑫仕達李永才： 無溶劑復合工藝與干式復合工藝是存在比較大的差異的，而快干型無溶劑復合工藝又從涂布理論上區別于傳統型無溶劑復合工藝，也是存在比較大的差異的。
可以從上表看出，干式復合工藝有初粘力、快干型無溶劑復合工藝是接觸后急速產生初粘力、傳統慢干型無溶劑復合工藝是沒有初粘力的。所以從什么結構入手不能一句話來說明，但是，我們給所有做無溶劑復合工藝的客戶給一個綜合建議：不管是快干型無溶劑復合還是傳統慢干型無溶劑復合的，總結成5個先后供大家思考：
先了解，后動手;
先簡單，后復雜;
先普通，后高阻;
先低速，后高速;
先穩定，后突破。
另外，要想把產品做好，設備操作熟練，我們也總結了幾點分享給大家：清潔、學習、努力、認真!
10、目前我們在使用的一款聚酯型無溶劑膠4小時也基本可以進入后道工序或多層復合。但是如果我們想要達到90min分切制袋的生產效率，是不是一定需要選購雙頭涂布的新設備?
11、夏季A膠吸水問題可以解決嗎?
12、先涂后混如何保證計量的準確性?
三、結語
當天的討論，讓大家對快干型無溶劑復合工藝有了進一步的了解。
新的工藝總是令人驚喜，也總會有很多需要設備、膠水、彩印企業共同努力完善的地方。無論如何，中國快干型無溶劑復合工藝已經邁出了寶貴的第一步!可以想象，當快干型無溶劑復合工藝成熟應用的那一天，整個行業的復合工序都將被改寫，讓我們一起努力吧!
