無溶劑復合機膠輥及涂膠量控制

　　膠輥是無溶劑復合機的重要組成部分，在復合過程中，膠輥的使用性能、加工質量等因素都會對涂膠量乃至復合質量造成一定的影響。下面，筆者盡可能全面地對無溶劑復合膠輥及其對涂膠量的影響進行介紹，希望能給無溶劑復合生產人員帶來幫助。

　　膠輥的類型與特點

　　無溶劑復合機上的膠輥有三類：涂布膠輥、轉移膠輥和復合膠輥。與干式復合相比，轉移膠輥是無溶劑復合所獨有的。相對于涂布膠輥和復合膠輥而言，轉移膠輥在無溶劑復合工藝中更為關鍵，主要是基于以下兩方面的原因。

　　(1)在無溶劑復合過程中，轉移膠輥除了要承受料卷帶來的雙向壓力之外，還要承受上下層復合基材速差而產生的表面剪切力。因此，對轉移膠輥的彈性和剪切強度比其他二者要求更高。

　　(2)轉移膠輥是經常需要更換的膠輥，要根據復合基材的寬度而改變。因此，轉移膠輥的質量和調整也比其他二者要求更高。

　　從現階段的應用來看，無溶劑復合機上使用的膠輥有整體式和套筒式兩種。整體式膠輥加工起來相對容易，其精度更高、剛性好，特別適用于高速無溶劑復合機，但更換起來較費時費力。套筒式膠輥更換起來更為方便快捷，且儲運方便，但加工難度較大，目前國內采購成本也比較高。

　　無溶劑復合膠輥常用的材質和硬度

　　無溶劑復合膠輥常用的材質主要有聚氨酯、三元乙丙、硅膠和橡膠等。選用的材質不同，膠輥的主要性能也有所不同通常情況下，對于使用雙組分膠黏劑的無溶劑復合工藝來說，選用聚氨酯膠輥的復合效果。如果使用的是單組分膠黏劑，選用三元乙丙等其他材質的膠輥則更為合適。

　　由于以上各材質膠輥的使用壽命不同，其硬度也會隨著使用時間的延長而呈現出不同的變化。因此，膠輥的硬度選擇也要適當考慮加工材質的因素。通常膠輥的硬度為邵氏75～85HD。

　　無溶劑復合膠輥的車削加工要點

　　對于設備制造商來說，雖說膠輥的車削加工是一項經常性的簡單操作，但如不注意也會出現問題，主要是以下兩種現象。

　　(1)膠輥的端面不光滑，經常出現細微裂痕或凸起現象，導致在復合過程中不能正常傳膠。

　　(2)膠輥的端面臺階太小，膠液在端面發生硬化后變成堅硬凸緣，同樣也會影響正常傳膠。

　　針對以上問題，筆者建議正確的車削方法為：先按照膠輥的長度要求進行切削開槽，再從膠輥的中心向兩端分別切削出所需要的直徑大小;還應保證膠輥臺階的高度不能過小，實際應用證明：端面臺階在3～5mm，膠輥的加工效果。

　　還有一點需要指出，無溶劑復合膠輥為中高輥，即中間段直徑(外徑)比兩端直徑(外徑)略大的膠輥。這主要是為了彌補因輥筒受力而產生的彎曲變形，使膠輥在整個工作區域(橫向)內與鋼輥的接觸壓力均勻(或壓強恒定)，從而使涂膠或復合均勻、穩定。而膠輥的中高值除了與膠輥的硬度和材質有關之外，還與膠輥所受壓力、工作寬度、基材的厚度和寬度等諸多因素有關。

　　無溶劑復合膠輥的性能要求

　　無溶劑復合與干式復合存在本質的區別，尤其是對膠輥的要求，因生產環境和設備特性的不同而不同，無溶劑復合膠輥與干式復合膠輥的要求區別主要有以下幾種。

　　1.耐溶劑性能要求

　　針對不同的復合產品，干式復合過程通常會使用不同種類的溶劑，干式復合膠輥便長時間工作在溶劑環境中，因此要求其具有較高的耐溶劑性能。

　　而無溶劑復合設備在運轉過程中不使用溶劑，只在停機清潔時使用少量乙酯進行擦洗，因此無溶劑復合膠輥只要求具有較好的耐乙酯性能即可。

　　2.精度要求

　　通常情況下，無溶劑復合設備的運行速度比干式復合設備高1.5～2倍，且無溶劑復合的涂膠量也小很多，通常只有干式復合涂膠量的1/3～1/2。因此，無溶劑復合對膠輥及其他機械零部件的形位公差、動靜平衡的要求都比干式復合高。

　　3.機械性能和耐熱性能要求

　　由于無溶劑復合采用多輥轉移的涂布方式，轉移膠輥與涂布鋼輥、轉移鋼輥之間存在較大的速差，即轉移膠輥與涂布鋼輥和轉移鋼輥之間是一種相對滑移的狀態，而不是通常的純滾動。可見，無溶劑復合過程中膠輥受到的剪切、擠壓、摩擦、受熱變形均相對嚴重，因此對無溶劑復合膠輥的機械性能及耐熱性能均有更高的要求。

　　4.清潔衛生要求

　　如果無溶劑復合使用的雙組分膠黏劑在膠輥表面殘留，時間一長可能會出現硬化結斑，影響膠液的正常轉移，甚至會損壞膠輥。因此無溶劑復合膠輥的清潔工作須定期進行，且要求更加認真、細致。

　　復合過程中無膠輥的調整

　　在無溶劑復合過程中，當復合基材的寬度發生改變時，因轉移膠輥決定復合基材的上膠寬度，只需對轉移膠輥進行適當調整即可，而此時涂布膠輥和復合膠輥對基材的復合質量不會產生直接影響，對二者則無需做出調整。

　　一般情況下，膠輥的使用寬度比復合基材的寬度窄10mm左右(或單邊余量約5mm)。膠輥的單邊余量不易太窄，也不易太寬，太窄容易導致復合基材的浪費;太寬則可能在復合膜的側邊出現漏膠現象。在實際生產中，部分操作人員將膠輥的單邊余量控制在3mm左右，在一定程度上也能滿足要求。

　　涂膠量的檢測

　　涂膠量俗稱上膠量，是指復合基材表面單位面積上膠液的重量。涂膠量的測量是一個常見但經常引起爭議的課題，在實際操作中有如下幾種檢測方法。

　　1.在線測厚儀檢測

　　國外找已有專業的在線測厚儀供應商，近年來國內也已有廠家開始提供相關產品。在線測厚儀的優點是精度高、實時性好，但其較大，且用于印刷薄膜在復合過程中的在線檢測并非十分方便。

　　2.涂膠樣塊稱重檢測

　　涂膠樣塊稱重檢測方式是一種精度較高的測量方法，即在已涂膠(未復合)薄膜的橫向選取左、中、右三個區域，分別取3個等尺寸的樣塊(比如100mm×100mm)，用溶劑清除樣塊表面的膠液并擦拭干凈，再分別將其放在電子秤上測量各樣塊的重量，計算出平均值就可獲得其涂膠量及各區域涂膠量的偏差。這種檢測方式作為對無溶劑復合設備精度的檢驗方法是非常可靠的。

　　3.統計法檢測

　　統計法檢測在復合生產現場較為實用，即在統計復合面積(平方米)和膠黏劑使用量(克或千克)的基礎上，計算出相應的涂膠量。雖然這種方法的檢測結果不如前兩種精確，但對于生產管理者來說，統計法的應用較為廣泛，也更能及時說明問題。

　　4.復合設備參數模擬估算檢測

　　利用復合設備涂布單元的參數(如各輥筒的轉速比)來估算涂膠量，精確度較高，調節起來也比較方便，因此其是無溶劑復合設備生產商和用戶經常使用的一種方法。但該方法是一種開環控制方式，對于某些復合區段涂膠量的估算值可能與實際值有微小差異。

　　5.混膠機參數估算檢測

　　利用混膠機儲膠桶內膠黏劑的消耗量或者齒輪泵的輸出量來估算涂膠量，其特點與利用無溶劑復合設備涂布單元的參數估算有些類似，也是間接性測量，原理上也存在估算誤差的可能性。

　　無溶劑涂膠量的控制

　　雖然涂膠量的檢測方法有多種，但其目的是一致的，都是為正常、均勻地涂膠做準備。涂膠量的控制與無溶劑復合設備的控制技術密切相關，下面以我公司生產的SSL系列無溶劑復合設備為例，對無溶劑復合過程中涂膠量的控制進行說明。

　　無溶劑復合設備采用五輥涂布方式，并采用獨立伺服控制技術，其涂膠量控制原理為：根據不同類型的膠黏劑(高黏度或低黏度)來設定計量鋼輥和轉移鋼輥之間的間隙，并根據復合工藝要求設定各輥之間的工作壓力。

　　通過調節轉移鋼輥和轉移膠輥相對于涂布鋼輥的轉速比，來改變各輥表面膠膜的厚度，從而達到調整涂膠量大小及其均勻性的目的。從理論上來說，轉移鋼輥與涂布鋼輥的轉速比對涂膠量大小起著決定性作用，而轉移膠輥與涂布鋼輥的轉速比主要影響涂膠的均勻性。