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中国无溶剂复合现状及特点分析
时间:2013-05-08   来源: 包装前沿   阅读:8388次

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    从第一台无溶剂复合机引进到中国算起,无溶剂复合技术在中国的发展历程已经超过了15年。早期无溶剂复合经常发生产品外观桔皮、熟化不良和只能用于低端产品生产等问题,可以说,早期开始尝试无溶剂复合的企业都付出了高昂的代价,以至于在相当长的一段时期内让人对无溶剂复合望而却步。

 近几年,来自于削减成本的要求和国家对复合膜残留溶剂方面的严格管控,以及无溶剂粘合剂价格的下降和无溶剂复合技术的成熟,无溶剂复合工艺在中国得到迅猛的发展。近两年引进国外的无溶剂复合设备数量已经超过前十几年的总和,国内的设备供应商也在加大对无溶剂复合设备的研制步伐。但是,目前无溶剂复合工艺在中国总体上还是处于比较初期的阶段,构成无溶剂复合设备的主体是单收单放的入门级设备,对复合技术研究处于操作技能探索的层面,更重要的是缺乏一批有丰富的无溶剂复合经验的机手,因此时至今日,在一些企业还是会发生批量性的产品质量损失。那么,究竟存在哪些因素会导致产品质量问题?如何做好无溶剂复合?笔者结合多年的无溶剂复合经验,从下面几个方面作出探讨。

一、设备的保养
因为设备保养不当而造成产品复合不良的现象,在我国软包装行业普遍存在。相对于溶剂型粘合剂,无溶剂粘合剂的分子量很小,因此无溶剂粘合剂复合的产品初粘力很小,几乎为零,无溶剂复合车速很快,因此要求设备有非常高的导辊平行度和相当精密的张力控制,这样才能保证在快速的升降速过程中产品的品质。所以,无溶剂复合设备的保养是非常重要的。但这一点没有引起重视,我们经常可以看到因为设备保养而产生的问题,比如:

1、导辊上粘有粘合剂。有时可以直接看到导辊上粘有粘合剂,有时可以看到在导辊上用刀片刮擦粘合剂的刮痕,长期这样做的结果是造成导辊被伤害而导致膜起皱或升降速时跑偏。正确的做法是当粘合剂被粘到导辊上时,必须用溶剂及时清洗干净。
2、计量辊表面被损坏。计量辊被损坏的结果是造成上胶的不均匀,最终导致产品外观不良。要注意换橡胶转移辊时防止撞击计量辊;切勿在运转时用塞尺调整间隙或用金属的物品挑出粘合剂中的垃圾,严格防止硬物掉入;计量辊间隙必须在确认已经加热到所需的温度后进行,并仔细调整间隙。
3、橡胶转移辊被割伤或长毛刺。橡胶转移辊表面是否光滑平整直接可以影响到粘合剂的涂布是否均匀。橡胶转移辊必须清洗干净;橡胶转移辊如果由于粘合剂未清洗干净并固化,只能重新碾磨而绝不可以用刀刮擦;橡胶转移辊长毛刺是由于粘合剂渗入橡胶的间隙中,固化后胶体膨胀鼓出,可用美工刀仔细地将鼓出的毛刺割除,然后用很细的沙皮纸轻轻打磨。
4、轴头被敲打损坏。在更换轴头时,将紧固螺栓松出,用手将轴头在轴上取下和装入;如果轴头被卡住无法取出,可用拉锚机将轴头取下;在拆装轴头时严禁用硬物敲击,用硬物敲击的方式拆装轴头会导致以后的拆装更加困难,并逐渐导致设备的精度下降;经常需要在轴上和轴头内侧涂抹一些黄油以帮助润滑;如轴头内侧或轴上有铁锈或毛刺等,可用细砂纸打磨去除。
5、计量辊两端和上胶单元附近固化的粘合剂堆积。粘合剂固化后很难去除,随着越来越多固化的粘合剂的累积,势必影响正常的操作,因此建议在计量辊的两端和容易被粘合剂粘到的区域,适当涂上一些黄油,这样如果有粘合剂污染,也比较容易去除。
6、橡胶辊(上胶压辊)变形。生产停止后切断气源,上胶压辊落下压在上胶辊上,橡胶辊接触面长时间挤压后,发生不可恢复的变形,下次生产时上胶不均匀,而发生质量事故。建议在每次停止生产后,放置木块在上胶辊和上胶压辊的两端之间,防止上胶压辊因重力掉下长时间挤压而变形。
7、混胶器粘合剂桶密封圈被损坏。操作工在加粘合剂时桶口沾染到粘合剂,未清洗或未彻底清洗就将桶盖盖上,固化的粘合剂会损害橡胶密封圈的密封效果。密封圈被损坏后,桶就不能被有效的密封,空气中的水分很容易进入桶内造成粘合剂的固化,而固化的粘合剂就会堵塞或部分堵塞出胶口,最后导致NCO组分减少,产品就不能有效固化,轻微时造成产品耐热性不良,严重时造成整批产品报废。
8、桶内长期存放粘合剂。对于生产尚不能正常进行的,建议试机完毕后,将多余的粘合剂清理出来,并彻底清洗混胶器。粘合剂长期存放于混胶器中,粘合剂表面由于受加胶时空气中潮气的影响,表层出现结皮现象,这些凝结的粘合剂会堵塞或部分堵塞出胶口,造成混胶比例不正确。

 

  • 设备的选择
1、加热器数量过少。
国内现在很多入门级的无溶剂复合机,很多只是配置2个加热器,计量辊和上胶辊使用一个加热器,复合辊使用一个加热器,实际上这样是不够的,最佳应该配置4个加热器;计量辊配置一个加热器,其作用是控制粘合剂的温度,保证上胶量的稳定性;上胶辊配置一个加热器,其作用是通过温度控制,在涂布时将粘合剂的粘度控制在适合范围内,以保证生产的速度和产品的外观;复合单元必须单独配置一个加热器。原因是在复合不同材质不同厚度的材料时,需要的复合温度也是不一样的;另外还需要配置一个预热辊用的加热器。预热辊的作用是将需要上胶的膜进行预热,这样有助于产品外观的改善和复合车速的提升,冷的薄膜上胶时会导致瞬间粘合剂粘度上升而导致外观不良,尤其在冬天复合铝箔,这种状况尤为明显。

2、混胶器没有配备自动加胶系统。
目前国内所使用的混胶器,几乎都是采用开盖加胶的方式,这样的操作方式,导致潮气进入储胶桶内,造成桶内部分粘合剂固化,稍有控制不当,极易造成出胶口被堵塞或部分被堵塞,最终导致产品由于混合比例错误而熟化不良,产品整批报废。正确的做法是配置自动加胶系统,并对桶罐的进气口加装空气干燥器,严防水汽进入。

3、单收单放的收放卷系统大大降低了设备使用效率,也增加了产品的质量风险。
众所周知,无溶剂复合可以很高速复合,假如复合速度是250m/min,主放卷和副放卷的膜平均长度为4000m,那么走完一卷膜需要的时间是16min,然而每次停机换料再加上升速和降速的时间至少需要6min,并且在走完一卷膜的时间里,必须停机2次以上,因此花在停机换料的时间至少在12min以上,以此计算,实际的生产速度最多只有140m/min。另外快速的加速和减速容易造成薄膜张力变化、上胶量变化和贴合不正等问题,加大产品质量风险。

  • 人员问题和工艺认知程度
  • 目前,在中国缺乏一批有丰富的无溶剂复合经验的机手。
无溶剂复合技术从表观来看和干式复合有些相近,但事实上两者之间的工艺控制要求是相差很远的。软包装企业在购置无溶剂复合设备后,由于较难招聘到良好的无溶剂复合机手,一般会安排一些有着丰富干式复合经验的机手学习操作设备,他们往往会根据干式复合的经验判断操作无溶剂复合,这些有着丰富的干式复合经验的机手,在刚开始学无溶剂复合的时候,往往会觉得无溶剂复合没有特别困难的,操作也比较容易,慢慢就会疏于设备的保养和不严格按操作步骤操作,等到问题发生的时候,已经造成较大的损失。

2、软包装行业对无溶剂复合的工艺要求认知度同样也处于初级阶段。
一种新技术的应用,必然要经历一个认知到熟悉的过程。这个认知过程有四个方面的内容:对操作技能的认知;对设备的认知;对粘合剂的认知和对所生产产品的认知。目前国内的无溶剂复合主要用于生产一些普通功能的软包装材料,例如BOPP/MCPP、BOPP/CPP、BOPP/珠光BOPP等,所选用的粘合剂为中低功能的无溶剂粘合剂,而在欧美已经发展到可以用无溶剂工艺复合高温蒸煮的产品,甚至是已经有符合美国FDA要求的脂肪族无溶剂高温蒸煮粘合剂。值得一提的是,在欧美目前主要使用的无溶剂粘合剂具有一级芳香胺快速消除的特性,由于在粘合剂的交联反应中产生的一级芳香胺是一种致癌物质,如果未完全消除而包装食品,就会有向食品迁移的可能,因此,使用芳香胺快速消除的无溶剂粘合剂,对食品安全是很重要的。陶氏化学作为一家极具社会责任感的企业,很早就开发了芳香胺快速消除的无溶剂粘合剂,其中MF L75-164/C-411是一款典型的具有快速固化的芳香胺快速消除的无溶剂粘合剂。
  • 如何做好无溶剂复合
1、建立操作规范和工艺标准,并严格地执行。
操作规范中包含生产操作步骤、设备清洗保养要求、例行检查要求等,以确保无误操作引起的不良状况发生和设备的始终如一,防止员工随心所欲的操作引发不良的后果。工艺标准中主要包含张力控制、粘合剂的使用以及上胶量控制,各相关温度的控制、熟化条件控制以及车速控制等,目的是保证已验证的生产工艺可以被有效地执行。

2、选择合适的产品结构以及相对应的粘合剂,切勿过多的产品结构和选择过多品种的粘合剂用于生产。
对于无溶剂复合的初学者,建议尽量采用简单结构的、量比较大的产品用于生产,尽量避免复合例如PET/MPET、PET/AL和PET/EVOH等复合难度比较大的产品;每一种结构在生产前必须经过严格的工艺测试,以建立最佳的工艺条件;选择合适的粘合剂,使该粘合剂可以适合绝大部分产品的生产,避免由于使用粘合剂种类过多而频繁清洗混胶系统;每一个产品,都应该经过最终客户上机包装试验,并遵循小试、中试、大试的原则;原物料更换品种和供应商时,必须经过工艺测试。

3、做好清洁卫生工作和设备的维护保养,切忌自恃经验丰富,随意操作。
无溶剂复合做好一段时间容易,难的是长时间的很少出问题或不出问题,要减少无溶剂复合质量事故的发生,必须按部就班的做好生产前期的准备工作并将工作做充分,养成良好的操作习惯并持之以恒

  • 陶氏化学的无溶剂粘合剂
陶氏化学作为世界上最大的粘合剂供应商之一,1970年即致力于无溶剂粘合剂的研发工作,是全球最早的从事无溶剂粘合剂研发的化学品公司之一,在无溶剂粘合剂领域有着很多方面的第一:第一个用于各种膜结构的高温蒸煮的无溶剂粘合剂;第一个无阻隔型无溶剂粘合剂;第一个室温快速固化的耐高温无溶剂粘合剂。陶氏化学的无溶剂粘合剂产品线很广泛,它涵盖了无溶剂复合所能达到的所有应用领域,同时拥有第一个高温蒸煮无溶剂粘合剂、非阻隔型无溶剂粘合剂等的专利保护。
为了更好地服务于客户,陶氏化学配备了一支相当专业的技术服务团队,在上海的研发中心配备了可真实模拟客户生产的无溶剂粘合剂复合和水性粘合剂复合的复合设备,力求以快速、准确、具体作为技术服务目标。
一些典型的陶氏化学无溶剂粘合剂
粘合剂名称 功能应用 特性 应用范围
MF706A/C79 中低端应用 低粘度,可适合冷操作 面包、冷饮、饼干、糖果…
MF698A/C79 中端应用 较低粘度,可适合冷操作 洗发水、洗涤剂、香料...
MF403LV/C411 中高端应用 低粘度,可适合冷操作 洗发水、洗涤剂、香料、水煮袋、拉链袋...
MF205A/C66 高端应用 中粘度,适合中温操作 香肠、火腿等肉类灭菌产品
MX400A/OX2 特殊应用 高透气性产品结构 蔬菜、水果等保鲜食品
MF75X550 纸张复合应用 高粘度,需要较高温度操作 口香糖、纸铝塑药品包装等
 
上海研发中心的试验复合设备
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