無溶劑復(fù)合用混膠機(jī)的使用要求

左光申

目前，包裝用無溶劑膠黏劑幾乎100%都屬于聚氨酯類膠黏劑。 根據(jù)使用組分的不同，無溶劑膠黏劑分為雙組分和單組分兩大類，其固化反應(yīng)原理相似，但膠黏劑特性、操作方式、適用場合等都有所區(qū)別。雙組分膠黏劑是指兩種成分的膠液按一定比例混合后，通過固化反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)作用，可適用于各種軟包裝的復(fù)合基材；單組分膠黏劑是指單一成分的膠液與空氣中的水分（潮氣）發(fā)生固化反應(yīng)而產(chǎn)生交聯(lián)作用，其主要適用于纖維類基材的復(fù)合，如紙/塑、紙/紙等。其中，雙組分膠黏劑在軟包裝復(fù)合領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。

雙組分膠黏劑的使用離不開混膠程序，通過混膠機(jī)將A、B兩種成分按照一定比例進(jìn)行均勻混合，以便涂布和復(fù)合的順利進(jìn)行。

混膠的基本要求

在無溶劑復(fù)合生產(chǎn)中，混膠的基本要求主要包括以下3個方面。

（1）混配比正確?；炫浔龋粗鲃?NCO組分）與固化劑（-OH組分）的混合比例，通常為重量比，而不是體積比。需要注意的是：在無溶劑復(fù)合工藝中，主劑和固化劑的概念與干式復(fù)合工藝有所區(qū)別，此處提到的混配比只適用于無溶劑復(fù)合工藝。

不同品牌的膠黏劑混配比不同，通常在100∶50到100∶100之間，比如：康達(dá)8118A/B膠的混配比為100∶75、波士830/730膠和羅門哈斯698A/C79膠的混配比為100∶50、漢高6029-21/7723-22膠的混配比為100∶90等。在實際生產(chǎn)中，使用同一品牌膠黏劑時，客戶也可能根據(jù)復(fù)合產(chǎn)品類型的不同對混配比作適當(dāng)調(diào)整。

（2）雙組分應(yīng)混合均勻充分。

（3）混合時間與涂布和復(fù)合操作時間應(yīng)相互匹配，要滿足膠黏劑開口時間的要求。開口時間，即從無溶劑雙組分膠黏劑混合后到可正常進(jìn)行涂布和復(fù)合作業(yè)的時間。當(dāng)前，國產(chǎn)無溶劑膠黏劑的開口時間通常為30分鐘左右，但據(jù)了解個別膠黏劑的開口時間更長。

混膠機(jī)的功能及類型

自動混膠機(jī)，簡稱混膠機(jī)，也稱計量混膠機(jī)，其是利用計量泵將雙組分膠黏劑按照設(shè)定混膠比從儲膠桶內(nèi)抽取出來、均勻混合后輸送到無溶劑復(fù)合機(jī)涂布單元上的系統(tǒng)?？梢?，混膠機(jī)是雙組分膠黏劑復(fù)合的關(guān)鍵配套設(shè)備，其只有與無溶劑復(fù)合設(shè)備達(dá)到高度匹配，才能實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的無溶劑復(fù)合工作狀態(tài)?；炷z機(jī)的主要性能指標(biāo)包括混配比范圍、混配比控制的靜態(tài)和動態(tài)精度、膠黏劑黏度的適應(yīng)范圍、儲膠桶容積、加熱系統(tǒng)溫度及其控制精度、單位時間內(nèi)的供膠量等。

我公司在研發(fā)無溶劑復(fù)合設(shè)備的同時，也自主研發(fā)了幾款性能良好、使用方便的混膠機(jī)，在此介紹具有代表性的兩款。

1.便攜式混膠機(jī)

便攜式混膠機(jī)是一款微型的自動混膠機(jī)（如圖1所示），是我公司發(fā)明制造的專利產(chǎn)品，其幾乎具有一般自動混膠機(jī)的全部功能，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可車載或郵遞，非常適合膠黏劑生產(chǎn)廠家用于產(chǎn)品推廣或技術(shù)支持。

2.SM-1標(biāo)準(zhǔn)型自動混膠機(jī)

SM-1標(biāo)準(zhǔn)型自動混膠機(jī)（如圖2所示）是我公司生產(chǎn)的一種伺服控制齒輪泵式混膠機(jī)，是當(dāng)前國際市場上性能較為領(lǐng)先的一款混膠機(jī)，其主要由8個部分組成。

（1）儲膠單元，包括兩種單膠（A膠和B膠）的密封儲膠桶及附屬裝置，如空氣干燥或充氮氣系統(tǒng)，桶內(nèi)壓力、液位或重量檢測系統(tǒng)，顯示和警示系統(tǒng)等。

（2）計量單元，即兩種單膠的計量和輸出比例的控制單元，包括齒輪泵計量及伺服傳動系統(tǒng)。

（3）輸膠和混膠單元，包括輸送管路、控制閥門、混膠頭以及過濾裝置等。

（4）加熱保溫系統(tǒng)，包括儲膠、計量和輸膠各單元獨立的保溫裝置。

（5）上膠單元，即上膠自動控制單元，包括膠黏劑液位超聲波檢測、混膠頭自動往復(fù)移動機(jī)構(gòu)等。

（6）控制單元，即整機(jī)的主控制單元，由PLC、觸摸屏等硬件和一系列控制功能（如混配比設(shè)定、液位設(shè)定、單泵校驗、各段溫度設(shè)定、報警系統(tǒng)等）組成。

（7）與主機(jī)聯(lián)動的控制接口（選擇項），包括與主機(jī)的聯(lián)動控制、在線涂布量計算和實時顯示等。

（8）與大桶供膠系統(tǒng)的聯(lián)動（選擇項）。

混膠機(jī)的使用注意事項

在很多情況下，無溶劑復(fù)合設(shè)備用戶會使用不同生產(chǎn)廠家、不同用途、不同型號的膠黏劑，特別是同一混膠機(jī)在使用不同膠黏劑時，應(yīng)注意如下事項。

（1）任何新型號的膠黏劑在初次使用之前，都必須進(jìn)行工藝試驗。

（2）由高性能膠黏劑（如蒸煮膠）轉(zhuǎn)向低性能膠黏劑（普通膠）時，可以不必清洗混膠機(jī)，但由低性能膠黏劑轉(zhuǎn)向高性能膠黏劑時，務(wù)必徹底清洗混膠機(jī)。

有些用戶因復(fù)合產(chǎn)品類型不同，需要使用不同類型的膠黏劑，如生產(chǎn)干輕型包裝時用普通膠，生產(chǎn)蒸煮包裝時使用蒸煮膠，為減少混膠機(jī)的清洗時間以及主機(jī)停機(jī)次數(shù)，許多用戶會為一臺無溶劑復(fù)合設(shè)備配備兩臺混膠機(jī)，這種方式靈活方便，可有效提高生產(chǎn)效率，但使用過程中需要注意如下事項。

（1）由于使用的膠黏劑不同，因此必須在混膠機(jī)上做好清晰標(biāo)注加以區(qū)別。

（2）當(dāng)一臺混膠機(jī)長期停用時，要注意防止儲膠桶和輸膠管內(nèi)的膠黏劑發(fā)生反應(yīng)或出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常后一定要認(rèn)真清洗后再使用。

（3）要隨時交換混膠機(jī)位置，保證工作混膠機(jī)在指定工作位置，防止因混膠機(jī)位置不合適而導(dǎo)致輸膠管過分扭曲或彎曲變形，從而引起破裂。

混膠機(jī)的主要零部件及使用要求

在雙組分膠黏劑的混合過程中，計量泵、靜態(tài)混合管、膠桶等都是混膠機(jī)的主要零部件，正確認(rèn)識和使用這些部件，是保證雙組分膠黏劑混合均勻、供膠順利的基本要求。

1.計量泵endprint

計量泵，也稱定量泵或比例泵，是混膠機(jī)的關(guān)鍵零部件之一，其根據(jù)預(yù)先選定的量或時間間隔來供給或抽取一定物料（膠黏劑）。

根據(jù)運動方式的不同，計量泵主要分為柱塞式和齒輪泵式兩種類型。柱塞式計量泵是通過柱塞的往復(fù)運動直接將工作介質(zhì)（膠黏劑）吸入和排出；齒輪泵式計量泵是通過齒輪的旋轉(zhuǎn)運動直接將工作介質(zhì)（膠黏劑）吸入和排出。

柱塞泵式計量泵結(jié)構(gòu)簡單、計量精度高、性價比高，但需要加強(qiáng)對密封部位的維護(hù)。齒輪泵式計量泵控制和調(diào)整起來比較方便，維護(hù)工作量少，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。

根據(jù)控制方式的不同，計量泵則可分為變頻控制式計量泵和伺服控制式計量泵兩類。變頻控制式計量泵是指接受外部控制信號后，調(diào)節(jié)計量泵工作頻率，從而改變計量泵輸出流量；而伺服控制式計量泵是指接受外部控制信號后，利用編碼器控制計量泵工作角度，從而以數(shù)字化方式改變計量泵輸出流量。

變頻控制式計量泵結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但控制精度稍低，特別是間歇啟動時的低速特性不穩(wěn)定。伺服控制式計量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，但控制精準(zhǔn)，特別是間歇啟動時的低速特性較好，因此其在不同速度下的輸膠特性非常恒定。

需要說明的是，計量泵用途廣泛，類型較多，筆者在此討論的計量泵只限于無溶劑復(fù)合自動混膠機(jī)上使用的計量泵。

2.靜態(tài)混合管

靜態(tài)混合管又稱AB混膠管、雙液混合管、螺旋混合管等，是專門用于雙組分膠黏劑自動混合的工具。靜態(tài)混合管屬于一種沒有運動的高效混合設(shè)備，其接口是卡口式或螺旋式，內(nèi)部管芯為螺旋狀。

靜態(tài)混合管的工作原理為：當(dāng)膠黏劑從A、B輸膠管出來流經(jīng)混合管時，被螺旋葉片多次切割、剪切、旋轉(zhuǎn)和重新混合，分成若干份。螺旋葉片使膠流時而左旋，時而右旋，不斷改變膠黏劑的流動方向，不僅將中心流體推向周邊，而且將周邊流體推向中心，從而實現(xiàn)良好的徑向混合效果。與此同時，膠液自身的旋轉(zhuǎn)作用在相鄰組件連接處的接口上亦會發(fā)生，這種完善的徑向環(huán)流混合作用，使得不同組分的膠黏劑達(dá)到均勻混合的目的。

3.大桶加膠系統(tǒng)

膠桶是無溶劑雙組分膠黏劑混合過程中的主要工具之一，有大膠桶和小膠桶之分，大膠桶常見規(guī)格為200kg或1000kg，而小膠桶常見規(guī)格為20kg，有時甚至還有更小的規(guī)格。大膠桶適應(yīng)大批量、連續(xù)性生產(chǎn)，小膠桶更適合中小批量生產(chǎn)或試驗用途。大膠桶是無溶劑復(fù)合生產(chǎn)的必備工具之一。

大膠桶的使用必須配備大桶加膠系統(tǒng)，該系統(tǒng)會自動將桶內(nèi)的膠液抽出并輸送到混膠機(jī)的儲膠桶內(nèi)。其基本工作原理是：由混膠機(jī)儲膠桶上的液位探測器檢測桶內(nèi)膠黏劑液位，當(dāng)膠黏劑液位低于設(shè)定值時，安裝在大膠桶上的大桶加膠系統(tǒng)會自動啟動并向儲膠桶內(nèi)加注膠黏劑；當(dāng)儲膠桶內(nèi)液位達(dá)到設(shè)定的最大值時，大桶加膠系統(tǒng)自動停止加膠。通常的大桶加膠系統(tǒng)采用氣動隔膜泵，抽膠管下端有加熱裝置和過濾裝置等。

與小桶加膠相比，大桶加膠方式主要有如下優(yōu)點。

（1）加膠更穩(wěn)定。在恰當(dāng)設(shè)置混膠機(jī)加膠液位的前提下，可保證儲膠桶內(nèi)的膠黏劑液位相對恒定，使膠桶底部的膠黏劑溫度更加穩(wěn)定，并能減少因膠桶內(nèi)液位變化可能導(dǎo)致的輸膠管道內(nèi)的壓力波動。

（2）更好地保證膠黏劑的質(zhì)量?？山档湍z黏劑從小膠桶倒入儲膠桶過程中與空氣接觸的幾率，從而更好地保證膠黏劑的質(zhì)量。

（3）相對成本較低。大桶膠的單位成本比小桶膠低，可減少相應(yīng)浪費。

但大桶加膠方式同樣存在一些不足。

（1）設(shè)備占地空間較大，投資也有所增加。

（2）不太適合膠黏劑型號經(jīng)常變更的場合。

（3）在某些區(qū)域大桶膠供應(yīng)商較少，因此用戶選擇起來會受到一定的限制。endprint