雙工位無溶劑復合的優勢及發展

張建昌 田峰

目前，在我國軟包裝行業，干式復合工藝在軟包裝復合工序中所占份額仍然很大，這便導致許多軟包裝企業對無溶劑復合工藝的認知較為滯后，大部分只想先買一臺單工位無溶劑復合設備試一試。加之我國無溶劑復合設備制造起步較晚，進口設備價格昂貴，大多軟包裝企業對工藝轉型、更換設備有一個緩沖適應期。因此，在我國軟包裝行業，無溶劑復合設備多以單工位為主，雙工位設備數量相對較少。

然而，近年來，越來越多軟包裝企業逐漸認識到無溶劑復合工藝環保、安全、低成本以及高效率的優勢，國內無溶劑復合設備裝機量出現快速增長的態勢，2013年至今，我國每年新增無溶劑復合設備150～200臺。而且規模大、集團化的軟包裝企業開始購買雙工位無溶劑復合設備。比如，南京頂正購買了一臺博斯特的雙工位無溶劑復合設備，生產速度為400m/min；湖北鹽業引進了一臺諾德美克的雙工位無溶劑復合設備，生產速度為600m/min；成都興恒泰采購了一臺陜西北人的雙工位無溶劑復合設備，生產速度為400m/min。筆者曾親臨這三臺雙工位無溶劑復合設備生產現場，目睹了其工作狀態，均運行穩定，擁有極高的自動化程度。而且有關調查顯示，年產值在5000萬元以上的軟包裝企業對高自動化、高效率的設備需求更為強烈，因此近兩年來雙工位無溶劑復合設備在我國的裝機量逐漸攀升。

雙工位與單工位無溶劑復合設備的對比

1.單工位無溶劑復合設備的特點

（1）由于無溶劑復合的初黏力較低，對基材的張力控制要求較高，所以在無溶劑復合過程中，走料路徑越短越好。而使用單工位機型則具有走料較短、張力控制精度較高、廢品率較低等優點。

（2）由于無溶劑膠黏劑有一定的開口時間，且不需要干式復合的高溫干燥系統（停機易導致烘道內基材過熱而發生變形），因此使用單工位無溶劑復合設備時可以在停機狀態下實現接換卷操作。

（3）單工位無溶劑復合設備制造起來相對簡單，造價也較低。而且，單工位無溶劑復合設備結構緊湊、占地面積小，一般情況下可實現一人操作。在人工成本持續上升的當下，單工位無溶劑復合設備確實有著不小的吸引力。

總體來看，目前大部分無溶劑復合設備都采用單工位機型，在國外該類機型也占到70%以上。

2.雙工位無溶劑復合設備的特點

（1）自動化程度更高

雙工位無溶劑復合設備的自動化程度較高，能實現半自動或全自動不停機接換卷，從而有效提升生產效率，減少材料浪費和廢品率。為了進一步提高無溶劑復合的效率和收卷質量，國內一些設備制造商對雙工位無溶劑復合設備的收卷單元進行了優化設計。比如，陜西北人生產的雙工位無溶劑復合設備，收放卷單元采用圓盤式雙工位結構，能實現不停機高速自動接換卷；收卷裁切單元采用無損耗裁刀結構，保證料卷頭裁切平整，且收卷均勻，有效避免了收卷卷心褶皺問題（即“花瓣”現象）的發生。

（2）整機布局更合理

①雙工位無溶劑復合設備涂膠裝置與復合裝置距離較近，走料長度小于1米，單工位無溶劑復合設備涂膠機構與復合機構距離較遠，走料長度大于5米。因為無溶劑復合使用的是雙組分膠黏劑，如果料膜在空氣中暴露的距離過長，其中的A膠與空氣中水分接觸的時間就長，在固化過程中產生CO2氣體的可能性自然就會增大。如果產生的CO2氣體無法及時排出，就會導致熟化期間復合膜的兩層基材脹起，在膠黏劑固化后留下氣泡。尤其在夏季多雨季節，空氣濕度較大，當相對濕度大于85%時，氣泡產生的幾率明顯增多。采用雙工位無溶劑復合設備則可大大降低氣泡產生的幾率，同時還可減少蚊蟲粘附膠面的情況發生。

②雙工位無溶劑復合設備的機架要比單工位無溶劑復合設備的機架稍高，兩者穿料都比較困難，因此大部分雙工位無溶劑復合設備設計有自動穿料機構（目前單工位無溶劑復合設備均無此機構）。陜西北人生產的雙工位無溶劑復合設備不僅設計了自動穿料機構，整機還配備了移動工業登高車，徹底解決了穿料困難的問題。

③雙工位無溶劑復合設備的轉移膠輥、涂膠壓輥大多采用袖套式結構，有效降低了勞動強度，且更換快捷，節省時間，而大部分單工位無溶劑復合設備則采用普通膠輥。

④雙工位無溶劑復合設備均設計有冷卻輥，有利于復合膜的定型，單工位無溶劑復合設備只有部分設備制造商設計有冷卻輥。

（3）生產效率較高

通常情況下，雙工位無溶劑復合設備的穩定工作速度為300～600m/ min，比干式復合設備的穩定工作速度高出約2～3倍，產量可高出70%以上。

（4）無溶劑復合膜質量較高

由于走料布局不同，雙工位無溶劑復合設備的運行較為穩定，大大減少了停機時間，且設備張力控制狀況、膠黏劑黏度一致性等方面都得以改善，大大提高了復合膜質量的穩定性。

無溶劑復合工藝與干式復合工藝的經濟效益對比

目前，我國無溶劑復合設備的實際生產速度最高能達到400m/min或更高，干式復合工藝實際生產速度在150～200m/min之間。和干式復合設備相比，雙工位無溶劑復合設備的效率提高了兩倍以上，雙工位無溶劑復合設備更適合長單生產。同等產量的產品，雙工位無溶劑復合設備比干式復合設備和單工位無溶劑復合設備大約節省了一個班次的人員。在利潤較低的軟包裝行業，使用無溶劑復合設備能幫助軟包裝企業大大節省用工成本。

與干式復合工藝相比，無溶劑復合工藝的另一優勢就是涂布量少。無印刷膜上膠量只需1.2～1.5g/m2，印刷膜上膠量只需1.4～1.8g/m2，紙塑復合上膠量只需1.8～2.2g/m2。無溶劑復合膠黏劑的密度范圍為1.16～1.22g/cm3，由此可以計算出塑塑復合涂布厚度范圍為1.0～1.6μm，紙塑復合涂布厚度范圍為1.5～1.9μm（無溶劑復合工藝與干式復合工藝膠黏劑成本對比如表1所示）。曾有軟包裝企業提供直接數據：綜合考慮，無溶劑復合工藝比干式復合工藝可節約0.1～0.5元/平方米。對于如此小的涂布厚度，無溶劑復合設備中涂布機構各輥的幾何精度、位置精度、輥身表面粗糙度、支撐軸承精度等就顯得極其重要。此外，由于無溶劑復合膠黏劑無需使用稀釋劑，相比干式復合（溶劑型膠黏劑）來說，不僅可以節省稀釋劑的購買成本（無溶劑復合工藝與干式復合工藝稀釋劑成本對比如表2所示），還能減少對環境的污染。

另外，無溶劑復合工藝沒有干燥過程，節約了大量能耗（無溶劑復合工藝與溶劑型干式復合工藝的能耗成本對比如表3所示）。根據我公司無溶劑復合設備客戶的實際使用情況調查，一家中型軟包裝企業使用無溶劑復合工藝后，每年可直接節約能耗成本達30萬元以上。

雙工位無溶劑復合設備在功能和效率方面已基本達到軟包裝企業的使用要求，但從實際應用來看，其還存在一定弊端。例如，整機過于高大，清洗相對困難；機速過高，需要操作人員頻繁換卷（主要指半自動不停機接換卷），即效率提高的同時加大了勞動強度；操作相對復雜，需要提高操作人員的技能水平。因此，從雙工位無溶劑復合設備的弊端也可以看出，其未來發展方向是自動化、智能化，本著以人為本的原則提高設備的可操作性、輕便性。例如，自動上下卷、自動裁切換卷、自動清洗涂布輥等功能，均可實現一鍵式操作，徹底減輕操作人員的勞動力強度；應用先進互聯網技術，實施網絡遠程診斷、云服務等。