如何拓展国产干式复合设备的设计空间

纵观传统的国产干式复合设备，其在结构设计上基本沿承的仍是20世纪80～90年代的设备原型，存在不少欠合理的地方，这也是制约干式复合软包装产品质量提升的主要影响因素。接下来，笔者将从结构设计的角度，对国产干式复合设备的不足表现，以及进口干式复合设备的独特设计谈一谈个人认识。

涂布方式

在胶黏剂转移涂布方面，传统国产干式复合设备采用的仍是网纹辊涂胶方式，这使得干式复合涂胶量往往难以打破在4.0g/m2上下浮动的局限，无法满足高复合强度软包装产品的应用要求。而且，网纹辊涂胶方式还会造成胶黏剂涂布不均匀问题的出现，尽管这种问题可以通过均匀辊的作用来加以改善，但复合效果仍然不尽如人意。在此列举两个最常见的负面案例：一是干式复合高温蒸煮袋，如果胶黏剂涂布不均匀，待其经过高温杀菌工序后，可以很明显地看到，高温蒸煮袋的表面多处出现了凹凸不平的现象，这是由于在高温杀菌过程中，胶黏剂固化后应力不均匀造成的；二是在软包装印刷膜的复合生产中，在涂布胶黏剂时，由于均匀辊的作用，会对酯溶性油墨的附着力带来一定的负面影响。

反观进口干式复合设备，其可提供两种或两种以上的涂胶方式供用户选择，一种是传统的网纹辊涂胶方式；另一种是类似于柔印机印刷单元的涂胶方式，即两辊或三辊转移涂胶方式。后者可使用户轻松得到更大的涂胶量和更均匀的涂布效果，另外，涂胶单元还可以采用小车式结构设计，便于涂胶单元的安装、清洗和更换。

走料路线

在走料路线方面，传统的国产干式复合设备也存在不合理的设计，如基材涂布后采用垂直上升的方式进入烘干单元，涂胶量较大时，容易导致涂布后的基材还未进入干燥工序，胶黏剂就已经产生流延现象，这将进一步加剧胶黏剂涂布不均匀的程度。

反观进口干式复合设备，其已将垂直上升的走料路线改为了45。爬升方式，这样可以轻易、有效地避免胶黏剂流延缺陷。

烘干方式

在烘干方式上，传统的国产干式复合设备采用的是将热风直接吹到胶黏剂表层来达到溶剂挥发的目的，但这往往会带来一些负面影响。如在风速较高的热风下，胶黏剂表层会出现“水波纹"现象；先受到热传递的胶黏剂表层的溶剂会首先挥发，而胶黏剂内层的溶剂不易挥发，导致胶黏剂表层出现结痂，溶剂残留量超标。

胶黏剂中溶剂的挥发需要两个基本条件：一是温度，基材受热后，当胶黏剂中的溶剂达到挥发温度时，才能挥发出来；二是需要在基材周围营造具有溶剂浓度差的条件，以使胶黏剂中的溶剂向低浓度的烘箱转移，然后被烘箱内流动的气流带走。由此可见，从胶黏剂表层开始加热并不是一种合理的热传递方式。

反观进口干式复合设备，其烘箱设计已利用从基材开始加热的方式，代替了从胶黏剂表层开始加热的方式。一种设计方法是：在基材45。爬升的工段增加一个可以从下而上加热的烘箱，使基材先行受热，然后再进入主烘箱，主烘箱上下均设有传热风嘴，其中一个风嘴位于主烘箱下部导辊之间，除了可以传热之外，还可以起到使基材浮动的作用，另一个风嘴位于主烘箱上部，可以起到平衡基材浮动的作用，这就是“半悬浮式烘箱设计法"。另一种设计方法称为“全悬浮式烘箱设计法”，在这种方法中，烘箱内的导辊全部被取消，基材在烘箱中完全处于上下风嘴作用下的一种浮动状态。

通过以上描述，我们可以想象，在进口干式复合设备中，涂布后的基材是在一个合理的加热环境中完成溶剂挥发过程的，溶剂挥发更彻底，烘箱工作效率更高。更重要的是，设备的工作速度可以得到提升，而不必担心溶剂残留问题的影响。目前，进口干式复合设备的工作速度已经可以达到600m/min。

张力控制

一般，国产干式复合设备在设计上更多地专注于提高复合软包装产品的阻隔性能，而往往忽视了复合过程中各层材料尤其是高阻隔性能材料本身的阻隔性能，而这有赖于张力的精确控制。如果张力控制不精确，就会造成复合材料的拉伸，若受到过分拉伸，还会破坏其阻隔性能。

进口干式复合设备的半悬浮式烘箱设计和全悬浮式烘箱设计不但能提高设备的工作效率，还有助于实现精确的张力控制。以半悬浮式烘箱设计为例，其多采用分段烘箱导辊速度同步控制方式，以尽量避免烘箱中的导辊因线速度不同步而导致的张力干涉和材料(如铝箔)受损等问题的发生。当前，在铝箔上涂胶已成为国外市场上的一种流行工艺，这样既可以减少涂胶量，也可以利用铝箔优越的导热性能，对溶剂挥发起到更直接的作用。

收卷单元

国产干式复合设备在收卷单元的设计上也存在有待改善的空间。我们知道，收卷单元的料卷直径从小到大的变化过程中，基材从最后一根导辊到收卷纸芯的距离一直在改变(变小)，收卷开始时，两者间过大的距离会导致基材产生抖动，控制难度加大；同时，基材进入收卷单元料卷的夹角也在改变(变小)，收卷开始时，过大的夹角会导致大量的空气夹杂到料卷各层之间，如果基材的摩擦系数较低，夹杂的大量空气就会使基材在收卷过程中发生位移，导致收卷不齐。

反观进口干式复合设备，其收卷单元一般都带有间隙辊功能，这种随动的间隙辊可以始终随着料卷直径的增大而使后续卷入的基材保持恒定的距离和夹角，这样就可以实现近乎完美的收卷效果，这种收卷装置被业内称为“间隙收卷装置”。带有间隙收卷装置的收卷单元，对因印刷图案或基材厚薄不均造成的复合产品厚度偏差问题，或对摩擦系数较低的复合材料具有最佳的收卷效果。

本文通过与进口干式复合设备的对比，揭示了国产干式复合设备在结构设计上的不足，同时也指出了国产干式复合设备有待完善的设计空间，希望能给相关设备设计人员提供些许思路与帮助。有关其他国产软包装设备在性能、设计等方面的提高和拓展，将在今后继续与大家探讨。