通泽无溶剂复合机技术的基础架构

A024-通泽无溶剂复合机技术的基础架构

任何工艺设备都有自己的技术体系,而这个体系是建立在其基础构架之上的,无溶剂复合机亦不例外。

通泽无溶剂复合机已建立了多用途、多规格和系列,形成了自己的技术体系,而这一体系是建立在五大基础架构之上的,这些架构作为一个有机整体好比一个大厦地基和骨架。

五大基础架构是:

  1. 双伺服驱动输胶系统;
  2. 双同步控制出胶系统;
  3. 3D1L分段组合张力模式;
  4. 双伺服驱动涂胶系统;
  5. 水平式复合机构。

其中,前两点涉及自动混胶机,后三点涉及复合机主机。

特别值得指出的是:这些基础技术都是与无溶剂复合工艺特点及其对设备的基本要求直接相对应的。 

一、双伺服驱动输胶系统

自动混胶机是无溶剂复合成套设备的心脏,它的精度和稳定性直接决定了复合质量和效率。据不完全统计,无溶剂复合的质量事故50%以上与自动混胶机有关。

通泽从2010年开始在全球首家采用齿轮泵双伺服驱动技术,通泽系列混胶机(以标准型(StandardMixer)混胶机SM40-1为代表)是目前市场上公认最精准可靠的自动混胶机。

齿轮泵双伺服驱动方式的主要优点是:

1)精度高,可以实现目标值:输胶分辨率可达到0.001g,可在理论上保障输胶控制精度0.01g

2)基于上述精度,可实现混配比精度±1%,且与齿轮泵运行速度无关,特别是在低速、频繁启动阶段仍可获得高精度,具有比变频控制无法比拟的优势。

3)对于某些特殊用途(比如镀铝膜复合时),可以通过调整混配比来实现特定工艺要求。

 二、同步控制出胶系统

出胶同步性
是现代自动混胶机的第一技术关键点,可以说是无溶剂工艺稳定实现的命门。

对于采用变频控制的混胶机来说,分辨率和同步控制是精度不够的,在理论上就无法保障对工艺的稳定实现。

在频繁低速启动/停止循环中,只有伺服才能保证精确性、一致性和可靠性。但是,即使采取伺服控制,出胶同步性也不一定能严格精准控制。其潜在的风险就是AB胶出胶无法实现在所有时段都均匀混合,从而存在局部不规则不固化的风险。这是无溶剂复合最令人头疼的事故原因之一!

通泽专利创造的双同步控制从理论和实际上首次真正解决了出胶同步的问题!它是通过“软同步(即程序控制同步)”和“硬同步(即单一驱动控制阀门同步)”,实现同步的“双保险”模式。 根据AB胶的特点,实现A或B先开后闭、同开同闭模式,满足双组分胶混配最关键的要求。

这种控制系统的主要优点是:

1)利用“软同步”,可实现同步精度0.001 g,并可以人为地选择AB胶的输胶顺序和先后时差。

2)利用“”硬同步”(借助于“一体阀”,亦称“顺利阀”)可以消除气路延迟、阀侧隙粘黏等导致的出胶不同步(即两组分胶不同时进入静态混合管的现象)。

3)有力消除局部不干这一顽症产生的先天条件。

最近几年,通泽自动混胶机不仅为通泽自己生产的复合机配套,还为国内外众多用户提供的更换选择。 

三、3D1L分段组合张力模式

所谓3D1L分段组合张力模式是指在基本型无溶剂复合机的四段张力中三段采用“浮动辊式(dancingroller)”模式、一段采用“微位移式(load cell)”张力控制模式的组合。具体地说,在一放、通道、二放采用“浮动辊”方式、在收卷采用“微位移”方式。

众所周知,所有卷筒料加工设备(如印刷机、复合机、涂布机和分切机等)来说,最基础的控制系统就是张力控制系统,无溶剂复合机也不例外。

但是,无溶剂复合有其自身的工艺特点,因此其张力控制系统与其它印刷机或干复机也有所不同。比如,无溶剂复合基材种类多;厚度范围越来越宽(越来越薄和越来越厚同时发展),料卷质量或松紧参差不齐;运行速度越来越高;单工位主导;卷径越来越大;收卷时初粘力低,有时双组分和单组分互换等。

3D1L分段组合张力模式是通泽从第一批无溶剂复合机就采用的张力控制模式,一直沿用至今。它构成了通泽无溶剂复合机的基础技术架构之一,其它各种各样的定制机型都是其拓扑设计的结果。

这种模式主要优点体现在“三个适合”,即:

1)适合基材的不同情况。比如,放卷适应松紧不均匀的印刷料(常用在一放)或者拉伸性材料(如PE,常用在二放) 。

2)适合机器的基本布局。比如,通道(从涂布钢辊到复合钢辊之间)长度较大,也采用浮动辊控制方式。

3)适合工艺特点。收卷段(从复合钢辊到收卷轴之间)路径超短,适合初粘力低的复合膜。采用“微位移式”不仅路径短,而且复合膜穿绕导辊少、弯曲度小,检测灵敏度高,因此对收卷非常有利。越是刚性材料、越是厚基材,此项优势越明显。

当然,根据基材、工艺、功能、卷径的变化,此模式可拓扑变形出许许多多新组合。 

四、双伺服驱动涂胶系统

无溶剂复合机涂布单元通常都是变频控制,且多数采用一个驱动来控制计量辊和匀胶辊。

而通泽的采用两个独立驱动,全伺服控制,利用伺服驱动和编码器控制计量辊和匀胶辊。

这种方式的主要下优点是:

1)编码控制精度可以达到涂胶量分辨率0.01g/㎡,从而在原理上保障涂布精度±0.1g/㎡

2)可以非常精确地控制各辊转速和相互之间的转速比,并长期运行中保持稳定。

3)调节灵活,并可获得最佳涂胶量。

4)双伺服控制,两次调整,可最大限度改善涂布表面状态。 

五、水平式复合机构

所谓水平式复合结构是指复合钢辊和复合胶辊两辊中心线、复合钢辊和复合胶辊及背压辊三个中心线在水平线上或在水平线附近。
这种方式与其它公司常用的垂直排列完成不同。垂直排列还有两种具体布局:

  • 复合钢辊→复合胶辊→(背压辊)从上至下;
  • 复合钢辊→复合胶辊→(背压辊)从下至上。

与垂直排列或其它复合结构相比,水平排列方式的主要优点是:

1)在任何情况下,辊间压力方向在水平方向,而各辊自重力在垂直方向,二者相互垂直,互不干涉。因此复合压力始终处于稳定状态。

2)各辊设定的工作气压不需要补偿辊系的自重,因此可以得到最真实的复合压力。同时,在满足需要的条件下,复合气压可以最小,从而减轻机构负载。

3)气源压力的波动不会附加震动。在垂直排列中,气源压力波动与辊系自重可形成震动源(产生类似弹簧的效果),干扰复合压力的稳定性。对于初粘力很低的无溶剂复合,这是一个及其重要的优点。

上述五个技术基础分别体现在混胶、涂胶、走料、复合收卷的几大关键环节,构成了通泽无溶剂复合成套设备的五个立柱!这些都是通泽的独家技术,已通过专利或软著实现了保护!

实际上,它们也是通泽设备“精准、可靠和简捷”三大优点的基础!

(供稿 左光申)

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