A011-再論工作粘度對(duì)無溶劑復(fù)合全過程的影響

本文立足于用數(shù)字化方法分析膠黏劑粘溫特性對(duì)無溶劑復(fù)合工藝全過程的重要影響。隨著無溶劑復(fù)合工藝的不斷推廣普及，膠黏劑的工作粘度正變得日益重要，它已經(jīng)成為是理解無溶劑工藝特性、優(yōu)化工藝參數(shù)、預(yù)防和處理相關(guān)質(zhì)量事故的關(guān)鍵，值得所有研發(fā)、所有操作和管理人員高度關(guān)注。

所謂數(shù)字式粘溫特性，簡(jiǎn)單地說就是指數(shù)字化方式表征的膠黏劑粘度隨溫度變化的規(guī)律。如下表所示。

表?某典型雙組分膠（A膠和B膠）數(shù)字化特性參數(shù)表

從上表可以看出，在不同溫度下，兩種膠液的粘度數(shù)據(jù)相差很大；而即使在同樣溫度下，兩種膠液的粘度可以相差最高約4倍。

通過數(shù)字粘度我們可以很好地分析它對(duì)混膠、涂布和復(fù)合的影響。實(shí)踐證明，其它影響程度遠(yuǎn)超出了大多數(shù)人的想象。下面分析提到的粘度實(shí)際上都是我們常常說的工作粘度。

一、粘度對(duì)雙組分膠混合均勻性的影響

粘度對(duì)雙組分混合均勻性的影響主要體現(xiàn)在兩種膠液粘度值差過大時(shí)會(huì)無法實(shí)現(xiàn)均勻混合。

兩種膠液粘度越接近，其混合均勻性越好。這是由靜態(tài)混合管工作原理所決定的。

自動(dòng)混膠機(jī)都有A膠和B膠的加熱和溫控系統(tǒng)，而且是相互獨(dú)立操作和自動(dòng)控制的，其目的就是將使兩組分膠液的工作粘度始終控制在一個(gè)適當(dāng)范圍內(nèi)，以便于充分均勻的混合。

但是，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，混膠作業(yè)時(shí)常出現(xiàn)某些問題，究其原因主要還是與雙組分膠的工作粘度偏離正常范圍有關(guān)。

常見的不正常主要有兩種現(xiàn)象：

1）工作溫度設(shè)定不合理或設(shè)定錯(cuò)誤

雙組分膠廠家都會(huì)為用戶推薦A膠和B膠的工作溫度區(qū)間，二者獨(dú)立且通常溫度上下限都不一樣的。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的問題可能是如下原因引起的：

首先，正因?yàn)?strong>A膠和B膠工作溫度可獨(dú)立設(shè)定，可能會(huì)留下某種隱患。雖然兩者的設(shè)定值都在推薦范圍內(nèi)，但如果操作人員分別選定了極限值，實(shí)際兩者的工作溫度就不在優(yōu)化區(qū)間，甚至可能已經(jīng)偏離了穩(wěn)定工作區(qū)。

其次，一般說明書都沒有對(duì)什么條件下使用上限或下限做出明確規(guī)定。由用戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，更沒有工作粘度參考說明。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的設(shè)置錯(cuò)誤，A膠B膠溫度高低倒置，產(chǎn)生批量廢品。

2）低溫時(shí)節(jié)預(yù)熱不充分導(dǎo)致混合時(shí)A膠和B膠粘度懸殊

在低溫時(shí)節(jié)，我們強(qiáng)調(diào)要對(duì)膠黏劑進(jìn)行充分預(yù)熱。

如果是一種膠液工作溫度達(dá)標(biāo)而另一種膠液溫度過低，就會(huì)出現(xiàn)因兩者粘度相差過大，混膠不均勻，從而產(chǎn)生隨機(jī)性局部不干的故障。

2018年，我們首次在業(yè)內(nèi)提出了“等粘度混合”的概念，其目的正是為了消除雙組分膠溫度誤設(shè)置和預(yù)熱操作不到位等因素引起的各種不利影響。

從上圖可以看出，選擇A膠和B膠的工作溫度主要是依據(jù)圖表中的水平線。因此每個(gè)品牌的合理工作溫度都是不同的。

二、粘度對(duì)涂布狀況和一致性的影響

膠黏劑的涂布粘度會(huì)影響轉(zhuǎn)移率和涂布效果。

2018年，我們?cè)?strong>C600智能型無溶劑復(fù)合機(jī)上首次提出了“恒粘度轉(zhuǎn)移”的概念，正是為了減少或消除涂布單元膠黏劑因?yàn)檎扯雀淖兌鴮?dǎo)致的轉(zhuǎn)移不良和涂布不均勻的不利影響。

等粘度混合和恒粘度轉(zhuǎn)移是通澤為探索工藝數(shù)字化而提出兩個(gè)新概念！

即使混合均勻的膠黏劑在涂布單元上也可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)移不良和涂布不均勻的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因在多數(shù)情況下也與膠黏劑溫度異常導(dǎo)致其各種粘度異常有關(guān)。

輥筒表面溫度不均勻，或者設(shè)定值與實(shí)際值相差明顯，導(dǎo)致膠黏劑粘度與期望值不符，轉(zhuǎn)移和涂布不良，是許多無溶劑復(fù)合機(jī)都出現(xiàn)過的現(xiàn)象。

輥筒表面溫度不均勻大部分是橫向不均勻（寬度方向不均勻），導(dǎo)致膠黏劑橫向轉(zhuǎn)移不良，嚴(yán)重時(shí)涂布基材上能看到諸多縱向線條。其主要來源有兩種：

1）本身設(shè)計(jì)缺陷，主要加熱系統(tǒng)和輥筒結(jié)構(gòu)；

2）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，比如沒有根據(jù)環(huán)境條件調(diào)整加熱機(jī)溫度值，在環(huán)境溫度很低時(shí)就出現(xiàn)輥筒兩端溫度偏低的情況，導(dǎo)致無法局部膠黏劑無法正常轉(zhuǎn)移。

三、粘度對(duì)復(fù)合效果的影響

在這里，我們先要重新提到兩個(gè)概念：涂布粘度和復(fù)合粘度。

涂布粘度是指膠黏劑在涂布時(shí)的工作粘度。

復(fù)合粘度是指膠黏劑在復(fù)合時(shí)的工作粘度。當(dāng)然，這里指的涂布和復(fù)合分別是指基材經(jīng)過涂布鋼輥和復(fù)合鋼輥的短時(shí)或瞬間。

如果復(fù)合粘度控制不好，涂布良好的基材也可能出現(xiàn)復(fù)合不良或復(fù)合強(qiáng)度下降。

發(fā)生這類現(xiàn)象的原因主要是復(fù)合粘度異常增高。大致有兩種情形：

1）從涂布到復(fù)合通常要經(jīng)過較長(zhǎng)的通道，在這一段，基材表面溫度會(huì)下降，導(dǎo)致其復(fù)合粘度增高。復(fù)合粘度增高通常有利于復(fù)合穩(wěn)定性，但有時(shí)可能產(chǎn)生相反的效果（比如，不利于流平、需要更大復(fù)合壓力壓平等），取決于增高的幅度。

2）停機(jī)換料時(shí)，通道段基材表面膠層溫度有時(shí)會(huì)明顯下降、粘度升高，影響復(fù)合均勻性和強(qiáng)度。

隨著無溶劑復(fù)合應(yīng)用的推廣應(yīng)用，單組分膠的使用比例在不斷增加。由于其采用高溫工作溫度（通常80-110℃）、運(yùn)行速度也較低，上述情形的影響可能更為常見和明顯，甚至?xí)@著降低復(fù)合強(qiáng)度。在織物領(lǐng)域就出現(xiàn)過類似的實(shí)例。

四、粘度對(duì)收卷效果的影響

與涂布粘度、復(fù)合粘度相同，我們?cè)谶@里還要引進(jìn)收卷粘度的概念。

收卷粘度是指膠黏劑在收卷時(shí)的工作粘度。

一般人都不大會(huì)關(guān)注這一概念，因?yàn)閺膹?fù)合到收卷時(shí)間間隔很短，膠黏劑粘度改變不大。但是，當(dāng)使用冷卻輥或者環(huán)境溫度低等情況下，收卷時(shí)粘度就會(huì)與復(fù)合時(shí)明顯不同。

而從品質(zhì)管理的角度看，收卷粘度及收卷狀態(tài)恰恰是更重要的一個(gè)控制點(diǎn)。

有必要指出，混合的AB膠黏劑的粘溫特性與兩種單膠的粘溫特性是不同的，這方面還需要進(jìn)一步的專業(yè)研究。

總之，膠黏劑的粘溫特性具有從預(yù)熱、混膠、涂布、復(fù)合到收卷全過程的影響，是無溶劑復(fù)合的一個(gè)工藝關(guān)鍵因素和難題。它同時(shí)也為我們展示了下一步工藝優(yōu)先、操作改進(jìn)、設(shè)備升級(jí)的思路和方向。如果能在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化粘度控制，我們就有望獲得優(yōu)化的工藝條件和最佳品質(zhì)的質(zhì)量。

我們?cè)谶@方面研究已經(jīng)有了一個(gè)良好的開端！

（供稿 左光申）