轉(zhuǎn)自《包裝前沿》

摘要：本文主要闡述干復(fù)機張力和各段張力對復(fù)合膜質(zhì)量的影響及工藝控制要點。

Abstract： This paper describes the influence of tension of dry laminating machine and tension on the quality of composite film and the main points of process control.

干復(fù)機的張力系統(tǒng)是復(fù)合膜加工非常重要的控制因素，沒有合適穩(wěn)定的張力輸出，就不可能會有好的復(fù)合膜質(zhì)量，本文主要闡述干復(fù)機張力和各段張力對復(fù)合膜質(zhì)量的影響及工藝控制要點。

一、干復(fù)機張力描述

圖一  干復(fù)機結(jié)構(gòu)示意圖

【1.第一放卷（主放卷）  2.涂布單元  3.烘箱通道  4.第二放卷（副放卷）  

5.復(fù)合部位  6.收卷部  7.冷卻裝置】

干復(fù)工藝中的張力通俗地講就是薄膜在機器上靜止或轉(zhuǎn)動時的繃緊力，薄膜向前運行中，向前遷引力受到一定的向后阻力，阻力作用使薄膜繃緊。

二、張力形成的兩種方式

1、磁粉制動器或磁粉張力控制器，通過電流調(diào)節(jié)，用磁粉充填量增加摩擦力來抑制轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。

2、利用轉(zhuǎn)動輥的速度差形成張力，用速度差的大小調(diào)節(jié)張力的大小。復(fù)合機靠浮動輥或擺臂控制，由氣缸連接的浮動輥或擺臂在張力變化時，會在一定幅度范圍內(nèi)變動位置，在變動位置的過程中，它連接的編碼器會傳遞電流信號到控制電機的變頻器，再由變頻器調(diào)整伺服電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)張力的調(diào)節(jié)。

三、干復(fù)機的幾段張力

1、第一放卷張力，由放卷軸連接的磁粉制動器控制，通過電流調(diào)節(jié)張力的大小。

2、第一放卷牽引張力，由壓輥網(wǎng)線輥夾著薄膜往前輸送，和放卷張力一起形成牽引張力，由張力調(diào)節(jié)控制器和細臂控制。

3、烘道張力，在涂膠壓輥和復(fù)合壓輥之間形成的張力，靠涂膠輥和復(fù)合熱輥的速度差形成。

4、第二放卷張力，由放卷軸連接的磁粉制動器控制，可電源調(diào)節(jié)大小。

5、第二放卷牽引張力，由復(fù)合鋼輥和壓輥夾著薄膜往前輸送，和放卷張力一起形成牽引張力，由張力調(diào)節(jié)控制器或擺臂控制。

6、收卷張力（包括收卷軸張力），這部分是獨立的張力控制系統(tǒng)，由收卷張力控制器調(diào)節(jié)，包括初始張力和錐度張力（也叫遞減體力）。

四、放卷張力的控制

第一股卷軸與涂布單元之間的張力控制及第二基材放卷軸與復(fù)合部之間的張力控制，在放卷時均采用被動式的恒張力放卷，放卷過程中隨著卷徑的減小，張力要保持基本恒定，就要由磁粉制動器通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動力矩來滿足張力恒定的要求。同時因為這兩段的距離比較短，所以張力初始值的設(shè)定要小一步，需要注意的是膜卷越重，慣性越大，放卷張力也要大；卷徑相同時膜卷越寬，張力越大。放卷張力是被動式的恒張力，隨著卷徑變小，張力要保持恒定，是由磁粉控制器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動力矩控制。

五、烘道張力的控制

烘道張力是薄膜經(jīng)過干燥箱時的繃緊力，是由涂布輥與復(fù)合輥的速度差產(chǎn)生的。通常情況下復(fù)合輥的速度要比涂布輥的速度大0.05%~0.1%，這樣才能保證膜處于繃緊平整的狀態(tài)。在干式復(fù)合機中通過調(diào)節(jié)電流輸出來改變復(fù)合輥與涂布輥的速度差，達到調(diào)節(jié)中間干燥部分的張力，這部分的張力除了受速度差的影響外，還與實際基材的伸縮率、薄厚變化、干燥溫度、干燥區(qū)的長度膜、膜的傳輸速度等因素有關(guān)。如果薄膜的伸縮率越大，在張力作用下越容易變形，所以應(yīng)針對不同材質(zhì)的薄膜適當(dāng)調(diào)整電流輸出，改變速度差，從而得到一個合適的張力值。如果基材的厚度不均勻，復(fù)合輥和涂布輥的壓力就會波動，從而造成膜速度的變化，也即影響了張力。如果這部分的張力太小或者沒有張力，即涂布輥的速度大于或等于復(fù)合輥的速度則會出現(xiàn)膜的褶皺，甚至造成膜堆積現(xiàn)象，影響膠粘劑的涂布效果。但是也不能過大，因為受干燥溫度的影響，張力太大會使薄膜在受熱的狀態(tài)下發(fā)生不可逆的拉伸變形，甚至出現(xiàn)縱向的皺紋、橫向隧道式折痕等，嚴重的會造成復(fù)合膜報廢。

六、收卷在力的控制

收粉張力控制顯指收卷理與復(fù)合矩之間的張力控劃。在收卷時由磁粉離合器對卷芯施加卷取轉(zhuǎn)矩，通過卷取層間的摩擦傳達力，在最外層發(fā)生張力，這個為收卷張力。其控制目的就是使復(fù)合好的膜，收卷成良好養(yǎng)曲狀態(tài)的膜卷，常用的有3種張力控制方式：

1、恒慨力控制

由于整個過程中張力保持不變，張力設(shè)定值小時，收卷不齊而造成偏卷、偏心現(xiàn)象；張力設(shè)定值大時，收卷后薄膜不能很好地回縮而殘存一部分張力，形成一個較大的收縮力，從而使內(nèi)層薄膜因受擠壓而變形，或產(chǎn)生硬卷現(xiàn)象，因此這種方式只適合于卷徑較小的膜卷，不適應(yīng)目前絕大多數(shù)產(chǎn)品的收卷。

2、等力矩張力控制

由公式：M=FR可知，隨著卷徑增加，收卷張力將越來越小，為了減少停機次數(shù)提高生產(chǎn)效率，復(fù)合膜卷的直徑越收越大，因此收卷張力將會越來越小，使得膜卷不能太緊；同時膜卷也越來越重，它需要一個很大的轉(zhuǎn)矩才能轉(zhuǎn)動，所以單純恒力矩的張力控制能不能滿足要求了。

3、錐度張力控制

實踐證明采用錐度張力控制基本能解決上述問題。

隨著卷徑增加，膜卷逐漸加重，因此需要一個適宜的轉(zhuǎn)矩帶動收卷輥轉(zhuǎn)動。但是受實際工作條件和環(huán)境的影響，如果的性能（包括厚薄度、伸縮率等）、溫度、運行速度、電流的穩(wěn)定性等因素，這些都會影響張力控制。

根據(jù)實際膜的情況，包括寬度、厚度、拉伸性、柔韌性等，確定使用哪種錐度張力形式。目前的干復(fù)機在設(shè)置上，一般有曲線推度張力、直線推度張力和分段錐度張力。

錐度張力選用一定要和復(fù)合膜本身的特性相匹配，比如PET/AL與PET/PE會選用不同的錐度強力。

自動控制收卷張力的機器，在張力控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)定了張力值對應(yīng)的收卷卷徑。隨著卷徑增大，張力值逐漸減小，設(shè)定多少個數(shù)值點和張力控制系統(tǒng)的軟件有關(guān)，理論上講，數(shù)復(fù)點越多，張力控制越精細。這個設(shè)定需要多種材質(zhì)和規(guī)格的材料實踐確定，一般設(shè)備廠家合根據(jù)經(jīng)驗，養(yǎng)不好常規(guī)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)。但在實際運用中，這個設(shè)置需要一定時間的摸索才可以固定下來，固定下來的數(shù)據(jù)保存在系統(tǒng)內(nèi)，也僅僅適用同類產(chǎn)品；如果做其它類產(chǎn)品，要對應(yīng)選用系統(tǒng)內(nèi)保存張力數(shù)據(jù)，這個適應(yīng)公司各類產(chǎn)品，保存好的各道張力設(shè)置最好不要再隨意調(diào)整變動。目前根據(jù)收卷卷徑，手動調(diào)節(jié)張力的機器還有在使用，這就需要操作者有非常豐富的經(jīng)驗，每次都能精準(zhǔn)找到調(diào)節(jié)張力的切入點，才可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

七、各段張力對復(fù)合膜質(zhì)量影響

1、放卷張力

放卷張力與牽引張力太小，膜繃不緊，走膜不平和抖動，過壓輥打折；張力太大，膜拉伸會造成形變。如果是印刷料，會改變圖案間距，超出范圍，造成材料報廢。形變大收縮性強的材料，復(fù)合膜會向這一邊卷曲，嚴重的甚至?xí)o法使用。

2、烘道張力

烘道張力太小，同樣膜運行不平整，出烘道后就會有折痕，展平導(dǎo)輥無法展平的情況下，造成復(fù)合折皺。張力太大，在烘道加熱的情況下，更容易使膜拉伸變形，也可能會有死折出現(xiàn)。同樣張力條件下，不同拉伸強度和延伸率的薄膜形變是不同的，因此張力對印刷圖案的單元有一定影響。烘道張力會對復(fù)合膜卷曲、隧道、打折等帶來不同程度的影響。張力參數(shù)穩(wěn)定的情況下，原膜的物理性能穩(wěn)定也非常重要。在烘道張力設(shè)定時，不要忽略抹平輥的影響（目前干復(fù)機一般都有膠水抹平輥），抹平輥的轉(zhuǎn)速、粗細、干凈程度、膠水粘度和膜的接觸力等，都對烘道張力有一些影響，比如膠水粘度大，抹平輥轉(zhuǎn)速高，就會引起烘道張力增加。在烘道張力波動或變小的情況下，涂過膠水的膜會纏繞在抹平輥上，帶來被動停機。

3、收卷張力

收卷初始張力根據(jù)材料寬度、材料結(jié)構(gòu)和收卷軸直徑確定；錐度張力，根據(jù)材料厚度、最終卷直徑和材料類型確定。收卷張力是復(fù)合質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素。

收卷時，收卷力矩過大，在膜層間將會產(chǎn)生滑動，結(jié)果在最外層不能生成所設(shè)定的張力值，會影響到張力的實現(xiàn)。如果沿著卷取方向發(fā)生層間滑動，膜卷會卷得太緊，在中心部發(fā)生“菊花瓣”樣的皺紋。同時，如果張力變化過于急促，隨收卷輥的旋轉(zhuǎn)膜卷會發(fā)生橫向滑移，產(chǎn)生串卷現(xiàn)象。在收卷時采用錐度張力控制時，錐度值和初始張力的設(shè)定很重要，應(yīng)根據(jù)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、寬度等實際情況，要使復(fù)合好的膜卷收卷狀態(tài)最好。

收卷張力，特別是初始張力控制還要做到大小適宜。通常情況下，復(fù)合膜在卷取前要充分冷卻，使復(fù)合膜定形同時也增大膠粘劑的內(nèi)聚力。若不經(jīng)冷卻，就要加大收卷張力，使膜卷緊。如果收卷松，則會因為基膜間膠粘劑未充分交聯(lián)固化前，內(nèi)聚力小而發(fā)生相對滑動，出現(xiàn)隧道現(xiàn)象，熟化過程中會加劇隧道的長度和寬度。再則，收卷張力太小，膜卷會因內(nèi)松外緊而偏卷或內(nèi)層出現(xiàn)褶皺，不但影響外觀還影響復(fù)合膜的機械性能。

收卷張力與放卷張力在控制上是不同的。在收卷過程中，如果說收卷張力恒定不變，或變化不合適，隨著卷徑不斷增大，繞曲張力不斷增加，形成外緊內(nèi)松，導(dǎo)致復(fù)合膜串卷，造成花瓣狀卷心現(xiàn)象。因此，收卷張力要采用錐度值控制，復(fù)合收卷錐度值要根據(jù)具體膜的情況來設(shè)定，要保證張力遞減合適，且不產(chǎn)生外緊內(nèi)松現(xiàn)象。

各個放卷和收卷的紙管（或鋼管）是否固定也影響張力的大小和復(fù)合膜質(zhì)量，當(dāng)收、放卷紙管（鋼管）支撐不了膜卷的重量，在收、放卷軸上打滑時，這時膜實際的繃緊力是減小的，很可能和實際設(shè)定的張力不一致，繃緊力因紙管打滑而減小，收卷和放卷的實時張力值也變小，影響收卷的質(zhì)量；放卷打滑，張力不穩(wěn)定，也會影響復(fù)合膜中單層材料張力的匹配度。

收卷張力是干復(fù)工藝最重要也是最難把控的，重點考慮三個因素：張力初始值的設(shè)定、張力和材料的匹配、錐度值的設(shè)定。

八、結(jié)語

設(shè)備各段張力設(shè)定取決于機器性能、薄膜材質(zhì)、材料的厚度、材料的寬度、材料的抗拉伸性、烘箱的溫度、環(huán)境（溫度、濕度）等。要經(jīng)過多次實施、驗證、修改、再驗證、再修改，最終才能形成固定產(chǎn)品的合理收卷張力參數(shù)。這些參數(shù)形成書面資料后，可作為復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)工藝制作的重要參考依據(jù)，為操作標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)，并對復(fù)合膜質(zhì)量穩(wěn)定提供工藝支持。