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直镀(卡)纸高真空游戏机创新解决方案

2015年07月18日

直镀(卡)纸高真空游戏机创新解决方案

 

       游戏直接游戏技术兴起于二十世纪八十年代。经历了二十多年的发展,直镀纸的设备和技术不断发展;到二十世纪末,直镀纸工艺技术已经成熟地,广泛地应用于各个不同的工业领域。诸如酒类标签,烟草APP,糖果APP,食品APP和礼品APP纸等。但由于受到传统真空游戏机设备技术的限制,国内直镀原纸技术水平的限制,生产成本和效率的限制等;目前国内还大量采用千亿复合工艺和游戏网站工艺生产。如高克重(卡)纸产品,高放气量游戏产品,有定型要求的游戏产品等。

具体到烟草APP行业,有二个典型产品,230g/m2 直镀卡纸和40~65 g/m2直镀内衬纸。由于卡纸的大卷径和高放气量的特性,用传统真空游戏机生产直镀卡纸明显地缺乏生产效率和经济性。同时卡纸在含水量较低时易出现“爆裂”问题,含水量较高时易出现”铝色分层”问题。对于直镀内衬纸,目前批量生产工艺过程是原纸在涂布工序中需将含水量控制在2.5~2.8%,否则真空游戏速度会明显下降;游戏工序后还需背涂回水,将含水量提升到5.5%的成品指标;在实践中我们发现游戏的“失水-回水”过程是造成产品的“成型度”和“挺度”指标不稳定主要因素。

从上述的简单描述中会发现一个共同关键点--- 含水量。较理想的状态是5~6%含水量的涂布(卡)纸,能实现高品质,高速度,高效率的真空游戏。如此就能最大限度地保持原纸的特性,提高产品质量的稳定性;同时还能提高涂布工序的效率和降低能耗;更具意义的是低温无溶剂本体交联高速涂布工艺技术运用于直镀(卡)纸成为现实。


1.游戏在真空蒸镀时的放气特性和主要影响因数

游戏的放气来源于游戏中的水分;在实践中我们会发现一些规律,如蒸镀速度越高,单位时间内放气量越大,但游戏的单位重量失水量越小;纸面温度越高,游戏的单位重量失水量越高;但游戏含水量的高低与失水量有时并不体现对应关系,只有原纸和涂布工艺相同时对应关系才成立。图1和图2 是部分典型产品在蒸镀过程中放气量和材料水份丢失量。

概括地说,游戏在真空蒸镀时的放气特性,主要取决于游戏”保水”能力和”封闭”性能。原纸的纤维结构和特性,游戏表面的涂层特性是真空直镀(卡)纸放气特性最主要的决定因数。


  2.高水汽负载真空游戏的关键技术

高品质游戏必须在“蒸镀”区域保持稳定的5×10-4mbar真空度;游戏水分的释放主要在“放卷”区域,但在不影响游戏品质的“放卷”区域采用强大的泵组系统维持高真空,不是好的方案也没有必要;因此如何阻断水汽从“放卷”高气压区域向“蒸镀”低气压区域的扩散是高水汽负载真空游戏的最主要的技术关键。图3 表明单区域结构,所有的舱体应该有同样的压力。随着“区域”越来越多,不同区域的压差越大。如三舱体机构,“卷绕”区域为1×10-1 mbar低真空度 时,“蒸镀”区域能维持稳定的5×10-4 mbar高真空度。因此,设计合理分隔区域和各区域的泵组配置是高水汽负载真空游戏的关键技术。

 

 3.创新设计高真空(卡)纸游戏机

图4 是意大利伽利略真空系统公司的最新创新设计高真空(卡)纸游戏机的结构示意图。此方案彻底颠覆了传统游戏机的设计思路,突破了传统游戏机技术平台的局限性,实现了游戏机设计制造的模块化和组合化;将卷绕式高真空镀膜机的设计制造提升到一个全新的、可灵活组合的、可发挥充分想象力的技术平台。

GAMMA 三舱室游戏机设计包括三个独立的舱体,放收卷和蒸镀舱的容积几乎不受纸卷尺寸的限制,彼此之间由隧道式舱体连接。从示意图中能明显地看出,真空系统被分隔成四个独立的、不同的压力区域;真空系统配置,被设计成四路独立的泵组,低温深冷和特殊区域分离的一个组合;因此能够满足预期的较大水汽的释放,高效率地维持“蒸镀”区域的高真空的稳定。

  独立的收放卷舱体能满足大卷径的要求。无轴式收放卷机构能快速装卸不同规格的高吨位纸卷。超大面积的深冷盘能快速“凝集”游戏释放的大量水汽。 

GAMMA 三舱室机型,在实际应用中主要用于纸和卡纸的直接蒸镀;因其独特的、紧凑的和坚固的结构设计, 在游戏含水量达5%时,实际工作速度能达到1000米/分钟;如按蒸镀55g内衬纸来计算,其生产效率是传统游戏机的2.3倍,生产成本降低了30%。大幅提高了生产效率和经济效益,特别是推动卡纸直接蒸镀工艺进入了规模化生产阶段。因此在这一应用领域,GAMMA机型事实上已经成为世界上首选的游戏机。


4.国内某客户的实际运用案例.

2011年下半年,伽利略在中国烟台的客户,在反馈中确认采用GAMMA机型进行了大范围材料和环境条件等的挑战测试,都获得了期望的性能。该客户设备规格是GAMMA1618-3P,材料幅宽为1.65米, 材料卷径为1.8米。目前被用于香烟的内衬和外部APP的直镀纸生产,蒸镀高含水量的游戏(含水量超过5%)和卡纸(含水量接近6%),

两个主要的产品:含水量在5~5.4%的50 g/m2内衬纸和含水量在5.5~6%的230 g/m2卡纸.实际生产速度分别为800米/分钟和600米/分钟。这意味着潜在的年产量是10000吨的纸和15000吨的卡纸, 明显地,这个数字足以震惊内衬纸和卡纸市场。我们相信随着伽利略GAMMA技术平台引入国内,必将极大地推动中国烟草直镀(卡)纸产业化的进程。国内第二台GAMMA设备将于今年9月在广州落户。

                                              2012年6月9日

来源:上海游戏实业有限公司
上海游戏实业有限公司
刘荣庆
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