真空镀铝设备管理刍议

蒋宇梅

【摘 要】本文简要介绍了真空镀铝设备，并对主要设备运行要求、常见问题和解决措施进行了阐述，对保证真空镀铝生产设备的正常运行和提高产品质量具有积极指导作用。

【关键词】真空镀铝；设备运行；产品质量

真空镀铝是采用真空热蒸发镀技术实现铝膜复合的过程，应用于造纸行业中可比铝箔复合纸节省铝95%以上，目前已在包装、食品、印刷等行业大量使用。真空镀铝纸的发展很快，应用范围越来越广，是一种推广前景十分广阔的纸加工产品[1]。本文在简要介绍真空镀铝设备的基础上，就主要设备运行要求、常见问题和解决措施进行阐述，以期更好地保证生产设备的正常运行，提高真空镀铝产品的质量稳定性。

1 真空镀铝设备简介

真空镀铝设备主要包括涂布机、干燥箱、镀膜机、铝丝输送机构、回潮分切机等[2]，下面首先简单介绍一下这些设备。

真空镀铝纸生产的第一道工序是涂布。涂料采用高固型聚乙烯醇缩丁醛，以乙醇为溶剂，经涂布机单面涂布，将涂料均匀地涂在纸页上，使之形成一层光滑的涂料膜，从而增加金属铝的粘附力，使镀铝纸具备较好的光洁度、耐磨性和防潮性能。涂布机机头部分由放纸装置、过渡导辊、弹簧导辊、涂布槽、涂布辊、展纸辊构成。涂布机张力由磁粉制动器控制，传动由电磁调速电机控制。

涂布后的纸直接进入箱式烘道进行连续干燥，从而使涂层成为光滑、透明的膜。纸页的涂层背向导辊，在行进中得到干燥。干燥箱通常为三节连续式，内设上下两排导纸辊，以链条连续传动。主动导辊和可调导辊、过渡导辊间隔设置。三节烘箱内温度有差异，各节下部温度比上部温度略低，干燥方式采用电加热空气连续干燥。烘箱内装有远红外板和远红外管。第三节装有排风机，随时排出乙醇气体与松香粉尘，同时控制烘箱内的温度，减少和杜绝纸页燃烧。

镀膜机是镀铝纸生产的核心设备。它由蒸发源、输送铝丝机构、收纸辊、放纸辊、冷却辊、半球式密封门组成，另外有配套的油增压泵、罗茨泵和旋片式真空泵。镀膜机工作真空度需达到0.5Pa，如过低铝膜因严重氧化就会发黄，影响镀铝纸的质量。

蒸发源坩埚的工作温度应达到1400℃，高纯铝丝连续输送進坩埚并在高温下蒸发，蒸发的铝附着在涂布膜上凝结成一层光亮的铝膜，铝膜一般厚度为0.03μm左右。如蒸发源加不上电流，温度过低，铝丝不能被很好蒸发，将不能形成铝膜或形成的铝膜达不到要求的光亮度。冷却辊由循环泵将冷却水从水箱或水池中泵入冷却辊内进行循环冷却，其表面温度也直接影响镀铝膜质量，不能超过20℃，否则铝膜就会发暗。

铝丝输送机构要保持光滑、畅通，铝丝本身要平整无折痕，以保证连续送丝和铝膜的光亮度。镀铝纸在镀膜机内运行，收纸辊为主传动，张力由磁粉制动器调节。半球式密封门上有观察口，四周有优质密封条，以保证镀膜机的真空度。

真空镀铝纸生产中，最后一道工序是将镀铝纸分切成不同规格的盘纸。这时的镀铝纸经过涂布、干燥、镀铝，水份已严重损失，没有了原来的韧性。如不吸收部分水份，将直接影响它的回弹角，成型度达不到50度以下。同时，水份过低，分切过程中易产生断头，影响正常生产。分切机带有回潮装置，具备润湿和分切两种功能。采用蒸汽对镀铝纸进行回潮处理，纸页在蒸汽中通过可以迅速吸收水份达到，从而得到润湿，使韧性得以恢复，保证分切顺利进行。分切机传动采用可控硅调速，盘纸的松紧度由磁粉制动器来调整，张力的控制由电流强度来反映，一般控制在0.8A左右。如过大，盘纸产生断头；如过小，盘纸不齐，互相咬合，不易分离，就会降低产品等级。

2 设备运行基本要求

真空镀铝纸的生产过程大致为首先采用涂布机涂底层（双涂），将已经均匀涂布底层的卷筒基材纸在真空镀铝机上进行表面真空镀铝；在系列复卷分切机上对已经镀铝的成品进行一次加湿及复卷；将已经完成真空镀铝的纸在系列涂布机上涂覆表面保护层或色层，并经过加湿处理，即制成真空镀铝纸成品；在复卷分切机或者横裁机上分切成材，包装出厂[3]。其中，真空镀铝机的运行最为关键。

首先是选择坩埚，要排除在运输中表面划伤、碰坏和生产厂家漏检的坏零件。接着就是辨认坩埚中碳是哪一类碳：将加热体头部在纸上画一道，石墨为层片状结构，质地较软，画道极易留下黑色痕迹；无定型碳则较难留下痕迹。区别清楚后，可以根据材料，控制送丝时间和速度。石墨电阻小，起始电阻大。随温度升高，电阻迅速下降，电流增大较快，铝丝可送得早些、快些。无定型碳则相反，铝丝千万不可输送过早过快。否则，因温度不够高，熔化的铝就与碳反应生成碳化铝。

石墨坩埚虽然结构密，抗压强度大（约200～600Pa），但较脆。所以，在石墨坩埚上夹时，电极两端要对中，高低要一致（高低不平时可用厚度为0.3～0.35mm的柔性石墨纸垫平压紧，接触良好）。两端压力要均匀，不宜用力过猛，以免产生应力或断裂。石墨坩埚上夹后，要通电试验是否接触良好。此时，切勿通电时间过长，温度过高，以防坩埚氧化，缩短使用寿命。尤其在蒸镀操作室未抽真空（在常压下试验）时。

石墨化学活性大，易氧化，在400℃时石墨开始有轻微氧化，到600℃左右碳和铝即能生成碳化铝。因此，送丝和升温时间要控制配合好。蒸镀时，温度控制在1400℃～1750℃之间（通常控制输入功率，即蒸发电流250A左右），不宜超过2000℃。因为温度过高，从导丝管送出的铝丝离坩埚较近的一段也达到熔化温度而熔化滴落在坩埚上，由于熔铝与坩埚存在温度梯度，熔铝夹带的气体会发生膨胀爆炸，造成铝花飞溅，将被溅到的膜材烧成针孔。

3 常见问题及解决措施

3.1 坩埚积铝

在生产时，坩埚未加热到高温前不能送丝，以免生成“积铝”。当镀膜过程中发生故障立即停机后，有部份未蒸发的残余铝留在坩埚上，在第二次开机加热时，也易生成“积铝”。如已经生成“积铝”，必须先清除。但必须小心，不要铲伤坩埚。最好的办法是：在第二次开机前，采取瞬时通电用小铲铲除蒸发面上的融熔杂物。

3.2 镀铝机漏气

在动态高温条件下，各种油类的粘度变小，油膜变薄、密封部位就有可能有漏气、漏油产生，因而要定期对各转动密封部位加足润滑油（通常用高真空油脂）。

注意观察各种发热件的温度变化。例如，水冷电极的排水量是否足够，排水温度是否过高，各种高压引线柱的发热是否会熔化或老化真空密封圈等等。并经常注意供水装置的可靠性，严禁在断水状态下开机。

3.3 真空度下降

在各种材料放气厉害时，容易导致真空度下降。操作人员必须具有判别设备真空度下降和设备漏气的能力，并采取相应的解决措施。如铝材预熔放气，则可预熔多次。如属膜材放气，则再一次烘烤处理。如果是镀膜室中各零部件放气，则预先对零部件作清洗、烘烤。而真空设备漏气时，一般先采用静态升压法，确定总漏率是否在允许的范围内。如超过允許范围，则由检漏人员根据需要选用简单经济的检漏手段确定漏气位置，并尽快排除设备故障，恢复正常运转。

操作人员在操作时，要一边对真空操纵柜进行操作，一边注意观察真空控制柜及从观察窗中观察镀膜室的蒸镀情况。例如，送丝电机电流通常在1A左右，如超过3A说明铝丝有缠绕或卡死，必须及时停机排除。发现导丝针有堵丝或其它影响质量的问题，也必须停机排除。收放辊采用可控硅控制，增大或降低转速时，操作者对卷膜速率调节应缓慢，避免用力过猛造成电流冲击烧坏晶体管元件或把被镀物拉断或松脱。

另外，为了做好设备维护，必须提高操作人员的文化素质，并认真进行操作培训，使操作人员了解真空镀膜的一般原理、技术指标和性能，掌握主要设备的用途、操作方法和注意事项[4]。同时，不断提高操作人员的责任心，使他们严格按操作程序操作。正确的操作程序是保证系统安全正常运行和蒸镀质量的关键。

【参考文献】

[1]陈旭.真空镀铝薄膜的生产技术及发展趋势[J].塑料包装，2003，13（2）：22，23，47.

[2]赵聪敏，翟国华.真空镀铝纸生产的主要设备[J].黑龙江造纸，1999（1）：23，24.

[3]林梅生.真空镀铝工艺中的几个问题[J].真空与低温，1990（4）：27-32.

[4]许鹏.真空镀铝直镀法的工艺及设备简介[J].今日印刷，2001（5）：65，66.

[责任编辑：汤静]