天津蓝天集团股份有限公司 天津市 300221
天津蓝天集团是使用铝塑复合软管最早的厂家之一，在1983年引进国内第一条瑞士AISA公司复合管生产线，现拥有三条AISA公司复合管生产线，经过多年的技术改造升级，现可生产较薄铝箔的复合管。
一、早年生产的铝塑复合管，使用的复合片材总厚度在320um，铝箔40 um，现在已降到250 um~220 um，铝箔12um，由于整体片材较薄，使得在牙膏包装的使用中出现了一些问题，这其中有设备的原因也有材料的原因。以下分别就这两方面进行分析与探讨（论述）。
1、在脂类香精牙膏包装的使用中，内层与铝箔脱层问题的研究与探讨。
铝塑复合软管装入脂类香精牙膏后内膜分层的分析和解决方法。牙膏用复合材料是由外层聚乙烯（PE），粘合剂（EAA）、铝箔、粘合剂（EAA）内层聚乙烯（PE）组成的。其结构如下图所示：
复合软管在装人含有脂类香精牙膏后，后者对复合软管内层PE膜有渗透现象出现，经过一段时间以后渗透过PE膜，使粘合层溶解，故而使内层PE膜与铝箔分离。经过实验，将复合软管装人含有脂类香精的牙膏，放入恒温箱，耐热（50℃）考核20-30天，剖开牙膏观察，复合软管内层已出现麻点（渗透现象）。继续考核10-20天PE内膜与铝箔就会出现分离现象。室温考核，30天左右出现麻点，45-65天出现分离。此时将复合管牙膏横着切开，会发现管体的焊缝搭接处没有分层，其余部分已分层为环形，这表明分层现象与管体焊缝无关。
实践证明，用含有乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）高阻隔材料的聚乙烯共挤膜的软管具有较好的防止脂类溶剂浸透的作用，并且还有高度氧气阻隔及气体，香味的保存性能。是牙膏、食品、医药、化妆品等使用的复合软管较理想的高阻隔材料，用于全塑复合软管是最佳的选择。
2、大管径复合管牙膏管身开裂问题的分析与探讨：
1）在铝塑复合材料的总厚度降低至250 um，铝箔降至12 um之后，用AISA公
司复合管生产线生产出的复合软管装上牙膏后，在销售市场终端反馈发现个别牙膏管侧焊缝边缘有开裂现象（这主要反映在∮28以上的软管）。这在我们成品牙膏做跌落实验时得到证实，凡是经过充气打压检验时，在焊缝边缘爆破开裂的软管灌装上的牙膏后产生开裂的机率较大。
2）铝塑的复合软管的生产过程分析
生产过程及原理：
铝塑料复合材料：可以简单的模拟为由外层带有印刷层的聚乙烯，中间层是铝箔，内层为透明聚乙烯，在铝箔层的两侧由EAA粘合剂共挤热熔成铝塑复合材料。在生产过程中主要从高频发生器及外部振荡电路获得能量，通过特别的管体焊接高频线圈连续提供电磁场，在铝箔中感应加热传递到两侧聚乙烯塑料，在压力下建立起焊接面后成型。如以下图示：
复合材料搭接成型管筒
铝塑复合材料在通过专用卷管器搭接成型为管体，其搭接按尺寸和搭接位置
必须保持恒定。
感应加热和加压冷却成管体
高频感应通过给铝箔传热到聚乙烯塑料，铝箔层之间的聚乙烯塑料最热，
使复合材料的内外表面形成热密封，对塑料内外层的加热必须是均匀平衡，以保证获得优质的侧密封。在产生热量之后，进行加压挤压冷却后的聚乙烯塑料超出铝箔层之间的区域，这一溢流将充满复合材料边缘端部的空隙。
二、由于我们重点分析复合软管牙膏管身开裂的问题只对复合软管的管身进行分析，这里就不对复合软管的管肩进行分析，下面重点对管身开裂问题进行分析和解决方法的探讨。在生产实践中，我们对使用薄片材影响管身侧焊缝的质量进行分析，发现以下几个现象是开裂的主要原因：
1、因高频焊接头的线圈底面导磁缝隙在2.5 mm，焊接轴的聚磁条较宽4 mm。
焊接轴外层是聚四氟乙烯材料，使高频的穿透能力较深，影响焊缝能量集中，焊缝边缘存在外加热现象发生。又因高频线圈是为40um铝箔设计的，线圈面积较大，对薄片材使用热量高，不易控制温度。
2、按侧缝焊的搭接宽度1.5 mm生产出软管存在铝箔在搭接边缘受损现象，主要是抗压能力下降。
高频焊接头和压力轮与焊接轴存在角度过大造成铝箔直线形状受损，用放大镜从管内侧可看出痕迹。
3、在侧缝焊接时，规定压缩比在10~15左右，因此边缘内部白线宽度（白线为焊接时挤出的树脂）为0.5 mm。
4、焊接指示温度设定在95~98℃。以保持压缩比和边缘内部白线宽度。针对以上分析原因我们做出如下调整（修正）：
1）我们购买了AISA公司的适应薄片材生产的新型高频焊接线圈和与之配
套的焊接轴节，外层用黄铜作为屏蔽外套。聚磁条在2 mm，高频能量集中了，没有焊接边缘外加热现象。
2）将高频焊接头和压力轮与焊接轴调整平行状态。用微型水平仪在高频焊接头下方的焊接轴平面调正，前后、左右水平，以保证焊接时，平滑平稳，铝薄不受损伤。把侧缝焊的搭接宽度改为2~2.5 mm，增加抗压强度。修改压缩比在5%，边缘内部的白线0.2 mm
3）焊接指示温度在85~95之间，保证以上压缩比和边缘内部白线尺寸。
按以上调整内容生产出的复合软管，经爆破强度检验，冲入0.2MPa的压缩空气，保持30秒不破裂。在调高压力后直到使管身爆破，没有使铝箔受伤而在焊缝边缘爆开现象。灌装牙膏后，做跌落实验时，没有焊缝边缘开裂现象发生，使生产出的牙膏进入市场让消费者安全使用。
三、复合管牙膏管肩焊接容易发生皱褶问题的分析与探索
在复合管制造过程中管体与预制的管肩进行二次焊接成型，再拧帽盖是AISA制管机的独有特点。然而在生产过程中常发现有焊接成型后，管肩的R弯曲部有皱褶的现象出现。比不上注肩制管设备生产的软管平滑美观。我们建议在生产过程中配合尺寸要注意以下几点会解决上述问题的发生。
1、要重视管肩台阶直径（ΦG）我们认为台阶的直径更小，这就给高频焊接提供了更大的空间。也使管肩管体封口时焊接的表面积更大。
2、管肩台阶的高度
当使用复合片材时，我们建议降低台阶的高度。通常原则是：
3、肩的直径
对于薄片材，肩和管体之间的空间的尺寸配合不当会引起很多问题。当管肩和管体之间距离太大时，复合材料越易弯折和波动，容易产生褶皱。
4、建议使用陶瓷环
老的管肩焊接高频头中是由铝环和透镜状组成（又称焊接型片），它对冷却水的循环要求过高，容易在焊接线圈处肩部产生“闪光”的问题。温度过高出现老化起褶皱，温度过低会出现开口现象，而且使用寿命较低。改用陶瓷环使复合材料在肩的R部位受热多，而在焊肩下部的管体处受热少，从而提高了复合软管的焊接质量。因此也确保了管肩R的弯曲部分更好地封口，减少管体上出现褶皱。
参考文献：
[1]《铝塑复合软管行业标准》
论文作者:张健
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/25
标签：软管论文; 铝箔论文; 牙膏论文; 复合材料论文; 聚乙烯论文; 现象论文; 边缘论文; 《基层建设》2018年第17期论文;