第二章第四节涂布设备.ppt

第四节 颜料涂布方法及设备 一、概述 1．涂布加工的基本过程 制备好的涂料，须利用涂布设备涂于原纸或其他基材的表面上。其涂布加工的基本过程如下： 原纸卷 … 退纸架 … 涂布头 …干燥器 …卷取机 涂布设备主要由四部分组成，其中涂布头是完成涂料在纸面上涂布的主要设备。 涂布头在完成涂布作业时，同时具有两个功能，即对涂布量的计量功能和对涂层质量的整饰功能。由于完成这两种功能时所借助的手段不同，即形成不同类型的涂布头。但不管哪种涂布头，其涂层形成的基本过程是相同的。具体地说，上料辊将过量的涂料涂布于纸面上，涂料中的水分和胶粘剂由涂料向原纸迁移，从而导致靠近这个两者界面处的涂料固含量增高，变成半干或塑性物质。 这时涂料固含量沿Z向产生梯度，从表面至纸面，涂料从流态转换为半塑性状态。当涂层通过计量区时，计量元件对涂料产生剪切作用，使尚处于流态的表层涂料受到剪切作用被计量元件从原纸上除去，留在纸面上的涂料形成类似于滤饼的塑性涂层。 剪切位置是随计量元件的工作参数的变化而变化。当计量元件的剪切作用较大时，原纸上的涂层就较薄，反之就会留下较厚的涂层。计量后涂层上的涂料仍有一定的流动能力，通过涂布机上整饰元件的整饰作用和／或涂料本身的流平作用得到要求的涂层质量。 2．涂布头的基本类型 最早出现的涂布头，是所谓的刷式涂布头，利用毛刷将涂料刷涂于纸面。这是对手工刷涂的模仿，由于生产能力低，涂层质量较差，已基本淘汰。现代应用的涂布头，主要有三种基本类型。 (1) 气刀式涂布机 上料辊将涂料转移到纸面后，利用气刀喷出的压缩空气，吹落多余的涂料，并喷匀涂层。 (2) 刮刀式涂布机 利用刮刀刮除多余涂料，并刮平涂层表面。 (3) 辊式涂布机 利用两辊接触的程度来计量涂料，并匀化涂层。 3．涂布头的组合和排布方式 根据涂布加工的次数和是否与纸机联动，涂布头可以有不同的组合和排布方式。 (1) 单面涂布和双面涂布 单面涂布指的是在纸的一面进行涂布加工，双面涂布指的是对纸的两面都进行涂布。 (2) 一次涂布和两次涂布 对单面和双面涂布来说都有一次涂布和两次涂布之分。一次涂布指的是一次在每面纸上涂上足够的涂布量。两次涂布指的是分两次在每面纸上涂布以获得足够的涂布量。 对于涂布量较高的纸板涂布，一般需要涂两次。对于质量要求较高的涂布纸品种，或者从降低成本、节约能源考虑，也常常选用两次或三次涂布的方式。两次涂布中的第一次涂布称之为底涂，第二次涂布称之为面涂，相应的涂料分别称之为底涂涂料和面涂涂料。两次涂布可以使用同样的涂布头，也可以选用不同的涂布头组合，如气刀—刮刀、刮棒—刮刀和刮刀—刮刀组合涂布等。 (3) 机内涂布和机外涂布 按照涂布机是否与抄纸机联动，涂布方式可以分机内涂布和机外涂布。机内涂布指的是在抄纸机的干燥部后直接安装涂布机，在抄纸的同时完成涂布操作。而机外涂布是把涂布机作为独立的操作单元，对已生产出来的原纸进行涂布。涂布后再经过专门的干燥设备进行干燥，最后卷成纸卷。与机内涂布相比，机外涂布的缺点是投资高，占地面积较大。优点是灵活性较好，车速可以调整，涂布量大。因此是应用较广的一种涂布方式。 机内涂布也分为两种，机内单面涂布和机内双面涂布。机内单面涂布，在涂布面未达到一定干度之前不能与烘缸面接触。对机内双面涂布的纸张，可双面同时涂布，也可两面分别涂布。双面同时涂布时，通常在涂后纸页进入第一烘缸之前设有热风或红外线等干燥装置。如为两面分别涂布，一般应先涂反面，使未涂布的正面经大烘缸接触干燥后再涂正面，并使已干燥的反面与第二个大烘缸接触干燥，最后再经烘缸完成干燥工序。 机内涂布的优缺点： 与机外涂布相比，机内涂布不需要单独的退纸、引纸和传动调节系统等，故具有设备紧凑，设备投资和单位成本低的优点，是当前国外生产涂布纸的一种基本涂布方式。机内涂布的缺点是纸机的干燥能力有限，涂布速度较低，影响纸机的产量。同时抄纸和涂布两部分断头互相影响而降低生产效率，也不利于产品品种的调整等。考虑到我国以草类原料为主，纸的强度低，纸页易断头等现象，目前我国较少采用机内涂布。 二、刷式涂布机 刷式涂布机是最古老的涂布设备，最初于19世纪50年代用于使用瓷土涂料生产涂布墙壁纸。刷式涂布头有3种不同的类型：圆刷涂布头、毯辊涂布头和毯套涂布头。图2—32为一种早期使用的刷式涂布头。 上料辊将涂料传给圆刷，圆刷将涂料转涂到纸面上，并通过圆刷对原纸压力的大小来调整涂布量，最后经摆动的平板刷