涂布技術(shù)及其應(yīng)用
    涂布技術(shù)廣泛地應(yīng)用于紙張和薄膜等基材的涂布及復(fù)合包裝。目前,國內(nèi)許多印刷包裝機(jī)械企業(yè)使用涂布復(fù)合設(shè)備,其涂布種類和刮膠方式比較單一,涂布技術(shù)的應(yīng)用也大受限制。本文作者將根據(jù)自己多年開發(fā)、設(shè)計涂布機(jī)的具體生產(chǎn)實踐和經(jīng)驗,介紹有關(guān)涂布技術(shù)及應(yīng)用。關(guān) 鍵 詞:涂布類型;刮膠方式;
    改革開放以來,印刷包裝業(yè)取得了長足發(fā)展,再加上入世以后國際和國內(nèi)市場的需要,都要求我國的印刷包裝機(jī)械和包裝工藝的質(zhì)量均要有明顯地提高和改善。目前,雖然在全國出現(xiàn)了許多大大小小的印刷包裝機(jī)械企業(yè),但真正具有較高科技含量的包裝機(jī)械制造企業(yè)較少,許多小型企業(yè)甚至根本沒有真正的機(jī)械設(shè)計人員,實在令人擔(dān)憂。特別是一些涂布復(fù)合設(shè)備的制造,大多數(shù)要求單件訂做,更需要機(jī)械設(shè)計技術(shù)較強(qiáng)的涂布機(jī)制造企業(yè)來生產(chǎn)。無論那一種涂布復(fù)合設(shè)備,其關(guān)鍵部分就是涂布頭,而涂布頭采用何種涂布刮膠方式,會直接影響涂布的質(zhì)量和效果。目前許多企業(yè)涂布種類和刮膠方式比較單一,針對這一問題,我們很有必要來探討涂布復(fù)合設(shè)備的幾種涂布刮膠方法及其應(yīng)用。2 上膠涂布類型及應(yīng)用
    涂布復(fù)合設(shè)備主要應(yīng)用于塑料薄膜、紙類、電化
    鋁、布料及皮革等多種卷筒基材的上膠涂布與復(fù)合加工。它廣泛地應(yīng)用于各類包裝領(lǐng)域,有著廣闊的發(fā)展前景。涂布復(fù)合設(shè)備大致分光輥上膠涂布,網(wǎng)紋輥上膠涂
    布和熱熔膠噴擠涂布三種。2.1 光輥上膠涂布
    這種上膠涂布通常采用兩輥轉(zhuǎn)移涂布。調(diào)整其上膠輥和涂布輥之間的間隙,就可以調(diào)整涂布量的大小。整個涂布頭部分的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,要求上膠輥、涂布輥、牽引輥及刮刀的加工精度和裝配精度高,成本也比較高。由于這種涂布機(jī)主要采用高精度的光輥進(jìn)行上膠涂布,涂布效果較好,涂布量大小除了通過上膠輥和涂布輥之間的間隙來調(diào)整,還可通過涂布刮刀的微動調(diào)節(jié)來靈活控制,涂布精度高。目前在涂布復(fù)合設(shè)備上的應(yīng)用也最廣。
    2.2 網(wǎng)紋輥上膠涂布
    這種涂布設(shè)備主要采用網(wǎng)紋(凹眼)涂布輥來進(jìn)行
    涂布技術(shù)及其應(yīng)用
    研究?設(shè)計
    上膠涂布。其涂布均勻,而且涂布量比較準(zhǔn)確(但涂布量很難調(diào)節(jié))。用網(wǎng)紋輥涂布時,涂布量主要與網(wǎng)紋輥的凹眼深度和膠水種類的精度有關(guān)。網(wǎng)紋輥的凹眼深度越深,膠從凹眼中轉(zhuǎn)移到基材上去的量相應(yīng)也越多;反之,網(wǎng)紋輥網(wǎng)凹眼深度越淺,轉(zhuǎn)移到基材上的量也相應(yīng)減小。與黏度也有很大關(guān)系。膠水黏度太大和太小都不利于膠的正常轉(zhuǎn)移。膠水黏度大易轉(zhuǎn)移,太稀則易流淌,使上膠不均勻,易產(chǎn)生縱向或橫向流水紋。所以,一旦涂布網(wǎng)紋輥和膠的種類定下來后,就很難調(diào)節(jié)其涂布量,這也是網(wǎng)紋涂布輥的應(yīng)用受到限制的主要原因。2.3 熱熔膠噴擠涂布
    這種涂布設(shè)備主要將固態(tài)型的膠經(jīng)加熱熔化后,由液壓裝量將膠經(jīng)涂布模頭直接噴涂在基材上。熱熔膠涂布是近十幾年來發(fā)展起來的新技術(shù),熱熔膠涂布不需要烘干設(shè)備,耗能低;熱熔膠為100%的固態(tài)膠成份,不含有毒的有機(jī)溶劑。而普通的上膠涂布多采用有毒的有機(jī)溶劑(如苯等)來稀釋膠,其所造成的有毒氣體對操作人員的危害也極其嚴(yán)重。
    熱熔膠涂布與普通的上膠涂布相比有其獨特的優(yōu)點。熱熔膠涂布是一種綠色環(huán)保型的涂布技術(shù),它的生產(chǎn)速度快、效率高、成本低,設(shè)備占地小,投資回收期短,是經(jīng)濟(jì)實惠的投資項目,已廣泛用于包裝,醫(yī)藥,汽車,服裝,電子等行業(yè)。熱熔膠涂布具有巨大的市場發(fā)展前景,該技術(shù)在市場上的發(fā)展比例將越來越大,并會不斷出現(xiàn)新的應(yīng)用領(lǐng)域。3 刮膠方式及應(yīng)用
    涂布過程中往往會上膠不均勻,這就需要有一定的刮膠機(jī)構(gòu),將膠刮均勻。刮膠機(jī)構(gòu)主要有不銹鋼片刮刀、逗號刮刀、刮棒,鋼絲刮刀、氣流刮刀等。3.1 不銹鋼片刮刀
    圖1 不銹鋼片刮刀
    刮膠裝置
    這種刮刀采用不銹鋼薄片剪切后,壓在刮刀座上并作用在上(涂)膠輥上,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于不銹鋼薄片較軟,故刮膠不是很均勻,大多數(shù)用于網(wǎng)紋輥上的刮膠,也用于光輥上膠涂布
    的預(yù)刮。
    但這種刮刀在網(wǎng)紋輥上膠涂布裝置中的正確運用也可以對涂布量的大小產(chǎn)生一定的影響,具體有以下幾個方面:
    (1)刮刀壓力 目前用于網(wǎng)紋輥上刮膠的刮刀基本上采用不銹鋼刀片。在涂布時,刮刀作用在網(wǎng)紋輥上
    的壓力過小,當(dāng)有雜質(zhì)時,會將刮刀頂起來造成縫隙,使得涂布不均勻而且涂布量增加。影響刮刀壓力的因素是:刀片的軟硬度和刮刀與網(wǎng)紋輥的角度等。在實際操作時,以壓錘調(diào)整刮刀為宜,其刮刀壓力一般在200～400kPa左右。
    (2)刮刀角度 刮刀同網(wǎng)紋輥觸點切線之間的角度一般在15°～30°之間。如果角度太大,其刮刀幾乎頂著網(wǎng)紋輥,而網(wǎng)紋輥的表面是不平滑的,當(dāng)它高速運轉(zhuǎn)時,會引起彈性刮刀片的震動或跳動,使溶液被彈起來,造成涂布量不均勻,引起涂布量差異大的問題。另外太大的角度還易損傷刮刀刃。
    (3)刮刀鋒利度 刮刀的鋒利度主要取決于刀刃磨損的角度、溶液的純潔度、以及刀的材質(zhì)。如果是新刀,合適鋒利度刮刀應(yīng)可有效地刮干凈網(wǎng)紋輥上的粘合劑液層而不產(chǎn)生刀絲。刀的鋒利度適中,就能有效地刮干凈膠水層,從而獲得均勻一致的涂布量;反之引起涂布量的波動變大。
    (4)刮刀平整度 要求刮刀平整度不產(chǎn)生翹曲變形,涂布量均勻一致,否則涂布量誤差變大。刮刀的平整度取決于安裝刮刀的方法,當(dāng)然也有可能與刀架槽中或刀片、襯片上粘有雜質(zhì)有關(guān),因此在裝刀時應(yīng)擦凈襯片,然后將新刀放在襯片后面,裝入槽內(nèi)。旋刀背螺絲,應(yīng)先從刀片的中間旋緊,再逐漸往兩邊旋緊,并且兩邊要輪流旋緊。為防止刀片堯曲,在旋緊螺絲時應(yīng)經(jīng)兩或三遍完成,一邊旋螺絲,一邊拿塊布夾緊刀片與襯片,并用力向一側(cè)拉緊,這樣裝配成的刮刀較為平整,能保證涂布的均勻性。
    (5)刮刀的左右移動 刮刀左右移動對提高刮刀利用率、減少刮刀對網(wǎng)紋輥的磨損有著重要作用。從這方面考慮,網(wǎng)墻磨損少,網(wǎng)眼相對就深,盛裝的流體部分就多,有利于達(dá)到所要求的涂布量。刮刀左右移動可以有效防止產(chǎn)生流水紋,并且可以使基材寬幅上的涂布量較為均勻。
    圖2 逗點式刮膠裝置
    3.2 逗號式刮刀
    此類刮刀常采用強(qiáng)度、硬度較好的圓鋼制成刀口。刮膠時該刮刀固定不轉(zhuǎn)動,如圖2所示。這種刮刀的強(qiáng)度,硬度高,刃口直線度誤差
    小,可以采用氣動和微調(diào)機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)和控制刮刀位置,
    涂布量控制和刮膠精度高,使用也極為方便。由于其刮膠很均勻,所以適用于光輥上膠涂布的精確刮膠。
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    13?輕工機(jī)械 2004年 第3期
    3.3 刮棒
    圖3 刮棒式刮膠裝置這種刮刀常用強(qiáng)度硬度較好的圓棒精加工而成。刮膠時要求圓棒轉(zhuǎn)動,如圖3所示。有時刮棒也可直接刮在基材上。刮棒的全跳動誤
    差要求很小,多用于光輥上膠涂布的預(yù)刮膠。當(dāng)膠水黏性大時,也可以直接用刮棒刮在基材上,作為該涂布機(jī)構(gòu)的精確刮膠。也可以用于涂布量較厚的一次性刮膠。3.4 鋼絲刮刀
    圖4 鋼絲刮刀
    刮膠裝置
    這類刮刀在高精度的冷拉圓鋼外密繞不銹鋼絲精制而成。如圖4所示。如果鋼絲刮刀在刮膠時由微型直流電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)則效果更好。刮膠時鋼絲刮刀通常直接作用在基材上。但一般來講也只用于光輥上膠涂布的預(yù)刮膠。后面通常還需要逗號式刮刀的精確刮膠。3.5 氣流刮刀
    圖5 氣流刮刀
    刮膠裝置
    氣流刮刀機(jī)構(gòu)通過均勻噴出的氣(壓)流作用在上膠光輥上,起到刮膠的目的,如圖5所示。要求氣(壓)流在光輥的整個寬度上分布得均勻,這種刮刀多用于刮流動
    性較好的膠。
    這種刮刀的刮膠精度也較高,目前廣泛地應(yīng)用于白板紙的涂布刮膠。4 結(jié)束語
    涂布刮膠技術(shù)雖然在我國已經(jīng)經(jīng)過了十幾年的發(fā)展歷史,但由于涂布機(jī)制造大多屬于單件定做的產(chǎn)品,所以各個企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不公開,因此涂布刮膠技術(shù)的發(fā)展一直受到限制。當(dāng)然,隨著一些專業(yè)制造涂布復(fù)合設(shè)備廠家的出現(xiàn)和發(fā)展,一些更新型的涂布和刮膠方法也會隨著出現(xiàn);另外,刮膠也經(jīng)常會采用幾種刮刀進(jìn)行組合刮膠。預(yù)計在未來的幾年內(nèi)我國涂布刮膠技術(shù)將以更快的速度得到發(fā)展。
    領(lǐng)域和研究重點
    (1)大豆、玉米、水果、蔬菜、水產(chǎn)品、肉食品等農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)的研究;
    (2)進(jìn)入一日三餐的主副食現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)包括利用微波、冷凍調(diào)理等技術(shù),開發(fā)中式菜肴特殊要求的可微波加工的食品并對市場容量大的傳統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代;
    (3)以現(xiàn)代食品工藝技術(shù)開發(fā)市場急需的方便食品和功能食品;(4)滿足食品工業(yè)技術(shù)進(jìn)步需要的各類食品添加劑和食品配料;(5)通過采用現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)、生物轉(zhuǎn)化和合成技術(shù)等生產(chǎn)高附加值的新型發(fā)酵產(chǎn)品(包括具有保健功能的發(fā)酵產(chǎn)品),生物材料,新型飼料添加劑和活性飼料,化工材料,以及新型食品添加劑;
    (6)酶技術(shù)應(yīng)用
    ——加強(qiáng)酶工業(yè)化分離純化技術(shù)、固定化技術(shù)和工業(yè)酶制劑催化反應(yīng)專一性的研究;
    ——采用基因工程技術(shù)構(gòu)建酶制劑高效表達(dá)生產(chǎn)菌種,發(fā)展數(shù)個用基因工程菌生產(chǎn)的酶產(chǎn)品,并加強(qiáng)對一些稀有酶產(chǎn)生菌的大量篩選;
    ——開發(fā)專用酶、復(fù)合酶,包括洗滌劑用酶、紡織用酶、飼料用酶、食品用酶、造紙用酶、皮革用酶和環(huán)境保護(hù)用酶;
    (7)食品行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā)。