涂布技術及其應用
    涂布技術廣泛地應用于紙張和薄膜等基材的涂布及復合包裝。目前,國內許多印刷包裝機械企業使用涂布復合設備,其涂布種類和刮膠方式比較單一,涂布技術的應用也大受限制。本文作者將根據自己多年開發、設計涂布機的具體生產實踐和經驗,介紹有關涂布技術及應用。關 鍵 詞:涂布類型;刮膠方式;
    改革開放以來,印刷包裝業取得了長足發展,再加上入世以后國際和國內市場的需要,都要求我國的印刷包裝機械和包裝工藝的質量均要有明顯地提高和改善。目前,雖然在全國出現了許多大大小小的印刷包裝機械企業,但真正具有較高科技含量的包裝機械制造企業較少,許多小型企業甚至根本沒有真正的機械設計人員,實在令人擔憂。特別是一些涂布復合設備的制造,大多數要求單件訂做,更需要機械設計技術較強的涂布機制造企業來生產。無論那一種涂布復合設備,其關鍵部分就是涂布頭,而涂布頭采用何種涂布刮膠方式,會直接影響涂布的質量和效果。目前許多企業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合設備的幾種涂布刮膠方法及其應用。2 上膠涂布類型及應用
    涂布復合設備主要應用于塑料薄膜、紙類、電化
    鋁、布料及皮革等多種卷筒基材的上膠涂布與復合加工。它廣泛地應用于各類包裝領域,有著廣闊的發展前景。涂布復合設備大致分光輥上膠涂布,網紋輥上膠涂
    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移涂布。調整其上膠輥和涂布輥之間的間隙,就可以調整涂布量的大小。整個涂布頭部分的結構較為復雜,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。由于這種涂布機主要采用高精度的光輥進行上膠涂布,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整,還可通過涂布刮刀的微動調節來靈活控制,涂布精度高。目前在涂布復合設備上的應用也最廣。
    2.2 網紋輥上膠涂布
    這種涂布設備主要采用網紋(凹眼)涂布輥來進行
    涂布技術及其應用
    研究?設計
    上膠涂布。其涂布均勻,而且涂布量比較準確(但涂布量很難調節)。用網紋輥涂布時,涂布量主要與網紋輥的凹眼深度和膠水種類的精度有關。網紋輥的凹眼深度越深,膠從凹眼中轉移到基材上去的量相應也越多;反之,網紋輥網凹眼深度越淺,轉移到基材上的量也相應減小。與黏度也有很大關系。膠水黏度太大和太小都不利于膠的正常轉移。膠水黏度大易轉移,太稀則易流淌,使上膠不均勻,易產生縱向或橫向流水紋。所以,一旦涂布網紋輥和膠的種類定下來后,就很難調節其涂布量,這也是網紋涂布輥的應用受到限制的主要原因。2.3 熱熔膠噴擠涂布
    這種涂布設備主要將固態型的膠經加熱熔化后,由液壓裝量將膠經涂布模頭直接噴涂在基材上。熱熔膠涂布是近十幾年來發展起來的新技術,熱熔膠涂布不需要烘干設備,耗能低;熱熔膠為100%的固態膠成份,不含有毒的有機溶劑。而普通的上膠涂布多采用有毒的有機溶劑(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重。
    熱熔膠涂布與普通的上膠涂布相比有其獨特的優點。熱熔膠涂布是一種綠色環保型的涂布技術,它的生產速度快、效率高、成本低,設備占地小,投資回收期短,是經濟實惠的投資項目,已廣泛用于包裝,醫藥,汽車,服裝,電子等行業。熱熔膠涂布具有巨大的市場發展前景,該技術在市場上的發展比例將越來越大,并會不斷出現新的應用領域。3 刮膠方式及應用
    涂布過程中往往會上膠不均勻,這就需要有一定的刮膠機構,將膠刮均勻。刮膠機構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,其結構如圖1所示。由于不銹鋼薄片較軟,故刮膠不是很均勻,大多數用于網紋輥上的刮膠,也用于光輥上膠涂布
    的預刮。
    但這種刮刀在網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,刮刀作用在網紋輥上
    的壓力過小,當有雜質時,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紋輥的角度等。在實際操作時,以壓錘調整刮刀為宜,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,其刮刀幾乎頂著網紋輥,而網紋輥的表面是不平滑的,當它高速運轉時,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。如果是新刀,合適鋒利度刮刀應可有效地刮干凈網紋輥上的粘合劑液層而不產生刀絲。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,當然也有可能與刀架槽中或刀片、襯片上粘有雜質有關,因此在裝刀時應擦凈襯片,然后將新刀放在襯片后面,裝入槽內。旋刀背螺絲,應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,在旋緊螺絲時應經兩或三遍完成,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、減少刮刀對網紋輥的磨損有著重要作用。從這方面考慮,網墻磨損少,網眼相對就深,盛裝的流體部分就多,有利于達到所要求的涂布量。刮刀左右移動可以有效防止產生流水紋,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
    此類刮刀常采用強度、硬度較好的圓鋼制成刀口。刮膠時該刮刀固定不轉動,如圖2所示。這種刮刀的強度,硬度高,刃口直線度誤差
    小,可以采用氣動和微調機構來調節和控制刮刀位置,
    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度硬度較好的圓棒精加工而成。刮膠時要求圓棒轉動,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刮膠。當膠水黏性大時,也可以直接用刮棒刮在基材上,作為該涂布機構的精確刮膠。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帶動旋轉則效果更好。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
    氣流刮刀機構通過均勻噴出的氣(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,目前廣泛地應用于白板紙的涂布刮膠。4 結束語
    涂布刮膠技術雖然在我國已經經過了十幾年的發展歷史,但由于涂布機制造大多屬于單件定做的產品,所以各個企業的生產技術不公開,因此涂布刮膠技術的發展一直受到限制。當然,隨著一些專業制造涂布復合設備廠家的出現和發展,一些更新型的涂布和刮膠方法也會隨著出現;另外,刮膠也經常會采用幾種刮刀進行組合刮膠。預計在未來的幾年內我國涂布刮膠技術將以更快的速度得到發展。
    領域和研究重點
    (1)大豆、玉米、水果、蔬菜、水產品、肉食品等農產品深加工技術的研究;
    (2)進入一日三餐的主副食現代化生產技術包括利用微波、冷凍調理等技術,開發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產品進行更新換代;
    (3)以現代食品工藝技術開發市場急需的方便食品和功能食品;(4)滿足食品工業技術進步需要的各類食品添加劑和食品配料;(5)通過采用現代發酵技術、生物轉化和合成技術等生產高附加值的新型發酵產品(包括具有保健功能的發酵產品),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)酶技術應用
    ——加強酶工業化分離純化技術、固定化技術和工業酶制劑催化反應專一性的研究;
    ——采用基因工程技術構建酶制劑高效表達生產菌種,發展數個用基因工程菌生產的酶產品,并加強對一些稀有酶產生菌的大量篩選;
    ——開發專用酶、復合酶,包括洗滌劑用酶、紡織用酶、飼料用酶、食品用酶、造紙用酶、皮革用酶和環境保護用酶;
    (7)食品行業清潔生產技術的研究開發。