馮 勇 黑龍江省造紙工業(yè)研究所 黑龍江 牡丹江 （157013）

濕法復(fù)合機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

馮 勇 黑龍江省造紙工業(yè)研究所 黑龍江 牡丹江 （157013）

介紹了紙張濕法復(fù)合特點(diǎn)及復(fù)合設(shè)備主體部位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

紙張復(fù)合材料;濕法復(fù)合;復(fù)合機(jī)

近年來(lái)，造紙工業(yè)發(fā)展迅速，造紙產(chǎn)品數(shù)量及種類均有所增加，產(chǎn)品性能和用途也發(fā)生很大變化，一些紙張品種作為特種材料在很多領(lǐng)域得以應(yīng)用，與紙張相關(guān)的復(fù)合材料就是其中一種。紙張產(chǎn)品與其它材料復(fù)合形成復(fù)合材料，使復(fù)合材料即具有紙張的特性，又具有其它材料的特性，因此可擴(kuò)大產(chǎn)品使用范圍，復(fù)合方式主要有濕法復(fù)合、干法復(fù)合及熱熔復(fù)合。

1 濕法復(fù)合特點(diǎn)

濕法復(fù)合就是一種復(fù)合材料制造方法，其特點(diǎn)是膠粘復(fù)合。即利用預(yù)先配制的具有一定濃度的膠粘劑，將兩種或多種待復(fù)合材料通過(guò)復(fù)合設(shè)備粘合為一體，經(jīng)干燥成型后成為復(fù)合材料，而用于這種“濕式”膠粘劑復(fù)合的設(shè)備就稱為濕法復(fù)合機(jī)。

濕法復(fù)合方式的適用范圍比較廣泛，可復(fù)合的基材主要有紙張類纖維材料，鋁箔類金屬材料，塑編類材料等。目前濕法復(fù)合方式更多的還是應(yīng)用于多孔材料的復(fù)合，常見(jiàn)紙張復(fù)合材料類型包括紙與紙板間復(fù)合、紙板間復(fù)合、紙與金屬等其它材料復(fù)合。

濕法復(fù)合設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備投入低，操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，而且材料厚度適用范圍較大，已在包裝用復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，是目前生產(chǎn)紙張復(fù)合材料生產(chǎn)的常見(jiàn)設(shè)備。

濕法復(fù)合機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)配置比較靈活，如：干燥部分即可采用機(jī)內(nèi)同步干燥方式，也可采用機(jī)外干燥并整形方式。而退紙機(jī)構(gòu)可配置自動(dòng)化控制裝置，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)更換原料輥，也可以采用人工操作吊車裝置完成換輥過(guò)程，在產(chǎn)量較低的情況下，可減少設(shè)備投入資金。

2 濕法復(fù)合的工藝流程

目前，常用濕法復(fù)合機(jī)多為兩層，多層原料復(fù)合時(shí)的復(fù)合機(jī)理相同，但工藝流程及復(fù)合機(jī)結(jié)構(gòu)則有所不同，一般要根據(jù)復(fù)合層數(shù)及所要復(fù)合原料的特點(diǎn)確定工藝流程及設(shè)計(jì)方案。濕法復(fù)合的工藝流程主要包括退輥、膠粘復(fù)合、干燥成型、卷輥幾大部分。圖1所示為三層復(fù)合流程示意圖，其中流程1為機(jī)外干燥平板復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝流程，流程2為常見(jiàn)機(jī)內(nèi)干燥卷筒成型復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝流程。兩個(gè)流程的相同點(diǎn)是退紙及粘合部分，流程1的不同點(diǎn)是干燥成型部分，增加了分切設(shè)備，將粘合后的復(fù)合材料橫切成平板，送入熱定型裝置，完成干燥整形過(guò)程。

圖1 三層復(fù)合工藝流程示意圖

3 復(fù)合機(jī)主要結(jié)構(gòu)分析

退輥裝置

退輥裝置也稱退紙架，它的作用就是安放待復(fù)合的原料輥，同時(shí)可控制原料輥的運(yùn)行張力，保證待復(fù)合原料在合適的張力條件下平穩(wěn)輸出。通軸式退紙架是一種最常見(jiàn)的退紙結(jié)構(gòu)，可根據(jù)待復(fù)合材料的層數(shù)確定使用一個(gè)或多個(gè)退紙機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)節(jié)省設(shè)備投資費(fèi)用，更換原料輥時(shí)，可通過(guò)吊車裝置將原料輥安放在退紙架上，減輕工作強(qiáng)度及換輥時(shí)間。

濕法復(fù)合機(jī)一般運(yùn)行速度較慢，通軸式退紙架可采用手動(dòng)裝置進(jìn)行輔助調(diào)整，調(diào)整原料輥位置，使原料輥可以沿退紙架軸向移動(dòng)或縱向移動(dòng)，同時(shí)可縱向調(diào)整紙幅松緊邊，橫向調(diào)整紙幅切邊位置。

紙幅張力通過(guò)磁粉制動(dòng)器完成，即通過(guò)調(diào)整磁粉制動(dòng)器電流控制退紙輥張力，該制動(dòng)器屬于應(yīng)用電力作用的機(jī)械類制動(dòng)器。

涂膠裝置

在濕法復(fù)合機(jī)中，復(fù)合所用膠粘劑包括乳膠類、熱溶膠類、水溶性膠類等。針對(duì)膠粘劑特點(diǎn)，涂膠機(jī)構(gòu)可采用刮刀式、接觸輥式、各種改良輥式等。

刮刀式涂膠，操作簡(jiǎn)單，制造成本低，膠層表面平滑性好，但當(dāng)刮刀邊緣有夾雜物時(shí)，膠層表面易出現(xiàn)線狀條紋，從而影響涂層均勻性，而且刮刀彈性及車速都將影響涂膠層厚度。平輥式涂膠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，膠層表面易產(chǎn)生脈絡(luò)狀條紋，涂膠輥的相對(duì)速度、硬度、線壓力都將影響涂膠量，不適于高表面平整度復(fù)合材料的生產(chǎn)。網(wǎng)格式涂膠，膠液通過(guò)絲網(wǎng)涂到材料表面，方便控制涂膠量，但絲網(wǎng)孔容易堵塞，而且難于清洗。印制版輥涂膠，可根據(jù)涂膠量要求確定版輥表面狀態(tài)，使涂層一致，涂膠量均勻，但制作成本較高。

每種涂膠方式都有其優(yōu)點(diǎn)和不足，應(yīng)該根據(jù)復(fù)合材料的產(chǎn)品特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)要求、待粘接材料性能、涂膠量多少來(lái)決定涂膠方式，做到涂膠層厚薄均勻，涂膠量容易控制到最佳點(diǎn)，方便涂膠操作，滿足復(fù)合材料粘接要求。

干燥裝置

常見(jiàn)機(jī)內(nèi)干燥方式包括烘缸干燥、熱風(fēng)干燥、紅外干燥等。不論采用那種干燥系統(tǒng)，都要考慮進(jìn)排氣循環(huán)裝置，保證進(jìn)排風(fēng)風(fēng)力，提高熱風(fēng)效率，使復(fù)合材料干燥徹底。

4 復(fù)合機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

圖2 所示為三層濕法復(fù)合機(jī)核心部位結(jié)構(gòu)示意圖。該機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：設(shè)有三個(gè)退輥裝置、兩個(gè)涂膠裝置、兩個(gè)復(fù)合裝置、其中一個(gè)復(fù)合裝置配備動(dòng)力牽引結(jié)構(gòu)。

圖2 三層復(fù)合機(jī)構(gòu)示意圖

該三層復(fù)合機(jī)材料復(fù)合過(guò)程為：將三種待復(fù)合材料放在各自的退輥裝置上，啟動(dòng)復(fù)合機(jī)，使待復(fù)合材料勻速展開(kāi)，平穩(wěn)地輸送進(jìn)涂膠裝置，位于面層的材料通過(guò)上涂膠裝置，位于底層的材料通過(guò)下涂膠裝置，分別完成各自的涂膠工序，涂膠后的材料同時(shí)通過(guò)復(fù)合裝置，完成復(fù)合粘接工序。粘合后的復(fù)合材料即進(jìn)入干燥工序，使粘接牢固后進(jìn)入卷輥工序即可。或?qū)?fù)合后的半成品通過(guò)傳送系統(tǒng)進(jìn)入分切裝置，按規(guī)定尺寸分切為平板材料，進(jìn)入干燥定型裝置，并經(jīng)過(guò)整飾處理后成為三層復(fù)合材料。

該復(fù)合機(jī)是一個(gè)由多工序組成的連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備，能夠在張力平恒狀態(tài)下退放原料輥，而且具有舒展原料功能。設(shè)計(jì)采用通軸式退輥裝置，可保證面層、芯層、底層原料輥同步運(yùn)行，退輥裝置一端裝有一臺(tái)磁粉制動(dòng)器，控制原料輥運(yùn)行張力，并進(jìn)行軸向調(diào)整，另一端可配置徑向調(diào)整裝置，用以調(diào)整展開(kāi)后原料輥橫幅松緊度。

兩個(gè)復(fù)合裝置可使復(fù)合材料表面更加光滑。牽引傳動(dòng)使機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪音，牽引力大小通過(guò)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)壓力點(diǎn)壓力可控，由此穩(wěn)定粘合壓力，可以避免空氣進(jìn)入復(fù)合材料內(nèi)層，保證復(fù)合效果。

復(fù)合后產(chǎn)品不存在卷曲、復(fù)合氣泡、平整度低等問(wèn)題。該設(shè)備適用于外包裝材料及特殊材料的復(fù)合。

復(fù)合材料一般由兩種或多種基材復(fù)合而成，復(fù)合機(jī)的作用就是能一次性地完成各材料間的復(fù)合，把這些待復(fù)合材料平整牢固地粘接在一起，形成新的復(fù)合材料。當(dāng)待復(fù)合材料為不同材質(zhì)時(shí)，必須注意各材料對(duì)膠粘劑的吸收量，及多孔材料的收縮率等，以避免對(duì)粘接效果及復(fù)合材料表面平整度的影響。如果待復(fù)合材料中含有軟、硬鋁箔等金屬材料，還要保證復(fù)合材料具有表面光滑、高光澤度等性能。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)需求的變化與更新，復(fù)合材料的種類不斷增加，復(fù)合材料的復(fù)合方式也在不斷發(fā)生變化，如近年來(lái)使用較多的無(wú)溶劑復(fù)合等。但濕法復(fù)合方式在金屬材料復(fù)合、多層復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程中，具有粘合效果良好，各材料間粘合牢固，粘合劑涂層均勻厚薄一致，材料表面平整等特點(diǎn)，符合復(fù)合材料的使用要求，濕法復(fù)合方式除應(yīng)用于包裝材料的復(fù)合外，尤其適于一些特種復(fù)合材料的生產(chǎn)，所以，濕法復(fù)合機(jī)仍具有重要的使用價(jià)值。

[1]全國(guó)造紙標(biāo)準(zhǔn)化中心.制漿造紙機(jī)械與設(shè)備[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1992.

[2]于鋼，錢學(xué)仁，等.加工紙工藝[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1997.

2011-11-25