馮 勇 黑龍江省造紙工業(yè)研究所 黑龍江 牡丹江 （157013）

濕法復合機設計要點

馮 勇 黑龍江省造紙工業(yè)研究所 黑龍江 牡丹江 （157013）

介紹了紙張濕法復合特點及復合設備主體部位的設計要點。

紙張復合材料;濕法復合;復合機

近年來，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域得以應用，與紙張相關的復合材料就是其中一種。紙張產(chǎn)品與其它材料復合形成復合材料，使復合材料即具有紙張的特性，又具有其它材料的特性，因此可擴大產(chǎn)品使用范圍，復合方式主要有濕法復合、干法復合及熱熔復合。

1 濕法復合特點

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

濕法復合方式的適用范圍比較廣泛，可復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。目前濕法復合方式更多的還是應用于多孔材料的復合，常見紙張復合材料類型包括紙與紙板間復合、紙板間復合、紙與金屬等其它材料復合。

濕法復合設備具有結構緊湊，設備投入低，操作簡便等特點，而且材料厚度適用范圍較大，已在包裝用復合材料的生產(chǎn)過程中得到廣泛應用，是目前生產(chǎn)紙張復合材料生產(chǎn)的常見設備。

濕法復合機設備結構配置比較靈活，如：干燥部分即可采用機內同步干燥方式，也可采用機外干燥并整形方式。而退紙機構可配置自動化控制裝置，實現(xiàn)電動更換原料輥，也可以采用人工操作吊車裝置完成換輥過程，在產(chǎn)量較低的情況下，可減少設備投入資金。

2 濕法復合的工藝流程

目前，常用濕法復合機多為兩層，多層原料復合時的復合機理相同，但工藝流程及復合機結構則有所不同，一般要根據(jù)復合層數(shù)及所要復合原料的特點確定工藝流程及設計方案。濕法復合的工藝流程主要包括退輥、膠粘復合、干燥成型、卷輥幾大部分。圖1所示為三層復合流程示意圖，其中流程1為機外干燥平板復合材料的生產(chǎn)工藝流程，流程2為常見機內干燥卷筒成型復合材料的生產(chǎn)工藝流程。兩個流程的相同點是退紙及粘合部分，流程1的不同點是干燥成型部分，增加了分切設備，將粘合后的復合材料橫切成平板，送入熱定型裝置，完成干燥整形過程。

圖1 三層復合工藝流程示意圖

3 復合機主要結構分析

退輥裝置

退輥裝置也稱退紙架，它的作用就是安放待復合的原料輥，同時可控制原料輥的運行張力，保證待復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的退紙結構，可根據(jù)待復合材料的層數(shù)確定使用一個或多個退紙機構。該結構節(jié)省設備投資費用，更換原料輥時，可通過吊車裝置將原料輥安放在退紙架上，減輕工作強度及換輥時間。

濕法復合機一般運行速度較慢，通軸式退紙架可采用手動裝置進行輔助調整，調整原料輥位置，使原料輥可以沿退紙架軸向移動或縱向移動，同時可縱向調整紙幅松緊邊，橫向調整紙幅切邊位置。

紙幅張力通過磁粉制動器完成，即通過調整磁粉制動器電流控制退紙輥張力，該制動器屬于應用電力作用的機械類制動器。

涂膠裝置

在濕法復合機中，復合所用膠粘劑包括乳膠類、熱溶膠類、水溶性膠類等。針對膠粘劑特點，涂膠機構可采用刮刀式、接觸輥式、各種改良輥式等。

刮刀式涂膠，操作簡單，制造成本低，膠層表面平滑性好，但當刮刀邊緣有夾雜物時，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，結構簡單，膠層表面易產(chǎn)生脈絡狀條紋，涂膠輥的相對速度、硬度、線壓力都將影響涂膠量，不適于高表面平整度復合材料的生產(chǎn)。網(wǎng)格式涂膠，膠液通過絲網(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)點和不足，應該根據(jù)復合材料的產(chǎn)品特點及技術指標要求、待粘接材料性能、涂膠量多少來決定涂膠方式，做到涂膠層厚薄均勻，涂膠量容易控制到最佳點，方便涂膠操作，滿足復合材料粘接要求。

干燥裝置

常見機內干燥方式包括烘缸干燥、熱風干燥、紅外干燥等。不論采用那種干燥系統(tǒng)，都要考慮進排氣循環(huán)裝置，保證進排風風力，提高熱風效率，使復合材料干燥徹底。

4 復合機設計要點

圖2 所示為三層濕法復合機核心部位結構示意圖。該機構主要結構特點為：設有三個退輥裝置、兩個涂膠裝置、兩個復合裝置、其中一個復合裝置配備動力牽引結構。

圖2 三層復合機構示意圖

該三層復合機材料復合過程為：將三種待復合材料放在各自的退輥裝置上，啟動復合機，使待復合材料勻速展開，平穩(wěn)地輸送進涂膠裝置，位于面層的材料通過上涂膠裝置，位于底層的材料通過下涂膠裝置，分別完成各自的涂膠工序，涂膠后的材料同時通過復合裝置，完成復合粘接工序。粘合后的復合材料即進入干燥工序，使粘接牢固后進入卷輥工序即可?；驅秃虾蟮陌氤善吠ㄟ^傳送系統(tǒng)進入分切裝置，按規(guī)定尺寸分切為平板材料，進入干燥定型裝置，并經(jīng)過整飾處理后成為三層復合材料。

該復合機是一個由多工序組成的連續(xù)化生產(chǎn)設備，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。設計采用通軸式退輥裝置，可保證面層、芯層、底層原料輥同步運行，退輥裝置一端裝有一臺磁粉制動器，控制原料輥運行張力，并進行軸向調整，另一端可配置徑向調整裝置，用以調整展開后原料輥橫幅松緊度。

兩個復合裝置可使復合材料表面更加光滑。牽引傳動使機器運行平穩(wěn)無噪音，牽引力大小通過液壓控制系統(tǒng)進行調整，實現(xiàn)壓力點壓力可控，由此穩(wěn)定粘合壓力，可以避免空氣進入復合材料內層，保證復合效果。

復合后產(chǎn)品不存在卷曲、復合氣泡、平整度低等問題。該設備適用于外包裝材料及特殊材料的復合。

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

5 結語

隨著市場需求的變化與更新，復合材料的種類不斷增加，復合材料的復合方式也在不斷發(fā)生變化，如近年來使用較多的無溶劑復合等。但濕法復合方式在金屬材料復合、多層復合材料的生產(chǎn)過程中，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，符合復合材料的使用要求，濕法復合方式除應用于包裝材料的復合外，尤其適于一些特種復合材料的生產(chǎn)，所以，濕法復合機仍具有重要的使用價值。

[1]全國造紙標準化中心.制漿造紙機械與設備[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1992.

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

2011-11-25