| 单词 | 气刀涂布器 |
| 释义 | 【气刀涂布器】 也被称为气刷、气刮刀，按Kohier涂布机械公司的分类及定义，气刷是一般低速的“柔和”气流以大致为直角的角度喷到被涂上涂料且垂直朝上运动着的幅状材料上，产生气压坝的作用来限制材料上的流态涂料的通过量。过量的涂料借重力自然流下。而气刀则是中或高速的气流以约45°的角度喷到包覆在衬辊上的施涂过的材料上，气流对涂料膜产生剪切力使过量涂料呈液态或雾态被除去。Kohier提出，气刷涂布机可分为标准型气刷涂布器和浸渍式气刷涂布机两种型式。 浸渍式气刷涂布机相对于标准气刷涂布器的特点，是在施涂方式上由单辊施涂改为用衬辊作为浸渍辊施涂并具有特殊的涂料盘。二者在圈路中均设置有真空箱使纸幅保持一定的张力。浸渍式涂布器最高车速为40m／min．而标准型气刷涂布机最高工作车速可达140m／min左右，用于生产晒图纸或其他水溶性涂料涂布纸及压敏纸时，而涂料具有较高粘度时，车速要相应降低。气刀涂布机按低、高速的不同要求亦可有两种不同的施涂方法。低速气刀涂布机车速范围在200～250m／min，高速气刀涂布机车速最高可达600m／min，均带有气料分离装置，高速和低速涂布机的主要区别在于施涂装置。以上气刀涂布机的分类特征只涉及到其涂布部分；而整个气刀涂布机的基本组成一般应包括：(1)退、卷纸；(2)纸幅牵引及张力控制；(3)纸幅校正；(4)涂布；(5)涂料制备系统；(6)供风系统；(7)涂料回收系统；(8)干燥系统；(9)机械传动和电气驱动；(10)控制操作、参数监测等部分。其中涂布和干燥两个部份是全机主要特征的标志。涂布部分也可因使用要求的不同，如单面涂布CIS、双布涂布C2S，一次或两次或多次涂布而具有较复杂的配置和组合。干燥部分也会因涂布作业的这些要求组成各种配备方式，还会因干燥过程的不同要求采用各种不同的干燥方式。由于气刀涂布方式的无接触特性，其很适用于某些表面比较粗糙的基材如纸板之类，也由于气刀气流的动能有一定的限量，它主要用于低粘度的流体性的涂料或一些涂剂型涂料，因含量通常为33%～55%。粘度范围一般为50～400mp·s。在这样的范围内，还是有很多种产品适宜于采用气刀涂布方式或是利用其作为多次涂布中的一种方式。例如，用于印刷纸、美术纸、折叠箱纸板、强韧纸板、漂白亚硫酸食品盒纸板、热敏纸、照像纸、无碳复写纸、聚偏二氯乙烯PVDC涂布及薄膜等，适应车速较为广泛，最高达到420～660m／min，甚至730m／min或以上。气刀涂布方式的涂布量一般为10～20g／m2，在高速情况下也可低于6．5～7．5g／m2而仍获得质量良好的涂布纸。气刀涂布机包括10多个组成部分在多年来的应用和发展中都有改进。涂布作业基本上由施涂或涂敷作业和计量布匀作业两段组成。也有一些涂布方式如浸渍涂布、喷雾涂布以及有料坑的刮刀涂布等，其两段的界限不是很明显，但多种涂敷方式是先施涂后再计量抹匀的。施涂装置 单辊施涂装置，通常单辊施涂的涂料辊浸在料槽中，沿纸幅运动方向旋转，其转动速度一般在纸速的10%～25%的范围内调节。纸幅在涂料辊上的包绕长度约为75～100mm，由压纸辊进行调节。此种涂料装置的结构比较简单，对于无特殊要求的涂布上料系统均可适用，现国内涂布机多为此种涂料装置。如果设计良好，在纸幅与涂料辊形成的夹区入口会形成一个涂料坑，涂料由该料坑流回料槽的流型应为层流状态，以保证施涂的均匀，这可借涂料辊的变速传动来调节，涂料辊的转速也不应在涂料糟中形成泡沫，旋涂量的多少只能靠前后两个压辊来调节，调整精度差，不适用于某些高速和高精度计量要求的涂布场合。双辊施涂装置 (1)逆转计量辊双辊施涂装置。在单辊施涂装置的基础上再加一个计量辊，这个计量辊可以控制涂料的施涂量和涂敷度，这样就改善了纸幅上的涂料匀度，从而使气刀计量能够达到满意的效果。一般计量辊上带有刮刀以清除多余的涂料。这种施涂装置比较流行，尤其是用在压敏纸和无碳复写纸微胶囊涂布上。这种装置的结构较为复杂，制造精度要求高得多，维修工作量较大。(2)直立式双辊施涂装置。施涂装置上辊以典型的接触式涂布方式把涂料涂在纸幅上，它较适用于中、高速涂布(如印刷纸、折叠箱板、漂白纸板)。曾经尝试使纸幅从两辊之间通过用其液压区施涂方式来涂上涂料，但无法克服由此而产生的压痕，这压痕无法被气刀计量抹匀。(3)倾斜式双辊施涂装置。这种装置的涂料辊与计量涂料辊的中心连线同铅直线成30°角，涂料辊将涂料计量后用典型的接触式涂布方式涂到纸幅上。其优点是涂料辊的位置可以使涂料的施涂点距离气刀的间距尽可能的靠近。一般来说，涂料辊都应尽量靠近气刀，通常都不大于600～900mm。距离太大时，涂料中的水分会向纸幅中迁移而使涂料粘度变化，这样不利于气刀计量抹匀，反之当二者距离较近时，可适当在使用中增大涂料的固含量和粘度。这种施涂装置适用于较高车速，计量涂料辊的速度约为纸幅的80%～95%，也可配有逆向的传动，涂料辊的速度为纸速的20%～30%，以减少涂料中泡沫的产生，其亦可反转，如生产印刷纸。(4)水平式双辊施涂装置。此种装置适用于粘度较高的涂料，如照像原纸涂布。(5)双道单辊施涂装置。其也属于双辊施涂的方式，两道单辊施涂装置之间的距离约为2～3m，多用于生产晒图纸。三辊施涂装置 常见有两种型式，这两种施涂方式都是用计量辊来精确地控制施涂量及匀度。由于要求精度高，这些辊子采用冷铸铁表面镀铬并配有间隙调节装置。这种施涂方式十分适用于高速的高级涂布印刷纸及无碳复写纸的胶囊涂布。因涂在纸幅上的涂料经过了严格的计量，气刀的计量功能的负荷就减轻了，这样便为整机高速运转创造了有利的条件。气刀 气刀是一个计量匀布装置，用来实现涂布的第二阶段即涂层的抹匀和涂布量的控制作业。用高速气流可具有较大的动能对涂层施加剪切作用，这要求有较高的风压。因此，要设计适应范围较大的气刀涂布机就要有风压调节范围较大而且能精确调节风压的系统。气刀喷出的气流本身也希望能尽可能的锐利，亦即流速喷缝要窄而匀，刀唇能起气流的导向作用。根据气刀计量抹匀的作业机理即滤饼理论，当纸上的涂层行进到气刀气流处时，靠纸幅表面的涂料中的水份已迁移进入纸幅而形成了一层滤饼，即“半干”的塑性层，气流对涂层施加的剪切只能在此滤饼层以外的涂层深度处或随着气流量之增大而在滤饼层的某个深度上。气刀通常用的压强是15～65kPa，在用于涂布非吸收性塑料薄膜时则为0，9～4．0kPa。气刀在结构上有很多种型式，但基本上都是由进风管(腔)和压力室(腔)两部份组成。前者按受送风管来的有压空气流后经过均布的孔或者缝以相对较低的流速进入压力室；后者即是由两片刀唇组成的喷送腔，空气压力在此腔中沿横幅方向得到匀布，气流由两唇间调定的刀缝喷出。刀唇间的夹角因不同的设计而异，自45°至90°都有使用的，但其唇缘都被精细地磨削成为构成一定收敛角(约15°～30°之间)的喷口。气流从此缝口喷出时如同浆流自流浆喷出一样，会有一个脉缩点，最理想的气流着纸点就在此点上。因此，整个刀体应能方便的调整位置的高低、进退以及刀唇喷缝与纸幅的相对角度等操作用的相关尺寸，且要求能精确的定位。气刀要保持清洁也是很重要的。有的设计是使刀体制成可开启的，以便清洗刀唇，如Kohier气刀即是对开、旋转型式的。气刀的较新改进为双气刀，在清理气刀的刀唇时可先转动气刀体使用另一副气刀，这样可以减少停机时间而提高产量。刀唇的调节机构、调整位置的再现复位精确程度也是气刀结构设计的要点，对于双气刀更是如此。涂层的修饰装置 为了能使气刀计量更加准确均匀，在施涂装置与气刀之间可加有一或两个修饰辊(平滑辊)，用以将涂料抹平，消除涂料表面上的纹痕并消除除层中的气泡。有时也用计量棒来实现此功能。辊子转向多与纸幅方向相反，周速约为纸速的10%～30%。气刀涂布聚偏二氯乙烯薄膜时，计量棒被设在施涂装置与气刀之间，用来匀布涂层并消除涂层中的针孔，也起到一定的计量作用以减轻气刀的负荷，近来甚至有设置两具计量棒的。而用在气刀涂布无碳复写纸时，则往往在气刀后面设置1个或2个修饰辊，使微胶囊得到更好的扩散分布。压力和流量调节 送风风机一般使用离心风机，气源为经过过滤的无尘、无油、无水的清洁空气。要根据涂布机的车速、涂布量、涂料固含量来选择其压力和流量，然后确定风机的各种参数。在选择压力时还要适当考虑管路和风机冷却器的压力损失。国内目前使用的气刀风机风压约为20kPa，对于某些特殊用途的风机其风压要求可达到40kPa。当气刀风机达到90kPa时，便达到了风压极限，这时的风速等于1马赫即声速。国外使用的风机风压一般不超过70kPa。气料分离器 随着涂布机工作车速的提高而显得重要，国内目前大部分气刀涂布机尚未使用或仅采用简单的气料分离器，涂料浪费较大，而涂料飞溅对车间的环境污染甚为严重。气料分离器可采用不抽气的、抽气式的两种。抽气式气料分离器用离心风机将飞刀吹下的涂料和气雾吸走，有的同时向分离器内部喷入冷水以防止涂料粘在内壁表面，回收的涂料经处理后重新使用。在实际使用中发现，经过气料分离器后的涂料由于加入冷水而造成涂料固含量的降低，这部份涂料较难直接进入正在生产中的涂料系统，使得处理过程较为复杂。设计的改进是将整个分离器做成夹层。在夹层内通入1～4℃的冷水，使内壁表面产生微小的冷凝水珠，气刀吹下的涂料沿其内壁流下，这样便可顺利进行分离而不与冷却水相接触，这样涂料不会受到稀释而在收集后可直接回到涂料系统。纸幅的牵引与张力控制 涂布作业前后纸幅牵引与张力控制也是对涂布质量有明显影响的因素。通常在退纸架后就设有电气张力传感器或者机械跳动辊等型式来控制退纸架的制动力矩，以保证退出纸幅的张力尽可能的稳定。在整个涂布机中，纸幅的全行程内设有若干牵引装置如牵引压辊等，有时也使纸幅以大包角绕过主动辊筒来实现牵引。气刀涂布器后，通常都带有履带真实箱作为牵引装置，但有的也采用带有真空箱的引纸辊作为牵引辊的，由于没有密封阻力，这种辊筒并不消耗更多的传动动率，而借真空使纸幅贴辊，能对纸幅产生约1．8kN／m的张力。(轻工业部杭州轻工机械设计研究所马伯龙、严杰撰) |
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