湿法复合机设计要点

冯 勇 黑龙江省造纸工业研究所 黑龙江 牡丹江 （157013）

湿法复合机设计要点

冯 勇 黑龙江省造纸工业研究所 黑龙江 牡丹江 （157013）

介绍了纸张湿法复合特点及复合设备主体部位的设计要点。

纸张复合材料;湿法复合;复合机

近年来，造纸工业发展迅速，造纸产品数量及种类均有所增加，产品性能和用途也发生很大变化，一些纸张品种作为特种材料在很多领域得以应用，与纸张相关的复合材料就是其中一种。纸张产品与其它材料复合形成复合材料，使复合材料即具有纸张的特性，又具有其它材料的特性，因此可扩大产品使用范围，复合方式主要有湿法复合、干法复合及热熔复合。

1 湿法复合特点

湿法复合就是一种复合材料制造方法，其特点是胶粘复合。即利用预先配制的具有一定浓度的胶粘剂，将两种或多种待复合材料通过复合设备粘合为一体，经干燥成型后成为复合材料，而用于这种“湿式”胶粘剂复合的设备就称为湿法复合机。

湿法复合方式的适用范围比较广泛，可复合的基材主要有纸张类纤维材料，铝箔类金属材料，塑编类材料等。目前湿法复合方式更多的还是应用于多孔材料的复合，常见纸张复合材料类型包括纸与纸板间复合、纸板间复合、纸与金属等其它材料复合。

湿法复合设备具有结构紧凑，设备投入低，操作简便等特点，而且材料厚度适用范围较大，已在包装用复合材料的生产过程中得到广泛应用，是目前生产纸张复合材料生产的常见设备。

湿法复合机设备结构配置比较灵活，如：干燥部分即可采用机内同步干燥方式，也可采用机外干燥并整形方式。而退纸机构可配置自动化控制装置，实现电动更换原料辊，也可以采用人工操作吊车装置完成换辊过程，在产量较低的情况下，可减少设备投入资金。

2 湿法复合的工艺流程

目前，常用湿法复合机多为两层，多层原料复合时的复合机理相同，但工艺流程及复合机结构则有所不同，一般要根据复合层数及所要复合原料的特点确定工艺流程及设计方案。湿法复合的工艺流程主要包括退辊、胶粘复合、干燥成型、卷辊几大部分。图1所示为三层复合流程示意图，其中流程1为机外干燥平板复合材料的生产工艺流程，流程2为常见机内干燥卷筒成型复合材料的生产工艺流程。两个流程的相同点是退纸及粘合部分，流程1的不同点是干燥成型部分，增加了分切设备，将粘合后的复合材料横切成平板，送入热定型装置，完成干燥整形过程。

图1 三层复合工艺流程示意图

3 复合机主要结构分析

退辊装置

退辊装置也称退纸架，它的作用就是安放待复合的原料辊，同时可控制原料辊的运行张力，保证待复合原料在合适的张力条件下平稳输出。通轴式退纸架是一种最常见的退纸结构，可根据待复合材料的层数确定使用一个或多个退纸机构。该结构节省设备投资费用，更换原料辊时，可通过吊车装置将原料辊安放在退纸架上，减轻工作强度及换辊时间。

湿法复合机一般运行速度较慢，通轴式退纸架可采用手动装置进行辅助调整，调整原料辊位置，使原料辊可以沿退纸架轴向移动或纵向移动，同时可纵向调整纸幅松紧边，横向调整纸幅切边位置。

纸幅张力通过磁粉制动器完成，即通过调整磁粉制动器电流控制退纸辊张力，该制动器属于应用电力作用的机械类制动器。

涂胶装置

在湿法复合机中，复合所用胶粘剂包括乳胶类、热溶胶类、水溶性胶类等。针对胶粘剂特点，涂胶机构可采用刮刀式、接触辊式、各种改良辊式等。

刮刀式涂胶，操作简单，制造成本低，胶层表面平滑性好，但当刮刀边缘有夹杂物时，胶层表面易出现线状条纹，从而影响涂层均匀性，而且刮刀弹性及车速都将影响涂胶层厚度。平辊式涂胶，结构简单，胶层表面易产生脉络状条纹，涂胶辊的相对速度、硬度、线压力都将影响涂胶量，不适于高表面平整度复合材料的生产。网格式涂胶，胶液通过丝网涂到材料表面，方便控制涂胶量，但丝网孔容易堵塞，而且难于清洗。印制版辊涂胶，可根据涂胶量要求确定版辊表面状态，使涂层一致，涂胶量均匀，但制作成本较高。

每种涂胶方式都有其优点和不足，应该根据复合材料的产品特点及技术指标要求、待粘接材料性能、涂胶量多少来决定涂胶方式，做到涂胶层厚薄均匀，涂胶量容易控制到最佳点，方便涂胶操作，满足复合材料粘接要求。

干燥装置

常见机内干燥方式包括烘缸干燥、热风干燥、红外干燥等。不论采用那种干燥系统，都要考虑进排气循环装置，保证进排风风力，提高热风效率，使复合材料干燥彻底。

4 复合机设计要点

图2 所示为三层湿法复合机核心部位结构示意图。该机构主要结构特点为：设有三个退辊装置、两个涂胶装置、两个复合装置、其中一个复合装置配备动力牵引结构。

图2 三层复合机构示意图

该三层复合机材料复合过程为：将三种待复合材料放在各自的退辊装置上，启动复合机，使待复合材料匀速展开，平稳地输送进涂胶装置，位于面层的材料通过上涂胶装置，位于底层的材料通过下涂胶装置，分别完成各自的涂胶工序，涂胶后的材料同时通过复合装置，完成复合粘接工序。粘合后的复合材料即进入干燥工序，使粘接牢固后进入卷辊工序即可。或将复合后的半成品通过传送系统进入分切装置，按规定尺寸分切为平板材料，进入干燥定型装置，并经过整饰处理后成为三层复合材料。

该复合机是一个由多工序组成的连续化生产设备，能够在张力平恒状态下退放原料辊，而且具有舒展原料功能。设计采用通轴式退辊装置，可保证面层、芯层、底层原料辊同步运行，退辊装置一端装有一台磁粉制动器，控制原料辊运行张力，并进行轴向调整，另一端可配置径向调整装置，用以调整展开后原料辊横幅松紧度。

两个复合装置可使复合材料表面更加光滑。牵引传动使机器运行平稳无噪音，牵引力大小通过液压控制系统进行调整，实现压力点压力可控，由此稳定粘合压力，可以避免空气进入复合材料内层，保证复合效果。

复合后产品不存在卷曲、复合气泡、平整度低等问题。该设备适用于外包装材料及特殊材料的复合。

复合材料一般由两种或多种基材复合而成，复合机的作用就是能一次性地完成各材料间的复合，把这些待复合材料平整牢固地粘接在一起，形成新的复合材料。当待复合材料为不同材质时，必须注意各材料对胶粘剂的吸收量，及多孔材料的收缩率等，以避免对粘接效果及复合材料表面平整度的影响。如果待复合材料中含有软、硬铝箔等金属材料，还要保证复合材料具有表面光滑、高光泽度等性能。

5 结语

随着市场需求的变化与更新，复合材料的种类不断增加，复合材料的复合方式也在不断发生变化，如近年来使用较多的无溶剂复合等。但湿法复合方式在金属材料复合、多层复合材料的生产过程中，具有粘合效果良好，各材料间粘合牢固，粘合剂涂层均匀厚薄一致，材料表面平整等特点，符合复合材料的使用要求，湿法复合方式除应用于包装材料的复合外，尤其适于一些特种复合材料的生产，所以，湿法复合机仍具有重要的使用价值。

[1]全国造纸标准化中心.制浆造纸机械与设备[M].北京：中国轻工业出版社，1992.

[2]于钢，钱学仁，等.加工纸工艺[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，1997.

2011-11-25