塗布技術

塗布技術廣泛地套用於紙張和薄膜等基材的塗布及複合包裝。目前，國內許多印刷包裝機械企業使用塗布複合設備，其塗布種類和刮膠方式比較單一，塗布技術的套用也大受限制。

無論那一種塗布複合設備，其關鍵部分就是塗布頭，而塗布頭採用何種塗布刮膠方式，會直接影響塗布的質量和效果。

基本介紹

• 中文名：塗布技術
• 組成：塗布頭
• 分類：薄膜、紙類、電化鋁、布料
• 特色：高剪下粘度相同或更低

分類套用

塗布複合設備主要套用於塑膠薄膜、紙類、電化鋁、布料及皮革等多種捲筒基材的上膠塗布與複合加工。它廣泛地套用於各類包裝領域，有著廣闊的發展前景。塗布複合設備大致分光輥上膠塗布，網紋輥上膠塗布和熱熔膠噴擠塗布三種。

光輥上膠塗布

這種上膠塗布通常採用兩輥轉移塗布。調整其上膠輥和塗布輥之間的間隙，就可以調整塗布量的大小。整個塗布頭部分的結構較為複雜，要求上膠輥、塗布輥、牽引輥及刮刀的加工精度和裝配精度高，成本也比較高。由於這種塗布機主要採用高精度的光輥進行上膠塗布，塗布效果較好，塗布量大小除了通過上膠輥和塗布輥之間的間隙來調整，還可通過塗布刮刀的微動調節來靈活控制，塗布精度高。目前在塗布複合設備上的套用也最廣。

網紋輥上膠塗布

這種塗布設備主要採用網紋(凹眼)塗布輥來進行上膠塗布。其塗布均勻，而且塗布量比較準確(但塗布量很難調節)。用網紋輥塗布時，塗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。與黏度也有很大關係。

膠水黏度太大和太小都不利於膠的正常轉移。膠水黏度大不易轉移，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，一旦塗布網紋輥和膠的種類定下來後，就很難調節其塗布量，這也是網紋塗布輥的套用受到限制的主要原因。

熱熔膠噴擠塗布

這種塗布設備主要將固態型的膠經加熱熔化後，由液壓裝量將膠經塗布模頭直接噴塗在基材上。熱熔膠塗布是近十幾年來發展起來的新技術，熱熔膠塗布不需要烘乾設備，耗能低；熱熔膠為100%的固態膠成份，不含有毒的有機溶劑。而普通的上膠塗布多採用有毒的有機溶劑(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。熱熔膠塗布與普通的上膠塗布相比有其獨特的優點。熱熔膠塗布是一種綠色環保型的塗布技術，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，已廣泛用於包裝，醫藥，汽車，服裝，電子等行業。熱熔膠塗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，並會不斷出現新的套用領域。

刮膠方式

塗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。刮膠機構主要有不鏽鋼片刮刀、逗號刮刀、刮棒，鋼絲刮刀、氣流刮刀等。

不鏽鋼片刮刀

這種刮刀採用不鏽鋼薄片剪下後，壓在刮刀座上並作用在上(塗)膠輥上。由於不鏽鋼薄片較軟，故刮膠不是很均勻，大多數用於網紋輥上的刮膠，也用於光輥上膠塗布的預刮。

逗號式刮刀

此類刮刀常採用強度、硬度較好的圓鋼製成刀口。刮膠時該刮刀固定不轉動。這種刮刀的強度，硬度高，刃口直線度誤差小，可以採用氣動和微調機構來調節和控制刮刀位置，塗布量控制和刮膠精度高，使用也極為方便。由於其刮膠很均勻，所以適用於光輥上膠塗布的精確刮膠。

刮棒

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。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，多用於光輥上刮棒式刮膠裝置膠塗布的預刮膠。當膠水黏性大時，也可以直接用刮棒刮在基材上，作為該塗布機構的精確刮膠。也可以用於塗布量較厚的一次性刮膠。

鋼絲刮刀

這類刮刀在高精度的冷拉圓鋼外密繞不鏽鋼絲精製而成。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。但一般來講也只用於光輥上膠塗布的預刮膠。後面通常還需要逗號式刮刀的精確刮膠。

氣流刮刀

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。要求氣(壓)流在光輥的整個寬度上分布得均勻，這種刮刀多用於刮流動性較好的膠。這種刮刀的刮膠精度也較高，目前廣泛地套用於白板紙的塗布刮膠。

技術發展

從近幾年的發展狀況分析，塗布技術的未來發展可能呈現下述三個重要特徵：

l 刮刀塗布在未來的一段時間內仍將是最主要的塗布方式，並且正朝著高速高固含量的方向發展；

l 計量施膠壓榨塗布方式被廣泛接受，發展迅猛；

l 新型塗布方式如噴霧塗布和簾式塗布受到普遍關注，預示著美好的發展前景；

然而上述的發展不可能一帆風順，必須面臨許多技術上的挑戰。高固含量刮刀塗布會產生諸如刮刀痕、刮刀壓力大、刮刀上塗料析出（俗稱翻料）和刮刀磨損快等運轉性問題；計量施膠壓榨塗布塗布必須要面對高速、高固含量和高塗布量塗布所帶來的諸多難題。包括塗布輥壓區出口的霧濺、塗布面的橘皮紋紙病等；新型塗布方式也要解決常規塗布中不曾遇到的新問題。

技術進步

塗布技術的進步需要顏料、膠粘劑和助劑不斷發展相適應，而塗料助劑越發凸現出他們的重要價值。隨著固含量的提高，塗料的粘彈性能越來越重要。塗料中各組分間的相互作用導致了濕塗料結構化，而顯示出明顯的粘彈性特徵。如果塗料的這種結構在剪下作用下可被有效地打破，並且在計量後迅速地恢復，將是有益的。一方面呈現良好的運轉性，另一方面塗料膠粘劑遷移少，塗層覆蓋性好。但是在很高的固含量下，粘彈性結構並不能消除到理想的水平。結果才產生了上述刮刀塗布和計量施膠壓榨塗布可能存在的問題。

隨著理論認識和技術的突破，可以明顯降低塗料粘彈性的WRRM已開始出現。加入這種WRRM不僅使塗料顯示出較低的粘彈性特徵，而且有助於在剪下下迅速消除粘彈性，並使塗料在高剪下速率下呈現粘塑性。這樣的塗料可以獲得更好的刮刀和計量施膠壓榨塗布運轉性,並且固含量可提高2~3%，而高剪下粘度相同或更低。

在噴霧塗布和簾式塗布需要藉助新型塗料助劑來獲得好的運轉性。例如塗料中需要加入潤濕劑來使噴霧塗布的塗料滴鋪展和穩定簾式塗布的塗料簾。更重要的是噴霧塗布要求低的塗料粘度，簾式塗布要求適當的塗料伸展粘度等性能也可能需要適合的助劑來配合。此外塗布助劑也呈現出多功能性的發展趨勢。流變性和保水性改性劑具有潤滑劑的部分功能，甚至有的公司宣稱可以起到抗水劑的功能；新型的潤滑劑顯示出流變性改性劑的很多特點等。