毕业设计（论文）：纸张表面喷涂设备的设计

哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）纸张表面喷涂设备的设计学 生 姓 名： 王文治 指 导 教 师： 刘 壮 专 业 班 级： 印刷工程一班 学 号： 201110830021 学 院： 轻工学院 二一五年六月八日Undergraduate Graduation Project (Thesis)Harbin University of CommerceDesign of surface spraying equipment for paperStudent Wang Wenzhi Supervisor Liu Zhuang Specialty and Class Graphic Communications and Engineering Class One Student ID 201110830021 School School of Light Industry 2015 - 6 - 8 毕业设计（论文）任务书姓名：王文治 学院： 轻工学院班级：一班专业： 印刷工程毕业设计（论文）题目： 纸张表面喷涂设备的设计立题目的和意义： 纸张作为信息的载体，其印刷适性在信息的表达、传递过程中是极为重要的。纸张表面的涂布技术是提高其印刷适性的主要途径，它通过改善纸张的表面结构来改进纸张表面的光学性能、提高纸张表面平滑度与吸墨性能，进而提高纸张的印刷适性。 涂布纸的印刷适性的好坏对印刷过程和印刷质量有很大的关系。纸张的表面强度会影响纸张拉毛、掉毛等，这是对印刷过程的影响；白度、光泽度、平滑度等会直接影响涂布纸的印刷的色彩再现和清晰度等，这是对印刷质量的影响。所以纸张的印刷适性是一个非常重要的性能。技术要求与工作计划： 1. 完成与论文题目相关的论文综述一篇，不少于5000字。2. 完成外文文献一篇，不少于3000字。3. 完成开题报告一份。4. 毕业设计论文撰写符合规定，涉及国家标准、行业标准要准确规范。5. 毕业论文思路清晰，语言规范，符合逻辑及科技论文规范。时间安排：第一周第三周（2月24日3月16日）根据论文题目实习、调研、查阅资料。第四周第五周（3月17日3月30日）调研查阅资料，完成论文综述、外文翻译、实习报告、实习日记、开题报告。（第一次会审）第六周第十一周（3月31日5月11日）购买实验器材，进行实验并测试，完成论文初稿。（第二次会审）第十二周第十四周（5月12日6月1日）整改论文，并完成答辩幻灯片。（第三次会审）指导教师要求：（签字） 年 月 日教研室主任意见：（签字） 年 月 日院长意见：（签字） 年 月 日毕业设计（论文）审阅评语一、指导教师评语：指导教师签字：年 月 日毕业设计（论文）审阅评语二、评阅人评语：评阅人签字：年 月 日毕业设计（论文）答辩评语三、答辩委员会评语：四、毕业设计（论文）成绩：专业答辩组负责人签字：年 月 日五、答辩委员会主任单位： （签章）答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年 月 日哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）摘 要纸张表面的涂布技术是提高其印刷适性的主要途径，它通过改善纸张的表面结构来改进纸张表面的光学性能、提高纸张表面平滑度与吸墨性能，进而提高纸张的印刷适性。本文在涂布方式的环节对纸张表面涂布进行改进，采用的是非接触式的喷雾涂布技术，使涂布设备不予纸张接触，很好的保证了纸张表面的各种性能，设计了一种小型的纸张表面喷涂设备。纸张表面喷涂设备从涂料的供给部分（含有涂料的循环装置）、气体供给部分、涂料雾化装置、纸张传动部分等进行设计，并根据设计制作了一套完整的小型喷涂雾化装置，可以实现纸张表面的喷雾涂布，在纸张表面形成一层涂层。关键词：喷涂；纸张；PTFEIAbstractThe paper surface coating technology is the main way to improve the printability. It can improve the structure of the paper surface to improve the optical properties of the paper surface, improve the paper surface smooth degree and ink absorption performance, thus improving the paper printing adaptability. The coating part of paper surface coating was improved and used is non-contact spray coating technology, the coating equipment does not come in contact with the paper, good ensures that the properties of the surface of the paper, through access to a paper coating technology and coating equipment, the design of a small paper surface spraying equipment. Paper surface spraying equipment from the paint supply part (paint containing the circulation device), gas supply, spray coating device, paper transmission and other parts of the design, and according to design a set of complete small atomizing spraying device, can realize the paper surface spray coating. In the paper surface to form a layer of coating.Keywords: Spray coating，Paper，PTFE目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 论文研究的背景11.2 论文研究的目的及意义11.3 纸张涂布技术及涂布技术分类21.3.1 纸张表面涂布技术21.3.2 涂布方式的分类32 纸张表面喷涂技术分析52.1 纸张表面喷涂设备工作原理52.2 喷涂设备纸张涂布研究现状52.3 纸张表面喷涂设备设计图63 纸张表面喷涂设备的设计83.1 喷涂设备的结构组成83.2 供料装置83.3 气体供给部分93.4 涂料雾化装置103.5 传动装置的设计及制作113.5.1 传动装置支架结构的设计113.5.2 控制装置的设计143.5.3 传动装置的制作144 纸张表面喷涂实验174.1 实验材料174.2 实验过程174.3 实验结果与分析174.4 结论17结 论18参考文献19致 谢20哈尔滨商业大学本科毕业设计（论文）1 绪 论1.1 论文研究的背景从1993年到2011年，全球纸张的需求量年平均增长率为2.8%，其中涂布纸年均增长7.84，而轻涂纸年均增长率22.28，可见涂布纸正朝着轻量化涂层方向发展 1，本论文采用喷雾涂布的方法在纸张表面上形成一层涂布。目前，纸张印刷适性的改进多以涂布为主。涂布纸最早是由美国新泽西洲的约华尔德仑公司于1850年开始生产的，当时是用作壁纸。1894年，世界上出现了第一台生产涂布纸的设备。低定量涂布纸是20世纪50年代初，登上市场的。但印刷涂料纸的主体仍然是高定量的铜版纸，最近几十年，涂布技术发展很快，涂布纸的产量也在不断增加。随着对纸张的印刷适性的要求的不断提高，涂布纸越来越受到跟高的关注，因此对涂布纸的涂布配方的研究也不断的深入。涂布纸在印刷方面的质量的好坏主要有两个方面的原因：一原纸的质量情况，二原纸表面的涂层结构。原纸表面涂层的涂料主要有颜料、胶黏剂和其他助剂组成。纸张经过涂层在压过干燥的过程中会经过液体、凝胶体和固体不同的阶段。胶粘剂涂层后的迁移、涂层在干燥过程中收缩、涂料中水分的蒸发等都会不同程度的导致涂层在纸张表面的分布不均，最终影响其印刷适性。涂布原纸表面的亲水性是有纸张的纤维素和半纤维素决定的，因此随着胶黏剂向纸张内部的迁移会影响涂料在纸张平面方向和厚度方向分布的均匀度。因此，在提高涂布纸性能方面，更多的是从原纸和涂布配方着手研究。涂布纸的发展有着很久的历史。最近几年来，国内、外做了很多工作有关改善和提高涂料纸。原纸的表面上涂布的涂层，其内部的结构要经过原纸内部结构的吸水和涂层变干的双重作用后而逐渐的转化为干燥的涂层。在这个过程对涂布的纸张的质量的形成起到非常重要的作用。国内外对干、湿涂层性能及其检测进行了大量的研究，并取得了非常好的结果。随着印刷技术的不断发展，印刷装备水平的不断提高，对纸张的印刷适性要求越来越高。1.2 论文研究的目的及意义纸张作为信息的载体，其印刷适性在信息的表达、传递过程中是极为重要的。纸张表面的涂布技术是提高其印刷适性的主要途径，它通过改善纸张的表面结构来改进纸张表面的光学性能、提高纸张表面平滑度与吸墨性能，进而提高纸张的印刷适性。随着多色印刷要经过四次甚至更多次压印，若纸张掉粉、掉毛严重，将会出现糊版，影响印刷质量，若抗张强度和撕裂强度较低，还会造成断纸，影响印刷效率；随着现代印刷机械印刷印刷速度的不断提高，纸张表面油墨的干燥速度也不短的加快，为了避免印刷后纸张的背面出现蹭脏的现象，所以要求纸张对油墨的吸收性要好；由于四色平版印刷中是先上润版液后上油墨的，而印刷润版液中含有的水分会对纸张造成变形，如果造成的变形很严重就会造成印刷中套印不准，使纸张的印刷印迹模糊，因此要求纸张吸收润版液后的变形不能太大2。总之，印刷中所需要的纸张生产正朝着高白度、高平滑度、高强度的方向发展，涂布纸在印刷中的比例越来越重要。1.3 纸张涂布技术及涂布技术分类1.3.1 纸张表面涂布技术涂布是将一层或多层具有特定功能的材料附着于基材表面上，以改善基材表面性能或保护基材，赋于基材特殊功能或者直接利用涂层表面特性提高产品的使用价值3。涂布工艺技术最早用于感光工业、纸加工工业和塑料包装工程等领域 ,目前由于涂布技术发展速度快、成本低而被各种新型电子元器件生产流程采用，被涂基材也已从纸张、各类高分子薄膜，扩展到铝箔、铜箔乃至钢板，比如各种新型电池的电极和电容的电极涂布，但是新型器件对涂布技术有新的要求，比如锂离子电池隔膜的纳米涂层，要求涂布层厚度为纳米级而且膜层厚度均匀性在10nm之内，现有涂布技术并不能满足要求。作为层贴复合和表面装饰的关键工艺，涂布技术得到科技、生产及相关人员的高度重视，并得到不断总结、不断改进，成为一种与时俱进、不断发展的工艺。随着工业技术的发展，以及社会对涂层产品需求的不断扩大，近十几年来，涂布技术得到了很大的发展。现代涂布技术研究方向正朝着两个极端发展，电池两端的极片和无纺布涂布技术等涂布要求在表面涂层的涂布非常厚；光学薄膜和磁记录介质薄层等在表面的涂层量要求非常的薄，甚至几个纳米。纳米涂布要求更薄的涂层厚度及更好的涂层均一性，因此，在涂布时选择恰当的涂布方式、加强涂布层薄膜的在线检测及调整涂布的涂布量是非常重要的，是发展涂布技术的必要条件。由于刮棒、气刀涂布只适用于较薄涂层的涂布，但锂离子电池极片涂布要求浆料湿涂层为100300um，对于此种高精度厚涂层涂布，一般选用挤压涂布或辊涂，但是对于需要获得超薄层、高输出磁记录介质极片浆料涂布可以采用双层膜拉伸挤压涂布。同时，随着现代高速涂布的要求越来越高，对涂料的性能也提出了更高的要求。涂料的流变性能是一个决定涂布质量的关键因素，因此，涂料的流变性能己经成为国内外研究热点。涂布液浓度较高时涂布后的涂层较厚；而低粘度的涂布液可以涂布出较薄的涂层。此外，在刮刀涂布过程中，涂布液受较高剪切速率的作用，要求涂布液符合“高浓低黏”的要求，浓度要求为60%以上，同时具有剪切变稀的性能，以使在较高剪切速率作用下有较低的粘度。这是由于在使用相同的胶黏剂时，涂布液浓度越大，固含量越大，克服微粒间引力使得摩擦力增大，但是气刀涂布受气流能量的限制，则一般选用低固含量、低黏度的涂布液。在涂布工艺中，通过优化工艺配方来改变涂料的性质可以完成涂层质量好的任务，使用纳米级粒子。由于粒子具有的纳米表面效应和量子尺寸效应，可用于涂料制备是的电位、PH值及表面展现的黏度，以实现制备涂料的高浓低粘，新型纳米助剂的添加促进了高速涂布机涂布操作的可运行性。此外，在涂布过程中，影响涂布质量的因素很多，其中主要是来自机械设备、工艺、物料等方面的影响，所以，增强涂布表观质量的在线检测是非常重要的，如在线测量装置分别将测得的涂层装载量的数据反馈到所述程序控制装置，所述程序控制装置计算出涂层的实时装载量并与涂层的预设装载量进行比较，然后发布调节指令至所述涂布装置，可以来调整涂布的浆料输出量。1.3.2 涂布方式的分类（1）压辊类涂布网线辊涂布：网线辊涂布技术适用于低浓度、高干燥能力的溶剂型胶粘剂，涂膜光滑，无漏涂。其中，网孔的深浅与目数决定涂布量，网孔越深，涂布量越大，网孔密度越大，涂布量也越大；该涂布方式常采用金属网纹辊与陶瓷网纹辊等。网线辊涂布所使用的基材可以是纸张、塑料、金属等。以网线辊涂布方式在纸张上涂以隔潮材料、防水材料和防油材料，可以制得用于包装冷饮或短时间的一次性饮水工具的可迅速降解的包装材料；将导电涂料用网线辊涂布方式涂于经表面处理的集流体上，可制得超级电容器4。光辊涂布：光辊涂布是通过辊与辊转移涂布液达到涂布目的，这种涂布方式通常采用两辊转移涂布。通常通过调整其上辊和涂布辊之间的间隙来控制涂布量，成本稍高。因为这样的涂布方法主要采用精度特别高的光棍进行上胶涂布，产生的涂层好，涂布的流量的大小除了通过上胶辊和涂布辊之间的间隙来调整，还可通过涂布刮刀的微动调节来灵活控制，涂布精度高，目前在涂布复合设备上的应用最广。(2) 特殊刮刀涂布刮棒（匀胶辊）涂布：用强度硬度较好的圆棒精加工制做成刮棒，刮棒操作简单，涂布量为420g/m2，适用涂料粘度为10002000mPas。刮棒的误差要求较小，可用于光辊涂布的预刮胶，也可用于涂布量较厚的一次性刮胶；当涂料黏性大时，也可以直接用刮棒刮在基材上。刮棒涂布中最常用的是计量棒，计量棒是在不锈钢杆上缠绕精密的不锈钢拉丝，从而形成带不同形状的凹槽棒，可对大多数基材进行精确、可重复的表面涂布。气刀涂布：气刀涂布是我国现有涂布设备中，最普遍、最有效的涂布设备，是利用加压喷射出来的空气来调节涂布量和涂布层的平滑度。气刀涂布在涂布纸的生产中得到广泛的应用，其工作原理是由涂布辊将过量的涂料涂在原纸表面上，而后在纸幅通过背辊与气刀之间时，由气刀喷嘴间所喷射出与纸幅成一定角度的气流将过量的涂料吹落，就此在原纸表面形成一层组织均匀、厚度一致的涂料层。气刀涂布不直接与纸面接触而把多余的涂料从纸上吹下，因此，气刀涂布适用于机内涂布及纸板涂布。逗号式刮刀涂布：逗号刮刀是一种新的涂布方式之一，所谓“逗号刮刀”是圆的辊子用机床完成刃口，形状好像逗号。逗号刮刀作为涂布设备中的关键部件之一，具有其它刮胶设备所不具有的优点，此种刮刀的强度、硬度高，机构简单、造价低，涂布量易于控制和刮胶精度高，使用极为方便，刮胶均匀，用“逗号刮刀”代替钢片刮刀能使得到的涂层的表面很平滑。（3）特殊涂布 挤出涂布：挤出涂布又被称作挤出复合、淋膜，挤出涂布是把熔融的热塑性塑料（树脂）通过缝型模头挤出，使之成为连续的熔融状的薄膜并压贴（粘合、复合）在向前移动的基材（如薄膜、纸张、纸板、箔片等）上的一项技术。现代快餐方便面包装已全部采用挤出流延法生产，在生产果冻盖时，使用低温可热封易剥离树脂挤出涂布铝箔盖材上，使之易同装果冻的底托盘热封。旋转涂布：借助于高速旋转所产生的离心力，将加注于支持体表面的液料进行铺展，进而形成所需厚度的涂层，这种涂布方式称为旋转涂布。旋转涂布常被用于各种聚合物溶液的涂布，其在电子信息产业领域也有着广泛的应用，此种方式形成的涂层厚度可以从几十纳米到几微米，厚度均匀性可达百分之一。涂层厚度取决于涂布液的固含量、涂布液溶剂的挥发速率以及旋转速率等。帘式涂布：涂料从涂料分配器喷嘴中流出连续性的薄膜，以幕帘状坠下，通过一段的距离沉积在喷嘴下面纸幅上。帘式涂布的涂布量通过涂料管线上的压差和网眼大小或涂布器模具的几何形状来控制。2 纸张表面喷涂技术分析2.1 纸张表面喷涂设备工作原理喷雾涂布技术是一种非接触式的涂布方式，喷雾涂布使利用可控气体装备和喷雾工艺，在没有任何物体接触的情况下，使涂料形成雾化均匀的涂布扩展到基材上的一种涂布方式。喷雾涂布工艺实质是在基材表面进行涂覆或进行表面施胶，是一种能达到高效率的涂布技术。喷雾涂布的工艺原理是由泵排出的具有一定压力的液体涂料，经过喷嘴孔以高压连续喷射形成雾化状态到涂布基材上5。在喷雾涂布中，喷雾涂布中的液滴在被涂到基材表面上的扩散起到主要作用。喷雾涂布涂层表面光滑、表现质量好、手感较佳；喷雾涂布解决了在刮刀涂布和光棒计量涂布中出现的条纹现象；除低速下最小涂布量之外，喷雾涂布基本上不受涂布量的限制，涂布量范围较大。如图2.1所示纸张表面喷涂设备原理图图2.1 所示纸张表面喷涂设备原理图2.2 喷涂设备纸张涂布研究现状现代工业生产中很多高速涂布工艺趋向于依赖先施涂过量的涂料，然后经过刮刀、计量棒或者气刀计量出去多余涂料。然而，塑料压涂和测量应用胶按涂料的标准的应用程序（MSP）两个明显的例外。标准的施胶压榨涂布是同时进行的，且涂层涂装前.但测量，塑料压涂和测量应用胶按涂料的标准的应用程序（MSP）两个明显的例外。标准的施胶压榨涂布是同时进行的，且涂层涂装前测量。但是所有这些系统都依靠的是辊子与纸张的直接接触，均为接触式涂布。上涂辊运行时靠在背辊上，二者的接触对纸张表面施加了很大的压力。这样会使得纸张表面的内部结构受到很大的压力而产生变形，由于纸张在接触式涂布装置中受到的压缩会导致纸张表面的均匀度产生缺陷直接导致纸张表面涂层的不均匀性或产生印刷方面的故障，因此“非接触式”的喷涂设备具有改善产品均一性的能力。喷雾涂布技术是使用供料泵将涂料送至喷嘴喷到纸张上的非接触式涂布，它在1994年就开始第一次试验了，因为雾化存在的问题，直到1999年末才才有了比较完善的喷涂机器，它与传统的刮刀式的涂布、光棍式涂布有很大不同由于和纸页没有直接的机械接触即使在涂布量很少的情况下也能产生对纸页的良好覆盖6。“非接触式”喷雾涂布装置,适用于具有一定流动性的液体涂料,并且是涂布量较低、涂层很薄纸张,尤其是那些“易起皮”的特殊涂料(如乳胶等)以及湿强度较低的原纸7-8。它不管被涂原纸的表面外形如何,均能涂一层薄而匀的涂料喷雾涂布装置,由于纸张表面的不均一性和有很多不规则形状,利用喷雾喷涂装置上进行涂布,可以很好的解决这些问题。涂料雾化后形成的小液滴扩散到纸页上；能使涂料液滴沿着原纸的表面很紧密地随行，未压光的纸张表面类似于薄膜涂布的表面。喷雾涂布很好的解释了“无接触涂布”的概念，使纸张涂布技术有了很大的的突破，极大地提高了纸张涂布的效率。喷雾涂布已经用于涂布量很少的纸张的涂布(LWC)、中等量纸张涂布(MWC)和生产新闻纸9。这种涂布方式的速度能够达到2500/min,在基材表面进行涂布。喷射的液滴大小主要在2060um之间，或者和纸张微观特征处于同样的数量级。2.3 纸张表面喷涂设备设计图在实际工程中喷涂设备应用在很多的的方面，喷涂设备的主要应用领域：（1）现代的交通运输：高速公路护栏，桥梁，火车与铁道设施，汽车，机场等设施；（2）能源工业；水工设备，水罐，石油精制设备，与输变电设备；（3）大型工业企业：造纸设备，医疗设备，食品化设备，水泥厂设备。喷涂设备的作用：喷涂设备作为处理雾化设备一般需根据不同的涂料专门设计制造，其作用是根据不同的涂装基材的情况设计制造，也是将喷涂过程中的喷涂料限制在一定区域内关进行过滤处理10-12。此外，还可提供温度，湿度，洁净的光照度来达到一定要求的施工条件，来改善操作的工作环境，其保证产品的喷涂质量。 喷涂设备在工业生产中占据很大的地位，自动喷涂是工业的首选，自动喷涂在工作上利用它附着力高，均匀紧密无微孔，优良的防腐和电绝缘性能的特点。喷涂设备在我国得到了快速的发展13。根据我国的消费市场，喷涂设备的使用已遍布各地，而在国外，最有效的方式是用高压无气喷涂机来施工，且国内的高压无气喷涂由涂料雾化不需要压缩空气，且避免产生气泡和粗纹。纸张表面的涂布工艺是改变和完善材料表面特性的重要加工工艺,而随着科学技术的不断发展,涂布工艺更成为许多重要功能性材料研究开发所不可或缺的重要工艺技术手段。根据喷涂设备在纸张造纸方面的应用，设计了小型纸张表面喷涂设备。如图2.2所示喷涂设备简图。图2.2 喷涂设备简图3 纸张表面喷涂设备的设计3.1 喷涂设备的结构组成喷涂设备主要有四部分组成，包括涂料供给部分、气体供给部分、涂料雾化装置、喷涂基材传动装置；这四部分组成一套完整的小型喷涂设备，使喷涂基材能在自动运转的情况下完成基材表面的喷涂任务；喷涂设备的优点在于把这四部分固定在一个9050cm的底板上，能很清楚的看清各部分的运作情况。该喷涂设备的控制部件集中安装在底板的右下角，可以随时控制各个部件的运转情况，也能及时控制特殊情况的发生。3.2 供料装置供料装置主要采用FL-5206隔膜泵。胶泵带压力开关，工作压力过高，会自动停止工作；水泵带热保护装置，可长时间运转，不会损伤电机；可干运转不损坏电机。FL-5206隔膜泵技术参数。表3-1 FL-5206隔膜泵技术参数电压（V）功率(W)最大流量(L/min)最大压力(MP)质量(kg)12965.811.2涂料供给部分主要采用FL-5206隔膜泵，将涂料输送到雾化喷嘴处，使雾化喷嘴将涂料雾喷涂到基材表面上。涂料供给装置使用了涂料循环装置，在涂料输送端口采用三通循环，极大可能的节省了涂料，而且可以控制纸张表面的涂布量。可以通过调节开关控制不同基材的不同的涂布量，对涂布过程实现可控操作，从而优化了纸张表面的涂层厚度及涂层表面的均匀度，更好的提高了纸张表面的涂布质量，使印刷适性得到更好的提升。如图3.1所示涂料供给装置。图3.1 涂料供给装置3.3 气体供给部分供气系统的主要作用是为涂料的雾化系统提供一定压力的气体。在日常生活中，常用的气体主要有各种的空气压缩机和气压钢瓶。空气压缩机能够根据不同的环境与需求提供各种的气体，操作简单方便，高压气压钢瓶主要是提供需要不同压力的气体，但是其容量有限，不适宜长时间的连续工作13-16。本论文要求喷雾涂布能够连续不间断的长时间进行运作，空气压缩机能够实现这一要求，但是高压气体钢瓶不能够提供这种满足，因此本论文选用操作简便易行的空气压缩机作为喷涂系统的供气源。气体供给部分采用的是无油空气压缩机，给雾化装置提供所需要的气体压力，让涂料能够在雾化装置中以喷雾形式出现，是实现涂料雾化的重要部分。气体压力的供给是涂料实现雾化的重要部分，气体能使液体的涂料雾化成小水滴，能在喷涂基材上均匀的分散开形成一层均匀的涂层，所以气体压力与流量的控制对涂料雾化起到非常重的作用，小型喷涂设备的设计中空气压缩机的选择是非常关键的。选用的是FB-36/7全无油空气压缩机，FB-36/7全无油空气压缩机适合用于：医疗、高压氧舱、制药、食品饮料加工、邮电通讯、石油化工、电子气动仪表、喷漆喷沙、粉状及颗粒状气体输送、空气搅拌、胶片感光、建筑工程、材料、国防科研等需要高品质无油压缩空气的部门使用。FB-36/7全无油空气压缩机优势：(1)绿色环保；无须添加任何润滑油，排出的气体不含油及油蒸气，不会污染用户的终端产品，是一种环保节能绿色产品。（2）高效通用；全无油空压机作为一般动力气源时，比有油空压机使用更方便，维护费用更低。提供高品质无油压缩空气最简单、最理想的设备，它省去了繁琐有油空压机的油过滤处理设备，节省了大量设备开支和维护费用。（3）耗能少，运动连接采用进口优质轴承，摩擦力低、能耗小、电机效率高。（4）噪音低；压缩部分采用高分子树脂材料与气缸接触，无需润滑油，软性接触噪音更低。震动小，各连接部位均有减震设计，运行平稳。（5）100% 无油；压缩后的空气百分之百不含油份，是高标准的气源。（6）可靠性高；检修率低故障率低，省去有油机及螺杆空气压缩机每日检查添加润滑油的，无需定期更换润滑油，定期保养时间长。（7）操作简便。FB-36/7全无油空气压缩机的技术参数如下。表3-2 FB-36/7全无油空气压缩机的技术参数型号转速（r/min）额定排气压力（Mp）匹配功率（W）外形尺寸（cm）重量（Kg）流量（L/min）FB-36/713800.7550461174921102图3.2 FB-36/7全无油空气压缩机3.4 涂料雾化装置涂料雾化装置的关键部件就是涂料喷嘴的选择，涂料雾化装置采用可调型压力式扇形喷嘴，压力式扇形喷嘴的应用范围：润湿除锈、空气加湿、化学处理、化学剂喷洒、液体喷涂、烟叶加湿、药片涂层、烟气蒸发冷却、杀菌消毒、部件冷却、水果喷蜡、瓷砖上釉。适用行业：电子、化工、环保、钢铁、机械、涂装、电镀、纺织、汽车、造纸、医药、食品等工业生产领域。压力式扇形空气雾化喷嘴特殊的内部结构设计能使液体和气体均匀混合，产生微细液滴尺寸的喷雾或粗液滴喷雾17-18。通常，通过增加气体压力或降低液体压力可得到更加微细(30微米左右)的液滴喷雾，从而导致较高的气体流率与液体流率比。可调型空气雾化喷嘴能够调节液体流量，在不改变空气压力和液体压力的环境下，同样可以产生合乎要求的喷雾，因此具有很强的适应性。可调型压力式扇形喷嘴由空气帽和液体帽组成，能够提供扇形模式，并有着广泛的流量范围。如图3.3所示压力式扇形喷嘴。图3.3 压力式扇形喷嘴结构图1、护圈2、空气帽3、液体帽4、液体帽密封垫5、喷嘴体6、后密封垫7、流量控制阀如图3.4所示压力式扇形喷嘴实物图图3.4 压力式扇形喷嘴压力式扇形喷嘴具有可调节装置，在不改变气体压力与液体流量的情况下，可以通过可调节装置来调节雾化程度，可调节装置方便了我们及时控制雾化量使产生的涂层更加均匀。因为没有像刮刀涂布或上料辊那样直接接触原纸的部件，既减少了摩擦和断纸，又减少了涂料向原纸内部的渗透，相同的涂布量下，提高了对原纸的覆盖，提高了涂层质量。扇形喷嘴距离基材的不同距离会产生不同的雾化形状，如图3.5所示压力式扇形喷嘴雾化形成图。图3.5 压力式扇形喷嘴雾化形成图3.5 传动装置的设计及制作3.5.1 传动装置支架结构的设计 传动装置是实现对喷涂基材的传动，让喷涂基材能匀速的在喷涂装置下经过，完成喷涂过程。传动装置对喷涂基材的传动速度是实现喷涂均匀的另一重要部分，传动装置是以传送带的形式设计的，在两个墙板之间形成传送带。墙板的设计对整体的传动装置是非常重要的，墙板选择的是35380.4cm，传送带滚轴之间的中心距是31cm。根据设计在墙板上分别打了不同尺寸的圆孔，分别是安装轴承的直径为2.5cm的圆孔，轴承圆孔距墙板上端的距离为26cm，给上端的喷涂装置留出了足够的喷雾空间；安装上板支架的直径为0.6cm的圆孔；安装固定墙板支架的直径为0.8cm的圆孔。如图3.6所示传动装置支架墙板。图3.6 传动装置支架墙板 墙板上设计有可使卡槽滑动的通道方便调节滚轴之间的距离，可实现可调节操作，方便传送带的安装与调节。卡槽是一块110454mm的铁板，上面开有一个安装轴承的直径为2.5cm的圆孔，一条可以安装M8螺栓的通道，通道长度为3cm，可方便调节卡槽。卡槽的设计图如图3.7所示。图3.7 可调节卡槽传动装置的上板是支撑雾化喷嘴和支撑气体、液体导管，上板是尺寸是382604mm。上板两端分别有60344mm的小支架，起到固定上板的作用；上板的中间位置开有放置雾化喷嘴的直径2cm的圆孔，使喷嘴能很好的固定在上板上。上板的设计图如图3.8所示。图3.8 传动装置支架的上板传动装置中的传送带是用来输送喷涂基材的，传送带是有两个辊筒作为支持体，在两个辊筒之间安装输送带，将传送带安装在两个墙板之间完成传动装置，辊筒的直径是100m，长度是344mm，周长是628.32mm。辊筒两端轴的尺寸是轴直径是10mm长度15mcm，辊筒在墙板之间是靠轴承来连接的，轴承可以使辊筒在墙板之间转动。图3.9传送带辊筒与皮带传动装置中需要有齿轮与皮带的配合整套装置才能稳定的运转，齿轮设计参数模数1.375、齿数52、压力角20、面宽10mm采用正齿轮传动；小型传送带的设计前带轮直径是40mm，后带轮直径是70mm。齿轮与皮带如图3.10所示。图3.10 齿轮与皮带3.5.2 控制装置的设计控制装置是整套喷涂设备的控制中心，可以控制各个部件的运转情况，本套设备是把各个装置的控制开关集中在一个区域内，可以随时控制各个装置。可以方便的调节各部件的运行情况，也可以及时关闭各部件以防止意外事故的发生。控制装置包括电机调速器控制开关、涂料供应泵的控制开关、总的设备的电源。控制装置控制图如3.11所示。图3.11 控制装置图3.5.3 传动装置的制作传动装置支架的制作需要把所设计的零件组装起来，把墙板与辊筒、卡槽、上板、皮带固定在一起，组装成一套完整的支架结构，使喷涂基材能在上面均匀运转。传动装置提供动力支持的是调速电机，调速电机带动传送带的运转从而使传动装置运作起来，电机传动过程中需要齿轮、带轮和皮带的配合。如图3.12所示调速电机与传动皮带配合图。图3.12 调速电机与传动皮带配合图纸张表面喷涂设备的运用的是可调速电机，通过调速器控制电机的转速来控制纸张的运转速度，通过调试电机的转速可以让纸张以不同的速度在喷雾装置下经过，这样可以得到不同速度下的同种纸张表面的涂层，通过检测纸张表面涂层均匀度与厚度可以得到适合纸张在喷涂装置下经过的速度。如图3.13所示调速器与电机配合简图。图3.13 所示调速器与电机配合简易图调速电机与调速器的技术参数如下。表3-3 调速电机的技术参数型号频率(Hz)功率（W）电压(V)空转速度(r/min)外形尺寸(cm)出轴直径(mm)4M25GN-CC506025AC 220140080801178表3-4 调速器的技术参数型号电压（V）功率(W)频率(HZ)US-52AC 220255060调速电机与传动装置装配图如下图所示。图3.14 调速电机与传动装置装配图图3.15 纸张表面喷涂设备装配图4 纸张表面喷涂实验4.1 实验材料实验材料：5%PTFE乳液、70g中性复印纸、2000ml烧杯实验设备：自制小型喷涂装置4.2 实验过程 首先用蒸馏水将60%的PTFE乳液稀释成5%，稀释的容量为1000ml放置在2000ml的烧杯中；再将需要喷涂的纸张固定在传动装置中，打开调速电机调试电机的转速，观看纸张的运行情况，待纸张运行平稳以后关闭电机；开始试验打开全无油压缩机调试气体的压力，将压缩机的压力调到4MPa，将气体稳定后，打开供料泵的电源开关，调节供料泵的流量开关控制涂料的流量，当涂料到达喷嘴产生雾化后，启动纸张的传动装置，让纸张能在喷嘴下匀速的经过，在纸张表面形成雾化。4.3 实验结果与分析通过实验可以了解到自制小型喷涂装置可以将涂料雾化在纸张表面形成一层涂层，但是装置还存在许多不足的地方：1、 喷嘴产生的雾化涂料不能很均匀的在纸张表面形成涂层，中间部分喷涂的涂料比较多，纸张两边的涂料比较少。2、 装置缺少一个涂料回收装置，喷嘴喷出的涂料不能全部到达纸张上，有一部分可以回收重复利用。3、 纸张的传动装置在传动纸张时，纸张在传送带上传送时在到达某一位置时会出现纸张凸起的现象。4.4 结论通过实验可以得出喷涂装置还存在很多缺陷，装置的各个部位还需要不断的调节已达到最优，在以后的工作实验中要不断的解决存在的问题，使装置能够达到各部位的协调运转。结 论涂布纸作为高端印刷纸，要求不仅能适应多种不同品牌的印刷机的印刷要求,并且要求印刷后在纸张上呈现的图像色彩鲜艳、清晰、逼真、印刷适性强。而且要求高档印刷纸张价格不能太高,对印刷品定位要准确。对于原纸表面印刷适性的改善来说,并不仅仅是简单的从一方面就可以实现的。必须从原纸、涂料、涂布方式、现场生产管理四大环节进行改善,只有从原纸、涂布配方(包括涂料性能的改进)控制到后序加工等一系列过程都需要进行严格要求，只有通过这样改善才有可能成功获得高品质良好印刷性能的涂布纸。本论文根据喷涂原理设计了一种能在基材表面实施喷涂的装置，喷涂装置有涂料供应部分、涂料雾化装置、气体供给部分、基材的传动装置组成。通过各部分的设计与制作，最终完成了一套小型的喷涂设备。喷涂设备中