在傳統施膠壓榨中,施膠液的流動狀況跟紙機的高速度不相適應。由於不是所有的膠液都能緊跟紙幅,額外的膠液就積聚在壓區,並使膠液向後流動。在高車速下,這種向後流動的膠液增加,造成了膠液噴濺和膠液的橫向分布不均。增加輥徑可減少這類問題,因為它限製了後向流動並減少了膠液的加速度作用。一般車速超過800m/min時,膠液的噴濺就會成為問題。如輥徑大於1600mm,可以減少這種噴濺現象,但這樣做,使施膠壓榨的投資增加很多。
施膠壓榨壓區的線壓力一般為25~30kN/m。輥子需有中高以保持橫向壓力的均一。根據輥子的直徑和硬度,壓區長度一般為20~40mm。單位麵積壓力為500~1500kN/m2。
(二)門輥施膠壓榨和膜式施膠壓榨
門輥塗布機是傳統施膠壓榨發展的第二個階段。它因為沒有造成噴濺的高水力作用和不均勻膠液流,解決了傳統施膠壓榨的許多問題。
從20世紀80年代起,膜式施膠壓榨逐步獲得推廣,轉向這種新技術的主要原因是紙機速度的提高、需要更高的效率以及日益增加的質量需求。膜式施膠壓榨不僅用於施膠,而且還可用於預塗。
在膜式施膠壓榨中,旋轉棒將膠液施加到輥子上。膠液在輥麵上形成一層薄膜,最後在壓區的膠膜被從輥子轉移到紙上。
施膠棒的直徑一般為10mm,並帶有溝紋。溝紋的規格和棒壓可調節膠液量。膠液的黏度和固含量是控製塗層的其他參數。輥子的材質及其硬度也影響塗膜的形成。
由膜式施膠壓榨轉移到紙上的膠液量比傳統的施膠壓榨要少。由於接觸時間短,膠液還沒有很深地滲入紙中而停留在表麵上。紙幅斷頭和所需的幹燥能量顯著減少。膜式施膠壓榨也可以作為一個普通的預塗機。與刮刀塗布機比較,這是相當溫和的一種塗布方法。紙幅很少斷頭,刮刀塗布機所常見的刮刀條紋數量也很少。
膜式壓榨塗布機的塗料配方跟刮刀塗布機所用的稍有不同,膜式壓榨塗布所用的塗料固含量可以較高,所以紙上水量較少,控製水分較容易。使用膜塗布技術可塗覆10g/m2的塗層。由於具有良好的運行性能,這項技術在未來將得到很好發展。
(三)塗矽烘烤紙進行機內預處理的實例
塗矽烘烤紙是在機內同時進行預處理和塗矽的一個例子。塗矽的目的是防止被烘烤食品在各種煮、烤情況下黏附到紙上。烘烤原紙的打漿、抄紙和塗矽都在一個抄紙係統中完成。
生產塗矽烘烤紙的紙機,其典型寬度為2.5~5.0mm,車速150~200m/min。要求原紙有很高的打漿度。打漿設備很重要,一般都用錐形精漿機而不用盤磨機,這樣對纖維的破壞較少。古老的荷蘭式石質打漿機也仍在使用。
由於紙頁脫水困難,網案都很長。在烘缸部幹燥前,紙幅經多段壓榨脫水。因此進入施膠壓榨的紙頁水分為5%~15%。
在施膠壓榨塗矽後,紙幅用傳統的烘缸進行幹燥,在施膠壓榨後的第一段幹燥烘缸塗有聚四氟乙烯以防止紙上所塗的矽黏附到烘缸上。黏附控製不好,將造成紙麵塗層不均、降低幹燥效率、掉粉和弄髒紙頁。在施膠壓榨與第一個烘缸之間使用紅外線幹燥,有助於防止黏附。
由於大多數塗矽液都是水溶性乳液,控製好紙頁的吸水滲透是非常重要的。影響滲透的較重要因素有溫度、黏度和表麵張力;黏度隨溫度而改變,黏度越高,越不易滲入紙內。
在原紙塗矽前封閉紙麵的預處理,可使用另一台施膠壓榨。施膠液可以是澱粉、CMC、PVA或HEC。用標準的Cobb法以測定施膠的效果。對塗矽作業來說,吸收性低就更為經濟。如果預處理施膠得好,可節省30%的矽塗料,這意味著預處理使烘烤紙的總原料費用節省約10%。