涂布機包括施涂(即上料)與計量系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)和完成系統(tǒng)。施涂與計量系統(tǒng),稱之為涂布頭,又稱涂布器,是涂布機的心臟,涂布紙的質(zhì)量主要由這里決定。涂布機的名稱一般以涂布頭的特征(如計量方法)而命名的。涂布設(shè)備的改進主要是指涂布頭的改進。涂布機種類繁多,目前廣泛應(yīng)用的涂布機機型有氣刀式、擠壓輥式、刮刀式、刮棒式等。
配置上述傳統(tǒng)涂布頭的涂布機由于料池的噴濺和涂布量穩(wěn)定性問題,局限于只能使用低固含量涂料和低車速。一般在速度大于700m/min時,料池內(nèi)流體由于混入空氣和湍動的原因而變得很不穩(wěn)定。涂料從施涂至計量之間的駐留時間較長時,濕涂料易于在此處削弱紙張強度,從而引起斷頭。后期開發(fā)的短駐留涂布頭(short dwell coater),其目的就是為了在當時的高速涂布機上涂布低強度原紙,減少斷紙現(xiàn)象。
涂料經(jīng)過分配系統(tǒng)從施涂室底部的孔口進入施涂室,然后此新鮮涂料進入一個渦旋體,與已在室內(nèi)的涂料混合。通過向回流間隙流動以保持室內(nèi)的物料平衡。回流涂料從密封的短駐留施涂室中逸出空氣也很關(guān)鍵,因為在高速涂布時,紙幅表面夾帶大量的邊界層空氣。在回流隙縫與刮刀之間,涂料加速靠近紙幅表面,多余涂料則由計量刮刀刮走,只在紙面保留所需的涂布量。
短駐留涂布裝置的回流隙縫與計量刮刀之間的典型駐留距離為30~50mm,與輥式上料裝置典型的600mm駐留距離比較,不到1/10。在運行速度為1000~1500m/min的涂布機中,這相當于只有1.2~1.3ms的駐留時間。這是導(dǎo)致原紙增濕很少,因而強度損失很少的唯一重要因素。
但短駐留涂布頭在更高速度的涂布機上,容易出現(xiàn)一種稱之為“短駐留條紋”(常在高涂布量、低刮刀負荷時產(chǎn)生)的現(xiàn)象。這種寬度5~30mm、長度100mm甚至達數(shù)米的隨機性短駐留條紋,被認為是20世紀80年代高速涂布機(速度1100m/min以上)存在的主要質(zhì)量缺陷。