主要生产设备优化方案

（1）配料设备

①冲糊装置 冲糊装置很简单，结构示意如图4-3所示。

②搅拌机 可采用立式行星式混合机。行星式混合机主轴上装有一只（或一对）框式搅拌翼，主轴可带动搅拌翼公转，同时搅拌翼又可自转。在搅拌PVC料时，转速不能过快。由于自转、公转同时进行，搅拌翼的回转轨迹并不是简单的圆圈，它所产生的剪切力遍及混合物料各处，使流动性很差的物料能均匀地混合。行星式混合机的中柱是油压活塞，可以把整个横梁升降，便于容器的进出。

图4-3 冲糊装置

1—增塑剂加热器 2—配料罐 3—冲糊罐4—上料装置 5—PVC料储槽 6—糊料罐

7—糊料桶 8—计量秤

③三辊研磨机 乳液法PVC树脂颗粒细，与增塑剂混合易形成小粉团，因此配制的糊状浆料必须在三辊研磨机上进行研磨，将小粉团辗开，使之分散均匀。三辊研磨机的外形图如图4-4所示，结构如图4-5所示。研磨机主要由三根辊筒、齿轮减速箱、三角带、铜质挡料板、辊筒调距装置和刮料刀等主要零部件组成。

三辊研磨机的辊筒由电动机驱动，通过三角带传动，齿轮减速箱和一组传动齿轮带动，从进料辊开始，三根辊筒的工作转速比是1∶3∶9。辊筒的辊面间隙可通过手轮手工进行调整，按照浆料的运行顺序，三根辊筒工作面的间隙由大变小。当浆料通过辊面间隙时，由于不同线速度的两个面的牵引，受到很大的剪切力，使直径较大的物料颗粒被压碎细化，达到物料颗粒被细化的目的。

图4-4 三辊研磨机

三根辊筒是研磨机设备中的主要零件，辊筒直径用冷硬铸铁或铸钢铸造成型，工作面粗糙度R_a不大于0.2μm，工作面硬度也应较高。中间辊位置固定，前后辊可前后移动，来调整三根辊筒工作面间的距离，控制研磨物料粗细程度。

图4-5 三辊研磨机的结构

1—三角带 2—齿轮减速箱 3—电机 4—齿轮传动箱 5—机架

6—铜制挡料板 7—三根辊筒 8—刮刀 9—辊筒调距装置

（2）基布预处理设备

①刷毛机 刷毛机的结构如图4-6所示，箱体内主要由6根外径为200mm的刷毛辊组成，基布经刷毛箱由下而上通过，布两侧的刷毛辊与布做相反转动，可将布两侧的布毛、线头等杂物刷干净。

②压光机 压光机的结构如图4-7所示。其中上下辊均为纤维辊制成（1和4），中辊为表面磨光镀铬的空心钢辊（2），钢辊内通蒸汽加热，2的位置固定，1和4可升降用以调节辊距。压光机有加压机构。

（3）涂刮设备

图4-6 刷毛机的结构

①涂刮机 涂刮机要能控制涂布量而且涂布均匀。常用的涂刮机有刀涂式和辊涂式两大类。直接涂刮法人造革一般采用刀涂式。图4-8是涂刮机的外观示意图，图4-9为其结构示意图。刮刀由钢材制成，安装在刀架上，可在刀架上安装多片不同的刮刀，刮刀可在各种方向（上下、左右和前后）移动和转动。如刮刀前后移动，可使涂刮机在辊衬刀涂和浮刀刀涂两种方式间转换。为保证涂刮的质量，涂刮机对各部件，特别是刮刀和导辊的加工精度要求很高。

图4-7 压光机的结构

1、4—纤维软轧辊 2—铸钢主动硬轧辊 3—小安全压布辊

5—机架 6—蜗轮蜗杆加压装置 7—织物

②刀涂方式 刀涂可分浮刀涂刮、辊筒刀涂、带衬涂刮三种形式，如图4-10所示。

图4-8 涂刮机

a.浮刀涂刮机：浮刀涂刮机的刮刀位于基布的上方，基布下无任何支撑，刮刀与基布表面接触。由于在刮刀作用点下的基布没有承托物，因而只适合强度较大、不易变形的基布。浮刀涂刮机中涂层的厚度是依靠基布的张力（刀刃压在基布上的力）来控制，基布的张力越大则涂层越薄，因此涂刮机上安装多根导辊与张力架用以调节基布张力。采用浮刀涂刮机时，导辊运转的平稳性和退卷装置放布的均衡性都会引起基布张力的波动，导致涂布不均匀和涂层表面的瑕疵。

图4-9 涂刮机的结构

1、2—刮刀 3—刀架 4—刀架座 5—机架 6—衬辊

7—衬辊传动辊 8—导辊 9—浮刀涂层衬辊 10—燕尾槽

11—移动刀架座手轮 12—移动刀架手轮

13—被涂材料（基布、纸张） 14—气动活塞 15—开幅辊

刮刀的角度对涂布量也有影响，如图4-11所示。与垂直放置的刮刀相比，刮刀前倾 [图4-11 （a）]时会增加涂布量。因为前倾的刮刀会与基布构成一个楔形，当基布向前移动时，浆料被挤入其中，有时甚至会穿透基布，导致基布僵硬，还有可能使基布表面受到损伤。刮刀角度向后则会减少树脂的涂布量。总之，刮刀与前进基布形成的角度越大时，涂层的厚度越小。

图4-10 刀涂方式

（a）浮刀涂刮 （b）辊筒刀涂 （c）带衬刀涂

1—基布 2—浆料 3—刮刀 4—辊筒 5—输送带

图4-11 刮刀角度

（a）＜90° （b）90° （c）＞90°

b.辊筒刀涂机：辊筒刀涂机是在钢辊（或橡胶辊）的最高点垂直放置刮刀，辊筒的直径一般为350mm，调节刮刀与辊筒的间隙可调节涂层的厚度，如图4-12所示。若刮刀不在辊筒的最高点 [图4-12 （b）]，这种方式相当于浮刀式，对于涂起毛或起绒等基布非常有用。

图4-12 辊筒刀涂式的两种形式

（a）刮刀在轧辊凸面正上方（b）刮刀稍微离开轧辊凸面

辊筒刀涂机克服了浮刀涂刮机涂层厚度不易控制的缺点。由于有金属或橡皮辊承托，可用于涂刮强度较小的基布，而且涂层厚薄均匀，质量较好。当底部辊筒表面质量要求很高，底部辊筒不光滑时（如溶胶会透过基布黏在辊筒上），辊筒刀涂机涂层厚度就不易保证均匀。(www.xing528.com)

c.带衬涂刮机：带衬涂刮机是用橡皮衬带来承托基布，也可以用于涂刮强度较小的布基。通过改变衬带的张力来调整涂布量，可以克服在刮刀涂布机中由于基布的延伸而产生的问题。

图4-13 刮刀的刀刃形状

（a）楔形 （b）圆形 （c）钩形

（d）鞋形 （e）立形 （f）逗号形

③刮刀 刮刀是涂刮机的关键部件，刮刀刀刃的形式有多种多样，典型的有楔形、圆形、钩形和鞋形，如图4-13所示。刮刀刀口的弧度越小（越尖锐），涂层厚度也越小。

刮刀必须要有很大的刚性，能够经得住基布的移动；在涂刮时，不能有任何轻微的“跳刀”或振动。刮刀通常架在非常结实的钢梁上，钢梁横跨整个机器。为快速更换刮刀，有时两个或三个截面形状不同的刮刀架在同一钢梁上面，换刮刀时，钢梁只要旋转一定角度即可。

a.楔形刀：楔形刀一般用于浮刀法涂刮。楔形刀的刀刃是半径约为1 mm的圆弧，刀刃窄，与基布接触面积小，对基布的压力大，涂层厚度比较薄，涂布量小；同时接触面积小，浆料在刀刃下的受力时间短，对基布的渗透小，人造革手感柔软，适合于涂刮薄层制品或底涂。

楔形刀的缺点：一是不易刮均匀，涂层剂黏度大时容易出条线；二是浮刀涂层要求基布绷紧，楔形刀刃下的剪切力很大，组织结构疏松的基布易变形。

b.圆形刀：圆形刀常用于辊筒刀涂式的转移涂刮法。此种刀的刀刃呈弧形且较厚，使涂层剂在刀刃下有较长的受压、流动时间，同时刀刃给予涂层剂的剪切力大大降低。因此，浆料对基布的渗透量变大，制品手感变硬，涂布量也增加，不宜用于直接涂刮法工艺生产人造革，但涂于离型纸和钢带上则不存在渗透问题。圆形刀适于厚层制品，其突出特点是适用于高黏度浆料，涂层膜比较均匀。

c.钩形刀：当采用楔形或圆形刀涂刮时，树脂会在刮刀背面形成微小的沉淀物，这些沉淀物的体积会逐渐堆积增大，在涂层表面常会出现伤痕或涂层厚薄不均，堆积物也有可能落到涂层上影响制品表观。钩形刀的刀刃类似于圆形刀，但背面的钩在刀板上形成一条小槽，让黏附在刮刀背面的浆料落在槽内，有助于涂层的均匀度和涂层面的光洁。钩形刀与圆形刀类似，也只适宜辊筒刀涂式转移涂刮法，适合涂刮面层。

d.鞋形刀：鞋形刮刀由原来圆形刮刀与被涂材料之间是圆弧与平面接触的一条线，变成了两个平面之间的一条狭隙，这有助于涂布量的稳定性。鞋形刀还可避免涂层的堆积。鞋形刮刀只用于辊衬刮刀涂层，但鞋形刀刀板与基布平面之间的夹角，对涂层质量影响明显。

e.其他形刀：在生产过程中，还有许多刀形，各有特点。立形刀与楔形刀相似，适合于薄层制品。逗号形刀与钩形刀类似，可避免物料的堆积，并且能适应高速涂覆（30m/min）。

影响涂布量的因素除刮刀外，溶胶和基布的性质、速度等都会产生影响，见表4-10。

此外，底层和面层的涂刮方式也有差别，对多数基布而言，底涂常使用较尖锐的浮刀刮刀，与织物表面接触，以封闭织物表面的孔隙；第二涂层可用厚的刮刀或辊筒刀涂法以提高树脂的涂布量。

表4-10 影响涂布量的因素

（4）烘箱

烘箱（图4-14）是生产人造革的主要设备，置于涂刮机或贴合机的后面，其作用是将基布上的PVC浆料烘干成膜，达到塑化、发泡、贴牢的目的。

烘箱的热源有蒸汽、导热油、电。蒸汽加热比较安全，但不能用于人造革、合成革的生产，因为PVC人造革和PU合成革都要求烘箱的温度在140℃以上。电加热虽然没有温度限制，但因安全问题，不适合溶剂型涂层剂。导热油加热，温度可达250℃以上，温控的精确度比较高，无明火，适用性较广，是目前主要的热源；但需配备加热导热油的锅炉（燃油、燃煤）和导热油循环系统，投资较大。烘箱的加热方式则可分热辐射式、热风循环式、热辐射与热风循环相结合。热辐射式常采用石英玻璃管电加热器或金属管状远红外辐射加热器，这种加热方式升温快，结构简单，但热效率低，温度不均匀。热风循环式烘箱具有安全可靠、内部温度均匀、温度控制精度高等优点，目前烘箱多采用这种方式。热风循环式烘箱采用导热油加热空气，由风机将热空气经喷风嘴射出，在烘箱内强制循环。用导热油加热烘箱的循环系统如图4-15所示。将储油槽中的导热油用泵输入膨胀槽，再经过滤器，滤去油中杂质后进入加热炉内加热至280℃；然后高温导热油进入烘箱的散热器，与空气进行热交换，此时空气被加热，由散热器内的轴流风机通过风管进入烘箱内；导热油温度降低后再次进入加热炉内进行循环。工厂内一般采取集中供热的方式，由一台锅炉向多个烘箱集中供热。

图4-14 烘箱

图4-15 导热油加热循环系统图

1—加热炉 2—循环油泵 3—过滤器 4—注油泵 5—储油槽

6—温控系统 7—烘箱散热器 8—膨胀槽 9—放气阀

烘箱内循环风扇的布置有单面、双面两种方式，内部结构示意图如图4-16所示。单面循环热风烘箱的热风循环风扇在烘箱的顶部，两侧都有门，穿布操作和清洁操作比较方便，并且箱体较小。双面吹风烘箱的热风循环风扇在烘箱的侧面，通过音叉形喷风嘴上下同时吹风，基布（或离型纸）从 “音叉”裂口中经过，调节上下风的风压，可使基布（或离型纸）浮在空中，烘干效率得到提高。为了使烘箱左右两旁温度一致，“音叉”一左一右交叉排列，烘箱两侧只能相应交叉安置箱门，使清洁或穿布穿纸操作都不方便。有时为了进一步提高烘箱内的温度，还可采取热风循环与油加热翘片辐射混合式。

烘箱通常采用长方形隧道式箱体结构（图4-14），长度为6～20m，由多个长2m的单元组装而成。单元内包括循环风扇、喷风嘴、换热器以及控制温度、控制热风流量等装置，自成一个系统。烘箱的金属骨架全部采用型钢，内外壁为金属板，夹层内有隔热保温材料，侧面有小门，用于穿布操作和清洁烘箱。烘箱下部安装导辊，用于承托人造革，有的烘箱内还装有针板式拉幅装置，以防止制品幅面变窄。

在烘干过程中，随着增塑剂和溶剂的挥发，使烘箱内循环的热空气中溶剂或增塑剂的浓度不断增加，如果浓度超过了爆炸极限，一遇明火，即刻会发生爆炸。因此在烘箱顶部装有排风扇，将含有增塑剂或溶剂的热空气排出一部分，使烘箱内部处于负压状态，新鲜的冷空气从人造革出入烘箱的开口处进入补充。由于人造革向前运行，会将烘箱内部部分烟气随之带出，故需在烘箱出口的连接部分的上方装一排风罩，以保持厂房内的空气无污染。

图4-16 热风循环式烘箱的内部结构

（a）单面热风烘箱 （b）双面热风烘箱

1—风扇和电动机 2—热交换器 3—风道 4—喷风嘴

5—循环空气 6—保温层 7—门 8—导辊 9—排气管

（5）压花装置

直接涂刮法生产线上的压花装置直接连在最后一个烘箱后面。压花装置主要由上下两根辊组成，下辊是钢辊表面包有橡胶层的橡胶辊；上辊是压花辊。橡胶辊是主动辊，用来承托压花钢辊对人造革的压力，由直流电动机经减速箱减速后带动旋转。压花辊是一钢辊，内通冷却水，其工作面为镀硬铬的光面或刻有花纹图案；压花辊为从动辊，两端有机械（或气动）提升加压机构，用以调节压花辊和橡胶辊之间的压力，以决定花纹的清晰度。

人造革生产线直接相连的压花方式，压花速度会受前一工序的限制，以致不能按花纹深浅来选择恰当的压花速度。因此，对花样复杂或花纹较深的产品，都宜采用独立式压花，即将塑化、冷却、卷取的人造革重新加热再进行压花。

（6）冷却装置

人造革经凝胶塑化或压花后，温度还是很高的，必须经过充分的冷却，以便涂刮下一层或收卷。冷却装置是由一组冷却辊组成，冷却辊筒为钢辊，表面镀铬抛光，夹层通冷却水。生产线中间的冷却装置由2～3个冷却辊，最后冷却时由6个冷却辊筒组成，如图4-17所示。

（7）卷取装置

卷取装置的主要功能是把经冷却后的人造革按尺码要求卷取成卷，为保证卷取时张力合适，卷取装置设有张力控制装置。人造革卷曲多采用中心轴卷曲，以制品的卷芯轴为主动辊，卷芯轴有两个或两个以上的工位，可采用全自动或半自动卷取工作，如图4-18所示。

图4-17 冷却装置

图4-18 卷曲装置