一种新型的涂布技术_帘式涂布

技术进步一种新型的涂布技术——帘式涂布■　熊　　杰　（广东冠豪高新技术股份有限公司　广东　湛江　５２４０２２）

提键要：介绍了帘式涂布技术的原理，帘式涂布机的结构、优越性、实践应用，指出该涂布技术的使用要求、注意事项及前景展望。关键词：帘式涂布；涂料分配器；优越性；应用现代现代帘式涂布技术（ｃｕｒｔａｉｎｃｏａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）是９０年代发展起来的一种新型涂布技术，它以相关涂布技术为基础，但又有别于本世纪４０年代至６０年代的狭缝喷嘴型涂布技术（ｓｌｏｔ　ｏｒｉｆｉｃｅ　ｃｏａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）和喷注式涂布技术（ｆｏｕｎｔａｉｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），是伴随着机械设备、仪表、电气传动、控制系统及配套设备发展而出现的一项突出的科技进步，由于该工艺技术有诸多优点，因此有专家指出：今后的涂布技术领域，特别是在一些特种纸涂布技术领域，帘式涂布技术将有可能代替若干现有涂布技术，在该领域占有重要一席。多不同之处，包括涂料的固含量、涂料的粘度、涂料的流变性、涂料的成膜性、定边控制方法、涂料的制备与输送。现代应用于帘式涂布机的涂料有诸多特别要求，比如，根据涂布品种不同，固含量的范围有一个比较窄的区间，涂料粘度的范围掌握在２００ｍＰａ·ｓ到１００００ｍＰａ·ｓ，要求涂料具有良好的流变性，优异的成膜性，必须形成连续性的膜，即幕帘。涂料可以是水性涂料、溶剂涂料或热熔涂料，而且不需要对涂料进行“截面收缩”，即拉伸涂层塑性薄膜减少膜的厚度。现代定边控制方式有多种，可以用一根链条或一根棍棒，悬挂在涂布头下面，向下引导涂料到纸幅。幕帘的宽度可小于纸幅宽度，也有的帘式涂布机不需要定边控制，幕帘的宽度大于被涂布纸幅的宽度，纸幅外侧的涂料直接排入到收集槽中并回到涂料罐中。现代涂料是通过泵或重力传送到涂布头的涂料分配器，不需要挤出装置，纸幅被引进来通过帘式涂布机，在涂布机的下面设有收集槽，收集槽可以设计在工作位置，也可以设计在工作预备位置，因此所有没有使用的过量的涂料都可收集起来并回到回用系统中去。图２湿帘式涂布机结构熊杰现代帘式涂布机的结构布置根据具体使用情况要求，有许多种不同布置方案，下面举一典型布置，见图２。1湿帘式涂布的原理现代帘式涂布的原理是：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５１～４５７ｍｍ的距离沉积在喷嘴下面纸幅上，见图１。现代帘式涂布技术与其它涂布技术相比，尽管某些方面相似，但是有许3湿帘式涂布的优点由于由于帘式涂布机的机械结构简单、活动部件少，加之涂层为理想的仿形涂布，因此与传统的涂布机相比，有以下优点：China Pulp & Paper Industry Vol.25,No.9 Sep.,2004

图１　湿帘式涂布原理2湿帘式涂布机的结构２９

技术进步Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ4.2.3实当在高速下涂布时，空气会以气垫的形式被带入涂料帘与涂布基材之间，这时需采用相关设备除去这种气垫。4.2.4实由于涂料供料系统的稳定与否直接关系到涂料的质量和计量，因此稳定、可靠的供料系统也是关键。4.2.5实还要考虑到由于帘式涂布是一种涂料基本依靠重力落下、无接触的仿形涂布技术，不像其它涂布方式在涂料与涂布基材结合时会有外界施加的压力，也就是说，涂布面的平整性、平滑性需要通过涂料的配方的优化及工序的有关整饰工艺来弥补。4.2.6实为了保证帘式涂布头及其附属设备运行的稳定性及避免涂料帘遭受诸如气流等外来干扰，一个带有温湿控制的防护罩是必需的。欧洲某公司投产，实际生产车速超过１３００ｍ／ｍｉｎ，主要用于热敏纸涂布生产。现代据有关资料表明，到目前为止，设计和生产幅宽高达１０ｍ的帘式涂布机是可能的，而且，在某公司的中试涂布机上１８００ｍ／ｍｉｎ的最高车速也取得了成功。由于有专家预测，气刀适用的领域在将来很有可能将会被帘式涂布替代；也有业内权威人士预言，未来，经过改进的高固含量涂料可以通过帘式涂布机进行颜料涂布生产印刷纸，例如ＬＷＣ等。□参考文献［１］Ａｌａｎ　Ｒｏｏｋｓ．Ｃｏａｔｉｎｎｇ　２００３：Ａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ［１］Ｒｅｖｉｅｗ．Ｔａｐｐｉ　＆　Ｐｉｍａ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，　Ｍａｙ　２００３［２］Ｈｅｉｎｚ　Ｂｒａｕｎ．Ｋｅｈｌｐｍｚ—Ｌａｒｇｅ　ｎｅｗ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［１］ｌｉｎｅ　ｏｒｄｅｒｅｄ　ｆｏｒ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｇｒａｄｅｓ．［１］Ｔｗｏｇｅｔｈｅｒ　Ｐａｐｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｉｓｓｕｅ［１］１２，Ｊｕｌｙ　２００１［３］Ｋｌａｕｓ　Ｓｃｈｍｉｄｔ．三菱高技术纸厂Ｂｉｅｌｅｆｅｌｄ［１］的３号涂布纸机高技术涂布项目上成功［１］合作的典范．Ｔｗｏｇｅｔｈｅｒ造纸技术杂志第［１］十三期，２００２年３月［４］Ｇｏｒａｎ　Ｋｌｏｏｗ，Ｓｉｎｉ　Ｍｏｌａｒｉｕｓ－Ｍａｙｒａｎｅｎ，　Ｊｏｈａｎ［１］Ｇｒｏｎ．羧甲基纤维素的薄膜涂布．Ｗｏｒｌｄ［１］Ｐｕｌｐ　＆　Ｐａｐｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）．［１］ＢｌａｃｋＣｌａｗｓｏｎ．ＳｔｅｒｌｉｎｇＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓＬｉｍｉｔｅｄ，［１］１９９８［５］Ｄｏｎａｔａｓ　Ｓａｔａｓ．Ｗｅｂ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ［１］ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．　Ｖａｎ　Ｎｏｓｔｒａｎｄ［１］Ｒｅｉｎｈｏｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｉｎｃ．，１９８４［６］Ｂｏｏｔｈ　Ｇ　Ｌ．Ｃｏａｔｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．［１］Ｌｏｃｋｗｏｏｄ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｉｎｃ．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，［１］１９７０［７］曹邦威编译．新纸张涂布与特种纸年鉴．［１］中国轻工业出版社，２００３年８月3.1实优异的涂布质量由于纵向、横向涂层厚度都非常均匀；涂层没有刮痕、条痕、橘皮纹；涂层具有良好的不透明度和覆盖性。3.2实易于操作由于涂料不存在飞溅问题，也不会烟雾化；没有诸如刮刀、刮棒、计量棒之类的计量部件，因此不用由于某个部件的磨损而进行更换。没有施涂辊，因此也不用像其他涂布方式那样，隔一段时间更换或研磨施涂辊。由于当车速、涂料、夹缝喷嘴缝宽等确定后，涂布量的调节取决于涂料输送泵的转速这一个条件。而不像其它涂布方式，影响涂布量的因素很多，因此涂布量的调节变得非常容易。3.3实操作成本低，生产效率高由于由于没有或只有极少量的涂料回流，因此节约涂料；涂料供应及回流系统紧凑；没有易耗品；不需要因为换刮刀、刮棒、辊筒而停机；因处理刮痕、条痕、气刀痕等纸病的停机时间尤为减少。5湿帘式涂布机应用现状及展望现代现代帘式涂布技术的研究和开发始于８０年代末、９０年代初，主要集中在东亚、西欧、北美，经过十多年的研究、开发和应用，到目前为止，全世界大约有３０多台帘式涂布机应用于实际生产，分布在东亚、东南亚、欧洲、美国，涂布的品种包括热敏记录纸（ｔｈｅｒｍａｌ　ｐａｐｅｒ）、无碳复写纸（ＣＢ，ＣＦ）、彩色喷墨打印纸（ｉｎｋ　ｊｅｔｐａｐｅｒ）、压敏不干胶带（ＰＳＡ），以及一些特殊品种等。涂布机幅宽从１２００ｍｍ到４５５０ｍｍ不等，大多在３０００ｍｍ到４０００ｍｍ之间，实际生产车速从６００ｍ／ｍｉｎ至１３００ｍ／ｍｉｎ（不包括涂布特殊品种），大多在１０００ｍ／ｍｉｎ到１２００ｍ／ｍｉｎ之间。目前为止，最高的设计车速是１５００ｍ／ｍｉｎ，据报道这台帘式涂布机于２００１年在4湿帘式涂布技术在应用中的要求及注意事项4.1实为了使帘式涂布机稳定地运行，须满足的要求由于从狭缝喷嘴中流出的涂料要形成稳定的幕帘膜；从狭缝喷嘴中流出的涂料冲击到涂布基材表面以后要具有均匀的延伸性。4.2实要满足以上两点基本要求，需要注意以下事项4.2.1实涂布头狭缝喷嘴的唇板要有最优化的几何形状、精密的加工精度及选用稳定的材质。4.2.2实涂料要具有充分的延展性，没有气泡，适宜的粘度范围。A new coating technique_ curtain coating

XIONG Jie (Guangdong Guanhao New Technology Ltd., Zhanjiang 524022)

Abstract: The paper introduces the principle of the curtain coating technique and the structure, superiority and application in practice of thecurtain coater, and points out the operational requirements, and prospect of curtain coating technique.Key words: curtain coating; coating distributor; superiority; application

收稿日期：２００４－０６－０９

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　　　　　　　　第２５卷第９期　２００４年９月