最新造紙涂布技術(shù),基本原理,所有的涂布機(jī)都具有兩種功能：Application上料裝置metering計量裝置,Applicationconsistsofapplyingmorematerialthanisneededinthefinalproduct上料是指將過量的涂料涂到紙張表面Meteringmethodsremovetheexcessinawaywhichleavesthedesiredcoatingqualityatthedesiredproductionrate計量是指將過量的涂料從紙層移除，達(dá)到需要的涂布量,1、典型的涂層厚度為5-20微米2、典型的單面涂布量5-20克/平方米,涂布紙的分類,Lightweightcoated:5-10g/m2persideSingle-coated,mediumweight8-16g/m2persideDouble-coated14-26g/m2persideTriplecoated24-40g/m2perside.,固含量要高，以達(dá)到節(jié)省能量的目的印刷紙典型的固含量50-70%某些功能性的顏料涂布紙固含量10-30%隨著紙機(jī)車速的提高，防止涂層里面出現(xiàn)空氣是非常關(guān)鍵的,目前涂布技術(shù)的發(fā)展,上料裝置保證紙張上每個點(diǎn)被涂料覆蓋計量裝置精確對紙張進(jìn)行涂布,涂布上料和計量分類,上料系統(tǒng),上料裝置應(yīng)該具備的特征,使涂料盤外形與上涂輥一致，消除死角，漿系統(tǒng)內(nèi)的涂料降低到最低限度用水冷壁冷卻表面促使結(jié)露水，以防止溢出物與噴濺物結(jié)垢硬化，從而方便清洗支持刮刀架的橫梁要有較大的截面以防止下彎，用水循環(huán)控制溫度有一組空氣管操縱的夾緊裝置,輥式涂布APLICATIONROLL,使用于大多數(shù)紙張涂布從車速小于500米/分鐘1500米/分鐘都能適應(yīng),組成-上涂輥背輥涂料盤和刮刀片,由兩個不同直徑的輥?zhàn)咏M成，輥?zhàn)颖砻姹幌鹉z覆蓋，均是主動背輥（BACKROLL）直徑大，速度=紙機(jī)車速上涂輥(APPLICATORROLL)直徑是背輥的30-40%，速度是紙機(jī)速度的15-25%典型的輥間距離是0.5-1.5mm,兩輥之間的距離上料輥的速度涂料的粘度,關(guān)鍵參數(shù),涂布過程的三個階段,1、上料階段-涂料和紙張接觸2、駐留階段-上料至計量之間3、計量階段-有刮刀、棒式和氣刀計量,在接觸階段2-5ms，壓區(qū)內(nèi)的涂料承受了壓力脈沖，最大壓力在05-4BARS，主要依靠于車速、壓區(qū)寬度和涂料粘度由于壓力存在，涂料濾餅開始形成；涂料中的液體滲透到紙張內(nèi)部當(dāng)上料輥與紙張分離后，壓力下降；壓力甚至低于大氣壓，形成氣穴駐留期大約持續(xù)20-50ms，依靠于車速和輥的直徑；在駐留期主要依靠紙張的吸水脫除涂料中的水分。,在計量階段，紙張上的涂料組成分兩個部分：1、幾微米厚的涂料濾餅2、在濾餅表面的液體層濾餅層的厚度為2-4微米，相當(dāng)于3-5克/平方米涂料；大約3-6層顏料積層！,所以，輥式上料也稱為-長駐留上料涂布,隨著紙機(jī)車速的增加，進(jìn)入壓區(qū)、通過壓區(qū)或回流到涂料盤的涂料增加，容易導(dǎo)致飛濺SPLASH和漏涂現(xiàn)象的發(fā)生！,涂層分離SPLIT，不能形成完全均勻的表面，取決于涂料的粘度和表面張力SPLIT容易形成RIBBEDPATTERN在紙張表面和涂布輥表面紙機(jī)車速越高，RIBBED又導(dǎo)致DROPLETSD的形成，最終涂布紙質(zhì)量發(fā)生變化解決RIBBED的方法：采用JETAPPLICATION噴射上料裝置,短駐留涂布SDTA,短駐留上料裝置,對紙張強(qiáng)度要求沒有長駐留高刮刀承受的負(fù)荷小紙張斷頭少,SDTA的脫水,壓力時間原紙的吸受一定溫度下，涂料對脫水的抵抗力溫度,由于短駐留脫水時間，在駐留區(qū)承受的壓力小，所以不會導(dǎo)致涂料的強(qiáng)烈脫水短駐留回流壓區(qū)與計量刮刀之間的距離為30-50mm當(dāng)紙機(jī)車速為1000-1500m/min時，駐留時間為1.2-3毫秒；與600mm長駐留相比，駐留時間只有其1/10,短駐留原紙回濕現(xiàn)象少在涂布頭處紙張的強(qiáng)度損失少,兩種駐留上料的比較,由于短駐留上料涂料失水不嚴(yán)重，涂層濾餅不容易形成如果形成涂布濾餅，則在刮刀處涂料的固含量比泵送過來的新鮮涂料要高，結(jié)果導(dǎo)致涂料頭的壓力上升，結(jié)果導(dǎo)致過多的涂布缺陷產(chǎn)生和紙張斷頭。,短駐留對紙張質(zhì)量的影響,短駐留主要用于低、中量涂布6-11克/平方米涂料固含量為59-64%,短駐留為什么產(chǎn)生比較平滑的涂層表面？fiberroughening,短駐留條痕shortdwellstreaks,短駐留涂布量為15克/平方米；長駐留涂布和噴射涂布要高20克/平方米,消除短駐留涂布條痕的措施,噴射上料JETAPPLICATOR,VoithDynamicJetflowC,輥式涂布的取代產(chǎn)品兩把刮刀，使得控制困難；紙張張力不容易控制,ValmetOpticoatDuo,ValmetOpticoat,上述幾種噴射上料涂布難以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。,Anotherexampleofpremeteredjetapplicator(ValmetOpticoat).,Freejetapplicators,FREEJETAPPLICATOR的工作原理,Backingroll,Nozzlegap0.6-1.2mm,Premeteredcolour150-200.ml/m,Coloursupply,Paper,20-40,53,可編輯,消除了FILMSPLIT和溢流，噴出的層狀涂料均勻一致影響因素主要包括：流動速率堰板寬度噴射角噴射距離,計量裝置,Fundamentalspage2基本原理第二頁,Wewillconsiderthefourmostpopularcoatingmethods:Bladecoatingbothbentandstiff刮刀涂布，硬刮刀和軟刮刀AirKnifeCoating氣刀式涂布RodCoating棒刀式涂布MeteringSizePress/Roll計量式施膠涂布/輥式,BladevsAirknifevsRod/MeteringSizePress刮刀式涂布和棒式/計量式施膠涂布的比較,影響涂布機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的因素,刮刀式涂布,Bladecoatersarethemostcommonlyusedmeteringdeviceinthepaper&boardindustry在造紙工業(yè)的涂布應(yīng)用中刮刀式涂布是最常見的方式ridgedblade硬刮刀bentblade軟刮刀,TypicalOperationalConditionsforBladeCoaters刮刀涂布的典型工作條件,StiffBlade硬刮刀,BentBlade軟刮刀,BladeCoaters-Ridged刮刀涂布機(jī)硬刮刀,Ridgedbladecoateradvantages硬刮刀涂布的優(yōu)點(diǎn)平整的紙面-優(yōu)異的凹版和膠版印刷性能高速或高固含量下的良好的涂布量控制當(dāng)用短留著型涂布設(shè)備時，非常適合輕涂紙LWC,StiffBlade,BentBlade,Immobilizedcoatinglayer,Coatingcolour,Paper,P5.28-BLAD-TE-0152e,BladeOperationModus,68|TrainingmaterialDynaCoat|,bladeangleadjustment,bladeloadadjustment,DynaBladeCCoatweightcontrol,69|TrainingmaterialDynaCoat|,Ridgedbladedisadvantages硬刮刀涂布的缺點(diǎn)在低速時很難達(dá)到高的涂布量刮刀壓力越大，保水性越差erationalissues操作方面bladelines/streaks刮刀條痕bladewearcanbehigh刮刀磨損嚴(yán)重,BladeCoaters-Bent刮刀涂布機(jī)軟刮刀,Bentbladecoateradvantages軟刮刀涂布的優(yōu)點(diǎn)samesmoothcoatingasstiffblade像硬刮刀一樣的平整紙面abilitytoobtainhighcoatweightatlowspeedorsolids在較低的車速或固含量下，得到較高的涂布量canapplyhighcoatweightonsmoothsubstrateswithfewbladelines在光滑的底面上得到高的涂布量，刮刀條痕較少lessproblemswithstreaksthanstiffblade刮刀條痕較硬刮刀少,Bentbladedisadvantages軟刮刀涂布的缺點(diǎn)poorabilitytoachievelowcoatweightathighspeeds在高速下較難達(dá)到高的涂布量highcoatingdewateringathighbladeangle/pressure在大的刮刀角度或加壓時保水性能差Operationalissuesbladelines/streaks刮刀條痕bladewearcanbehigh刮刀磨損嚴(yán)重,InfluenceFactorsCoatWeightg/m,Rawpaperparameters:Absorbancy(Cobbtest)furnishporosityCoatingcolourparameters:ViscositymPa.ssolidscontent%bindersPre-meteringparameter:Colourpumpratem/hMeteringelementparameters:MeteringbladeangleBladeloadthroughspacerunitsettingmmBladethickness,73|TrainingmaterialDynaCoat|,AirKnifeCoaters氣刀式涂布機(jī),AKcoateradvantages氣刀式涂布機(jī)的優(yōu)點(diǎn)uniformthicknesscoatimportantforopticaluniformity均一的涂層厚度，對保持均一的光學(xué)性能非常重要versatileincoatweightandtheuniformthicknessisimportantformanyfunctionalcoatings涂布量的靈活性和均一的涂層厚度可以適應(yīng)多種涂布的需求,AKcoaterdisadvantages氣刀式涂布機(jī)的缺點(diǎn)requireslowviscosity/solids&thushighdryingload需要較低的粘度/固含量，因?yàn)楦稍锏男枨蟊容^大canhavepatterns會形成花斑entrainedairandporouscoatings空氣會進(jìn)入涂層形成中空的涂層,Operationalissues操作方面lipsbecomepluggedespeciallyathigherspeed噴嘴會堵賽，尤其是在高速時canonlybeusedonlowspeed&coatersunder500m/min只能應(yīng)用于低于500m/min的涂布機(jī),AirknifeCoater氣刀式涂布機(jī),AirknifeCoaterdoubleknifew/blowoffpan氣刀式涂布機(jī)-帶吹氣面板的雙刀型,RodCoaters棒式涂布機(jī),Rodcoateradvantages棒刀式涂布機(jī)的優(yōu)點(diǎn)freeofbladelines沒有刮刀條痕rugged/excellentforbasecoats適合于底涂,Rodcoaterdisadvantages棒式涂布機(jī)的缺點(diǎn)coatingscanhavepatterns涂層易形成花斑solidsorviscositychangecoatweight固含量或粘度直接影響涂布量,Operationalissues操作方面rodlifeislongcomparedtoblade棒刀的壽命高于刮刀coatweightcontrolisdifficult.especiallyathighspeed涂布量的控制比較難-尤其在高速紙機(jī)上,ElementsofRodCoaterJagenbergtype棒刀涂布機(jī)的組成,RodAffectonCoatingSmoothness棒刀對涂層平滑度的影響,MeteringSizePressCoaters計量式施膠涂布,Speedsizer:Principlearrangementandcomponents,Applicator,Meteringelement,Returnflow,Restfilm(10-40%),Webtension50-500N/m,Airturn,Applicatorroll800-1600mm,FL,Rollnip15-45mm,Lineload(N/m),Rollcover(P&J),15-20mm,Premeteredfilm5-50ml/m2(=100%),FL,86|Prsentation|,87|Prsentation|,SpeedSizerATwebrun,88|Prsentation|,施膠棒計量,施膠棒轉(zhuǎn)動液壓馬達(dá)施膠棒從兩邊轉(zhuǎn)動施膠棒與施膠輥轉(zhuǎn)動方向相反轉(zhuǎn)動速度-50-100rpm表面施膠-150-200rpm涂涂料,用于涂布和表面施膠的施膠棒-平滑的施膠棒直徑12-35mm-帶槽的施膠棒直徑9.83-15mmand16-25mm膜施膠工作原理：1預(yù)計量施膠輥表面的濕膜量2將濕膜傳遞到紙幅上3不固定的膜層分離4固定的膜層的水準(zhǔn)測量,膜在施膠輥上的傳遞,帶槽的施膠棒：施膠量測量,表面施膠（溝紋棒）施膠量每面0.5-4g/m2固含量3-15%涂料（光滑棒）涂布量范圍2-12g/m/side固含量40-68%車速2002000m/min,膜傳遞涂布，難達(dá)到高涂布量,MSPcoateradvant