紙引未來(lái)網(wǎng)訊 簾式涂布作為一種預(yù)計(jì)量的理想仿形涂布,其特點(diǎn)是在紙機(jī)橫幅方向的噴嘴提供一個(gè)自由下落到運(yùn)行紙幅表面的涂料幕簾。配有簾式涂布的國(guó)內(nèi)某大型紙機(jī)技術(shù)規(guī)格參數(shù)如下:產(chǎn)品:涂布灰底白紙板;生產(chǎn)能力60萬(wàn)噸/年;定量:200~450g/m²;原紙寬度(最大值):6600mm;設(shè)計(jì)速度:1100m/min;操作速度:1000m/min;傳動(dòng)側(cè):左側(cè);壓縮空氣供給(最小值):4.5bar;液壓系統(tǒng)操作壓力:12bar。
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圖1是福伊特簾涂機(jī)和美卓簾涂機(jī)的比較。
二、不同涂布方式的比較
2.1涂布效果的比較
流平涂布、等高線涂布、理想等高線涂布三種方法涂布的基本原理、涂布效果的比較如圖2。
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圖2不同應(yīng)用系統(tǒng)效果比較
2.2允許空氣含量的比較
在涂料制備過(guò)程中,氣泡的帶入是不可避免的。如圖14所示為不同涂布方式所能接受的涂料空氣含量。特別對(duì)于簾式涂布來(lái)說(shuō),涂料中的氣泡可以使幕簾在下落過(guò)程中發(fā)生破裂,影響幕簾的穩(wěn)定性;未破裂的氣泡隨著涂布過(guò)程的進(jìn)行轉(zhuǎn)移至涂層,經(jīng)涂布干燥后最終破裂產(chǎn)生針眼(漏涂)等紙病,對(duì)成紙質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。
福伊特的AirEx AT-V真空除氣器共分3層,每層的旋轉(zhuǎn)圓盤邊緣都開孔,涂料在旋轉(zhuǎn)圓盤中形成薄層,離心后密度小的氣泡直接被真空抽吸去除,密度較大的涂料通過(guò)邊緣開孔進(jìn)入下一旋轉(zhuǎn)圓盤進(jìn)行再除氣,增加了涂料在除氣器里的停留時(shí)間,提高了除氣效果。一般地,進(jìn)除氣器的涂料溫度控制在25~29℃;相應(yīng)真空度控制在40~45mbar(絕壓)為佳。除氣后涂料的空氣含量很小,用常見的EGT測(cè)試無(wú)法測(cè)出(小于0.1%)。
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圖3不同涂布方式中的允許空氣含量
三、簾式涂布原理
3.1精確計(jì)量的涂布
簾式涂布作為一種非接觸式涂布,屬于預(yù)計(jì)量涂布方式,不同于常見的等高線涂布(MSP)、刮刀涂布(流平涂布),其涂布量可以預(yù)先精確計(jì)量,見圖4。
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圖4影響涂布量的因素
3.2簾式涂布原理
在簾式涂布中,幕簾下落會(huì)對(duì)紙幅產(chǎn)生沖擊,然后在紙幅作用下加速并隨紙幅運(yùn)行,直至同紙幅速度相同時(shí),涂料沉積于紙幅上形成涂層。如圖5,涂料幕簾是在噴嘴處形成的;幕簾自由下落50~300mm,在重力作用下伸展。
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圖5簾式涂布原理
簾式涂布下落幕簾的穩(wěn)定性:欲獲得高質(zhì)量的涂布紙,幕簾自由下落必需穩(wěn)定。尤其是在低速或低定量涂布時(shí),幕簾的穩(wěn)定性是一個(gè)限制性因素。幕簾不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致:CD和MD方向上涂層分布不均勻,甚至漏涂。要改善幕簾的穩(wěn)定性,可以通過(guò)以下措施:增加體積流量;降低表面張力;增大涂料粘度(較高的粘度減少了流體動(dòng)力學(xué)障礙)。
簾式涂布沖擊區(qū)域:下落幕簾在沖擊區(qū)域與紙幅相碰撞,紙幅的速度比幕簾下落的速度要快得多。通常,剪切速率為105~106L/s,張力和應(yīng)變也是105~106L/s。
簾式涂布伸展:涂料的伸展會(huì)破壞薄膜并產(chǎn)生涂布缺陷;較高的紙幅速度(可以通過(guò)增加幕簾的下落距離即下落速度)來(lái)補(bǔ)償:張力較小;但是,如果距離過(guò)長(zhǎng),幕簾會(huì)很不穩(wěn)定;較高的延展粘度可以穩(wěn)定涂料的伸展,通過(guò)改性增稠劑來(lái)提高質(zhì)量。
四、簾式涂布工藝
4.1典型的簾涂配方(見表1)
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4.2典型的簾涂工藝參數(shù)(見表2)
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五、簾式涂布的特點(diǎn)
5.1優(yōu)點(diǎn)
與傳統(tǒng)涂布機(jī)一樣,固含量能夠達(dá)到70%;能夠滿足中高涂布量(至20g/m²),且實(shí)現(xiàn)完美的涂層覆蓋。機(jī)器速度達(dá)1600m/min,有潛力至2000m/min。
基于無(wú)接觸應(yīng)用的優(yōu)良運(yùn)行性能,容易操作和實(shí)現(xiàn)最低維護(hù)費(fèi)用:
●無(wú)易損件:無(wú)橡膠覆蓋輥、無(wú)計(jì)量元件(無(wú)刮刀梁、切紙機(jī))
●極少斷紙
●單層涂布量檢測(cè):涂料進(jìn)料量=涂布量
●最少涂料應(yīng)用
5.2局限性
●無(wú)平滑作用
●低定量涂布困難,尤其是低紙機(jī)車速時(shí)
●不能“真正的”同時(shí)兩面應(yīng)用
5.3應(yīng)用潛力
●涂布非木材
●涂布紙板和包裝材料
●涂布含木紙
●復(fù)合涂布
六、應(yīng)用實(shí)踐
6.1降低涂料中的空氣含量
來(lái)自于簾式涂布的針眼(漏涂),有效的解決辦法是減少涂料及涂布過(guò)程中帶入的空氣。一般可從以下方面著手解決:第一,簾涂配方必須精心設(shè)計(jì),精確計(jì)量,包括加料順序和涂料各組分混合的速度控制等,盡可能減少涂料制備過(guò)程中帶入的空氣;第二,簾涂工作站整個(gè)上料系統(tǒng)包括供料泵、預(yù)過(guò)濾器、主過(guò)濾器(壓力篩)的主管道和回流管道等的走向、位置安裝都要盡可能減少帶入的空氣,另外幾個(gè)除氣器的布置、管道坡度安裝時(shí)要一樣,確保除氣后空氣含量小于0.1%甚至更低。
6.2涂布故障及涂布簾故障
涂布故障、涂布簾故障如圖。道、條紋紙病,多發(fā)生于高速、原紙?zhí)植?,解決措施是降低原紙粗糙度;幕簾破裂紙病,多發(fā)生于低流速,原因是幕簾太薄,解決措施是調(diào)整配方,稀釋涂料,增加涂層厚度。至于在紙面不規(guī)則間歇出現(xiàn)的簾涂“條痕”,實(shí)際是由于簾涂噴嘴處的冷凝水在形成和下落過(guò)程中將此處自由下落的幕簾稀釋變薄所致,究其原因?yàn)楹熗亢銣厥曳块g溫度與簾涂噴嘴處的涂料溫差太大,使噴嘴結(jié)露引起。只需將二者溫度控制一致即可消除此現(xiàn)象。
簾式涂布常見紙病問題及解決辦法表3。
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表3簾式涂布常見問題的解決辦法
6.3簾式涂布沖擊區(qū):跟的形成
若涂布量高或紙幅速度低,就會(huì)產(chǎn)生腳后跟現(xiàn)象(圖6):跟不穩(wěn)定:由于不穩(wěn)定的濕線會(huì)導(dǎo)致涂層橫向分布不均勻;可能會(huì)有漩渦:氣泡會(huì)被夾帶進(jìn)去,導(dǎo)致漏涂。
如果涂料粘度較高,形成跟的可能性較小。
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圖6跟的形成
6.4簾式涂布沖擊區(qū):拉拽
如果紙幅速度快、涂料流速慢,紙幅就會(huì)拽著幕簾走,如圖7。濕線朝著紙幅運(yùn)動(dòng)方向走,可能會(huì)變得不穩(wěn)定:會(huì)有夾帶空氣和氣穴現(xiàn)象的危險(xiǎn),甚至導(dǎo)致漏涂現(xiàn)象。若粘度太高,幕簾拉拽和漏涂現(xiàn)象更有可能發(fā)生。
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圖7拉拽
總之,簾式涂布因其完美的覆蓋,掩蓋了大多數(shù)塵埃紙病,同時(shí)節(jié)約了纖維、無(wú)涂布原件損耗,消除了刮刀條痕、非接觸式涂布對(duì)原紙沒有施加任何機(jī)械應(yīng)力,可以施涂低強(qiáng)度原紙,使涂布操作斷紙減少、運(yùn)行率提高,因此具有較大的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。但是由于高速簾式涂布在國(guó)內(nèi)使用的時(shí)間較短,很多方面還需繼續(xù)摸索,比如目前國(guó)內(nèi)能提供穩(wěn)定的簾涂膠乳的只有盛禧奧一家,這也限制了簾涂工藝的改進(jìn)和成本的控制。目前簾涂的噸涂料成本相對(duì)預(yù)涂和面涂還是高很多,這是我們做涂料和造紙人的努力方向。