近年国外涂布技术动向.pdf

造纸化学品49 91.6(4)近年国外 涂 布 技术 动向北京 市造纸包装工业公司马石辉一、涂布设备的发展情况近年来,国外涂布加工纸发展很快,尤其是低定量涂布纸,相应要求涂布技术也不断发展,重点在于开发新技术、提高产品质量目前,新安装或旧涂布机改造,广 泛 采用4涂布头的刮刀涂布机以适应涂布纸高速发展的需要刮刀涂布机,从1 9 5 5年在美国开始出现时幅宽只有2.8 4米,车速60 0米/分现在,低定量涂布机最高设计车速已达1 600米 /分,操作车速1 40 0米/分;最大幅宽为.84米4涂布头的刮刀涂布机是6 0年代末在欧洲首先出现,当时幅宽只有3.8 5米,车速80 0米/分现在最大 幅度为7.4米,最高车速 为140 0米/分为了提高涂布纸的质量和涂布设备的生产能力一般的做法 是增大涂布机的幅宽、提高车速,因此带来一系列技术上的问题,为克服这些问题,开发 出一些新的技术,介绍如下:1.涂布 机的计量、涂 布 装置是 获得 涂布均匀、稳定的主 要 装置刮刀涂布机的最初形式如 图1所示,是由刮刀和边框组成涂料槽与衬辊组成的一种涂布装置这种涂 布装置的特点是结构简单、涂料对纸幅压力小、新旧涂料混合、在高速涂布时涂料容易沸腾、边框和 刮刀角度不易调节。

J」」」, ,_J J J图1舌J刀涂布机①涂料⑧刮刀③衬辊图2软刹刀涂 布 装五①后刮刀②涂料③材辊④刮刀为 了适应高速涂布,开发 出软刮 刀涂布装置(如图2)这种涂布装置是 由刮刀、后刮刀和边框组成涂料室其特点是:①由 于涂料密封,涂布时不易沸腾;②刮刀刮下的涂料与供给的涂料的管道分开.进入室内后再混合;③边框不 易调节.要变更刮刀角度、需调节后刮刀和边框上述两种涂布装置,上料部与计量部联成一体,对纸的质量和操作都带来问题后来开发出 上料部与计量部分开喷注式和辊式涂布装置、大大改善质量和操作辊式涂布机最初采用的如 图3所示的提造纸化学品1949.6(4)润辊式涂布装置后来 改进成吻合式辊式涂布装置和 喷 注式辊式涂布装置(见图4、5)这种辊式涂布机,随着车速的提高,上料辊转速也需要提高从而产生的离心 力也大,涂料内混入的空气也越多,造成涂布不匀 现象为了解决此问题,就适当降低上料辊与衬辊之间的距离但距离太小又会出现漏涂现象;另外,进料过多,又会产生 飞溅为 了解决此类问题,设计出进料喷嘴(见图6),使进入 压区内的涂料能准确地控制并能均匀地向全幅扩散;使多余的涂料平稳地回流,达到 涂布均匀的目的。

进料喷嘴与上料辊面的距离是重要的参数,因涂料性质不 同而异,一般是2.5一3.om m喷 注式涂布装置以变停留喷 注(var i一dwellFOuntein)式(见图7)为例.上料部与计量部分开,各自功能相互不受限制因此,上料部的喷 注头 可沿上料辊旋转,涂布停留时间可大幅度调节其特点是:①纸幅上涂层 在幅向和机向都均匀 一致;②涂 层厚度容易调节;③由于涂料以密封式喷 出,涂料完全被筛滤过,由于涂料不滞留,因此涂到 纸上的涂料的粘度、浓度和温度均匀一致;④涂料从缝形喷嘴喷 出时,速度均匀 一致,涂布时涂料粘度变化少,因此 不易出现皱纹及雨 状条纹;⑤由于涂布停留时间可以调节,所以速度、涂布量,都可根据原纸性能适当选择合适条件;⑥喷嘴与上料辊之间距离1 0m m左右.而且 可以调节可 广泛 用于从低速到 高速涂布、低定量和高定量涂 布图6进朴喷嘴图8短停留室内涂料流动 与压力分 布为适合高速低定量涂布,开 发 出一种短停留涂布装置(ShortDwellType)其上料部分与刮刀部分距离很短,限制了纸与涂料的接触时间;压区压力低,涂布量很容 易控 制在89/m“以下,而且涂层复盖 良好.咨柞苛 两.造纸化学 品1994.6(4)适合于低定量双 面涂布。

但车速提高后,供料泵产生脉动,使涂料室 内涂料流动压 力不稳.涂 料 对纸的 接触不 一致,产 生涂布不匀现象为解决此 问题,开 发出一种有导 向区的短停留涂布装置(见图8 )使涂料在导 向区 内得到整流,从而使压 力稳定,使涂料能在高速下涂布均匀转移式涂布装置,其基本型式如图9所示.采用已有 1 5年历史,其优点是:①可进行低定量涂 布;②可进行表面施胶;③减少涂布纸的正反 面 差;④涂布过程中纸断头 少;⑤可不间断运转;⑥可实现宽幅高速涂布但也有缺点:①与刮刀涂布装置比,涂布面质量较低;②对涂料的性能受到限制;③维修量大与转移式涂布装置同一系统的有比尔刮刀涂布装置.是在计量辊上装刮刀或刮棒的涂布装 置比尔刮刀涂布装置可看作转移涂布与刮刀涂 布的组合,涂布质量能有所改善,但其突 出缺点是正 反 面差大在计 量辊上 安装刮刀或刮棒的涂布装置.对改进涂布质量是比较容易的,但最大的缺 点是容易出现 条纹为克服此问题,在计量辊上安装缠有不锈 钢丝的铁管制成 的计量棒,管内可通水冷却这样,涂布量可提高·而且可在高速下运行,并可减少两面差(图l据资料介绍.有此装置的涂布机可 用高固含量的涂料进行高涂布量涂布,而 且能提高横向涂布匀度;并可适用于10 0%碳酸钙的预涂(固含量在 7 0%)和无碳复写纸的C F层涂布,背面可涂淀粉;还可涂2鲍/mZ以下的原纸或涂布4鲍/m“含50% 再生浆的原纸.车速可达60 0米/分。

图10计 童桃上安 剑刀图1 1计 量棍上安 利棒`一 胜、’…气谬博毕 律翼日日ù 州冷一口乙用户、,一多川卜口|卜IJI图12刚性利刀和弯性利刀的涂层情况①湿条痕②液压区③纸④弯甜刀⑤直刮刀图9转 移涂布装置对刮刀涂布机的 刮刀装置,近年来在 国外也进行了改进,先 后出现直刮刀和弯刮刀.直 刮刀也称为刚性刮刀或斜角刮刀刚性刮刀是挺直的,与纸面形成液 压 区较小的涂布区(见图12 ).结果涂 层比较薄,覆盖不 良;相反,弯刮刀有较宽的液压 区,形成比较厚的涂布层涂料覆盖纸面良好,涂布质量提高、平滑度 和光泽度也得到提高即使在高速下操作,涂布匀度和 稳 定性都比刚性刮刀好如图 1 3所示,刚性刮刀角度不变,涂布量靠刮刀的压 力来调节;弯刮刀则通过以下二种方法来调节:①压 力保持不变.靠改变刮刀角度来调节;②改变刮刀角 度,同时改变刮刀压力来调节.刮刀压力和角度的改变,均 由数字显示2.横向调控近来涂布机的发展趋向于宽幅、高速.而且 涂布纸的印刷质量要求高因此,需要研究刮刀涂布机的横向调控 间题一般横向调控造纸化学品1 9 94.6(4)弯舌`}刀的形状嚷)弯刮刀这 里 应简单介绍一厂辐射干燥的好处。

如芬兰ITR公司,在IR;WebmateCom bi涂 布 系 统上采用 反辐射干燥它通 过 陶瓷 电热元件发出热辐射,中辐射波用于涂布面干燥,短辐射波 用 于背面干燥,这样可以消除纸的两面产生温度差,从而形成良好的干燥状态二、颜料的使用情况`l|图江共直刮刀分二级进行,即第一级是粗调,用机械系统对刮刀位置进行调节;第二级是细调,是调节原纸和涂料这两个调节系统均有 自动控制装置(见图14)-图14纸幅横向调控系统①Las er②ADS③Protimatiee3.干燥来统涂布机车速越高,对产 品质量的 影响越大,即防止由于胶粘剂的迁移而产生斑纹是很重要的因此研究采用各种干燥方式联合进行干燥,已选定一种适用于高速涂布机干燥的方法如采用红外线干燥和气浮干燥相结 合首先在 刮刀涂布后立即进入红外线干燥器(峰值波长1.2”n I,对纸的穿透强度特别大的近红外线),以快速干燥来控制胶粘剂的迁移.然 后再用气浮干燥来慢慢干燥到要求的干度由于近红外线千燥器结构紧凑.有良好的控制性能,估计采用的会越来越多另外,气浮干燥也已经过改造而提高,目前主 要 趋向于采用双面非接触式 气浮干燥,使温度能精确控制到35 0『 C,风速 7 0米/秒。

涂 布 车速的提高,就要求有较高剪切 流动性的高 浓涂料这在欧洲,由于有着丰富的优质碳酸钙,制造高剪切流动性高浓涂料更有条件在欧洲,研磨碳酸钙的消耗量占颜料总消耗量的40%生产高级涂布纸,一般要经 二次涂布,预涂涂料浓度达到7 3%,面涂涂料浓度 7 0%以上面涂涂料的胶粘剂全 用乳胶,用0.3一.05份的低粘性 的CMC和P V A调节粘度乳胶一般采用 丁苯胶,这是一种硬型胶粘剂可提高纸的湿强度和挺度美国与欧洲 不 同,还未广 泛采用中性抄纸,因此涂料只能以瓷 土 为主其研磨碳酸钙消耗量只及颜料总 消耗量的1 0 %在美国,纸的不 透 明度要求高,涂料和原纸中需加二氧化钦,但由于成本高,就采用锻烧瓷土来代替胶粘剂多 采用淀粉,由于成本低,用量多达4一6份的高配比轮 转胶印涂布纸用的乳胶,除采 用丁苯系列外,还 加入2 0%的聚醋酸乙烯乳胶最高档的纸如PremierN O.1是在机内涂布后,再 用机外刮刀涂第二次,上层涂料有塑料颜料以提高纸的外观当前世界不景气,瓷土生产过剩但据美国Eng eh le rd瓷土公司预测,到200 0 年,涂布颜料用量每年将增加4 00万 吨,其中瓷土和碳酸钙各占50%。

据该公司预测,由于化学结构型 瓷土具有松厚、多孔结构,对低 定量涂布,微量涂布.如无碳复写纸、纸板等.将会大量使用,其消耗量将 占涂布颜料的7 0一10 0%下转 第36页)随蒸煮液一 起进入螺旋 预 浸机 与草 片进行均匀混合的加入方式其技术条件见表2,试验结果见表3造纸化学品1 9 94.6(4)节 约人民币6.4 4万 元/年仅以上几项,经核算,每年可节 约人民币26.2万 元,可见其经济效益是十分 明显三、经济效益在蒸煮过程中,选用SL一1型作为蒸煮助剂,降低了生产成本,提高了纸浆 的质量与产量,具有明显的经济效益1.SL一l型蒸煮 助剂较葱醒低4元/公斤,因材料差价可节约 3 15 45.8元 /年2.使用SL一1型蒸煮助剂后,用碱量降低 了3%,可节约 用碱量7 0吨/年,节约人民币1 0.6 4万元 /年3.使用SL一1型蒸煮助剂后,吨浆氯耗下降k sg,可节氯 4 6吨/年,节约人民币5.0 98万元/年4.使用sL一1型蒸煮助剂后,成浆收获率提高5%,可增产成品浆 4 6吨/年,四、结论SL一1型蒸 煮助剂具有 用量少、价格低、使用方便、蒸煮均匀、成浆质量较葱醒法好、得率提高、浆料易漂洗等特点。

完全可以在麦草烧碱法制浆过程 中取代葱醒作蒸 煮助剂使用以上生产 中除助 剂用 量改变外,其它 工艺条件均 不变动由于在生产过 程中,没 有增加设备,纸浆K值与残碱符合技术质量标准,成浆质量和得率均有提高且蒸煮过 程中碱用量可下降0.3%,氯耗也有所下降弓片各寻刁心关奋匀召昭头奋刁口弓心陀未手弓省弓荞斗 寻口刁匀弓升争召唁于匀告味各寻弓卜争尝弓卜导匀弓头寻言玲争静寻导奋寻 丢曦升争寻若冷卜奋曰弓升导刁弓片豁(上接第n页)美国Eng eIha rd公司 于1 9 9 1年推出三种新产品:一种是粗剥片瓷土,用于无光涂布和轮转凹印纸的低定量涂布;另一种是白度达到95OG E的复合结构颜料,可替代二氧化钦(HP一9 5):还有一 种 是80一8 2OG E的低 磨耗 的锻烧填料用于 低定量涂布纸和超级压光纸、字典纸和新闻纸 上,能使产品获得较高的白度和 不 透明度据资料介绍,近年来国外在研究 一种球形中空的合成颜料,其基本原料是丙烯一苯乙烯制成外径为5 5微米,内径为0.3 5微米的微粒状颜料据说采用这种颜料能提高纸的不透 明度.松厚度和亮度在日本,由于用户对涂布纸的品种要求越来越多,各厂都在竞争开发。

近年来开发重点在无光和有光的系列 产 品随着涂 布技术进 步和原材料的开 发进步,使低定量涂布纸和微量涂布纸迅速发展,质量日新月异,新产品层 出 不穷。