涂布加工纸考试复习资料(2)(课后习题答案 仅供参考)

涂布加工纸考试复习资料(2)(课后习题答案仅供参考)涂布加工纸考试复习资料(2)(课后习题答案仅供参考)涂布加工纸考试复习资料(2)(课后习题答案仅供参考)xxx公司涂布加工纸考试复习资料(2)(课后习题答案仅供参考)文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度涂料纸生产的流程和基本组成部分备料→涂料液制备→涂布机涂布→干燥→压光等表面整饰→完成作业→入库涂布过程纸——多孔性片状基材，表面凹凸不平→（涂布）润湿原纸→涂料浸入原纸表层，与纤维交织形成交织固着层→填充纤维空间→牢固的粘附结构：原纸+覆盖在原纸表面的涂料层原纸+涂层涂层+原纸+涂层原纸：根据涂布纸质量和加工适应性要求而特制的纸张。涂层：颜料+胶粘剂+各种化学辅助剂+空气填平覆盖纸面，凹凸不平的纸面粘结颜料粒子，将颜料与原纸纤维黏结各种化学助剂改善涂层性质、涂布加工过程对涂料的基本要求（1）白度高且不透明性要好，具有较强的覆盖能力，涂布后能提高涂布纸的白度和不透明度。（2）颜料粒子形状要符合涂布要求，粒度要适当。六角片状的高岭土涂料易形成白度、平滑度、光泽度高的涂层；六角片状和球状颜料制得的涂料流动性好；针状体颜料制得的涂料流动性不好;球形和菱柱状体互相连锁的颜料粒子易形成多孔性涂层，油墨吸收性良好。粒径不同，制得的涂料性质及涂布纸表面特性各不相同：粒径小的颜料能提高白度、平滑度和光泽度；粒径过小涂层在超压后易发黑；涂料粘度增大，流动性差;粒度小胶粘剂用量也会增大。（3）颜料的折射率可以反映出颜料的光遮盖能力，直接影响涂料的白度和不透明度，选择折射率高的颜料制成涂料，其遮盖能力强，涂布后涂料的白度高，不透明度高。（4）颜料的分散性要好（易分散于水中，分散剂用量少，易制成高固低粘、流动性和稳定性好的涂料）。（5）化学稳定性和相容性要好。（6）耐磨性要低，减小对涂布设备和印刷版的磨损。（7）资源丰富，价格低廉。3.涂料制备车间的基本要求可靠性:24/360可重复性:稳定的涂布纸质量精确度:可重复性灵活性:无故障从一个涂料配方切换到另外一个配方低环保负荷:在断纸、纸种变换、开机、关机时，含有涂料的废水最少。低的设备维护:通过优化的设计、计划和建设使设备维护最优化。涂料悬浮体系的主要组分涂布印刷纸涂料是由多种组分形成的多相多组分水悬浮体系。对外表现出极其复杂的特性。这些复杂的性质对涂料输送和涂布工艺有着重要的影响，对涂布纸质量影响也很大。大多数颜料颗粒粒径大于0.1µm；体系中也含有胶体分散状的溶胶，溶胶颗粒粒径在0.1～1µm之间，如羧甲基纤维素、各种改性淀粉、胶乳等；含有分子分散态的大分子，等效粒径均小于1nm，如三聚氰胺树脂、磺化油、硬脂酸盐等；此外还含有一定数量的有机和无机小分子化合物，如氢氧化钠、甘油、辛醇等；涂料中还可能含有呈气溶胶或泡沫态的空气泡。制备微细颗粒的颜料分散体的通常方法和特点制备微细颗粒的颜料分散体，通常有两种方法：分散法和凝聚法。（1）．分散法将大块的颜料颗粒分裂成小颗粒并分散在水悬浮介质中，称为分散法。常用的分散设备有球磨机、胶体磨和砂磨机。这些设备的特点都是利用刚性材料与被分散的物质问的相互摩擦和碰撞的作用，将物料磨细。绝大多数颜料是通过这种方法制备的，如瓷土、研磨碳酸钙（GCC）、滑石粉等。（2）．凝聚法小分子或者离子在一定的工艺条件下凝聚形成一定粒径的分散相，这种方法叫凝聚法。凝聚法的优点是可以获得分散度很高的颗粒，并且粒度的分布可以得到一定控制。这种制备方法的原理是将真溶液中的可溶分子在适当的工艺条件下重新结晶沉淀出来。可以采用冷却法或直接化学反应法来制备，沉淀碳酸钙和合成硫酸钡即是采用化学反应法产生的。颜料分散液的运动趋势(1)布朗运动与扩散作用：颜料颗粒分散在介质中时，一方面有相互碰撞结合和受重力用沉降的趋势，另一方面还有着热力学的弹性碰撞及扩散运动，即所谓布朗运动。颗粒运动的剧烈程度与温度成正比而与质量成反比，但与颗粒的化学组成无关。如果颜料颗粒较小，那么在某一瞬间，粒子在各个方向所受液体分子碰撞力不能互相抵消，就会向各力合力的某一方向移动。颜料颗粒在各瞬间受撞击的次数随颗粒的增大而增大，受到的撞击次数增多。颗粒足够大，受到的力互相抵消、即合力为零的可能性越大，所以大颗粒没有布朗运动。一般认为，当颗粒直径大于5um时就完全不会产生布朗运动。有浓度差时，由于布朗运动的结果，颜料颗粒总是从浓度高的区域向浓度低的区域扩散。(2)沉降运动：涂料中，颜料的密度是远大于液体密度。在重力场的作用下。颜料颗粒会发生沉降，沉降是涂料不稳定的主要表现，沉降的结果使得涂料下部的浓度增加，上部的浓度降低。沉降破坏了涂料液的均匀性，使涂料的性能变坏。沉降产生浓度差，而颜料颗粒的布朗动产生的扩散作用不趋向降低浓度差。正是由于沉降作用和扩散作用构成了矛盾的两个方面，保证了涂料体系的动力稳定状态。颜料粒子通常带负电的原因(1)离子的吸附作用：一些颜料在水中不能离解，但能够从水中吸附H+、OH-或其他离子。但这类颜料表面对电解质正负离子的吸附是不等量的，水化能力弱的阴离子往往比水化能力强的阳离子更易吸附在颜料颗粒上，这使这类颜料表面带负电荷。(2)离子的溶解作用：碳酸钙、硫酸钡这类微溶于水的颜料，其颗粒的带电原因主要是在极性的水介质中，颗粒晶格点阵中带正电荷的离子，如Ba2+、Ca2+和带负电荷的离子，如SO42-、CO32-都因水化作用而从品格中溶解出来，进入分散介质，但两种离子的溶解是不等量的，水化能力强的阳离子溶解趋势要强于水化能力弱的阴离子，这使颗粒带负电。(3)晶格取代作用：瓷土是最常用的涂料颜料，瓷土的带电机理为晶格取代。瓷土是由铝氧八面体和硅氧四面体的晶格组成，其表面是亲水的，颗粒在水分散介质中，其晶格点阵中的一些Al3+和Si4+往往被极性水分子所拉溶出米，形成空穴，而分散液中的一些低价阳离子如Mg2+和Ca2+等又可能进入这些空穴，结果使晶格带负电荷。为维持电中性，黏土表面就吸附了一些正离子，而这些正离子因水化作用又离开表面，这使颗粒带负电。颜料粒子稳定的理论和方法任何两个颗粒接近到一定距离时，将产生足够大的相互吸引的范德华力，它是极性力、诱导力和色散力之和，其大小与颗粒间距离的6次方成正比。同时产生一定强度的相互斥力。原因是颗粒带有的相同电荷，电荷多、距离近则斥力大。在颜料分散液中，颗粒间的斥力位能VR对抗着粒子间的引力位能VA而使涂料保持稳定，即颗粒的位能V为二者之和：V=VA+VR在L=L0时，颗粒的位能曲线有一最高点，叫斥力势垒，若动能超过这一点，颗粒就会聚沉。势垒的高低标志着颜料颗粒的稳定性。引力位能曲线对一种特定颜料来说是不易改变的。因此要想改变总位能曲线、提高位能斥力势垒，只能通过改变斥力位能曲线。理论分析表明，改变斥力位能可以通过改变颗粒的ψs电位来实现。涂料的稳定性归根结底是颜料的稳定性。增加颜料的稳定性目前采用两大类方法：一种是大分子的稳定作用；另一种是分散剂的作用。(1)高分子化合物的稳定作用：早期人们制备涂料时，放入一些高分子化合物，如淀粉、羧甲基纤维素、明胶、干酪素等物质来提高颜料颗粒的稳定性。这个作用也称保护作用，或称空间稳定作用。高分子化合物对颜料颗粒的稳定作用有几个规律：①覆盖颗粒的大分子化合物有一个稳定最小量，低于该量则不能产生有效的稳定作用。涂料的固含量越大，比表面积越高，所需要的大分子量越多。但当颗粒表面已经形成大分子化合物薄层后，继续加入大分子化合物，并不能使颗粒中吸附的大分子数进一步增加而提高稳定性。②颜料颗粒被保护之后，它的一些物理化学性质，如电泳、对电解质的敏感性等都将发生变化。③高分子在颜料颗粒上的吸附需要一定的时间，所以添加的方法、顺序和时间对添加效果有一定的影响。④可以用金数法和红数法来衡量高分子化合物的稳定能力。(2)分散剂的稳定作用：增加颜料颗粒表面电荷，亦指使ψs的数值增大也可以提高颜料颗粒的稳定性。这可以通过使颜料颗粒表面吸附一些带电荷的有机或无机大分子来实现。这些大分子即谓之分散剂。通常颜料颗粒分散于水介质时带负电荷，分散剂电性与颜料颗粒电性相同，分散剂通常是ψs将大于ψs0。表面活性大分子，通过范德华引力而克服静电斥力进入Stern层吸附在颗粒上，从而改变ψs电位(3)分散剂与其他大分子间的吸附竞争：制备涂料时，除了颜料分散时加入分散剂外，还需加入一些作为胶黏剂或其他组分用的大分子材料，如淀粉、聚乙烯醇、干酪素等，这些大分子也将被颜料颗粒表面吸附。而颜料颗粒可供吸附占领的表面是一定的，这使分散剂和其他大分子产生吸附竞争。竞争后，吸附呈动态平衡，大分子将取代部分分散剂吸附于颗粒上，这将使ψs电位有所降低。这就是制备涂料时加入淀粉或干酪素等大分子物质后，颜料分散液发生增稠作用的原因。滑石粉分散时，也存在分散剂和润湿剂两类分子在滑石粉表面的吸附竞争问题。所以分散时，在保证良好润湿基础上，润湿剂用量以少为宜，当然太少时，一方面润湿困难，分散能耗增高、时间延长；另一方面也不能保证滑石粉充分润湿，使分散液黏度居高不下。1.列举涂料流变特性的5种基本流动类型A.牛顿性流体B.非牛顿性流体(a)塑性流体(b)假塑性流体(c)胀塑性流体(d)触变性流体2.塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体和触变性流体的特点特点：流体在外力作用下，在屈服点以前不发生流动，只产生弹性变形，超过屈服点后为牛顿性流体。流体在静止时内部有凝胶性结构，这种结构当外力超过τ0时即完全崩溃。特点:假塑性流动的特点右两个，一是体系没有屈服值．流变曲线始于原点；二是表观黏度随切速之增加而减少，体系呈切稀流动。特点：胀流性流体与假塑性流体相反，其表观黏度随剪切速率的增加而增加。胀流性流体的流动行为也满足假塑性流体的流动关系式。胀流性流体适用的n<1.特点：切力作用时间的长短对体系的流变行为有重大影响。流变性与时间有关的体系又分为两大类：①在一定切速下，切力随时间而减少的触变性体系；②在一定切速下，切力随时间而增大的震凝性体系。涂料常为触变性体系。3.颜料对涂料流动特性影响的因素颜料对涂料的流变性影响最大。颜料参数对涂料流变性的影响主要是：晶型和外形、粒径及分布、表面电荷数量与分布、比表面能等。不同颜料之间的相互作用对颜料分散液的流变性也有不同的影响，但尚未发现明显规律。一般规律：涂料固含量高和使用凝聚性颜料、粘度屈服值会增高。①粒度：在相同的容积比下，颜料粒度小会使比表面积增加，从而增强粒子和粒子以及粒子与涂料中各组分的作用，因而会使涂料的低剪切黏度增大。而对高剪切黏度影响不显著。②粒径分布：颜料的粒径分布对黏度的影响较为突出。粒径分布较宽时，小粒子可以夹在大粒子之间，使临界容积比增大，从而降低涂料的黏度。在相同的容积比下，粒度分布较窄时，其填充密度降低，即临界容积比减小，使涂料的高剪切黏度尤为升高，甚至显现出胀流特性。③粒子形状：如上所述，粒子的非对称性大，临界容积比即小，同样使高剪切黏度升高，采用薄片状的煅烧高岭土，易使涂料产生胀流特性。④带电性：粒子表面带同种电荷量高，由于静电排斥作用而是粒子保持稳定的分散状态，减小粒子间的相互作用，从而降低涂料的黏度。对于片状的高岭土粒子，其平面带有负电荷，而边缘的棱面因介质的pH不同可带有不同的电荷。在pH<4时带正电荷，在pH7.3时为中性，而当pH9时带负电荷。因此在pH较低时，会使粒子间平面棱面相吸引而形成絮团，而在pH>9时因粒子都带负电荷而分散。对以瓷土为颜料制备的涂料，当瓷土含粗大粒子（8～l0μm）较多时，呈胀流性；而当其含微细粒子（0.8～1.0μm或更小）多时，则呈触变性。水化能力低的瓷土涂料可呈胀流性，而高者则可以改善涂料的流动性。4.胶黏剂对涂料流动特性的影响涂料常用胶黏剂可简单地分为两大类：水溶性的如聚乙烯醇、改性淀粉、干酪素等和非水溶的，如丁苯胶乳、丙烯酸胶乳等。水溶性胶黏剂加入涂料中通常将大幅度地提高涂料黏度，甚至产生涂料的冲击(shock)现象。但水溶性胶黏剂进入涂料后有助于改进涂料的切稀行为，同时增加涂料的触变性。水分散的胶乳本身呈牛顿型或假塑型流动。从切变的角度来说，涂料受剪切作用时，胶乳的悬浮颗粒将干扰颜料颗粒，从而引起切稀行为。胶乳加入涂料中明显降低涂料的黏度。胶黏剂的颗粒粒径、带电状况、大分子的化学结构、链长、支链度等参数对涂料黏度和流型有着明显的影响。胶黏剂与颜料的相容情况反映涂料体系中胶黏剂与颜料的相互作用对涂料的黏度和流变性的影响。5.涂料黏度、流变性测定的几种方法黏度测定有落球法、振动法、毛细管流动法和转筒法等多种，不同的方法各有优缺点和适用的范围。在涂料生产和科研中常用以下3种黏度计：管式流动黏度计、杯式度计和旋转黏度计。1）．毛细管黏度计原理毛细管黏度计是测定液体黏度最常见的方法，其基本原理是在一定压力下，使流体流过一定长度和半径的毛细管，测定所耗用的时间以表示液体的黏度。常见的毛细管黏度计有奥式黏度计和乌式黏度计两种。这类黏度计仅限于测定液体黏度的相对值。即先用已知黏度的液体定出仪器常数，然后再测定未知液体的黏度。毛细管黏度计应用范围较广，可测量从0.1mPa·s的低黏流体至105Pa·s的高黏流体。涂料的黏度检测很少使用这类仪器。2）杯式短管黏度计涂料组分复杂，流动也复杂，在流动过程中分散体间的碰撞和扰动严重地影响着毛细管黏度计的测定结果，为了克服这个影响，将毛细管流程缩短而制成短管杯式黏度计。这种黏度计在涂布纸厂俗称为四号杯黏度计。国内气刀涂布厂家都使用这种杯式黏度计，其原理是堵住下端出口．使涂料充满黏度计小杯，放开出口，使涂料流尽（以涂料不连续流出的瞬问为终点）所耗用的时间来表征流体的表观黏度。这个方法的特点是仪器结构和操作都很简单。但有两个明显的缺点：一是短管中的流体并不呈层流流动，且流体压力总是处于变化之中，故很难得出黏度与流出时间的准确关系式；二是这种管杯式黏度近于静态模型，而涂布机生产中，涂料受到的是动态剪切作用，故不易反映涂料的动态适应性。因此在一些精密测量和高速涂布生产中，这类黏度计的使用就受到了限制。3）．旋转式黏度计旋转式黏度计是目前最常用的涂料黏度测定仪器。包括不同黏度范围的产品。旋转式黏度计有多种不同的类型．适应的剪切范围也很广。如上海天平厂的旋转黏度计，文献上常见的美国Brookfield旋转黏度计等。4）．高剪切流变仪高剪切流变仪是检测涂料高剪切黏度和流变性的常见仪器，有不同类型的流变仪，适应不同的涂料和不同流变特性的涂料。涂料配方设计时需要考虑的参数①涂料固含量；②涂料的黏度和流型；③涂料的白度；④胶黏剂用量。如何评判涂料配方优劣在确定涂料配方的过程中，涂料的固含量和黏度是必须首先考虑的两个主要参数。生产上希望制取高固含量、低黏度的涂料液，以利于降低干燥负荷，提高纸张外观质量，改善涂层匀度和强度，但也必须与涂布设备与干燥能力相适合。然后需要根据产品质量要求和设备的运行适性来考虑胶黏剂中合成胶黏剂和天然胶黏剂的比率、抗水剂的用量等。分散剂分散颜料粒子的机理两种代表性分散剂是无机聚磷酸盐和有机聚丙烯酸盐，这两种聚阴离子分散剂被加入到颜料分散系中时，它们能使粒子带电一致，即使粒子边也带负电而避免产生静电吸引。某些聚磷酸盐的阴离子对多价阳离子（如上介绍的Ca2+、Mg2+、Al3+）是很有效的螯合剂，这种螯合作用大大减少了分散系统中阳离子的浓度，从而使带有相同负电荷的高岭土粒子互相排斥。对于有机聚丙烯酸钠来说，除了在粒子表面上起阴离子的抗聚集作用外，还有保护胶体的作用。而对于非离子型分散剂来说主要是起保护胶体的作用，如干酪素胶液，就是以保护胶体的作用而具有分散能力的。干酪素胶粘剂制备的基本流程冷水20-25min干酪素开动搅拌器换水除去残酸加入规定量的水加入磷酸钠和硼砂并升温30-35℃加入氨水升温56-60℃保温10-15min检查、过筛、备用制得胶液相对黏度约3～8(60℃)，pH值7.5～8。溶解好后应立即使用。如果不立刻使用，溶液应冷却至室温。聚乙烯醇胶液的基本制备流程聚乙烯醇的聚合度不同，其适合的溶解浓度不同，所得胶液的黏度也不同。一般当聚合度在1500以上时，适合溶解的质量浓度是10%～15%，胶液为高黏度；当聚合度在1000～1500之间时，适合的溶解质量浓度是15%～20%，胶液为中等黏度；当聚合度在1000以下时，最好在25%～30%的质量浓度下溶解，胶液为低黏度。低聚合度的聚乙烯醇的溶解方法是：在搅拌器中放入冷水，在搅拌下将聚乙烯醇缓缓加入水中，继续搅拌至胶质团粒全部分散后再升温至70～80℃，直到全部溶解即成。低水解度聚乙烯醇，在低温下溶解性较大，遇水表面立呈半溶解状，粒子互粘成块，影响溶解进行，要特别注意加料速度和温度条件。涂布用淀粉的基本制备冷水变性淀粉不断搅拌10分钟糊化20分钟调节浓度为30％-60％60℃保存备用气刀涂布用浓度可以低些，刮刀涂布用则高些。煮好的氧化淀粉胶液在通常存放期内是比较稳定的，但随着存放时间延长将出现退减作用，引起团粒增稠，黏度也相应增加，浓度高的溶液最后会导致胶凝。涂料调制的基本过程批量生产、涂料用量大的基本方法：制出颜料分散液和胶粘剂溶液后，用高速混合器将两者混合，并加入各种添加剂调制成涂料，以供涂布使用。产量和涂料用量少的小厂，基本方法：先制成颜料分散液（或胶粘剂溶液），然后在高速混合器中直接制取胶粘剂溶液（或颜料分散液），并将两者在混合器中直接混合。一般说来，先在涂料混合器内加入少许调整水，开动搅拌器，然后按以下程序加入各种组分：①将颜料分散液过筛后泵入涂料混合桶。②加入消泡剂。③加入改性淀粉分散液。④加入碱调节pH值至8.3～9.0。⑤加入防腐剂、荧光增白剂、润滑剂。⑥加入胶乳。⑦加入抗水剂等。最后加入水调整，稀释到要求的浓度。涂料制备完毕后，需经180～200目筛过滤，然后放入涂料贮存槽中备用。胶黏剂配好后应在3～4h内用完，不能放置过久，以防其变质。8.涂料制备过程中主要用到的设备颜料的研磨与分散砂磨机、球磨机、胶体磨、高速分散机桨式分散机、凯特分散机胶粘剂溶解：混合器、搅拌器涂料混合：升降式涂料搅拌机、KadyMill高速混合器和狄勒赛混合机等。涂料筛选：简易框式振动筛、振动圆筛、压力筛涂料除气：离心式除气器涂料的三个基本要求适当的粘度：适当的流动性，以保证涂于纸面上的涂料能很快流平，是涂层均匀而平整。适当的渗透性：涂层与原纸间良好的结合，适当抑制胶粘剂的迁移，保证涂层自身结合强度。好的稳定性：没有泡沫，以利于涂布作业。八项涂料质量具体指标涂料的流变性涂料的固体物含量涂料的容积比涂料的保水度涂料的pH值涂料的流平性涂料的动电特性试述涂料保水度大小对涂布纸质量的影响是指涂料本身保持不失去其游离水的能力。保水度的大小直接影响到涂料中的水分向原纸内的渗入及胶粘剂向表面迁移的程度，决定了涂料与原纸的结合状态和脱水速率，直接影响涂布机运转状况和涂布纸质量。涂布过程中，由于涂料与原纸间的水分差及涂布头的压力而引起水的迁移，即涂料中的水分向原纸内渗入及干燥过程胶黏剂向表面迁移。过多水的迁移可造成胶黏剂的分布不均匀（即所谓迁移）。涂布后，涂料中游离水迅速向原纸迁移，这时胶黏剂也会随着向原纸内迁移。干燥时，水分蒸发．胶黏剂随着水分的蒸发推动力而向涂层表面迁移，而造成涂层胶黏剂的减少和分布不匀，从而影响涂层结合强度。涂料在低固含量、低黏度，使用刮刀涂布时水分的迁移会很明显，而在高固含量、高黏度下则相对较轻。在刮刀涂布压力下失去一定量的水后，在涂料和纸的界面处会形成一“滤饼”层，失水就会逐渐减少。影响因素：胶粘剂的种类及用量、涂料的分散及水化程度等。其中，涂料保水性与涂料中各组分之亲水能力有关，即与亲水基团及亲水基团的数目及组分结构有关。亲水能力强，涂料保水性高。适当的支链，网状结构，适当的分子链长度有利提高保水性。再者，颜料的种类和粒度，以及胶黏剂的种类和用量对涂料保水性都有影响，颜料的水化度越高，含水量就越大，粒度越小，水化度也越高，所制成的涂料的保水度也越高。使用的胶黏剂越是亲水性高分子物质，调成的涂料保水性越好。过高的保水性，将使涂料液不易渗入纸页，从而影响涂层与纸页的黏结强度，且不利于涂层的干燥。相反，过低的保水性，会使涂料液的水分过多渗入原纸而降低其湿强度。另一方面，涂层中水和胶黏剂的大量走移，除会降低涂层强度外，还会使涂层在干燥时胶黏剂发生迁移，影响涂层质量。所以说，涂料必须具有适当的保水度。比较机内涂布和机外涂布的优缺点机外涂布：优点:1.灵活机动，独立性强，不互相影响。2.纸机速度往往小于涂布机速度，一台涂布机能对付一台以上纸机，车速可以调整。3.节约原料，有足够时间对原纸进行测试和挑选。4.变换纸种方便，总作业效率可提高3%～6%。5.涂布量大，质量好。缺点：投资大，占地面积大。机内优缺点：1.由纸机直接到涂布机，不必卷成纸辊搬运，可省掉一套退纸、引纸、卷纸、机架及传动等调节装置。2.设备紧凑，运行成本和建设成本较小。3.减少了损纸和废纸。4.减少了劳力和空间。5.有利于尽早发现原纸的质量缺陷。6.适用：长期运转，品种少变，适合纸板，低定量涂布纸，但干燥能力有限。无论纸机本身或涂布部分发生故障，或任一部分的工艺调整等，都将影响整个系统的生产作业。气刀和刮刀涂布机的工作原理气刀：由涂布辊将过量的涂料涂布于原纸或纸板表面上，而后在纸幅穿过衬辊与气刀之间时，由气刀喷缝喷射出与纸幅成一定角度的气流将过量的涂料吹除，从而达到所要求的涂布量，同时将涂层吹匀。刮刀工作原理：利用上料辊或喷泉式上料系统向原纸上转移足够的涂料，然后利用刮刀进行计量和整饰。气刀涂布头控制定量的原理和影响因素气刀除去过量涂料的原理，称为“滤饼原理”：带料辊将过量的涂料涂布于纸面上，涂料中的水分立即在涂料与原纸间界面处发生迁移，于是涂料在这个界面处立刻变成半干或塑性物质。当纸幅在气刀流下通过时，流态涂料被气刀从纸上吹除，并在受气流剪切的地方开始形成滤饼。其剪切点是随气刀喷出空气能量的大小而变化的。当气刀喷出空气的压力或速度很高时，就有更多的气流通过滤饼或塑性区，于是纸上就留下较薄的涂层；反之就会留下较厚的涂层影响涂布量的因素气压相对于纸幅的位置气刀安装角纸幅速度刀与纸的距离涂料粘度刀缝宽气刀涂布头的优缺点优点：①对原纸和涂布条件适用范围广。它可通过自身调节来适应原纸幅宽、施胶度、紧度、平滑度和成形等方面的不同条件，适应涂料粘度和固含量等方面的不同要求②涂层均匀平滑，独特之处在于它不直接与纸接触而把多余的涂料从纸上刮下，因而不管原纸表面怎样高低不平，涂层的厚度却是均一的。③涂布量较大（10~20g/m2），可以在一定的范围内调节，车速较高，操作管理容易。缺点:①仅适用于低固含量低粘度涂料，干燥部的负荷也较大，同时限制了车速的进一步提高。对原纸的湿强度有较高的要求。②气刀涂布纸的涂层保留原基材表面的轮廓，因此要求原纸的平滑度不能太低。③需要空气净化、压缩和冷却设备成本高，每隔几小时清洗喷嘴并解决回料系统的泡沫和涂料增稠问题。④气刀的气流对涂料中的颗粒有选分作用，即气流将会有选择地优先吹去涂料中颗粒较大的颜料，从而导致涂料槽中大颗粒颜料的积累⑤在高速运行时，飞浆现象较难处理。回流的涂料进入供料槽前必须经气液分离器以除气。⑥气刀涂布仅限于单面涂布而不适于同时进行两面涂布刮刀涂布头的优缺点优点：（1）比气刀固含量高（50~70%）；干燥效率高，车速高，运行成本低。（2）比辊式产品质量高，没有辊式涂布那样因膜剥离造成的图纹；（3）涂层表面不受原纸粗糙度的影响，平滑度较高；涂层有较高的平整度。（4）对涂料粘度有较宽的适应性；（5）涂布车速高（可达2000m/min)（6）涂布定量范围大。缺点：由于涂料中颜料的磨损性，刮刀寿命短，频繁换刀；对原纸的纸病敏感；涂层厚薄不均一；对涂料粘度和流变性有严格要求；一次只能涂一面。对比辊式上料系统和喷泉式上料系统的优缺点辊式上料中速涂布中使用的简单上料方式价格低廉,不需要除气处理在辊纸接触区有高的压力脉冲喷泉式上料高速涂布中使用，没有辊式上料出口区的膜分离和涂料飞溅的问题；比辊式上料的涂料浓度高；纸幅断头少---原纸水分吸收少；光泽度高---更多的涂料留在原纸表面；需要脱气处理。刮刀涂布机常见纸病产生原因及解决办法常见纸病及原因胀流特性涂料在高剪切速度下凝聚成粒子挂在刀口，将涂层表面挂出纹路或道子；高浓涂料涂布，水分迁移到原纸后，涂料固化易出道子；粘度过低，涂料中的杂质不易被带出刮刀口；水分迁移过快，杂质淤积在刀口而产生道子；粘度过高易呈胀流特性产生道子；原纸上有杂质（大于160μm）或原纸易掉毛掉粉，夹在刀口易产生道子；刮刀口局部过热，使涂料固结在涂层表面划出道子；解决方法原纸表面适当粗糙，能捕集粒子；具有适当施胶度，不使水分过度迁移；涂料粘度和保水度相适应；原纸表面和涂料清洁；增加涂料循环量，促进涂料在涂料盘中流动；刮刀压力轻些。刮辊式涂布头的工作原理主要由一个带料辊和一个刮辊组成，刮辊安装在一个特殊的支架上。原纸通过带料辊时，由带料辊将过量的涂料连续涂敷于原纸上，然后由刮辊将过量的涂料刮下，并进行计量与整饰，刮下的多余涂料落人回流槽回流。挤辊式涂布的定量控制因素通过调整两辊的间隙来控制纸幅上的涂布量。原纸表面的涂料由涂布辊提供，但通过辊隙的涂料并不能全部转移到纸面上，当涂料通过两辊的辊隙时，理论上纸幅大约只能吸收通过辊间涂料的50%，其余的涂料仍残留在涂布辊上。1涂料与纸幅、涂料对涂布辊的相对亲和性2纸幅的吸收性3涂料的湿润性4原纸与涂布辊的相对速度5辊间压力辊式涂布膜层分裂机理及影响影响花纹轻重程度的因素涂布膜层分裂机理：涂料在辊间分离时，涂料在表面张力作用下形成像鸭蹼状的薄膜层，随两辊的转动薄膜被拉伸而变薄继而破裂，形成瞬间石笋状中间体，最后回落到原来的表面，由于表面张力分布不均匀可能在涂层形成云纹或麻点状花纹。影响花纹轻重程度的因素：涂料的流变性；涂料粘度（大则严重）涂布速度（快则严重）涂布量（大则严重）滚筒硬度（小则严重）线压力（小则严重）。逆转辊式涂布头涂布量控制a、控制调节涂布辊与计量辊间隙。上料辊与计量辊的间隙（0.25—0.64mm）这个间隙并不等于涂布辊上的湿膜层的厚度，湿膜层究竟有多厚，在两辊间隙一定时，取决于涂料的流变性和两根辊子的相对线速度。一般规律是，涂料的粘度愈大而触变性愈小时，湿膜层的厚度愈大；两辊间的线速比愈大，湿膜层的厚度也愈大。即：涂料的流变性和两辊线速比粘度↗厚度↗线速比↗厚度↗b、控制“擦拭比”—涂布辊和纸幅之间的相对速度。经验证明，当采用调整涂布辊的速度来控制涂布量，涂布量的调整范围足够时，应尽可能选取低的“擦拭比”，这样才能保证纸幅表面有良好的覆盖状态。低擦速比可以保证涂层的均匀性。凹辊式涂布中影响涂布量因素和涂布特点这里决定涂料转移量的因素，有辊面的网点形状（凹区的表面积和深度）、涂料的粘度和固含量、纸的吸收性和平滑度、辊间的线压力和涂布速度等原纸和涂料已选定时决定因素辊筒线压力（一般为1.8~18kg/cm）辊面网点形状（凹区的表面积和深度）其次刮刀角度（26o最好，一般有4o调节范围)涂布速度特点:①涂布车速高（600m/min），粘度范围广（10~16000CP），涂布量准确，固含量高（50~60%）；固含量低于45%时，由于流动性太大，涂料在凹辊和涂布辊之间的压区会有溢流的趋势。涂料固含量的上限是由涂料的组成配方和粘度特性决定的。②凹辊涂布机可以用极小的调节获得稳定的涂布量。所以要求涂布量恒定不变正是该方法的优点，该方法使涂料在纸页中有均一的横向分布，这是由于涂料由凹辊向涂布辊转移并通过涂布辊和纸页间的剪切和扩散作用致使涂料在纸面展平③适用于各种涂料；缺点：凹辊上网点形状确定后，涂料粘度应一致，即涂料变动时，需重刻网点雕刻。门棍涂布的优缺点和涂布量控制特点优点是：车速较高，一般在400～600m／min之间；设备的制造容易、结构简单；要求涂料的固含量较高（一般在50%～65%），粘度范围较广（在0.5—4Pa·s之间）；涂层比较均匀等。缺点是涂布机头的占地面积大，涂布量比较小，不适用于低固含量的涂布等。主要用于凸版、杂志、书籍、广告、胶版及其他印刷纸的涂布。控制涂布量特点：调整分布辊和计量辊的间隙计量辊与相邻滚筒的相对速度改变固含量当增大涂料固含量时涂布量显著增加，而当增大压区压力时涂布量则减少，当降低门辊速度时涂布量也减少。喷雾涂布的优点和技术难点1）涂料雾化后的小液滴扩散到纸页上，能使涂层沿着原纸的表面很紧密的排列，有利于提高白度和不透明度。2）与传统的涂布方式相比，喷雾涂布对纸页的压力大大降低，对原纸的强度要求较低。3）喷雾涂布可以对高水分含量的纸页进行涂布。4）喷雾涂布的消耗品很少，没有传统的涂布刮刀，连杆或托纸辊，因此可以降低原材料的成本。喷雾涂布技术挑战：1）机上有几百个喷嘴，不能停止生产来更换或清洗。2）纸张两面必须同时进行涂布，某些过量喷涂是不可避免的。3）喷涂到纸张上涂料的液滴必须足够小。4）高速下的雾料只许被纸幅接受，不能被转移到机架上。5）所有的喷雾涂布散布面都必须很好的配合到一块，形成适当的横幅。1.涂布纸干燥干燥的作用与对产品质量的影响干燥的作用水份：涂料：35～70％原纸：7％干燥后：3％～5％纸机的干燥：完成施胶、脱水的同时赋予纸一定的强度涂布纸的干燥：脱水、增进涂层强度，水分脱除的同时，涂层结构发生变化、涂层结构形成。涂层中水分的脱除决定涂层和涂布纸的质量；影响胶粘剂的迁移以及在涂层中的分布；影响光学性能、表面强度和印刷适应性什么是表面干燥和内部干燥表面干燥：即蒸发作用发生在涂层的表面上，时间是干燥初期。（连续干燥过程）内部干燥：随着干燥过程的进行，蒸发区就逐渐向涂层和原纸内部扩展，因水分的扩散是在内部进行的。当原纸和涂层中的水份降低到某一限度时，干燥蒸发不连续，蒸发作用只发生在局部，迁移速度决定干燥速率。（不连续干燥）论述涂布纸干燥过程根据干燥速率分成的3个阶段升温阶段、恒定干燥速率阶段、干燥速率下降阶段。在升温阶段，输入的能量主要是为了加热原纸、涂料和附带的水使其蒸发。恒定干燥速率阶段是干燥的主要阶段，提供的热量主要用于水分的蒸发，纸页的温度在干燥过程保持不变。恒速干燥阶段的纸页温度，取决于不同的纸种。通常进入干燥系统的涂布纸水分越低，由于水分蒸发时吸收的汽化热量相应减小而使干燥时纸页的温度越高，一般范围是80～150℃。在干燥速率下降阶段，涂布纸已达到一定的干度，剩余的水分脱除阻力增加将导致纸页的温度升高