涂布技术的最新进展
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国际造纸 "##$ 年 第 "" 卷 第%期
用我们的智慧
重点论述—— — 涂布加工技术
绿化生命长城
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道纯化工
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布量与原纸的任何位置都一致。 两根配有喷嘴的上料 横梁交替使用。 使用后的横梁反转到适当的位置进行 喷嘴的自动清洗。 这时， 另一根横梁继续工作。 91:;<1,2= 的第一个生产实例是德国 >-??,0@A 工厂 的 & 机， 于 7!!" 年 $ 月正式投入生产。 91:;<1,2= 有很
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亮度， 不透明度和光泽度也都有很大提高。 此外， 重钙 的制造技术也在不断革新 L " M ， 结构化、 表面改性的重钙 具有良好的光学特性、 表面平滑度和印刷适印性， 适合 涂布机高速发展的需要。 /0 1 纳米颜料 纳米材料自 8! 世纪 ’! 年代问世以来充分显示了 它在国民经济支柱产业和高新技术领域中应用的巨大 潜力， 也引起了造纸和涂布领域的重视。 涂料加入纳米 材料以后， 可以显著提高涂层的机械强度、 附着力、 防 腐性能、 耐光性和耐候性或其他特殊性能。 美国很早就 把纳米碳酸钙用于造纸涂料等方面。 英国也侧重于在 涂料方面的应用 L ( M 。 我国的华东化工学院已经成功地把 改性后的纳米碳酸钙用到纸张涂布用的胶乳中， 发现 对纸张的老化性能有了较明显的改善。 波耳固体物理 研究所的实验也发现涂有纳米材料的低定量新闻纸不 发黄、 不发脆 L & M 。 日本的 N,HB@B3-1 O4,>35 通过界面反应 （ @4<5-?3;@3. 成功地制得了中空球形纳米级碳酸钙， 方解石 -53;<@,4） 和球霞石混合晶形碳酸钙的粒径约 &!4>， 有较高的比 表面积， 用在涂料中能有效提高纸页的平滑度和光学 性能， 促进加热复印中蜡质油墨向纸表面的转移率， 从
提高了光散射能力， 能够赋予纤维良好的覆盖性， 提高 涂布纸的不透明度、 油墨接受性和耐起泡性。 近几年又新出现了粒径分布窄、 形态比高的第三 代轻钙 ， 因其印刷光泽度高、 遮盖性好， 在轻量涂布中
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用量越来越大。 新开发的轻钙颜料不仅保持了原来的
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用我们的智慧
重点论述—— — 涂布加工技术
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涂布技术的最新进展
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王海松（ +34A P3@H,4A） 刘金刚（ Q@1 R@4A34A） 中国制浆造纸研究院， 北京， $!!!8! （ SB@43 93<@,43. 01.2 34/ 0325- :5H53-;B T4H<@<1<5E U5@V@4AE $!!!8!）
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新式的喷泉上料系统 美卓纸业为了同时满足低定量涂布纸、 中定量涂
布纸、 高级纸及纸板涂布上料的需求， 开发了新式的喷 。 其采用独特的喷嘴设计， 在 泉上料系统 “ )*+,-./+ 01+” 喷嘴内部设有两个湍流混合室。 涂料在第一个混合室 经过一个与流浆箱类似的集簇分流后进入筛网， 除去 涂料中的杂质。 在第二个混合室再次均一后喷涂到纸 页表面。 一 )*+,-./+ 01+ 的涂布量通常在 2 3 "#4 5 6" 之间， 般通过改变喷嘴的大小、 计量刮刀的位置及涂料的驻 留时间来调节涂布量。 在短驻留涂布中， 因为计量刮刀 的压力作用， 涂料组分向原纸中渗透， 减少了原纸表面 的留着量。 通过延长驻留时间， 使计量前涂料在原纸表 面形成滤饼层， 这样能对纸页形成良好的覆盖。 如喷嘴口形成的完全没 )*+,-./+ 01+ 有很多特征， 有脉动的射流， 精密的喷嘴微调系统， 高速稳定的射流 速度， 计量刮刀角度稳定控制系统， 防止污染的上下唇 板冷却系统和上唇板采用喷淋水等。 并且 )*+,-./+ 01+ 的运行性能好， 适用于机内涂布， 能够大幅度提高涂布 纸的生产效率。 相比其他的喷射 )*+,-./+ 01+ 是喷涂技术的革新， 上料系统更能够清洁和高速运转。 设计速度 "###6 5 有 2 个涂布站， 幅宽 89 %6 的 )*+,-./+ 01+ 涂布机 6,7， 美卓技术中 已经创造了大约 :8##6 5 6,7 的世界纪录。 心的 )*+,-./+ 01+ 中试涂布机更是创造了 $:#:6 5 6,7 的成绩。 今天， 全世界大约有 ’# 台 )*+,-./+ 01+ 涂布机 在运行。 !’ ! 刮刀涂布新概念 在较短的 以前的 ;<- 纸涂布机需要短驻留系统， 接触时间， 较低的压力下涂布。 这些短驻留涂布机的缺 点 是 容 易 产 生涂 布 条 纹 ， 高速 条 件 下 （ :$##6 5 6,7 以 上） 还会产生涂布不均现象。 为了解决这些问题， 出现 了新的短驻留涂布机“ 。 )*+,=>/?1” 有 )*+,=>/?1 系统以其专利技术密封刮刀为特点， 效地控制了上料部分的涡流， 避免了由常规短驻留涂 布机的开放式回流设计所导致的缺陷。 并且运行性好， 纸页光泽度高， 高速下涂布均匀， 在较高涂布量下能够
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， 7!!$ 年 ） M/N O=CC434 5;,I;32- 的 8KL 的机外涂布 （ 工厂的设计车速为 的 O20A2J $’!!C D C;3 P*K 纸生产 线等多个厂家使用。 据反映， 因为使用了新式的干燥技 术即减少了断纸次数， 又缩短了纸幅运行时间， 从而提 高了生产效率。 干燥 E $! F $" ! “ M3;Q,=4,” 它是一 M3;Q,=4, 是法国 <+-2,3;@J RLS 公司开发的， 种燃气式红外干燥和气浮式热风干燥的组合系统， 所以 它兼备两种干燥技术的优点。 两排高强度红外辐射器的 后面设置 7 个气浮式喷嘴， 回收的高温空气由喷嘴喷 出， 提高了能量的利用率 （ 达到 T"G 以上 ） 。 M3;Q,=4, 干 燥能力强， 水分的蒸发速率达到 7"!AI D U C7・V W 。 或新式涂 M3;Q,=4, 可以利用在计量施胶压榨之后， 布机上。 具有非接触干燥的优点， 能够全幅控制水分的蒸 （ 发， 改善纸页质量。 设计紧凑 减少 &!G 空间） ， M3;Q,=4, 安装费用低 （ 与 " 种标准干燥方式比 ） ， 高效率， 节约能 量， 运营成本低。 纸幅运行稳定， 防止了皱褶和卷取， 纸面 温度容易控制， 减少了纸幅变形， 没有粘污现象。 & &" % 自动退卷及卷取 自动续纸器 E ’ F 随着涂布速度的增加， 涂布一卷纸的时间缩短了， 续纸准备时间也相应地减少了， 传统的转臂式退卷机 已远远不能满足要求。 在这样的情况下， 发明了自动续 纸器， 使续纸的准备时间缩短在 $!C;3 以内， 保证了高 速涂布的连续性。 自动续纸器能够准确及时续纸的关键是准确检测 作为续纸器基准的续纸带位置。 为此使用了续纸带位 置自动检测装置。 它通过光传感器检测续纸带的位置， 尽管在高速下， 仍能够得到准确再现性好的续纸操作。 &" ! 卷取技术的改进 E # % ’ F 卷取同涂布过程一样是连续的过程， 可当纸卷直 径达到预定值时， 更换卷轴往往会影响涂布的正常运 行。 为此， 现代的卷取都在努力提高纸卷的直径， 由原 来的 7X & Y 7X ’C 增加到了 "X ( Y "X #C， 这样减少了卷 轴的更换次数 （ 约减少 &!G ） ， 从而提高了生产效率， 同 时也减少了损纸量。 如果涂布机速度增加， 在保证纸卷 更换数量一定的情况下， 更需要增加纸卷直径。 在高速状态下卷取涂布纸， 还会出现卷取的层间 压力降低问题。 这是因为涂布纸的透气度较低， 卷入纸
摘
要： 简要地介绍了近几年来涂布技术的发展， 如新的涂布颜料、 新式涂布头、 新的干燥方法、 自动检
测与控制系统等。 关键词： 颜料； 涂布； 干燥； 卷取； 压光 随着印刷技术的发展和市场需求的导向， 涂布纸 和纸板的需求量越来越大， 从而促进了涂布技术的发 展。 而我国涂布技术水平相对比较落后， 要在激烈的国 际市场竞争中使我国涂布行业立于不败之地， 就必须 紧跟时代的步伐。 为此， 文章对近几年涂布行业中新出 现的涂布颜料、 新式涂布头、 新的干燥方法、 自动化程 度及新的压光技术作了介绍。 / /0 / 颜料技术的发展 工程颜料 随着涂布技术的发展， 传统的涂布颜料已经不能 满足要求， 经过特殊处理的工程颜料越来越引起了人 们的重视。 例如窄粒径分布的颜料， 因为有最佳的颗粒 尺寸分布和透气度， 能够改进涂布纸的光学性能和印 刷性能 。 化学结构化处理的高岭土， 粒子堆砌更疏松，
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重点论述—— — 涂布加工技术 而可以提高印刷适印性 & ’ ( 。 ! !’ ( 新发展的涂布方式
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无蒽醌蒸煮助剂 P 绿氧系列 O 绿色、 +,-./01 23450,6,17 运行， 能赋予纸页良好的平滑性。 美卓的 )*+,=>/?1 中试 实际生产中， 涂布机已经在 $###6 5 6,7 的速度下运行； @ABCDE66171 公 司 的 F/6G6/ 工 厂 的 机 内 )*+,=>/?1 低定量涂布生产线， 创造了 "2H 平均 :8$#6 5 6,7 的新 纪录。 “ 是维美德（ 美卓的前身） 开发的又一 )*+,-./+ IG.” 种新式刮刀涂布机， 它适用于纸板的涂布， 不仅涂层的 覆盖性好， 而且突破了气刀涂布时速度的限制 （ $%# 3 ， 大大地提高了涂布纸板的生产能力。 并且 2%#6 5 6,7） 光泽度、 平滑度及其白度都有很大程度的提高。 在第一个 )*+,-./+ IG. 涂布系统中设有两个背辊， 背辊处采用与 )*+,-./+ 01+ 同样的喷嘴进行喷射上料， 为此避免了使用过多的上料辊， 涂布机的运行更加高 速和清洁， 还减少了断纸时涂料的损失。 在第二背辊处 用刮刀或刮棒计量涂料。 两个背辊的设计扩大了涂料 驻留时间的调节范围， 可以根据需求进行高级涂布纸 的生产。 驻留长度可以在 :’##66 以内调节， 可以通过 延长涂料驻留时间， 强化涂料对原纸的覆盖。 薄膜涂布 !’ ) “ )*+,J,K1L” 计量的 )*+,J,K1L 是一种新型的薄膜转移涂布方式， 涂料 （ 或施胶液 ） 以均一的薄膜形式转移到上料辊表 面， 通过辊压再转涂到原纸。 与传统的计量棒式 JE6C J,K1L 不同的是， )*+,J,K1L 引入了密封刮刀或刮棒技术， 使刮刀和刮棒的各种组合成为可能。 特别是刮棒 C 刮棒 组合， 与密封刮刀不同， 密封刮棒没有返液现象， 涂料 为此， 贮料槽、 的供给量可以减少为原来的 : 5 $ 3 : 5 %。 供料泵、 过滤筛等供料系统能够更紧凑， 并且减少了更 替纸种时的涂料损失。 包括 JE6J,K1L） 现今共有 :$# 台以上， 其 )*+,J,K1L（ 中 有 %# 多 台 采 用 的 是 薄 膜 涂 布 。 涂 布 速 度 在 %# 3 幅宽 " 3 :#6， 计量工具有沟纹刮棒、 "###6 5 6,7 之间， 光滑刮棒、 负载刮刀等。 ;I 绕线刮棒、 )*+,J,K1L 主要用 在新闻纸、 高级纸、 纸板的表面施胶及高档纸、 中档纸 的预涂和涂布， 适用范围很广。 :##M INA 纸的涂布等， !’ * 新型的涂布方式“ )*+,J*L/E” 由于 )*+,J*L/E 是美卓纸业新开发的喷雾涂布机， 涂布过程中与原纸没有直接的机械接触， 即使在较低 的涂布量下， 也能达到对原纸的良好覆盖。 )*+,J*L/E 采 用独特的喷嘴结构， 涂料与喷嘴喷出的高压气流 （ 空 气） 碰撞时微粒子化， 涂 料 到 达 原 纸 表 面 时 约 "# 3 喷嘴沿纸幅横向间隔设置， 交叉部分的涂 ’#!6 大小。
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布量与原纸的任何位置都一致。 两根配有喷嘴的上料 横梁交替使用。 使用后的横梁反转到适当的位置进行 喷嘴的自动清洗。 这时， 另一根横梁继续工作。 91:;<1,2= 的第一个生产实例是德国 >-??,0@A 工厂 的 & 机， 于 7!!" 年 $ 月正式投入生产。 91:;<1,2= 有很
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亮度， 不透明度和光泽度也都有很大提高。 此外， 重钙 的制造技术也在不断革新 L " M ， 结构化、 表面改性的重钙 具有良好的光学特性、 表面平滑度和印刷适印性， 适合 涂布机高速发展的需要。 /0 1 纳米颜料 纳米材料自 8! 世纪 ’! 年代问世以来充分显示了 它在国民经济支柱产业和高新技术领域中应用的巨大 潜力， 也引起了造纸和涂布领域的重视。 涂料加入纳米 材料以后， 可以显著提高涂层的机械强度、 附着力、 防 腐性能、 耐光性和耐候性或其他特殊性能。 美国很早就 把纳米碳酸钙用于造纸涂料等方面。 英国也侧重于在 涂料方面的应用 L ( M 。 我国的华东化工学院已经成功地把 改性后的纳米碳酸钙用到纸张涂布用的胶乳中， 发现 对纸张的老化性能有了较明显的改善。 波耳固体物理 研究所的实验也发现涂有纳米材料的低定量新闻纸不 发黄、 不发脆 L & M 。 日本的 N,HB@B3-1 O4,>35 通过界面反应 （ @4<5-?3;@3. 成功地制得了中空球形纳米级碳酸钙， 方解石 -53;<@,4） 和球霞石混合晶形碳酸钙的粒径约 &!4>， 有较高的比 表面积， 用在涂料中能有效提高纸页的平滑度和光学 性能， 促进加热复印中蜡质油墨向纸表面的转移率， 从
提高了光散射能力， 能够赋予纤维良好的覆盖性， 提高 涂布纸的不透明度、 油墨接受性和耐起泡性。 近几年又新出现了粒径分布窄、 形态比高的第三 代轻钙 ， 因其印刷光泽度高、 遮盖性好， 在轻量涂布中
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用量越来越大。 新开发的轻钙颜料不仅保持了原来的
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新式的喷泉上料系统 美卓纸业为了同时满足低定量涂布纸、 中定量涂
布纸、 高级纸及纸板涂布上料的需求， 开发了新式的喷 。 其采用独特的喷嘴设计， 在 泉上料系统 “ )*+,-./+ 01+” 喷嘴内部设有两个湍流混合室。 涂料在第一个混合室 经过一个与流浆箱类似的集簇分流后进入筛网， 除去 涂料中的杂质。 在第二个混合室再次均一后喷涂到纸 页表面。 一 )*+,-./+ 01+ 的涂布量通常在 2 3 "#4 5 6" 之间， 般通过改变喷嘴的大小、 计量刮刀的位置及涂料的驻 留时间来调节涂布量。 在短驻留涂布中， 因为计量刮刀 的压力作用， 涂料组分向原纸中渗透， 减少了原纸表面 的留着量。 通过延长驻留时间， 使计量前涂料在原纸表 面形成滤饼层， 这样能对纸页形成良好的覆盖。 如喷嘴口形成的完全没 )*+,-./+ 01+ 有很多特征， 有脉动的射流， 精密的喷嘴微调系统， 高速稳定的射流 速度， 计量刮刀角度稳定控制系统， 防止污染的上下唇 板冷却系统和上唇板采用喷淋水等。 并且 )*+,-./+ 01+ 的运行性能好， 适用于机内涂布， 能够大幅度提高涂布 纸的生产效率。 相比其他的喷射 )*+,-./+ 01+ 是喷涂技术的革新， 上料系统更能够清洁和高速运转。 设计速度 "###6 5 有 2 个涂布站， 幅宽 89 %6 的 )*+,-./+ 01+ 涂布机 6,7， 美卓技术中 已经创造了大约 :8##6 5 6,7 的世界纪录。 心的 )*+,-./+ 01+ 中试涂布机更是创造了 $:#:6 5 6,7 的成绩。 今天， 全世界大约有 ’# 台 )*+,-./+ 01+ 涂布机 在运行。 !’ ! 刮刀涂布新概念 在较短的 以前的 ;<- 纸涂布机需要短驻留系统， 接触时间， 较低的压力下涂布。 这些短驻留涂布机的缺 点 是 容 易 产 生涂 布 条 纹 ， 高速 条 件 下 （ :$##6 5 6,7 以 上） 还会产生涂布不均现象。 为了解决这些问题， 出现 了新的短驻留涂布机“ 。 )*+,=>/?1” 有 )*+,=>/?1 系统以其专利技术密封刮刀为特点， 效地控制了上料部分的涡流， 避免了由常规短驻留涂 布机的开放式回流设计所导致的缺陷。 并且运行性好， 纸页光泽度高， 高速下涂布均匀， 在较高涂布量下能够
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摘
要： 简要地介绍了近几年来涂布技术的发展， 如新的涂布颜料、 新式涂布头、 新的干燥方法、 自动检
测与控制系统等。 关键词： 颜料； 涂布； 干燥； 卷取； 压光 随着印刷技术的发展和市场需求的导向， 涂布纸 和纸板的需求量越来越大， 从而促进了涂布技术的发 展。 而我国涂布技术水平相对比较落后， 要在激烈的国 际市场竞争中使我国涂布行业立于不败之地， 就必须 紧跟时代的步伐。 为此， 文章对近几年涂布行业中新出 现的涂布颜料、 新式涂布头、 新的干燥方法、 自动化程 度及新的压光技术作了介绍。 / /0 / 颜料技术的发展 工程颜料 随着涂布技术的发展， 传统的涂布颜料已经不能 满足要求， 经过特殊处理的工程颜料越来越引起了人 们的重视。 例如窄粒径分布的颜料， 因为有最佳的颗粒 尺寸分布和透气度， 能够改进涂布纸的光学性能和印 刷性能 。 化学结构化处理的高岭土， 粒子堆砌更疏松，
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重点论述—— — 涂布加工技术 而可以提高印刷适印性 & ’ ( 。 ! !’ ( 新发展的涂布方式
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无蒽醌蒸煮助剂 P 绿氧系列 O 绿色、 +,-./01 23450,6,17 运行， 能赋予纸页良好的平滑性。 美卓的 )*+,=>/?1 中试 实际生产中， 涂布机已经在 $###6 5 6,7 的速度下运行； @ABCDE66171 公 司 的 F/6G6/ 工 厂 的 机 内 )*+,=>/?1 低定量涂布生产线， 创造了 "2H 平均 :8$#6 5 6,7 的新 纪录。 “ 是维美德（ 美卓的前身） 开发的又一 )*+,-./+ IG.” 种新式刮刀涂布机， 它适用于纸板的涂布， 不仅涂层的 覆盖性好， 而且突破了气刀涂布时速度的限制 （ $%# 3 ， 大大地提高了涂布纸板的生产能力。 并且 2%#6 5 6,7） 光泽度、 平滑度及其白度都有很大程度的提高。 在第一个 )*+,-./+ IG. 涂布系统中设有两个背辊， 背辊处采用与 )*+,-./+ 01+ 同样的喷嘴进行喷射上料， 为此避免了使用过多的上料辊， 涂布机的运行更加高 速和清洁， 还减少了断纸时涂料的损失。 在第二背辊处 用刮刀或刮棒计量涂料。 两个背辊的设计扩大了涂料 驻留时间的调节范围， 可以根据需求进行高级涂布纸 的生产。 驻留长度可以在 :’##66 以内调节， 可以通过 延长涂料驻留时间， 强化涂料对原纸的覆盖。 薄膜涂布 !’ ) “ )*+,J,K1L” 计量的 )*+,J,K1L 是一种新型的薄膜转移涂布方式， 涂料 （ 或施胶液 ） 以均一的薄膜形式转移到上料辊表 面， 通过辊压再转涂到原纸。 与传统的计量棒式 JE6C J,K1L 不同的是， )*+,J,K1L 引入了密封刮刀或刮棒技术， 使刮刀和刮棒的各种组合成为可能。 特别是刮棒 C 刮棒 组合， 与密封刮刀不同， 密封刮棒没有返液现象， 涂料 为此， 贮料槽、 的供给量可以减少为原来的 : 5 $ 3 : 5 %。 供料泵、 过滤筛等供料系统能够更紧凑， 并且减少了更 替纸种时的涂料损失。 包括 JE6J,K1L） 现今共有 :$# 台以上， 其 )*+,J,K1L（ 中 有 %# 多 台 采 用 的 是 薄 膜 涂 布 。 涂 布 速 度 在 %# 3 幅宽 " 3 :#6， 计量工具有沟纹刮棒、 "###6 5 6,7 之间， 光滑刮棒、 负载刮刀等。 ;I 绕线刮棒、 )*+,J,K1L 主要用 在新闻纸、 高级纸、 纸板的表面施胶及高档纸、 中档纸 的预涂和涂布， 适用范围很广。 :##M INA 纸的涂布等， !’ * 新型的涂布方式“ )*+,J*L/E” 由于 )*+,J*L/E 是美卓纸业新开发的喷雾涂布机， 涂布过程中与原纸没有直接的机械接触， 即使在较低 的涂布量下， 也能达到对原纸的良好覆盖。 )*+,J*L/E 采 用独特的喷嘴结构， 涂料与喷嘴喷出的高压气流 （ 空 气） 碰撞时微粒子化， 涂 料 到 达 原 纸 表 面 时 约 "# 3 喷嘴沿纸幅横向间隔设置， 交叉部分的涂 ’#!6 大小。