帘式涂布

一种新型的涂布技术——■　熊 杰　（广东冠豪高新技术股份有限公司　广东　湛江　５２４０２２）提要：介绍了帘式涂布技术的原理，帘式涂布机的结构、优越性、实践应用，指出该涂布技术的使用要求、注意事项及前景展望。

关键词：帘式涂布；涂料分配器；优越性；应用1帘式涂布的原理图１　帘式涂布原理多不同之处，包括涂料的固含量、涂料的粘度、涂料的流变性、涂料的成膜性、定边控制方法、涂料的制备与输送。

应用于帘式涂布机的涂料有诸多特别要求，比如，根据涂布品种不同，固含量的范围有一个比较窄的区间，涂料粘度的范围掌握在２００ｍＰａ·ｓ到１００００ｍＰａ·ｓ，要求涂料具有良好的流变性，优异的成膜性，必须形成连续性的膜，即幕帘。

涂料可以是水性涂料、溶剂涂料或热熔涂料，而且不需要对涂料进行“截面收缩”，即拉伸涂层塑性薄膜减少膜的厚度。

定边控制方式有多种，可以用一根链条或一根棍棒，悬挂在涂布头下面，向下引导涂料到纸幅。

幕帘的宽度可小于纸幅宽度，也有的帘式涂布机不需要定边控制，幕帘的宽度大于被涂布纸幅的宽度，纸幅外侧的涂料直接排入到收集槽中并回到涂料罐中。

涂料是通过泵或重力传送到涂布头的涂料分配器，不需要挤出装置，纸幅被引进来通过帘式涂布机，在涂布机的下面设有收集槽，收集槽可以设计在工作位置，也可以设计在工作预备位置，因此所有没有使用的过量的涂料都可收集起来并回到回用系统中去。

现代帘式涂布技术（ｃｕｒｔａｉｎｃｏａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）是９０年代发展起来的一种新型涂布技术，它以相关涂布技术为基础，但又有别于本世纪４０年代至６０年代的狭缝喷嘴型涂布技术（ｓｌｏｔ　ｏｒｉｆｉｃｅ　ｃｏａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）和喷注式涂布技术（ｆｏｕｎｔａｉｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），是伴随着机械设备、仪表、电气传动、控制系统及配套设备发展而出现的一项突出的科技进步，由于该工艺技术有诸多优点，因此有专家指出：今后的涂布技术领域，特别是在一些特种纸涂布技术领域，帘式涂布技术将有可能代替若干现有涂布技术，在该领域占有重要一席。

帘式涂布：一种新型涂布技术涂布Kehl公司的二号纸机,第一条使用帘式涂布机的热敏纸生产线KehlPM2,thefirstthermalpaperlinewithacurtaincoater帘式涂布Coa~ng一种新型涂布技术帘式涂布从特殊领域向主流造纸领域的转移预示着能给经济,工艺和质量带来巨大利益Curtaincoating:anemergingtechnologyThetransferofcurtaincoatingfromspecialitytomain-stream papermakingpromiseshugeeconomic,processandqualitybenefits尽囊一D黧atingisnotofcoating—aircurrentscreatedbythefastmovingwebdisrupt thecurtainandcausefilmsplittingV ariousresearchteamsaretacklingthisproblemvia:Pulp&PaperTechnology?纸业技术63帘式涂布印刷纸的试验结果表明:帘式涂布对提高涂层覆盖率很显着,并且其涂层的光泽度,松厚度和粗糙度都在典型工业标准范围内研究空气去除系统研究能够加强涂料粘弹?性的化学品,从而使得涂料在随纸基以1000米/分的速度运行时具有很好的伸展?性.对操作参数进行微调一增加落帘高度以优化其下落速度.在纸张涂布这个特殊领域也取得了一些发展,纸机越来越大,车速越来越快,并且正在采用帘式涂布,比如德国August KochIer的KehI厂.2001年12月,KochIer建造了一条车速为1500米/分的热敏纸新生产线,见图1,该生产线配备了第一台用于热敏纸生产的帘式涂布机,这是voith公司和东京V oithI…公司一个合资成果.2005年9月,KochIer公司为"A级热敏纸的生产方法"申请了一个专利.据称该种方法能使帘式涂布速度达到750米/分以上,特殊情况下速度能超过1500米/分.帘式涂布在一些特殊领域比如热敏纸,无碳复写纸,标签纸方面已经得到了认可.当前的目标是把该技术延伸到主流造纸领域, 特别是印刷纸的涂布当中.用于印刷纸的涂布颜料和特种纸的有实质性的区别帘式涂布的吸引力在于它在经济,工艺和质量方面具有很大的优势,由于属于非接触式涂布,因此在低涂布量情况下就能获得均匀地覆盖.当液帘落在移动的纸幅上时可形成厚度均匀的涂层,且不产生条痕,橘皮纹和刮痕.帘式涂布不仅可形成非常均匀的涂层表面,而且额所需的涂布量要比刮刀,辊式和膜转移涂布法要低.由于非接触意昧着没有挤压,因此该涂布系统对纸页不会产生机械应力.结果纸页在进行帘式涂布时不会发生断裂,纸机的运行性得到加强,断纸和停机时间也大大减少.此外,该涂布工艺能提高涂布适应?性,在强度较低的纸基也能够进行涂布,并且采用单一的涂布头就可施加范围很广的涂布量和粘度.64Pulp&PaperTechnology?纸业技术ThedevelopmentofairremovingsystemsThedevelopmentofchemicaIswhichenhaneethe elasticityofthecoatingcolourandenabIeittostretchasit follOWSthepapersubstrateatspeedsof1.000mpm+ Thefinetuningofoperatingparameters—ncreasingthe heiqhtofthecurtaintooptimiszeIandinaveIocity ThereareaIsoadvanceswithinthespeciaIitysector. wherePMsaregettjnqbjqgerandfaster.andcurtajn coatersarebeingadapted.asinGermany.attheKehIM…ofAuaustKoehIer.InOecember2001.KoehIerstarteduPanew1500mpm. thermaIpaperIine.figureI.whichwasequippedwiththe firstevercurtaincoaterfOrthermalpaper.theresuItofa iointventurebetweenV oithPaperandV oithIHIofTokyo. InSept2005.KoehIerappliedforapatentforaMethod ForProducinqAThermaIPaper:Thesaidmethodenablesthe useofthecurtaincoatingatspeedsofmorethan750mpm. andjnparticuIarmorethan1500mpm CurtaincoatingiswellestablishedinthespeciaIityfield—thermalpapers.carbonlesscopier.1abelsandphotopapers—andtheqoaIisnowtoextendthetechnologytomain-stream papermaking.inparticulartothecoatingofgraphicgrades. TheattractionofcurtaincoatingIiesinthehugeeconomic. processandquaIitVbenefitswhichderivefromnon—contact. unifOrmcoverageatreducedcoatweights. WhentheIiquidcurtainofcoatingfallsontothemoving paperweb.itproducescontourcoatingwithoutfilmsplitting orscratchina.Thiscreatesanevenlycoatedsurfacewithlower coatweiqhtsthanthoserequiredbycontactmeteringmethodsofbIade.rodandfiImpress Sincenon—contactmeansnon—impact.thesystemputs11o mechanicalstressesontothesheet.AsaresuIt.therearefewer webbreaksonthecurtaincoater;runnabiIityisenhaneedand brokeanddowntimeareminimiszed.Inaddition.theprocessincreasesflexibilityinthatweaker basesheetscanberunandawiderangeofcoatweightsand viscositiescanbeappliedwithasingIecoatinghead. Giventhisrangeofadvantages.thereisaworldwideR∈t0 focusoncurtaincoatingandpatentedtechnologyisemerging.fiqure2.Theresearchpr~ectsincIudethoseof: MetsoandDowChemicals:Thedevelopmentofamulti—layercurtaincoaterwhichcanapplyseveraIcoatingcolour Iayerstopaperatthesametlme.V oithPaper.BASFandOmya:ThefocusiSonthedirect—f0untaincurtaincoatingsystemandtheformuIationof bespokecoatingcolours. ArioWiqqinsandOxfordUniversity:ThisFaradayresearch projectof2004soughttodevelopabetterunderstandingof themechanismswhichdeterminetheperformanceofcurtain coating.ThefoCUSiSoni)thestab…tvofacurtaincomprisingone涂布美卓纸业和陶氏化学品公司的乳液聚合物部门:涂布装置和涂布化学品福伊特,巴斯夫和欧米亚:涂布装置和涂料化学配方法国阿尔若维根斯公司和牛津大学:2004年的法拉第研究项目日本三菱重工和美国的西密歇根大学:落帘稳定性及高速运行性美国~Capella技术主要涉及落帘的物理流动性能,涂料配方化学考虑到具有多方面的优势,帘式涂布正成为世界性的研究开发焦点,并且出现了专利技术,见图2.研究项目包括以下几个方面: 美卓和陶氏化学公司:开发出多层帘式涂布机,能够同时施加多层涂布颜料.福伊特,巴斯夫和欧米亚:研究焦点为直接喷泉式落帘涂布系统和涂料配方方面.法国阿尔若维根斯公司和牛津大学:2004年的法拉第研究项目是为了更好的解释影响帘式涂布性能的机理.主要聚焦于:一,具有一个或多个颜料涂层的液体落帘的稳定性,二,落帘和纸幅接触时产生冲击区的行为研究.日本三菱重工和美国的西密歇根大学一起合作研究在高速条件下帘式涂布机的稳定性.美国的CapellaM术专门为"在工艺过程中选择帘式涂布提供所有的产品和服务."高速度带来的挑战然而,至今也没有一台商业帘式涂布机被安装在现代化高速纸机上.这是因为将帘式涂布从特殊领域向高速,主流的造纸领域转移遇到了新的更高要求.为了保证落帘的稳定性,传统上涂布工艺可在速度较低条件下进行.要想获得高速涂布,需要去除落帘接触纸页时所在冲击区产帘式涂布在一些特殊领域比如热敏纸,无碳复写纸,标签纸已经得到了很好的应用Curtaincoatingiswellestablishedinthespecialityfield,inthermalpapers,carbonlesscopier,labelsandphotopapeCoatingMetsopaperandDowChemicalEmulsionPolymers:Coating stationandBespokeChemicalsV offhPaper,BASFandOmya:CoatingStationandChemicalFom1uIationsArjoWigginsandOxfordUniversity:Faradayresearchprojectof2004MHIofJapan&WesternMicheganUniversityoftheUSA: CurtainStabiliszationandHighspeedsUSA:Curt~nPhysicsFluidProperties;FormulationChemistry帘式涂布的优势赋予了进行全世界性研究开发的动力TheadvantagesofcurtaincoatinghaveinspiredaworldwideR&Ddrive ormorepigment—loadedfilmsandii)behaviourinimpingementzone,wherethecurtainmeetsthemovingpaperweb MitsubishiHeawIndustryofJapanandWesternMichegan UniversityoftheUSAareworkingwithonthestabi¨szationof apilotcurtaincoaterathighspeeds,CapellaTechnology,USAisdedicatedtoproviding"all theproductsandservicestomakecurtaincoatlngtheprocessofchoiceThechallengesposedbyhighspeedsHowever,asyet.thereisnocommercialinstallationofa curtaincoateronafast.modernpapermachine.Thisisbecause thetransferfromspecialityt0highspeed.main—stream papermakingcreatesnewandmoredemandingrequirements. Traditionalltoensurethestabilityofthecurtain.the processwasrunatslowcoatingspeeds.Themovetohiah speedsrequirestheremovalofthethinairlayerinthe impingementzonewheretheliquidcurtainmeetsthepapersurface.Otherwise.airintrusionwilldisruptthestabilityof thecurtainofliquidcoatingasitfallsontothemovingpaperweb,causingfilmbreaks.insufficientcoatingcoverageand surfacedefects.1nadditiontherearesubstantialdifferencesbetweenthecoatingcolou13forgraphicgradesandthoseusedinthe specialitysector.Forexample,theformerhaveahighersolids contentandareappliedathighercoatweightsandviscosities, acrossamuchbroadermathiRewidth.figure3. Theresearchteamsareaddressingtheseproblems:i)byformulatingcoatingsspecificallyforcurtainapplications_'1bydevelopingcoaterswithdeviceswhichprotectthe liquidcurtainfromaircurrentsiii)byoptimiszingtheoperatingparametemsuchascurtain heightandlandingvelocitPulp&PaperTechnology?纸业技术6566帘式涂布从特殊领域向主流造纸领域的转换使其在工艺技术和化学配方方面产生了一系列新的要求.在主流造纸过程中,例如,在高涂布量和高粘度条件下施加涂布颜料,涂料覆盖了更宽的纸机幅宽.在高速纸机上进行的试验显示出了一些运行障碍问题,比如,落帘不稳定和产生空气夹带,这会导致液膜发生破裂,涂层覆盖不充分以及表面出现纸病.高速造纸导致新的需要出现Highspeedpapermakingcreatesnewdemands生的薄空气层.否则的话,当液帘落到运行中的纸幅上时,浸入的空气会干扰涂布落帘的稳定性,并导致涂料薄膜破裂,涂层覆盖不充分,产生表面缺陷另外,用于印刷纸的涂布颜料和特种纸的有实质性的区别.例如,前者的涂料固含量要高,在更高的涂布量和粘度条件下施加,且涂料覆盖宽度超过纸机幅宽,见图3.研究团队正努力通过以下方法来解决述问题:一,调整帘式涂布涂料配方.二,研究可防止落帘中渗入空气涂布装置来防止落帘参入空气流. 三,优化操作参数,比如落帘高度和下落速度.Kehl帘式涂布机能够施加比例为1:1的十分均一的涂布覆盖层,且正为热敏纸和无碳复写纸的生产设定新的标准在专业性工厂里的首创发展在纸张涂布这个特殊领域也取得了一些发展,纸机越来越大,车速越来越快,并且正在采用帘式涂布,比如德~kugustKoehler的Kehl厂. 2001年I2月,KoehIer建造一台幅宽为4750mm生产热敏纸的PM2(二号纸机),该纸机利用不含机械浆的原料来生产特种纸,所用涂布设备为机外帘式涂布机(CM2),该涂布机经过短时间优化后达到了预期产量和质量目标.该涂布机在最大运行速度为1500米/分条件下,能够生成比例为1:1的绝对均一的涂料覆盖屡,并且正为生产热敏纸和无碳复写纸设定新的标准.这些年来,KoehIer公司把优化帘式涂布作为热敏纸生产工艺的一部分,并且20005年,该公司申请了一项"A级热敏纸生产方法"的国际专利技术该方法中包括利用帘式涂布方法施加液体悬浮液.Pulp&PaperTechnology?纸业技术Thetransferofcurtaincoatingfr0mspecialitytomain—streampapermakinghascreatedandnewsetofrequierments,in termsofprocesstechnologyandchemicalformulations. Inmain—streampapermaking.forexample,thecoatingcolours areappliedathighercoatweightsandviscosffies,acrossamuchbroadermachinewidth. TrialrunsonhighspeedPMshaveandrevealedoperational hurdles,suchascurtaininstabilityandair-entrainment, whichresultinf¨mbreaks.insufficientcoatingcoverage andsurfacedefects Pioneeringdevelopmentsinspecialitymills Therearealsoadvanceswithinthespecialitysectorwhere PMsaregettingbiggerandfaster.andcurtaincoatersarebeing adapted.asattheKehIM川ofAugustKoehler.InDecember2001.KoehlerstartedupPM2.a4750mmmachine whichproducesthermalpaper,awood-free.speeialitygrade.The PM2Iinehasoff-machinecurtaincoater,(CM2)whichachieved outputandquailtygoalsfollowingaveryshortoptimisationphase. Withamaximumoperatingspeedof1500mpm.CM2is capableofproducinganabsolutelyunif0rmcoveringata1:1 ratioandissettingnewstandardsfortheproductionofthermo andNCRgrades.Overtheyears.Koehleroptimisedcurtaincoatingaspartof thethermalpaperproductionprocess.andinSeptember2005 thecompanyappliedforaninternationalpatentfora'Method ForProduclngAThermaIPaperThemethodineludesthe applicationofanaqueoussuspension'bymeansofacurtain coatingmethod'. ThesuspensioncontainscaIcinedkaoIlnwithasolidcontentof25—75wt.%.Itisappliedatanoperatingspeedof atleastapproximately500mpminacurtalncoatingmethod andjsdried.Thesaldmethod.'enablestheuseofthecurtaincoatlng atspeedsofmorethan750mpm.andinparticularmorethan1500mpm'TheKehIcurtaincoateristhefruitoftheiointventurebetweenV oithPaperandV oithIHIofTokyo.Withover20 referencesystems.V oith…I}samarketIeaderlnthefield ofcurtaincoating.andKehlCM2istheworld'swidestand fastestapplication.Multi-layercoating:theMetso-Dowproject MetsoPaperbelievesthatthemulti—layercoaterhas significantadvantagesoftheconventionalsinglelayercurtaincoater.Itisapplicabletoawiderangeofpapergrades—fromPrincipleofmultilayercurtaincoatingheadcontact-freehighspeedcoatingtechnology非接触高速涂布技术一多层帘式涂布头原理Benefi~inbrief优点概括所用悬浮液中含有固含量为25%~75%的煅烧高岭土.该悬浮液能被用于运行速度至少为500米/分的帘式涂布当中,并且可以干燥. 据称该方法能使帘式涂布速度达~U750米/分以上,特殊情况下速度能超过1500米/分.Koehler专利涉及"在超过75O米/分的速度下进行帘式涂布,特殊情况下涂布速度能超过15OO米/分KethI公司的帘式涂布机是由V oith公司和东京V oithI…公司合资的成果V oithIHI公司拥有所提到的20多个涂布系统,在帘式涂布领域居于市场领导地位,并且KehI公司的机外涂布机是世界上宽度最大,速度最快的帘式涂布设备.多层涂布:美卓一陶氏合作项目美卓纸业坚信多层帘式涂布机比传统单层帘式涂布机具有更显着的优势.因为多层帘式涂布能适合生产更广泛的纸种一从印刷书写纸到纸板一并且能够用来赋予纸页工程防护性质. Pulp&PaperTechnology?纸业技术P∈tWstopaperboard—andcan beusedtoengineerbarrierPropertlesintoasheet.Metsoisthereforedevelopingapremetered.multi—layerprocess.whichappliesthe severaIcoatjngcolourlayersto thepaperwebsimultaneously, withoutanydirectmechanicaIcontact.figure4.Thecoatinq chemicaIsandcoloursarebeinq developedbytheEmuIsion PolymersdivisionofTheDow ChemicaICompanv.MuIti—layercurtaincoating wilIenablepapermilIsmillsto developproductswithnew propertiesandfunctionsby:Generatingsuchthin layersthatexpensivechemistry becomeseconomicaIlyfeasible PlacinqfunctionaIchemicals withinspecificlayers—tocreate barriersproperties.forexample0ptimisingperformaneewithinthecoatingstructure viachemicaIreactionsbetweenorwthinuniqueIayers. TheaimofthisiointresearchProgrammeistothe refiRethetechnoIogyandbringittomarket'inafastandefficientmannerTheresearchworkisbe1ngcarriedout attechnoIogycentresinEuropeandtheUSAwherePiIot coaterswhichareequiPpedwiththemuIti—layercurtain coatingstation:AttheDowCentresinMidland.Michigan.andHorgen. Switzerland.TheHorgenpilotcoaterisequippedwiththenew curtaincoatingstation. AttheMetsoTechnologyCentreinJrvenpj.Finland.TheV oith.BASFOmyaprojectV oithPaperisfocusingonthedirectfountaincurtaincoatingsystem(DFCoater),wherebythecoatingcolourisappliedtothe papersubstrateviaafree—faIIingIiquidcurtain.Tomaintain thestabiIityofthecurtainandpreventpapersurfacedefects. theDFCoaterissurroundedbyanaf卜conditionedchamber,In addition.anair—cutremovestheentrainedairtravelIingwith thepapersurface. BASFandOmyaareformuIatingbespokecoatingcolours withafocuson:Iowsurfacetensionandcurtainformation, stabilityandelasticity~ Elasticityisanimportantpropertyfortheachievement ofsufficientcoverageathighspeedsandIowcoat涂布Coating因此,美卓公司正在研究预计量多层涂布工艺,该工艺能同时将好几种涂料施涂在纸幅上,并且不会产生任何机械接触,见图4. 涂布化学品和颜料是由陶氏化学品公司的乳液聚合物部门研制. 多层帘式涂布将会使造纸厂能够开发出新特性和功能的产品,其特点如下:所产生的涂层很薄,从而使得利用昂贵的化学品在经济上切实可行例如,在特殊涂层中加入功能性化学品以产生防护特'I生利用涂层之间或涂布内部的化学作用来改变涂层结构,优化涂布性能.此次合作研究方案的目的在于进一步对该技术进行提炼,并使其"以快速有效的方式"进入市场.该研究工作正在欧洲和美国的技术中心进行,那里的中试涂布机上安装有多层帘式涂布站:位于美国密歇根的Midland和瑞士Horgen~陶氏中心.Horgen中试涂布机安装有新的帘式涂布站.位于芬兰rvenp的美卓技术中心.福伊特,巴斯夫和欧米亚的合作项目福伊特纸业正关注直接喷泉式落帘涂布系统(DF涂布机),该系统的涂料是通过自由落下的落帘施涂在纸基上的.为了保持落帘的稳定性,以及防止纸页表面出现纸病,DF涂布机的四周有一个备有空调装置的室.另外,除气装置能去除夹杂于纸张表面和落帘之间的空气.巴斯夫和欧米亚的工作为设计涂料配方,重点为:研制低表面张力的落帘涂料配方,且涂料配方具有稳定性和粘弹性.在高车速和低涂布量的情况下,要想获得充分的覆盖,粘弹性是涂料一个非常重要的性质.在冲击区,当涂料跟着速度为1000米/ 液体落帘在高速条件下的不稳定是一个核心问题,研究团队正在努力工作寻找各种技术和化学品解决方案,包括:研究可防止落帘中混进空气的涂布机装置.研究涂料性质一比如,改进涂料流变性,增强涂料粘弹性.优化操作参数,比如落帘的高度和下落冲击力或者速度Theinstabilityoftheliquidcurtainathighspeedsisthecentral issueandresearchteamsareworkingonavarietyoftechnical andchemicalso1.ions.including:.Thedevelopmentofcoaterswithdeviceswhichprotecttheliquidcurtainfr0maircurrents Thedevelopmentofbespokecoatings—withmodifiedrheology andenhancedelasticity,forexample Theoptimizationofoperatingparameterssuchastheheightof thecurtainandslandingforceorvelocity.试验结果表明:帘式涂布对提高涂层覆盖率方面很显着weight.Intheimpingementzone.thecoatingeolouris stretchedasitfollOWSthepapersubstrateatspeedsof1.000mpmandabove.Aeurtainwhichdoesnothavethe neeessarvstretchabilityproducesmicroskipdefects.ie uncoatedareas.Toavoidthelatter.arheologyadditivehasbeendeveloped toenhancetherunnabilityoftheeolourathighspeedsand lowcoatweights. TrialsofpaperfromtheDFcoaterwerecarriedout atKehIMiII.Asingleeurtaincoatedpaperwaseompared withdoublecoatedpapersfromstate—of—theartcoating technologyforgraphicgrades—blade/bladeandfilmpress/ bladecoatedpapers.TheDFCoaterran58gsmwoodfreebaseatspeedsof1200 mpm.Thecoatedpaperwascalenderedinahightemperature multinipcalender.aswerethedoublecoatedgrades.Thepapers wereanalyszedfortheircoverage.smoothnessandprintability1nasheet—fedoffsetpress. ThetriaIsshowedthattheeurtaincoatercanbrinqa signifieantimprovementincoverageandthatgloss.buIk androughnesswerewithintypicaIindustrystandards. CurtainphysicsandfluidpropertiesIntheUSA.CaPeIIaTeehnoIogYcarriedoutastudYoneurtainPhysiesandfluidPropertiesandformuIation chemistryandtheirimpactOnDerformanee.Thestudv Proyidedanewunderstandingofhowsurfaeetension andrheoIogyaffectthelandingveIocity.Toohigh aIandingforeeresuItsinPuddIingorcrossmachineridging.tooIowaforeeresuItsinPinhoIes. CaDeIIahasdeveIopedaStretchTesterwhichmeasuresrheoIogY andsurfaeetensionatProcessconditionsanda CoatingDeaeratorwhichisbeingusedonacommereiaI eurtaincoaterinthespeeiaIitysector. MHICoatingResearchCentre.Hiroshima TriaIsaimedatoptimisizinghighspeedeurtain coatingwerecarriedoutatMitsubishiHeavyIndustry's coatingreseareheentreinHiroshima.Japan. Thefoeuswasontheidentificationandoptimization ofthevariabIeswhichafleeteurtainstabiIity.The variablesstudiedineluded:.webspeed;curtainheight;coatingrheologyandcoatweiqht:basesheetroughnessandbasesheetsizingPuIp&PaperTechnoIogy?纸业技术69当液帘藩在移动的纸幅上时,它能形成厚度均匀的涂层,且不产生条痕,橘皮纹和刮痕.这就形成非常均匀的涂层表面,所需涂布量要比像刮刀,辊式和膜转移式涂布法要低.因为非接触意味着没有挤压,系统对纸页不会旋加机械应力.结果在帘式涂布时纸页不会发生断裂;纸机的运行性得到加强,断纸和停机时间大大减少.该工艺能提高涂布系统适应性,强度较低的纸基也能够进行涂布,单一的涂布头就可以适用于范围较宽的涂布量和粘度.多层涂布机能够使得纸页获得特殊的工程性质.通过在限制层加入功能型化学品可以赋予纸页防护特性.帘式涂布蕴含着巨大的经济,工艺和质量效益分的纸基运行时会被拉伸.如果?。

1 福伊特帘式涂布介绍福伊特帘涂机的基本结构如图2。

帘涂机位于恒温室（图3）内部，气候外壳保护帘涂机抵抗外部因素影响，确保持续的运行条件。

纸机操作侧有两扇滑动门，起到安全防护作用（图4）。

应用时，帘式涂布头将涂料横穿纸幅宽度（图5）。

为了防止有异物存在涂料系统中，在涂料涂于纸面之前，还得经过一道过滤器（图6）。

空气控制系统（图7）由一个气刀和一个真空箱组成，其作用是防止涂料帘移动。

气刀由真空箱支撑，气刀可以与真空箱旋转到一起。

涂布过程中，气刀最上面边缘距离涂料帘30～50m m。

气刀对着纸幅运行反方向鼓风，这样能够防止涂料帘被气流扰动。

真空箱吸入由运行纸幅和气刀鼓风导致的气流，以防止涂料帘移动。

气流从开口处逸出，且通过排气管道扩散至涂布区域。

真空箱位于两个旋转臂之间，气缸旋转它们至维护和操作位置。

启动盘（图8）与滑板连为一体，直接从帘式涂布头帘式涂布技术应用及探讨⊙ 赵恺帘式涂布作为一种预计量的理想仿形涂布，其特点是在纸机横幅方向的喷嘴提供一个自由下落到运行纸幅表面的涂料幕帘。

目前国内大型涂布纸机使用帘式涂布比较成功的只有两家，一家是我们公司，另外一家是山鹰纸业(吉安纸机）。

以前山东晨鸣纸业和我公司的帘涂机由福伊特（VOITH）提供，山鹰纸业的帘涂机由美卓（M E T SO）提供。

两家帘涂机各有其特色。

我公司的帘涂机存放于一个密闭的恒温操作室内，而山鹰纸业的帘涂机比较小，密闭的空间也相对较小。

山东晨鸣纸业由于纸机搬迁，后来帘涂机据说拆除了。

配有帘式涂布的国内某大型纸机技术规格参数如下：产品：涂布灰底白纸板；生产能力60万吨/年；定量：200～450g/m 2；原纸宽度（最大值）：6600m m；设计速度：1100m/m i n；操作速度：1000m/m i n；传动侧：左侧；压缩空气供给（最小值）：0.45M P a；液压系统操作压力：1.2MPa。

图1是福伊特帘涂机和美卓帘涂机的比较。

赵恺先生，联盛纸业（龙海）有限公司运营管理中心总经理。

帘式涂布中幕帘稳定性的影响因素摘要: 综述了帘式涂布的原理、影响幕帘稳定性的主要因素及帘式涂布在生产上应用的参数范围,给出无碳复写纸CB纸和热敏纸的应用实例, 并讨论了如何确定操作窗口及影响操作窗口的因素。

关键词: 帘式涂布; 幕帘稳定性; 无碳复写纸CB纸; 热敏纸; 操作窗口帘式涂布是采用预计量法进行精确涂布的一种方法。

其特点是自由下落的液体膜(幕帘) 对涂布的原纸产生冲击, 在高速条件下对表面不够平整的纸页施涂一层液体薄膜。

与纸幅垂直移动时的速度相比,幕帘的冲击速度相当高, 而高冲击速度可以排除纸幅上方的空气, 使纸机可在高速下运行。

由于这种非接触式涂布法对原纸没有施加任何机械应力, 因此减少了纸幅的断裂并提供了良好的涂料覆盖性, 消除了刮痕和条纹等纸病, 为提高生产效率和减少涂布量提供了机会。

在帘式涂布过程中, 由于下落幕帘的稳定性受涂料自身特性的制约及外界的干扰, 因此帘式涂布的应用受到了限制。

帘式涂布源于相纸生产, 直到1995年BMB公司才将这种方法进一步应用于PSA 涂布,现在帘式涂布已经作为一种新的涂布法应用于特种纸生产。

2001 年Koehler公司新建了一条车速为1500m /min 采用帘式涂布技术的热敏纸生产线; 国内广州冠豪高新技术股份有限公司也将其应用于无碳复写纸和热敏纸的生产[ 1 ] 。

但由于帘式涂布中形成的幕帘不够稳定, 要应用在主流造纸领域特别是涂布印刷纸生产仍很困难。

因此优化幕帘的稳定性有利于扩大帘式涂布的应用范围, 对帘式涂布应用于主流造纸领域具有积极作用。

1 帘式涂布的原理如图1所示, 帘式涂布过程可分为幕帘形成区、幕帘流动区、幕帘冲击区。

幕帘形成区是涂料从缝隙模头料口中流出形成短距离幕帘(约50 ～ 250mm[ 2 ] ) 的过程。

在幕帘形成区由于静止接触线处的作用力( 重力、惯性力、黏着力和毛细管力) 会导致缝隙口附近应力分布不均匀, 造成幕帘有时偏向缝隙模头料口的下端, 这就是所谓的“茶壶效应”。

1 福伊特帘式涂布介绍福伊特帘涂机的基本结构如图2。

帘涂机位于恒温室（图3）内部，气候外壳保护帘涂机抵抗外部因素影响，确保持续的运行条件。

纸机操作侧有两扇滑动门，起到安全防护作用（图4）。

应用时，帘式涂布头将涂料横穿纸幅宽度（图5）。

为了防止有异物存在涂料系统中，在涂料涂于纸面之前，还得经过一道过滤器（图6）。

空气控制系统（图7）由一个气刀和一个真空箱组成，其作用是防止涂料帘移动。

气刀由真空箱支撑，气刀可以与真空箱旋转到一起。

涂布过程中，气刀最上面边缘距离涂料帘30～50m m。

气刀对着纸幅运行反方向鼓风，这样能够防止涂料帘被气流扰动。

真空箱吸入由运行纸幅和气刀鼓风导致的气流，以防止涂料帘移动。

气流从开口处逸出，且通过排气管道扩散至涂布区域。

真空箱位于两个旋转臂之间，气缸旋转它们至维护和操作位置。

启动盘（图8）与滑板连为一体，直接从帘式涂布头帘式涂布技术应用及探讨⊙ 赵恺帘式涂布作为一种预计量的理想仿形涂布，其特点是在纸机横幅方向的喷嘴提供一个自由下落到运行纸幅表面的涂料幕帘。

目前国内大型涂布纸机使用帘式涂布比较成功的只有两家，一家是我们公司，另外一家是山鹰纸业(吉安纸机）。

以前山东晨鸣纸业和我公司的帘涂机由福伊特（VOITH）提供，山鹰纸业的帘涂机由美卓（M ET SO）提供。

两家帘涂机各有其特色。

我公司的帘涂机存放于一个密闭的恒温操作室内，而山鹰纸业的帘涂机比较小，密闭的空间也相对较小。

山东晨鸣纸业由于纸机搬迁，后来帘涂机据说拆除了。

配有帘式涂布的国内某大型纸机技术规格参数如下：产品：涂布灰底白纸板；生产能力60万吨/年；定量：200～450g/m 2；原纸宽度（最大值）：6600m m；设计速度：1100m/m i n；操作速度：1000m/m i n；传动侧：左侧；压缩空气供给（最小值）：0.45M P a；液压系统操作压力：1.2MPa。

图1是福伊特帘涂机和美卓帘涂机的比较。

赵恺先生，联盛纸业（龙海）有限公司运营管理中心总经理。

Front ·Focus 前沿·热点World Pulp and Paper Vol. 29, No. 2帘式涂布已在特种纸（热敏纸、无碳复写纸、标签打印纸）领域中广泛应用，现在的目标是要在主要纸种生产中得到推广，特别是印刷纸。

帘式涂布为非接触式涂布，在低涂布量下覆盖性好，具有巨大的经济、工艺和质量优势。

当幕帘落在移动的纸幅上，会形成无裂缝和无条痕等高涂层。

帘式涂布的涂布量低于接触式计量涂布（刮刀、刮棒和薄膜压榨），得到的涂层均匀平整。

由于非接触式涂布对纸幅没有机械力作用，帘式涂布可施涂低强度原纸，使涂布操作断纸减少、运行性能提高，损纸和停机时间达到最小化，在单涂布头上也可涂布不同黏度的涂料，涂布量范围广。

由于帘式涂布的这些优点，已成为世界各地的研发焦点，出现了许多专利技术。

但是，到目前为止，在生产颜料涂布纸的宽幅、高速的纸机上，帘式涂布尚未得到工业应用，为此一些公司进行了下列研究。

1主要公司研究项目1.1　美卓和陶氏化学品公司开发多层帘式涂布机，该涂布机可同时进行几层涂布，如图1所示。

陶氏化学品公司正在开发涂布化学品和颜料，美卓正在开发涂布站。

两家公司的中试涂布机上都装有新的帘式涂布站，目标是精化涂布技术，并将其快速有效地投放市场。

美卓认为多层帘式涂布机比传统的单层帘式涂布机具有明显优势，比如，通过建立多层薄涂层或在封闭的涂层内使用功能化学品来赋予纸张隔离性能。

总之，美卓及陶氏化学品公司着重研究了不同纸种的涂布，主要是印刷书写纸和纸板。

1.2　福伊特、巴斯夫和欧米亚（Omya ）公司这三家公司的研究集中在工艺技术的开发和专用涂料配方上。

利用直流式帘式涂布系统，自由下落的幕帘涂在纸幅上。

在化学品方面，开发了一种新的流摘　要：将帘式涂布技术由特种纸领域转向普通纸应用，具有巨大的经济、工艺和质量效益。

尽管在世界范围进行了广泛的研究，但帘式涂布仍未能在大型的高速纸机上得到工业应用。

模切加工材料之离型膜涂布工艺随着模切行业的发展，模切加工的范围也越来越广，模切加工的材料也是越来越多样化了，而离型膜也是现在加工材料中常见的一种了。

相对的，对于每一种不同的产品需求，涂料的不同特性，离型膜进行模切加工是也需要使用到不同的涂布工艺，我们常见的工艺有光辊涂布、网纹涂布、刮刀式涂布、喷雾涂布和帘式涂布。

一、光辊涂布在模切加工中，光辊涂布工艺主要是采用两辊或多辊转移涂布的方式，调整每一个辊与辊之间的间隙和转速比例，从而达到调整涂布量的大小；而涂布头的结构就比较复杂了，要求上胶辊、涂布辊、牵引辊及刮刀的加工精度和装配精度要求较高，成本较高。

但是这种涂布机采用了高精度光棍进行涂布上胶，涂布效果好，涂布量大小除了通过上胶辊和涂布辊之间的间隙来调整，还可以通过涂布刮刀微动调节来灵活控制，涂布精度高。

二、网纹涂布网纹涂布设备在进行模切加工时主要采用网纹涂布辊进行上胶；这种涂布均匀性较好，而且涂布量准确，但缺点是涂布量难调节；用网纹辊涂布加工时，涂布量和网纹辊的凹眼深度和胶水自身的特性有关；三、刮刀式涂布刮刀式涂布经常会出现上胶不均匀，主要是与刮刀的加工精度、刮刀安装方法、涂布时刮刀与背胶轮的角度以及涂料的黏度有很大关系。

刮刀的平整度精度要求高，刮刀不能翘曲变形或缺口，否则涂布量误差大。

在涂布时，刮刀与上胶轮的触点切线间的角度一般在15o-30o之间。

如果太大，其刮刀几乎盯着背胶轮，背胶轮高速运转时刮刀容易引起震动，引起涂布不均匀，涂布量差异大。

另外，还会引起涂布的膜面不平整、有刮痕，同时还易引起刮刀刀刃损伤。

四、喷雾涂布和帘式涂布喷雾涂布和帘式涂布是新型涂布方式，目前在模切加工行业使用的还比较少，但是这两种涂布工艺是预示着美好的发展前景。

模切加工在现在的很多行业都会用到，特别是胶粘行业，在做胶粘产品时，大部分都是需要进行模切加工的。

无锡市思美达科技有限公司，专注模切加工15年，拥有丰富的模切技术和经验，欢迎新老用户联系洽谈业务。

涂布机可以将成卷的基材，如：纸张、布匹、皮革、铝箔、塑料薄膜等，涂上一层特定功能的胶、涂料或油墨等，并烘干后收卷。

涂布机主要应用于鞋材、电子行业、EVA、PE、布料，造纸、印刷、电池极板、等涂胶。

涂布过程主要由放卷--涂布--干燥--牵引--收卷五部分完成，其中最主要的是涂布过程。

按照涂布方式的不同涂布机主要分为以下几种：一，刷式涂布机刷式涂布机是最古老的涂布设备，最初于19世纪50年代用于使用瓷土涂料生产涂布墙壁纸。

刷式涂布头有3种不同的类型：圆刷涂布头、毯辊涂布头和毯套涂布头。

图1为一种早期使用的刷式涂布头。

二，气刀涂布机20世纪30年代气刀涂布机的问世标志着现代纸张涂布工业的诞生。

气刀涂布机正是克服了刷式涂布机的上述缺点，迅速被推广，导致了涂布纸产量的急剧增加。

气刀涂布头的典型结构和工作原理如图2-33所示。

三，刮刀式涂布机20世纪50年代出现了第一个刮刀式涂布机专利。

此后刮刀涂布机技术得到了快速的发展。

根据上料设备、刮刀类型和刮刀安装位置的不同，刮刀涂布头也分为许多种，如硬刃刮刀涂布机、拖刀式刮刀涂布机、软刃刮刀涂布机、喷泉式上料刮刀涂布机、短驻留刮刀涂布机、比尔刮刀涂布机、刮辊式涂布机等。

四，辊式涂布机辊式涂布是用涂布辊向涂布面施以涂料，机内涂布以此类涂布机为主。

涂布量可通过计量辊间压力进行调节，压力加强，涂料的通过量减少，涂布量也就减少。

辊式涂布机的类型：1、压榨辊式涂布头2、逆转辊式涂布头3、传递辊式涂布头4、凹版辊式涂布头五，喷雾涂布喷雾涂布技术是一种非接触涂布方式，采用可控高压喷雾技术可对纸或纸板进行单面或双面涂布（施胶）。

六，帘式涂布多层帘式涂布机只需经过一次涂布操作就能够赋予喷墨打印纸表面三层结构(底层、吸收层和顶层)，并能够在不均匀的纸张表面上获得均匀的涂层六，狭缝式涂布狭缝涂布头包括，涂布液储存罐；泵，用于将涂布液储存罐里的涂布液通过供给管路压送到喷嘴处；控制部，用于控制泵及喷嘴的的工作，压力检测部，用于检测管路压力，当压力达到预定压力条件时喷嘴排除涂布液。

帘式涂布作为一种新的涂布法应用于特种纸，印刷纸和纸板的生产上。

帘式涂布的特点是液体图层在接触到移动的预涂纸业对原纸没有施加任何机械应力，因此减少了纸幅的断裂并提供好的涂料覆盖性，为提高生产效率和减少涂布量提供了机会。

本文阐述了帘式涂布的基本原理和帘式涂布缺陷的起因。

为高速条件下纸幅的高浓度液体涂布提供了操作上的经验。

帘式涂布是采用普通的预计量法来金星精确涂布的一种方法。

其特点是自由下落的液体膜（幕帘）对将要涂布的原纸产生冲击。

在高速条件下对表面不规则的纸业施涂一层液体薄膜。

与纸幅垂直移动时的速度相比，幕帘的冲击速度可使纸业在高速运行条件下进行涂布。

帘式涂布有很多优点，但却易受操作条件限制。

对幕帘的流速有一个较低的界限，流速低于这个界限，下落的幕帘会突然断裂。

另一个相关的问题，自由下落幕帘对造成涂料不规则流动的湍流行为比较敏感。

此外，当液体幕帘对纸幅进行冲击时，周围所含的空气限制了涂布速度的进一步提高。

含量过高而起泡断纸。

同时，它还可以在线监测成形网状态，有助于解决脉冲、振动以及其他湿部相关的质量问题。

该设备尺寸较小，这样可以安装到之前无法测量到的位置。

这套新传感器与Valmet IQ单点测量和扫描测量系列产品一起，为客户提供从网部、压榨、干燥和施胶一直到卷取完整的CD及MD水分测量结果。

Voith DynaLayer帘式涂布机：福伊特DynaLayer帘式涂布机（图1）设计紧凑，与传统涂布机最明显的不同就是它在运行时无需机器外壳的隔离和保护，提高了生产效率，降低了运行和维护成本。

DynaLayer经过特殊设计的绝缘喷嘴，两头都设有空气净化装置，有效防范喷嘴冷凝，提高涂布质量。

此外，新设计引入了“空气防护”理念，运行过程中机身周围持续不断的透明气流对涂布机形成了有效保护，防止外部环境影响运行效果，机器操作者可在运行过程中直接透过气流与机器接触，也并不会影响涂布效果（图2）。

此外，DynaLayer涂布机允许纸张横向和纵向两个方向进行涂布，提高了纸张印刷效果，也能节省涂料。

据福伊特涂布产品经理Chr istoph Henninger介绍，目前，一些特种纸生产商已经可以通过使用该涂布机降低涂料消耗，尤其是用较为昂贵的二氧化钛为原料进行涂布时，节省涂料消耗的优势就更为明显。

其中，一家特种纸生产商利用DynaLayer涂布机进行纸张横向涂布，明显降低了涂料消耗，年节省生产成本15万欧元。

此外，DynaLayer涂布机还可根据不同需求转换多种运行模式，也可以根据客户需要，改造为有机器外壳式涂布机，以满足各种纸张涂布的需要。

英国生活用纸企业Accrol关注海洋白Accrol近日宣布，对旗下所有生活用纸产品实现了零塑料包装，包括卫生纸、厨房用纸和面巾纸等所有产品，是英国首家实现全产品零塑料包装的生活用纸加工企业。

Accrol用了6个月的时间深入开展可行性零塑料包装研究，致力于减少行业单一性塑料包装。

过去30年中，塑料包装盛行，Accrol此举也响应了众多海洋保护运动的号召，减轻白色垃圾对海洋造成的污染。

■INFORMATION'帘式涂布机构申请公布号：CN109312541A发明人：佐佐忠片野敏弘平野明男河野弘幸克里斯托弗•亨尼格尔乌韦•弗勒利希申请人：福伊特专利有限公司帘式涂布机构经常使用在造纸或软包装（B&P）中，以便使用少量的昂贵覆盖涂料的情况下达到特别高的质量。

但是，帘式涂布机构对环境影响特别敏感，空气流、温度或空气湿度的波动会影响其运行的稳定性。

通常涂布机构在空间上靠近干燥装置（如滚筒干燥装置或红外干燥装置），经常在高温、高湿的环境中运行。

为了对覆盖涂料脱气，还使用真空脱气装置。

该真空脱气装置必须在低温下运行，以防止覆盖涂料沸腾。

基于在涂布头中导引的冷覆盖涂料，热的环境空气可能在涂布头上（特别是在该涂布头的脱离边缘上）凝结并且凝结液滴会落在有待制造的纤维幅上。

为了防止这一点，帘式涂布机构通常在经空气调节的壳体中运行，但空气调节都特别昂贵。

设置一种吹扫装置，借助该吹扫装置用流动的气态吹扫介质加载至脱离边缘，凝结的环境空气只有少量或没有能在脱离边缘的区域中积聚。

出于这个原因,可以完全取消或者使用仅极为简单的空气调节。

如图la所示，涂布头用于制造自由下落的液态或膏状涂布介质的单层帘，用于对连续的材料幅进行涂层。

涂布头具有横向分配腔和与其连接的带有出口开口的喷嘴间隙，使得从横向分配腔经由喷嘴间隙到出口开口的涂布介质在出口开口上离开涂布头。

当前，出口开口提供了沿纸幅运行方向MD 观察在前方和后方的脱离边缘。

涂布头包括第一吹扫装置和第二吹扫装置,它们被构造和布置成使得在按规定使用涂布头时沿材料幅的幅运行方向观察，第一吹扫装图1自由下落帘的涂布头1一涂布头2—帘3,4,5—横向分配腔6,7,8—喷嘴间隙9-出口开口10—第一脱离边缘11一第二脱离边缘12—第一吹扫装置13—第二吹扫装直14一第一壳体块部分15—第一喷嘴唇16—第二壳体块部分17—第二喷嘴唇18,19—外皮20,21—转向板22,23一吹扫介质24—滑动面块25—脱离边缘26—滑动面27—壳体块中间部分置从前方用流动的吹扫介质（带箭头的点划线）加载第一脱离边缘，第二吹扫装置从后方用流动的吹扫介质（带箭头的点划线）加载第二脱离边缘。