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南京林业大学轻化工程 纸张涂布加工设备试题库一、 填空题 1 纸品经过涂布加工以后，可以改善纸品的 印刷适性 、 特殊性能 和 装饰作用 等。 2 涂布设备主要由 退纸机 、 涂布头 、 干燥器 和 卷纸机 四部分组成，其中 涂布头 是完成涂料在纸面上涂布的主要设备。 3 涂布头在完成涂布作业时，同时具有两个功能： 对涂布量的计量 和 对 涂层质量的整饰 。 4 纸张的涂布方式，按照涂布器的位置可以分为 机内涂布 和 机外涂布 ；按照涂布面分为 单面涂布 和 双面涂布 ；按照涂层可分为 一次涂布 和 多次涂布 。 5 矿物涂料的组分有 颜料 、 胶黏剂 和 辅助助剂 。 6 影响颜料分散机的混合效果因素有 混合强度 、 混合时间 、 混合物的固含量 和 剪切速度 。 7 涂料的筛选设备主要有 振动筛 和 过滤器 。 8 刷式涂布器中的毛刷是由 毛刷毛 、 毛刷夹具 和 移动设备 构成。 9 气刀涂布器的结构包括校正辊、 引纸辊 、 压纸辊 、 涂布辊 、 背辊 、 气刀 、履带真空箱和回料系统等。10 双流涂布器的是由 喷嘴式上料装置 、 刮刀计量装置 、 背辊 和 涂料收集盘 构成。11 倒置式刮刀涂布器是 溢流接触式 刮刀涂布器的前身，后者是目前世界造纸业使用最为广泛的涂布装置之一。12 涂布刮刀可以分为 软刮刀（无倾角刮刀） 和 硬刮刀（倾角刮刀） ，刮刀的厚度 0.250.63 mm，宽度 70105 mm，长度随各类涂布机的宽度而定。13 辊式涂布机根据涂布头可分为 压榨辊式涂布头 、 逆转辊式涂布头 、 传递辊式涂布头 、 凹版辊式涂布头 。14 所形成的花纹的轻重程度同时受涂料的 流变性 、 粘性 、 涂布速度 和 涂布量 以及辊筒的硬度等因素所影响。15 静电涂布技术的缺点是： 易爆性 、 在高电压下的安全使用 、 成本高 。16 真空涂布方式有 间歇式 、 半间歇式 和 连续式 。17 退纸架的型式有： 负荷带 、 夹壳式 、 气动控制器 、 电力再生系统 、 压缩空气张紧装置 。18 涂布纸的干燥与纸机纸的干燥一样，也是一个 传热传质 的过程（也就是 能量 和 质量 的转移）。19干燥开始阶段，蒸发作用发生在 涂层表面 ，从而蒸汽分压作用出现，蒸发作用向涂层内部迁移。蒸发作用靠的是 毛细管压差 和 蒸汽压差 。20 涂布干燥的过程包括 表面干燥 和 内部干燥 。21涂布干燥器类型很多，如 烘缸干燥器 、 桥式热风干燥器 、 气垫干燥器 、 正弦曲线气浮干燥器 和 红外干燥器 等。 二、 名词解释 1 涂布设备：是指适用于不同目的及不同结构的涂布工艺用的设备。2 气刀式涂布机：上料辊将涂料转移到纸面后，利用气刀喷出的压缩空气，吹落多余的涂料，并喷匀涂层。3 刮刀式涂布机：利用刮刀刮除多余涂料，并刮平涂层表面。 4 辊式涂布机：利用两辊接触的程度来计量涂料，并匀化涂层。 5 帘式涂布机：是一种新的涂布方法，液体涂料在接触到移动的预涂纸页之前呈自由下落运动，是非接触式涂布。 6 机内涂布：涂布器设置在造纸机两道干燥器之间，将抄纸与涂布合为一道工序。 7 机外涂布：涂布和抄纸分开，将原纸置于专设的涂布机上的涂布工艺。 8 花纹：辊式涂布机涂布时，涂料在辊间分离时，由于表面张力的作用，涂料形成了像鸭蹼似的薄膜层，辊间的薄膜随两辊的转动而拉伸、变薄、最后破裂，形成瞬间石笋状中间体，最后恢复至原来的表面。由于分裂后涂料的表面张力在涂层上的分布不均匀，从而可能在涂层表面形成云纹和麻点状花纹。9 逆转辊式刮刀涂布器：是一种仿形涂布机，可以在纸幅表面涂上一层非常均匀的涂料薄层。 10 凹辊式涂布机：也称凹版胶印涂布机。它利用了凹版方式上料和胶版涂料转移两种工艺原理，使用凹面辊对涂布量进行计量，用机械和化学的方法在辊筒的表面雕刻成不同花纹，然后再在其表面镀铬。 11 帘式涂布器：是用一狭缝喷嘴喷出涂料形成液体薄膜，将此液膜涂在纸幅上。 12 “茶壶效应”：帘式涂布机涂布时，涂料从涂料分配器喷嘴中流出连续性的薄膜，从缝隙口开始，自由下落的幕帘在较短的距离里（大约100300mm）获得了扩展性的流动。当幕帘朝向原纸流动时，重力作用、惯性、黏着力和毛细管力控制着幕帘的伸展行为。静止接触线处的作用力导致缝隙口附近应力的不均匀分布，造成幕帘有时偏向口的下端。结果，接触线从缝隙处移开，造成“茶壶效应”的发生。 14 喷雾涂布：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）。 15 铸涂：当涂料处于塑化状态（可流动状态）时，首先把涂料表面贴在高抛光的无粘接性的表面上，实质上就是使涂层有很高的光泽度，然后使涂层变得没塑性，最后把涂布完的纸从这个无粘接性的表面上移开。 16 预铸涂：铸涂的另一种形式，与一般铸涂不同之处在于它先把涂料铸涂在抛光的金属表 面上干燥，然后把这个涂料层转移到纸上去，转移时纸上有粘合剂便于铸涂后的涂料层结合。一般用于纸板的涂布。 17 间歇真空涂布：间歇法中，每个部件分别架在导轨上并送到真空室中进行涂布，涂布以 后就把它捡出来，然后再换进另一部件。 18 连续真空涂布：连续法中，基材从真空室的一边送进去，进行金属化涂布，然后从另一边出来。真空室里可以在很长一段时间内保持一定真空度工作。 19 引纸辊：是将退纸架上的纸幅顺利引导到涂布机上进行涂布的装置。 20 “铁路轨迹”：涂层中同一平面各点的密度和组分不一致，以及表面的不平整，造成一些组分会在水平方向流动，这容易造成“铁路轨迹”的纸病。 21 “烘缸痕”现象：是由于涂料迁移造成的，是高速热风干燥器特有的现象，是由于涂料在高速热风干燥时产生的不规则迁移。高速热风干燥中，为了保持纸与烘缸紧密接触，而出现不规则的贴缸现象。三、 简答题1 纸张涂布，采用机内涂布方式的优缺点是什么？ 答：优点：与机外涂布相比，机内涂布不需要单独的退纸、引纸和传动调节系统等，故具有设备紧凑、设备投资和单位成本低的优点，是当前国外生产涂布纸的一种基本涂布方式。 缺点：使纸机的干燥能力有限，涂布速度较低，影响纸机的产量。同时抄纸和涂布两部分断头互相影响而降低生产效率，也不利于产品品种的调整等。考虑到我国以草类原料为主，纸的强度低，纸页易断头等现象，目前我国较少采用机内涂布。2 矿物涂料的制备过程？ 答：矿物颜料涂料的制备至关重要，进行的处理方法包括：颜料的运输及粉碎，胶黏剂的蒸煮、冷却和筛选， 添加剂的添加及均匀混合，再筛及粘度和固含量的调节。3 影响颜料分散机的混合效果因素有哪些？各因素怎样影响的？答：（1）混合强度（主要因素），对于给定的混合强度，短时间内就能完成分散，如完不成，延长时间的额外收效很小；因此，应使全部粒子通过剪切强度最大的小区间。 （2）混合时间（次要因素），必须保证全部物料有充分的时间流经高混合强度的分散区。 （3）混合物的固含量越高，流动阻抗越大，能量转移率越高。 （4）剪切速度的增加，提高了剪切阻抗，不仅提高分散度，而且缩短分散时间。4 气刀涂布机的工作原理？答：来自涂料槽的涂料经供料和上料系统转移到原纸的表面，而后在纸幅穿过背辊与气刀之间时，由于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。 纸面上过量的涂料被位于背辊中心线处的气刀吹落到气料分离器内，分离后的涂料经气料分离器回流到涂料槽再用。 5 影响气刀涂布机的涂布量的因素有哪些？典型的气刀涂布工艺参数？答：气刀涂布机的涂布量与气刀的压力有关，同时还与气刀安装的角度、刀与纸的距离、刀缝的宽度等有关。典型的气刀涂布工艺参数：刀 距 610mm 安刀角 4045度 刀缝宽 0.41.5mm 风 压 920kPa 6 怎样控制气刀涂布器的涂布量？答：降低纸面涂布量的方法：（1）增加空气压力（2）降低车速（3）降低涂料固含量（4）降低涂料粘度（5）减小气刀的喷嘴缝隙（6）缩短气刀的喷嘴口与背辊上纸幅间距离增加纸面涂布量的方法，反之。 7 刮刀涂布机的工作原理？答：由上料辊将过量的涂料涂覆在纸幅上，再利用刮刀将多余的涂料刮去，具有将原纸表面的低凹处填平的平面涂布特点，使涂层平面相当平滑，有良好的印刷效果，并适应高浓涂料和高速涂布的要求。 8 刮刀涂布器的基本类型有哪些？答：拖刀式刮刀、挠性刮刀、倒置刮刀、比尔刮刀、双刮刀、双流、溢流接触式、喷射式刮刀涂布器。 9 比尔刮刀涂布器的工作原理？答：纸幅向下运行通过由一把柔韧刮刀和软橡胶背辊形成的涂料槽，背辊的运行速度比纸页快35%，这个速度差以及离开辊筒时的牵引角能提供均匀上料并消除刮痕。比尔刮刀涂布器依据软刮刀原理进行操作，通过增加刮刀压力来增加涂布量。 10 双刮刀涂布器的工作原理？答：纸幅同时在两面被两把挠性刮刀进行涂布，涂布从两侧的缝形涂料槽喷向垂直的纸页表面，随即就被相对的两把刮刀计量和刮平，多余的涂料返回涂料收集盘，过滤后循环再用。 11 双流涂布器的工作原理？答：涂料由纸幅两侧的喷嘴式上料器涂覆于纸面，上料量主要由流送泵、喷嘴式上料器与纸幅的夹角和距离大小来控制，过量的涂料溢流返回涂料收集盘。涂布后的纸幅由刮刀或者计量棒进行计量和整饰。对于相同涂料，靠近背辊一侧的纸面涂布量会稍高于刮刀一侧的纸面涂布量，因此要达到两面涂布量一致的话，需要使用不同浓度的涂料，靠背辊一侧的涂料固含量低一些，所以涂料循环系统也需单独分开。 12 溢流接触式刮刀涂布器的工作原理？答：在充满溢流的涂料槽盘内，包覆有橡胶的上料辊将涂料覆盖在表面，在与纸幅和背辊运行的相同方向旋转，同时将涂料转移到纸面上。上料辊与背辊之间的间隙一般为0.44mm加上纸页厚度。纸幅位于上料辊与背辊接触点的中间，该点充满涂料。由楔状的线压力及剪切逐渐增加的曲线结构可消除涂料中的气泡以及防止脉动涂布效果。然后纸幅上的涂料可经过软刮刀或硬刮刀以及计量棒的计量和整饰，刮下的涂料与涂料盘溢流的涂料一起返回涂料循环系统。13 三辊压榨涂布头的结构形式？答：中间辊保持固定的位置，而顶辊和底辊可以移动或往中间辊上加压；另一种形式可以将底辊固定，并且通过一组共同的载荷装置转移中间辊和顶辊，带有机械制动的连杆，把一顶辊和中间辊连接在一起，并且保持顶辊辊隙的间隙。其他的三辊式装置的辊子排列，其辊轴并不在一条直线上，辊子排列有时是倾斜的，呈“L”形或“狗腿”形；根据涂布工艺、成品要求以及进入干燥部的引纸方式，决定最后辊子的排列。14 三辊压榨涂布机的工作原理？答：三辊式压榨涂布头工作时，上料辊从涂料槽内将涂料带到转移辊上，刮刀将转移辊上的涂料计量至要求的厚度后涂敷到原纸的表面。通常中间辊保持固定，通过顶辊和底辊向中间辊加压，从而调整涂布机的工作参数。15 传递式涂布机的工作原理？答：涂布头每面使用3个辊筒，分布辊将涂料转移给涂布辊。然后由涂布辊将涂料涂于纸面。这种涂布头中的所有辊的线速度均相近，根据涂布工艺的要求可能略有差别，但一般不超过5。 涂布量由分布辊和计量辊间的间隙及调整计量辊与相邻辊筒的相对速度来控制的。由于涂料是通过各辊转移传递的，所以各辊间的线压力不能太大，以免涂料被挤出。辊筒的直径应根据涂布机的车速、涂布宽度和产品的性质来决定。16凹辊式涂布机的工作原理？答：凹辊式涂布时上料辊从涂料盘中带入过量的涂料，将之转移到凹辊并用刮刀强制刮送使之充满凹辊上的每一个凹纹，多余的涂料同时被刮刀刮去。凹纹中的涂料可直接转涂到纸面上，也可以转移到涂布辊后再涂敷于纸面。17 影响凹辊式涂布机涂布量的因素？答：有很多因素影响涂布量，如辊筒的网点形状和密度、涂料粘度、固含量、纸的吸收性、平滑度、辊间的线压力和涂布速度等。当原纸和涂料已经选定时，辊筒的线压力和辊面网点形状起着决定性的影响。18 添加表面活性剂提高幕帘稳定性的作用效率的影响因素？答：化学组成，链的长度，表面活性剂分子的浓度； 幕帘液体的黏度； 幕帘流动领域的局部速率； 幕帘液的使用期限； 新幕帘表面的生成速率。 19 帘式涂布过程中，哪些因素容易导致帘式涂布失败的？答：流速低，幕帘破裂； 流速与涂布速度均低，出现拽拉膜现象； 涂布速度高，流速相对低，出现夹杂空气； 流速高，涂布速度低，形成踵部。20 喷雾涂布机的工作原理？答：涂料用高压泵加压(压力高达150kg/)进行雾化。在雾化过程中，液体从喷嘴高速喷出后，薄雾状的涂料和大气相撞，然后突然失去速度形成小液滴，液滴的直径约为2040(60)m。小液滴飞落到纸张表面，撞击纸张表面并形成连续的液体薄膜。21 铸涂涂布方法？答：通常的铸涂方法是：把含有颜料和粘合剂（如干酪素）的涂料混合物涂布在纸幅的一面，然后把湿的涂层表面紧压在一个热的、高度抛光的表面上（即镀铬的烘缸表面），直到涂层干燥为止。然后纸幅就自然地从这个烘缸表面上剥离下来，涂层表面用肉眼看实际上像抛光金属表面的镜象。 另一种方法是先将涂料涂在干燥表面上，而不是涂在纸上的变更方法。涂料往纸上转移采用的两种方法：（1）在涂料未完全干燥之前使纸幅与湿的涂料紧密接触；（2）涂料在铸涂面上干燥后，然后把纸与干燥的涂料胶结在一起。后一种方法可以采用粘合剂涂布到纸幅上，这实际上产生一种双涂层。22 预铸涂技术的优点？答：预铸涂的优点：（1）提高涂层的干燥效率；（2）因不会深入到之内去，能更有效地使用涂料物质；（3）涂层的厚度控制均匀（4）减少由于原纸上的斑点和尘埃所造成的问题；（5）改进涂层的柔软度和挠曲度；（6）上色均匀，适应性好；（7）能使用任何类型的基材，如不渗水的基材等。23 以生产碳素纸为例，说明静电涂布的工作原理？答：碳素纸的制造是用的另一种静电涂布方法（Huebner法）。工作过程是：纸幅通过一个充满烟雾状颗粒涂料的小室，在纸的后面有一块能起到吸引雾状颗粒的充电电极板（台）作用的发光感光版，当纸通过这块发光板时，颗粒被纸拦截并沉积在纸上。 另一种用于沉积液体涂料的方法是Ransbura法，过程是：涂料的湿溶液从安装在靠近纸幅的管子狭缝中喷出，涂料带静电电荷，与纸幅后面的电极板（台）或辊子上的电荷相反，当其通过静电场时，就沉积在纸上。其特点是涂布量非常小，其湿厚度小于2.34微米。这种方法汽车工业中的静电喷漆法。四、 论述题1.气刀涂布机的优缺点？答：（1）气刀涂布机的优点是： 产品适应性较好，涂层质量较高，涂布量可以在较大的范围内调节，操作管理也比较简单等。 气刀涂布能制得同原纸凸凹不平相应的平整涂层，涂布量范围较大（330克/平米）。 （2）气刀涂布机的缺点是： 用于气刀涂布机的涂料固含量较低，对原纸的湿强度有较高的要求，干燥部的负荷也较大，同时限制了车速的进一步提高。 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。 气刀涂布机车速较高时，随着气刀风压增高、风量增大，飞浆的问题将会变得严重，因此回流槽设计应合理。 2.刮刀涂布器的新进展？答：（1 ）Opti Blade涂布器和Opticoat Jet涂布器 20世纪90年代末，芬兰Valmet公司开发研制的Opti Coat Jet 涂布器和Opti Blade涂布器，代表了现代涂布工艺和技术的革新创意。 这类涂布器的运行比其他同类机型更高速和清洁，车速可达2000 m/min，并可获得优异的涂布质量。 （2）组合刮刀涂布器 这是由德国VOITH公司研制出的组合刮刀涂布器，目前已经用于幅宽8m,车速1500m/min的各类涂布机上。3.怎样控制逆转辊式涂布器的上料量？答： 逆转辊式涂布机上的涂料量，首先由辊间确定的间隙调整。上料辊和计量辊之间的间隙一般为0.250.64mm。应注意的是，这个间隙并不等于上料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。 还可通过控制纸幅和上料辊之间的相对速度来控制涂料量。上料辊的线速度与纸幅的速度之比称之为擦速比(Wipe ratio)。逆转辊式涂布机的擦速比一般在0.6:14:1的范围内变化。生产实践发现：如果通过调整上料辊的速度来控制涂布量，应选取尽可能低的擦速比以保证纸幅表面涂层的均匀性。一般选用2:1的擦速比较为合适。 4.帘式涂布的优缺点？答：（1） 优点涂布量计算很简单，质量守恒；节约涂料。涂层分布的偏差很小，即：纵向0.5%；横向1%。涂料薄膜厚度、涂料物理性能与几何特性无关。横向涂层厚度的精确度主要由冲模的设计、尺寸和制造公差决定。更换产品种类所需时间可以缩短。属于非接触式涂布方式。一次涂布操作就可得到多层涂布机构。能够用于双组分涂布，例如：涂布颜料和交联剂。 （2） 缺点（或难点） 当然，有些因素也限制了其用于纸张的涂布，如：如何控制边缘空气层和涂料中的气泡。在设备的设计方面，能否设计出精确的、宽口的冲模且满足高车速的需要及能够排除气泡的设备，将直接影响到市场所需涂布纸和纸板的生产效率。5.请分析哪些类型涂布器适合高速涂布，并简述其特点？（答案仅供参考）答：（1）双辊气刀涂布器：它由部分浸入涂料槽中的挂料辊供料。挂料辊同涂布辊相对转动，通过