8-涂布技术与设备ppt课件

涂布技术与设备 Introduction前言 Wewillreviewpapercoatingequipment thebasicconceptswillbediscussedalongwith 我们将回顾一下涂布的设备 并依次讨论一下其基本概念 advantagesinpaperquality对纸张的优点 disadvantages对纸张的缺点 operationalissues纸机操作的影响ThesethingsareimportanttoyourabilitytoproblemsolveandprovidedetailedfeedbacktoprincipleandinternalcustomerslikeTMC 这些方面对于提高解决问题的能力 并提高反馈问题的能力都是很有帮助的 Fundamentals基本原理 Almostallcoatersconsistoftwofunctions 所有的涂布机都具有两种功能 Application上料装置metering计量装置 Applicationconsistsofapplyingmorematerialthanisneededinthefinalproduct上料 是指将过量的涂料涂到纸张表面Meteringmethodsremovetheexcessinawaywhichleavesthedesiredcoatingqualityatthedesiredproductionrate计量 是指将过量的涂料从纸层移除 达到需要的涂布量 1 典型的涂层厚度为5 20微米2 典型的单面涂布量5 20克 平方米 涂布纸的分类 Lightweightcoated 5 10g m2persideSingle coated mediumweight8 16g m2persideDouble coated14 26g m2persideTriplecoated24 40g m2perside 固含量要高 以达到节省能量的目的印刷纸典型的固含量50 70 某些功能性的颜料涂布纸固含量10 30 随着纸机车速的提高 防止涂层里面出现空气是非常关键的 目前涂布技术的发展 上料装置 保证纸张上每个点被涂料覆盖计量装置 精确对纸张进行涂布 涂布上料和计量分类 上料系统 上料装置应该具备的特征 使涂料盘外形与上涂辊一致 消除死角 浆系统内的涂料降低到最低限度用水冷壁冷却表面促使结露水 以防止溢出物与喷溅物结垢硬化 从而方便清洗支持刮刀架的横梁要有较大的截面以防止下弯 用水循环控制温度有一组空气管操纵的夹紧装置 辊式涂布APLICATIONROLL 使用于大多数纸张涂布从车速小于500米 分钟 1500米 分钟都能适应 组成 上涂辊背辊涂料盘和刮刀片 由两个不同直径的辊子组成 辊子表面被橡胶覆盖 均是主动背辊 BACKROLL 直径大 速度 纸机车速上涂辊 APPLICATORROLL 直径是背辊的30 40 速度是纸机速度的15 25 典型的辊间距离是0 5 1 5mm 两辊之间的距离上料辊的速度涂料的粘度 关键参数 涂布过程的三个阶段 1 上料阶段 涂料和纸张接触2 驻留阶段 上料至计量之间3 计量阶段 有刮刀 棒式和气刀计量 在接触阶段2 5ms 压区内的涂料承受了压力脉冲 最大压力在05 4BARS 主要依靠于车速 压区宽度和涂料粘度由于压力存在 涂料滤饼开始形成 涂料中的液体渗透到纸张内部当上料辊与纸张分离后 压力下降 压力甚至低于大气压 形成气穴驻留期大约持续20 50ms 依靠于车速和辊的直径 在驻留期主要依靠纸张的吸水脱除涂料中的水分 在计量阶段 纸张上的涂料组成分两个部分 1 几微米厚的涂料滤饼2 在滤饼表面的液体层滤饼层的厚度为2 4微米 相当于3 5克 平方米涂料 大约3 6层颜料积层 所以 辊式上料也称为 长驻留上料涂布 随着纸机车速的增加 进入压区 通过压区或回流到涂料盘的涂料增加 容易导致飞溅SPLASH和漏涂现象的发生 涂层分离SPLIT 不能形成完全均匀的表面 取决于涂料的粘度和表面张力SPLIT容易形成RIBBEDPATTERN在纸张表面和涂布辊表面纸机车速越高 RIBBED又导致DROPLETSD的形成 最终涂布纸质量发生变化解决RIBBED的方法 采用JETAPPLICATION喷射上料装置 短驻留涂布SDTA 短驻留上料装置 对纸张强度要求没有长驻留高刮刀承受的负荷小纸张断头少 SDTA的脱水 压力时间原纸的吸受一定温度下 涂料对脱水的抵抗力温度 由于短驻留脱水时间 在驻留区承受的压力小 所以不会导致涂料的强烈脱水短驻留回流压区与计量刮刀之间的距离为30 50mm当纸机车速为1000 1500m min时 驻留时间为1 2 3毫秒 与600mm长驻留相比 驻留时间只有其1 10 短驻留原纸回湿现象少在涂布头处纸张的强度损失少 两种驻留上料的比较 由于短驻留上料涂料失水不严重 涂层滤饼不容易形成如果形成涂布滤饼 则在刮刀处涂料的固含量比泵送过来的新鲜涂料要高 结果导致涂料头的压力上升 结果导致过多的涂布缺陷产生和纸张断头 短驻留对纸张质量的影响 短驻留主要用于低 中量涂布6 11克 平方米涂料固含量为59 64 短驻留为什么产生比较平滑的涂层表面 fiberroughening 短驻留条痕shortdwellstreaks 短驻留涂布量为15克 平方米 长驻留涂布和喷射涂布要高20克 平方米 消除短驻留涂布条痕的措施 喷射上料JETAPPLICATOR VoithDynamicJetflowC 辊式涂布的取代产品两把刮刀 使得控制困难 纸张张力不容易控制 ValmetOpticoatDuo ValmetOpticoat 上述几种喷射上料涂布难以在实际生产中应用 Anotherexampleofpremeteredjetapplicator ValmetOpticoat Freejetapplicators FREEJETAPPLICATOR的工作原理 Backingroll Nozzlegap0 6 1 2mm Premeteredcolour150 200 ml m Coloursupply Paper 20 40 消除了FILMSPLIT和溢流 喷出的层状涂料均匀一致影响因素主要包括 流动速率堰板宽度喷射角喷射距离 计量装置 Fundamentalspage2基本原理第二页 Wewillconsiderthefourmostpopularcoatingmethods Bladecoatingbothbentandstiff刮刀涂布 硬刮刀和软刮刀AirKnifeCoating气刀式涂布RodCoating棒刀式涂布MeteringSizePress Roll计量式施胶涂布 辊式 BladevsAirknifevsRod MeteringSizePress刮刀式涂布和棒式 计量式施胶涂布的比较 影响涂布机运转的因素 刮刀式涂布 Bladecoatersarethemostcommonlyusedmeteringdeviceinthepaper boardindustry 在造纸工业的涂布应用中刮刀式涂布是最常见的方式ridgedblade硬刮刀bentblade软刮刀 TypicalOperationalConditionsforBladeCoaters刮刀涂布的典型工作条件 StiffBlade硬刮刀 BentBlade软刮刀 BladeCoaters Ridged刮刀涂布机 硬刮刀 Ridgedbladecoateradvantages硬刮刀涂布的优点平整的纸面 优异的凹版和胶版印刷性能高速或高固含量下的良好的涂布量控制当用短留着型涂布设备时 非常适合轻涂纸LWC StiffBlade BentBlade Immobilizedcoatinglayer Coatingcolour Paper P5 28 BLAD TE 0152e BladeOperationModus bladeangleadjustment bladeloadadjustment DynaBladeCCoatweightcontrol Ridgedbladedisadvantages硬刮刀涂布的缺点在低速时很难达到高的涂布量刮刀压力越大 保水性越差erationalissues操作方面bladelines streaks刮刀条痕bladewearcanbehigh刮刀磨损严重 BladeCoaters Bent刮刀涂布机 软刮刀 Bentbladecoateradvantages软刮刀涂布的优点samesmoothcoatingasstiffblade像硬刮刀一样的平整纸面abilitytoobtainhighcoatweightatlowspeedorsolids在较低的车速或固含量下 得到较高的涂布量canapplyhighcoatweightonsmoothsubstrateswithfewbladelines在光滑的底面上得到高的涂布量 刮刀条痕较少lessproblemswithstreaksthanstiffblade刮刀条痕较硬刮刀少 Bentbladedisadvantages软刮刀涂布的缺点poorabilitytoachievelowcoatweightathighspeeds在高速下较难达到高的涂布量highcoatingdewateringathighbladeangle pressure在大的刮刀角度或加压时保水性能差Operationalissuesbladelines streaks刮刀条痕bladewearcanbehigh刮刀磨损严重 InfluenceFactorsCoatWeight g m Rawpaperparameters Absorbancy Cobbtest furnishporosityCoatingcolourparameters Viscosity mPa s solidscontent bindersPre meteringparameter Colourpumprate m h Meteringelementparameters Meteringbladeangle Bladeloadthroughspacerunitsetting mm Bladethickness AirKnifeCoaters气刀式涂布机 AKcoateradvantages气刀式涂布机的优点uniformthicknesscoatimportantforopticaluniformity均一的涂层厚度 对保持均一的光学性能非常重要versatileincoatweightandtheuniformthicknessisimportantformanyfunctionalcoatings涂布量的灵活性和均一的涂层厚度可以适应多种涂布的需求 AKcoaterdisadvantages气刀式涂布机的缺点requireslowviscosity solids thushighdryingload需要较低的粘度 固含量 因为干燥的需求比较大canhavepatterns会形成花斑entrainedairandporouscoatings空气会进入涂层形成中空的涂层 Operationalissues操作方面lipsbecomeplugged especiallyathigherspeed喷嘴会堵赛 尤其是在高速时canonlybeusedonlowspeed coatersunder500m min只能应用于低于500m min的涂布机 AirknifeCoater气刀式涂布机 AirknifeCoater doubleknifew blowoffpan气刀式涂布机 带吹气面板的双刀型 RodCoaters棒式涂布机 Rodcoateradvantages棒刀式涂布机的优点freeofbladelines没有刮刀条痕rugged excellentforbasecoats适合于底涂 Rodcoaterdisadvantages棒式涂布机的缺点coatingscanhavepatterns涂层易形成花斑solidsorviscositychangecoatweight固含量或粘度直接影响涂布量 Operationalissues操作方面rodlifeislongcomparedtoblade棒刀的寿命高于刮刀coatweightcontrolisdifficult especiallyathighspeed涂布量的控制比较难 尤其在高速纸机上 ElementsofRodCoater Jagenbergtype棒刀涂布机的组成 RodAffectonCoatingSmoothness棒刀对涂层平滑度的影响 MeteringSizePressCoaters计量式施胶涂布 Speedsizer Principlearrangementandcomponents Applicator Meteringelement Returnflow Restfilm 10 40 Webtension50 500N m Airturn Applicatorroll 800 1600mm FL Rollnip15 45mm Lineload N m Rollcover P J 15 20mm Premeteredfilm5 50ml m2 100 FL SpeedSizerATwebrun 施胶棒计量 施胶棒转动 液压马达 施胶棒从两边转动 施胶棒与施胶辊转动方向相反 转动速度 50 100rpm表面施胶 150 200rpm涂涂料 用于涂布和表面施胶的施胶棒 平滑的施胶棒直径12 35mm 带槽的施胶棒直径9 83 15mmand16 25mm膜施胶工作原理 1预计量施胶辊表面的湿膜量2将湿膜传递到纸幅上3不固定的膜层分离4固定的膜层的水准测量 膜在施胶辊上的传递 带槽的施胶棒 施胶量测量 表面施胶 沟纹棒 施胶量每面0 5 4g m2 固含量3 15 涂料 光滑棒 涂布量范围2 12g m side 固含量40 68 车速200 2000m min 膜传递涂布 难达到高涂布量 MSPcoateradvantages计量式施胶涂布freeofbladelines没有刮刀条痕rugged excellentforbasecoatsorLWC适合于底涂canrunatspeedsover2000m min运转车速可以超过2000m mincancoattwosidessimultaneously同时两面涂布lowcapitalcost成本低 RodcoaterdisadvantagesCDprofilecanbedifficultCD向的横幅控制比较难coatweightcontrollimited sensitivetocoatingvis 涂布量控制较难 对涂料