Abstract
摘要
近年来随着涂布技术的发展，各种涂布技术在生产过程中逐渐暴露出自身的缺点。刮刀涂布作为最主要的涂布方式，能够满足高速涂布的要求，但在高固含量涂料的情况下，易出现诸如刮痕、断纸、刮刀磨损等运转性问题；与刮刀涂布相比，计量施胶压榨涂布在断纸、涂层对原纸的覆盖性方面都有很大的改善，但在高速涂布及高固含量涂料的情况下，存在着计量棒压区涂料飞溅和转移区涂料雾化、产生橘皮纹等问题；喷雾涂布存在着涂料固含量低、黏度小及干燥负荷大、成本高等难题。在这种情况下，帘式涂布的高覆盖性及无刮痕、橘皮纹等纸病的优点引起人们的关注。但帘式涂布也面临诸多问题，其中幕帘稳定性就是影响帘式涂布应用的主要因素之一。
本实验主要探讨了导杆、增稠剂、涂料固含量、颜料配比等因素在帘式涂布中对幕帘稳定性的影响。
01
涂料配方
颜料100份，其中高岭土20~80份，重质碳酸钙80~20份；丁苯胶乳15份，PVA1份，增白剂1份，消泡剂0.3份，润滑剂0.8份，抗水剂0.7份，表面活性剂0.3份。
02
幕帘稳定性判断方法
实验过程中，螺杆泵与变频器连接，通过调节变频器的频率来调节流量。随着涂料流量的降低，幕帘与导杆的脱离位置会逐渐上升，上升到一定的位置，幕帘会突然脱离导杆，造成幕帘的破裂。涂料流量由大到小的变化过程中，幕帘与导杆有两个重要的脱离点：一是幕帘突然脱离两边导杆的流量，定义为最小流量，用单位长度的流量来表示；最小流量值越小，幕帘稳定性越高，涂料最小流量是通过大流量逐渐降低来获得的。二是幕帘到达距离模头缝隙以下15cm处即涂布走纸位置的流量，定义为可操作最小流量，用单位长度的流量来表示。考虑到实用情况，以可操作最小流量为主来判断幕帘的稳定性。
01
导杆对幕帘稳定性的影响
幕帘导杆边缘处是幕帘稳定的薄弱区，此处发生断帘的频率较高，通过对导杆进行改进，可提高幕帘的稳定性，降低可操作最小流量。
改进前后的导杆见图1，造成导杆改进前后可操作最小流量和最小流量变化的主要原因是幕帘与导杆的接触面积不同，改进后的导杆与幕帘的接触宽度d变大，使得幕帘能够与导杆更好的附着，利于幕帘稳定性的提高。
图1 改进前后的导杆
图2为幕帘边界处受力情况，幕帘稳定性取决于两方面，一方面是幕帘底部的稳定性，此时要求ρv2H ＞2σ；另一方面，在导杆边缘处，从力的平衡来看，若想保持幕帘的稳定，导杆与幕帘之间的吸附力必须大于2σ，即吸附力＞2σ。
图2 幕帘边界处受力情况
应提高涂料与导杆的附着力。某些帘式涂布头在导杆边缘处添加稀释水，就是基于提高涂料润湿性，进而提高涂料与导杆附着力的考虑。
04
增稠剂对幕帘稳定性的影响
增稠剂的添加会对颜料粒子的絮聚产生影响，进而影响涂料的延展黏度和低剪切黏度，最终影响幕帘的稳定性。延展黏度的增加有利于幕帘稳定性的提高。
但在未加表面活性剂的情况下，PVA用量的增加不利于幕帘稳定性的提高。
表面活性剂的作用很明显，加入表面活性剂时涂料的可操作最小流量均小于未加表面活性剂时的可操作最小流量。
当PVA用量较少时，随着PVA用量的增加，幕帘的稳定性提高。但PVA用量超过一定量后，由于涂料发生了过多絮聚，反而会影响幕帘稳定性。
05
涂料固含量对幕帘稳定性的影响
随着涂料固含量的升高，幕帘的可操作最小流量总体的趋势上是逐渐减少的，即幕帘的稳定性是逐渐提高的，但变化不是很大。
06
颜料配比对幕帘稳定性的影响
高岭土用量由20份增加到40份，幕帘的可操作最小流量逐渐升高，即幕帘的稳定性逐渐降低，但是影响程度不是很大。一方面，高岭土用量的增加带来了涂料低剪切黏度增加，给动态润湿带来不利。另一方面，高岭土用量的增加使得涂料延展黏度降低，故而高岭土用量的增加会对幕帘的稳定性造成不利的影响。
07
结论
(1)增加幕帘与导杆的结合力，有利于幕帘稳定性的提高；
(2)在未加表面活性剂的情况下，PVA用量的增加不利于幕帘稳定性的提高；
(3)涂料固含量对幕帘稳定性影响有限；
(4)高岭土用量增加，幕帘稳定性降低，但影响不是很大。
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