关键词：膜涂设备；膜涂过程；膜涂参数；雾溅和桔皮斑纹；涂料流变性；涂料组方
作者简介：教授级高级工程师，湖南岳阳纸业集团公司原总工程师。
湖南岳阳纸业集团公司12万吨项目生产的lwc纸，目标是要达到当前国际市场lwc纸的质量水平，要求有较高的光泽度(52%hunter75°以上)和较低的粗糙度(pps1.5μms—10以下)。这不仅对浆料配比、原纸质量、压光加工有要求，对涂布量也有明确的要求，这就是要达到或超过当前fco涂布量的水平，而且涂层要均匀，涂料所采用的配方要为以后成纸达标创造好条件。
1 gric、speed coater、opticoater涂布器分析比较
涂布一般有机外、机内二种。valmet在技术交流的最初，提出过采用机外涂布，超级压光的方案。这不仅在生产工序上要多一次复卷，而且占地面积也增大不少。voithsulzer曾就某厂机内、机外两种涂布做过经济比较，虽然机外涂布可以使纸机效率不受机内涂布的影响而有所提高，但最终的经济效益并不比机内涂布好。所以最近新上的速度更高的生产lwc的纸机，有不少采用的是机内涂布。涂布的方法也有二类，一类是将涂料直接喷向纸面，然后使用刮刀刮平，一般得到的涂布量可以高一些。原来比较粗糙的表面，可以得到填平补齐，得到比较平整的表面，因为是直接喷到纸上，而且要在刮刀一定压力下通过，所以对原纸强度要求较高。另一种预计量辊式涂布器是将涂料先喷到施涂辊上经预计量形成涂膜(一般厚度不超过30μm，在相向转动的压榨辊上，在一定压力下将涂料转移到通过压区的纸上，涂层相对均匀些，对纤维覆盖要好些。这次enertec报的是gric涂布器，如图1(用beloit技术)。valmet报的是opticoater(如图2)，voith sulzer报来的是speed coater(如图3)。经涂布后涂料尚未定型，都设有气垫转向器和红外干燥，甚至气流干燥，使它固定而不再粘缸时，再进入烘缸进一步干燥。
图1 gric涂布器
图2 opticoater
图3 speed coater
图4 涂层的渗透和固着
在进行技术交流中，遇到的第一个问题，就是是否需要硬质预压光，它的线压力通常为40kn/m，压光后平滑度达到10～20s(bekk)。经查阅资料得知经预压光的纸，对强度没有负面影响，对成纸的平滑度也没有明显影响，但能改善涂布的均一性，因而降低涂布过程的雾溅和桔皮斑纹，提高涂布器的运行性能。同时在印刷过程中，也因为涂层的均一，带来明显的好处，一是对当前很热门的在印刷过程受水分作用发生的纤维粗化(roughing)起降低的作用，同时与一般未经预压光的lwc相比，网点扩大(dotgain)比较小，印刷斑点也比较小。可以认为采用是必要的。这次除voith sulzer暂时未报，其他两家报来的都采用带可控中高的硬压光，最高线压力60kn/m。
辊式涂布器一般由上料系统的涂布头、预计量工具和施涂辊三个部分组成。enertec报来的涂布头，仍象是短程刮刀用的循环量很大的那种，不适于高速涂布，容易出条痕，好在中间有一转移辊，速度不超过750m/min，在这里不至于发生问题。其他两家报来的涂布头上料都是喷射式，经过过滤、脱气的涂料，全幅均匀地喷上施涂辊，循环量一般不超过1倍。
计量工具一般有三种，一种是绕线或刻纹的计量棒(有的是辊，如btg公司)，涂料是通过缓慢转动绕线间的缝隙流上运行着的施涂辊。缝隙的大小直接与线径有关，线径大、缝隙大，上料的厚度就大，就其机理来说属容积式计量，一般粘度在200～1200mpa·s范围内，对粘度变化不敏感。只有粘度很高，流态发生变化，才会影响涂层厚度。它的缺点是磨损较快，寿命不长，在高速纸机几乎全为平滑棒所代替。直径稍大的平滑棒，是这次voith sulzer和valmet所采用的，它运作的机理略有不同，涂料是以一种动力的润滑流态从转动的辊棒间缝隙中敷上施涂辊的。一般比绕线棒更均匀，较少肋状，寿命长，因为流态受粘度的影响比较大，粘度要求稳定，适用的范围是400～1200mpa·s。voithsulzer公司平滑计量棒有三种规格(φ14，24，38mm)，适应在不同车速和不同涂布量范围使用(本文粘度没有特别说明的都指brookfield 100r/m的粘度)。