第二章第五节干燥涂布技术ppt课件.ppt

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1、第五节颜料涂布纸的干燥2021/8/181一、涂布纸的干燥与产品质量二、干燥的基本原理三、干燥速率及确定四、干燥方法2021/8/182一、涂布纸的干燥与产品质量颜料涂布纸的干燥是将涂层中的水分脱除。并且干燥工艺在很大程度上决定着涂层和涂布纸的质量。干燥时，涂料中胶粘剂的迁移及在涂层中的分布等直接影响着涂布纸的光学性能、表面强度和印刷适性。因此可以说，干燥也是涂布过程中的重要工序。涂布时，涂料与原纸一接触，涂料中的水分即开始从涂料向原纸中迁移。从涂布到计量整饰期间，如果涂料中水分的迁移速度太快，则可能导致涂料的流变性急剧变坏，从而产生涂布的质量问题。对刮刀涂布来说，则会出现刮痕。2021/8

2、/183为此需要在涂料中加入适量的保水剂。当干燥速度较快时，水和胶粘剂的迁移还将带来涂层的表面强度、光学性能和油墨吸收性等问题。提高涂料的固含量及控制干燥速率有助于减少胶粘剂的迁移。2021/8/184二、干燥的基本原理通常，涂料中含有35％～60％的水分，涂布时原纸中含有7％左右的水分，干燥后，涂布纸中含有约3％～5％的水分。多余的水分必须通过干燥除去。从传质和传热的角度，涂布纸的干燥与抄纸机纸页的干燥道理相同，但过程更加复杂。因为涂布纸的干燥，既要脱除涂层的水分，还要增进涂层的强度。涂布纸干燥时，在涂层和原纸中同时发生能量的传递和质量的转移。水分脱除时，涂层的结构由于介质的损失而产生变化

3、。2021/8/185表面干燥干燥开始时，外界的热量传入涂层和原纸，导致温度升高，当涂料中的水蒸气分压高于周围空气中的水蒸气的分压时，水分开始蒸发。最初蒸发主要发生在涂层的表面。因涂层表面上的毛细管压差和蒸汽压差的作用，介质从涂层和纸幅的内部向涂层表面迁移，最后被蒸发掉。这称之为表面干燥。2021/8/186内部干燥随着干燥过程的继续，蒸发区逐渐向涂层和原纸内部转移。同时介质也连续不断地向蒸发区移动，并穿透涂层和原纸向外扩散，最后脱离边界层。与此同时，热量通过边界层向涂层和原纸内部传递。整个过程一直进行到没有更多的游离蒸汽从涂层和原纸内部上升到表面并蒸发到空气中为止。当原纸和涂层中的水分降低

4、到某一限度时，水分的蒸发就变成了不连续的状态，而蒸发作用只发生在局部区域。在这个过程中，因水分的扩散是在内部进行的，故被称之为内部干燥。2021/8/187三、干燥速率及确定干燥速率是指每平方米干燥面积每小时蒸发的水量，以“kg/(m2·h)”来表示。影响干燥速率的因素很多，如原纸的施胶度、平滑度和吸收性，涂料的固含量、保水性，涂层厚度和干燥温度等。必须根据不同的生产条件和产品要求来合理地确定干燥速率。2021/8/188在干燥过程，蒸汽由涂层内部向涂层表面转移时，蒸汽的蒸发速度与蒸汽的排出速度应该保持一致。如前者高于后者，则可能出现涂层的鼓泡问题。如前者过低则可能出现成品烤焦等问题。对颜料

5、涂布纸来说，当涂料的粘度和固含量较低时，一般其干燥速率不超过25kg/(m2·h)，而使用高固含量的涂料涂布时，在某些情况下，其干燥速率甚至可以超过50kg／(m2·h)，这些均需要根据具体的工艺条件而决定。2021/8/189为了避免胶粘剂过度迁移和涂层的印刷斑点等问题，在涂层达到70％固含量的凝胶点(gelpoint)之前，干燥速率不要超过10kg/(m2·h)，此后，干燥速率可以增加至50kg／(m2·h)以上。涂布纸的干燥，以100℃为界分为低温干燥和高温干燥。100℃以下的低温干燥对于提高涂层的强度、增加干燥后纸的压光效果及提高干燥的均匀性等有利。但干燥速率过低将导致干燥时间延长和

6、干燥设备庞大。100℃以上的高温干燥的优点是干燥速率快，干燥时间短，设备占地面积小，可减少厂房基建费用和设备投资费用等，其缺点是涂层强度较弱、易于造成干燥不均匀而使纸产生卷曲和打摺的现象，从而影响涂布纸的质量。2021/8/1810在生产实践中可先确定一个合适的干燥速率，然后据此计算并确定干燥器的长度。也可以先确定一个适度的干燥器长度，然后据此计算干燥速率，或已知干燥器长度和干燥速率，计算干燥能力。干燥速率为：E＝Mz／(B×L)[kg水/(m2·h)]其中：B——纸幅的宽度，mL——干燥器的长度，mMz——每小时干燥器排出的水分，kg／h2021/8/1811Mz=MB＋Mc－MR其中：M

7、B——每小时通过干燥器的原纸中的水分，kg／hMR——成品涂布纸中保留的水分，kg／hMc——每小时通过干燥器的涂料含有的水分，kg／h每小时通过干燥器的涂料含有的水分Mc可以使用下式计算Mc＝（R×Wc／G）×(1－G)其中：Wc——单位涂布纸上的干涂料量，kg涂料／kg涂布纸G——涂料固含量，％R——每小时通过干燥器的涂布纸的总质量，kg／h2021/8/1812R=B×v×60×Wp其中：v——涂布车速