格拉辛纸技术工艺发展分析

第一节 格拉辛纸基本生产技术、工艺或流程

格拉辛纸是由格拉辛原纸经涂布加工后制成的。

纸张涂布的方法可分为机上涂布与机后涂布两种，各有其优缺点，概略如下：

1、机上涂布（ON-MACHINECOATING)

所谓机上涂布是将抄纸机与涂布机连结在一起，即涂布机(coater)，是抄纸机(papermachine)上的一个部分单元，由于涂布机的涂布速度须与抄纸机的车速相同，适合生产单一种类而需求量大的涂布纸。机上涂布的优缺点如下：

优点：涂布机与抄纸机连结在一起，故无卷筒操作时之纸头纸尾的损纸发生。不需专用的空间来储放待用的原纸卷。机器占用的空间较小。不需卷筒、搬运即装卸铁芯，故可减少人工之需要。不需专用的干燥设备与原纸架及裁切机，因此装贵成本较低。作业单纯，适宜种类少、数量大之涂布纸大量生产。可提早辨认原纸品质的问题。

缺点：变化弹性小，不适于生产品种多、数量少之涂布纸。若涂布机或抄纸机发生故障时，会造成另一机器的停车。

2、机后涂布(OFF-MACHINECOATING)

机后涂布则是将抄纸机与涂布机完全分开，各自独立放置于不同的地点，将抄纸机所抄的原纸卷筒后送至涂布机的原纸架上，需经后段加工时，再由涂布机施以涂布的工作。其优缺点归纳如下：

优点：涂布机与抄纸机各自独立，因此一台涂布机可以涂布好几台抄纸机所抄制的各种纸张。变化弹性大，适于生产各种等级的涂布产品。涂布机的车速一般较抄纸机快，因此调度很容易，加工生产量也较大。适合生产成品种类多、数量少之涂布纸张。提供优良的涂布品质。涂布机与抄纸机分开，故两者之一遇有故障时，不会相互影响造成机器皆需停车之困扰。

缺点：原纸在卷筒操作时必会有纸头纸尾的损纸产生，损纸率较大。原纸卷筒及存放，需较高的人工费用和厂房空间。涂布机需配岂原纸架、裁纸机、涂料干燥等设备，所以机器所占空间较大，且所需设备费用较贵。

由上述可知，机上涂布法有其成本较低的优势，而欲改善机上涂布加工纸之品质可从多方面着手，如改良涂布机、干燥方式与压光设备等硬件方面，或提高固形份和减少接着剂用量等涂布配方;本此实验乃希望利用塑料颜料来改善涂布纸张之不透明度、光泽度、印刷光泽度等印刷适性，同时添加辅助接着剂以改良涂料之保水度、高剪力黏度等操作性。

在过去，由于受限于涂布机之设备与抄纸机之车速，机上涂布通常只能生产涂布量较低的涂布纸，如LWC等，或是作为需经后段加工之预涂纸。而在新一代涂布机的改良后，一种名为HSM之涂布机已能提高涂布量，相信在经过不久的努力后，机上涂布加工纸也能达到类似铜版纸之效果。

第二节 格拉辛纸新技术研发、应用情况

这种涂布设备主要将固态型的胶经加热熔化后，由液压装量将胶经涂布模头直接喷涂在基材上。热熔胶涂布是近十几年来发展起来的新技术，热熔胶涂布不需要烘干设备，耗能低；热熔胶为100％的固态胶成份，不含有毒的有机溶剂。而普通的上胶涂布多采用有毒的有机溶剂(如苯等)来稀释胶，其所造成的有毒气体对操作人员的危害也极其严重。

热熔胶涂布与普通的上胶涂布相比有其独特的优点。热熔胶涂布是一种绿色环保型的涂布技术，它的生产速度快、效率高、成本低，设备占地小，投资回收期短，是经济实惠的投资项目，已广泛用于包装，医药，汽车，服装，电子等行业。热熔胶涂布具有巨大的市场发展前景，该技术在市场上的发展比例将越来越大，并会不断出现新的应用领域。

第三节 格拉辛纸国外技术发展现状

美国UltrasonicSystems在“FPDInternational2008”（10月29日～31日）上展出了通过超声波振动高精度涂布薄膜的喷涂装置。该技术能够实现原来使用喷嘴的喷涂装置难以实现的高精度涂布，材料利用率高达95～99%，还能够涂布混有微粒的液体。该产品在日本国内代理商伊藤忠产机的展位内展出。

UltrasonicSystems的超声波喷涂技术原理如下。让喷涂的液体与利用超声波上下振动以生成液滴的头部相互接触，将液体尺寸细化为次微米级，然后直接涂布。原来使用喷嘴的空气喷涂方式在气压作用下使液体“接触底板”，而此次的超声波喷涂方式则将打得很细的液体直接“涂布到底板上”。

这种方法的优点是：（1）由于涂布的是微细化至次微米级的液体，所以可以形成次微米级膜厚以及高精度形成薄膜；（2）空气喷涂方式的问题在于液体被底板弹回及液体向旁边飞散，而此次开发的方法不会产生这些问题；（3）由于液体是在分散后的状态直接涂布的，所以材料利用率高达95～99％；（4）不需要空气喷涂装置通常使用的喷嘴，不会出现喷嘴堵塞的情况。

其中，由于不会造成喷嘴堵塞，因此能够涂布含有微粒的液体。比如，在美国曾用于涂布C（碳）和Pt（铂）等燃料电池的电极材料。在FPD（平板·显示器）方面，有望用于TFT形成后形成导电膜等用途。

UltrasonicSystems的超声波喷涂装置“Prism”的涂布面积为400mm×400mm，涂布速度为500mm/秒。

第四节 格拉辛纸技术开发热点、难点分析

主要技术难点包括有：涂布复合机的设计制造和涂布方式的选择；制定合理的先进的技术标准；材料的选择及匹配。

第五节 格拉辛纸未来技术发展趋势

涂布技术的进步需要颜料、胶粘剂和助剂不断发展相适应，而涂料助剂越发凸现出他们的重要价值。

随着固含量的提高，涂料的粘弹性能越来越重要。涂料中各组分间的相互作用导致了湿涂料结构化，而显示出明显的粘弹性特征。如果涂料的这种结构在剪切作用下可被有效地打破，并且在计量后迅速地恢复，将是有益的。一方面呈现良好的运转性，另一方面涂料胶粘剂迁移少，涂层覆盖性好。但是在很高的固含量下，粘弹性结构并不能消除到理想的水平。结果才产生了上述刮刀涂布和计量施胶压榨涂布可能存在的问题。

随着理论认识和技术的突破，可以明显降低涂料粘弹性的WRRM已开始出现。加入这种WRRM不仅使涂料显示出较低的粘弹性特征，而且有助于在剪切下迅速消除粘弹性，并使涂料在高剪切速率下呈现粘塑性。这样的涂料可以获得更好的刮刀和计量施胶压榨涂布运转性,并且固含量可提高2~3%，而高剪切粘度相同或更低。

在喷雾涂布和帘式涂布需要借助新型涂料助剂来获得好的运转性。例如涂料中需要加入润湿剂来使喷雾涂布的涂料滴铺展和稳定帘式涂布的涂料帘。更重要的是喷雾涂布要求低的涂料粘度，帘式涂布要求适当的涂料伸展粘度等性能也可能需要适合的助剂来配合。

此外涂布助剂也呈现出多功能性的发展趋势。流变性和保水性改性剂具有润滑剂的部分功能，甚至有的公司宣称可以起到抗水剂的功能；新型的润滑剂显示出流变性改性剂的很多特点等。

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