剪切稀化或黏度降低的流体 ,实际的流变性能是上
述基本类型的组合 。涂料的运转性不仅指涂布机运

转性 ,还包括整个涂布工艺过程中的运行性 。涂料
的流变性能要满足全方位包括泵送 、

过筛 、

上料 、

计

量 、

施涂 、

回流和流平等工艺的要求 。如果涂料的流

变性能达不到要求将会产生运转性障碍 , 如图 1
所示 。

图 1　全剪切速率范围内涂料流变性能的基本要求

图 1中 , A区表现为全剪切速率范围内的低黏

度将引起保水问题 ; B 区表现为低剪切速率下的高
黏度将会产生泵送和启动障碍 ; C区表现为高剪切
速率下的高黏度将产生过筛和上料障碍 ; D 区表现
为超高剪切速率下的高黏度将会引起刮刀涂料析出

和刮痕 、

涂布量控制困难和纸幅断头 ; E区表现为超

高剪切速率下的低黏度将会产生不均匀的涂布量分

布 ; F区表现为合适的涂料流变性能范围 ,涂布运行
性良好 。

因而 ,改善流变性能的重要性在于好的流变性

能可能带来 :更高的涂布车速 、

可获得降低涂布量的

可能性和降低刮刀负荷 。

坏的流变性能可能带来 :刮刀涂料析出 、

条痕 、

不均匀的涂布量分布 、

刮刀痕和高的刮刀负荷 。

2

　典型涂布工艺的剪切速率范围

涂布纸生产工艺过程中 ,不同工艺阶段涂料所

经受的剪切速率是不同的 ,故涂料会体现出不同的
流变性能 。图 2列出了许多涂布过程中典型的剪切
速率范围 。

通常可以把剪切速率范围分成 3类 :

( 1) 低至中等剪切速率 10

- 1

～10

3

s

- 1

:典型工

艺为泵送和涂料制备 ,其特点是剪切作用时间长 ,从
几秒到几十分钟 ;

( 2) 高剪切速率 10

3

～10

5

s

- 1

: 典型工艺为过

图 2　典型纸张涂布过程的剪切速率范围

筛 、

上料和刮棒 、

气刀涂布 ,其特点是剪切作用时间

短 ,可达几毫秒 ;

(3) 超高剪切速率 10

5

～2 ×10

6

s

- 1

: 典型工艺

为纸上涂料经刮刀计量的瞬间 ,其特点是剪切作用
时间极短 ,可达几微秒 。

由于涂料要经过不同的剪切速率范围 ,故测定

全程剪切速率范围内涂料流变性能的变化及其对涂

布运行性的影响是非常重要的 。因为 ,对于涂料准
备 ,涂料的低剪切性能是最重要的 ;而为了具有良好
的涂布运行性 ,超高剪切速率下涂料流变性能的分
析具有更重要意义 。为了全面表述纸张涂料的流变
性能 ,必须测量从非常低至非常高的剪切速率 10

- 2

～10

7

s

- 1

下的黏度 。

3

　涂料流变性能分析在涂布纸生产中的应用

涂料流变性能的好坏直接影响着涂布运行性能

及最终产品的质量

[ 4

2

5 ]

,好的涂料流变性能在获得良

好产品质量的前提下 ,可以提高涂布车速 、

降低涂布

量 ,节约成本 ;反之 ,差的涂料流变性则会引起涂布
量难以控制 、

刮刀压力大 、

刮刀痕 、

刮刀涂料析出

(翻料 )等 ,导致涂布运转性失控 ,降低产品质量 。

下面结合生产经验 ,对全程剪切速率涂料流变

性能分析在涂布纸生产中的应用进行介绍 ,旨在为
降低生产成本 ,预防涂布问题的产生提供借鉴 。

3. 1　优化涂料配方 ,降低成本

随着市场竞争的日益激烈及原材料成本的不断

增长 ,涂布纸厂的利润空间越来越小 ,为了降低成
本 ,提高经济效益 ,通过对涂料流变性能进行分析 ,
合理优化涂料配方 ,可降低生产成本 ,新配方中选用
了价格便宜的复合胶粘剂取代原配方中价格昂贵的
胶粘剂 ,实验如图 3所示 。

图 3所示 ,在黏结力达到要求的情况下 ,对新配

方 A、B 的涂料流变性能进行分析 ,结果表明配方 A
的涂料流变性能与现用配方几乎相同 ,而配方 B 的
流变性能较差 。上机生产表明 ,采用新配方 A 的涂

・

3

3

・

第

2

期

王玉珑

,

等

:

纸张涂料全剪切速率流变性能分析及其在涂布纸生产中的应用