科创中国

帘式涂布是一种非接触式预计量涂布方式，与传统的涂布方式相比，具有理想的仿形涂布效果，柔和的对原纸作用强度，均匀的涂层覆盖，高效的生产效率，高效的能源及原材料利用等独特优势，可广泛应用于涂层均匀性要求非常高的涂布产品的生产，如彩喷类的特种纸、热敏纸、无碳复写纸、不干胶标签纸等产品。国内造纸行业目前有二十余条帘式涂布生产线技术在运行，但其关键设备和工艺技术均由国外公司垄断。 本成果通过对帘式涂布幕帘稳定性影响因素、涂料延展性对涂布运行性的影响、帘式模头内部流场模拟分析、帘式涂料除气装置及原理的研究、帘式涂布在特种纸上的配方工艺的开发以及产业化示范、验证等方面，全面系统的研究，形成了较为深入、系统的帘式涂布的理论认识，及解决方案、形成了关键设备的应用原理及设计方案、形成了较为成熟的涂料配方工艺及全面的涂布生产工艺技术、形成了适合帘式涂布生产要求的涂料制备系统设计。通过对帘式涂布技术系统深入的研究，打破了该技术国外垄断局面，填补国内该工艺技术及关键设备制造的空白。

本项目针对性的对涂料幕帘稳定性、涂料气泡形成及去除机理、涂料延展流变特性等涂布运行稳定性方面的影响因素进行了系统深入的研究，成功解决了帘式涂布运行方面涂料除气、幕帘稳定性和纸幅对幕帘的拉伸三大难题，形成了帘式涂布关键工艺技术及关键设备制造技术，并进行产业化示范验证。（1）建立幕帘稳定性和涂料中气体含量的测试方法；（2）设计并制造了实验室帘式涂布机；（3）利用Fluent软件进行了模头仿真模拟研究，形成了模头内部结构的设计参数；（4）系统分析真空除气的原理，优化操作参数和关键部件的结构参数，设计并制造了具有自主知识产权的生产型除气器；（5）在上述研究基础上，开发出了喷墨印刷纸帘式涂布工艺；（6）设计了全自动涂料制备系统；（7）建立了帘式涂布产业示范线，生产出的喷墨印刷纸性能优异，经济效益显著。

在我国，特种纸占纸和纸板总生产量的比例进一步提高。据统计，2015年我国特种纸和纸板生产量仍然保持了高速增长的趋势，总产量为590万吨，同比增长9.26%。其中无碳复写纸、热敏纸、不干胶标签纸产量超过20万吨，并继续以5~10%的年增长率增加。同时，我国特种纸出口量也在增加，2015年达到90.30万吨，同比增长9.31%。2016年涂布纸和纸板总量2100万吨，其中涂布白纸板生产量1345万吨，较上年增长0.37％。正在迅速发展的涂布牛卡纸也具有200万吨以上的发展潜力。

帘式涂布方式具有完美的仿形涂布效果、结构简单易于操作、无涂布元件损耗、在纸幅上无机械作用力、对纸幅强度要求低、可获得非常均一的涂层厚度，在特种纸中，如相纸、无碳复写纸、热敏纸、不干胶标签纸的涂布中早已有所应用，而在常规颜料涂料生产涂布纸板也已初步实现商业化运行。

帘式涂布无可比拟的一些优势和特点，在涂布纸和纸板质量改善、生产效率提高、生产成本降低等方面可以发挥巨大作用，对于大多数特种涂布纸生产都非常适用，可以完全替代气刀涂布方式。然而，帘式涂布关键技术及设备基本都由国外公司掌握，国内帘式涂布生产线的建立必须全套引进国外设备和技术，其资金投入巨大，使得国内许多计划新建线或改建线中小规模企业望尘莫及。

目前，帘式涂布技术在无碳复写纸、热敏纸、不干胶标签纸、涂布纸板等产品上通过引进生产线及涂布技术，在国内几个厂家已经实现了产业化生产。通过本技术的推广，上述纸种的生产可以完全实现帘式涂布技术国产化，进一步扩大帘式涂布技术的应用。并且，通过本技术的推广，也可以开发出其他更多纸种的帘式涂布工艺技术。同时，设备的国产化，也可使生产线的投入大幅度降低，使得中小规模的帘式涂布生产线的建立或改建的投资更少，更加容易实现。可见，帘式涂布技术的应用前景广阔，具有良好的经济效益和社会效益。该技术推广条件已经较为成熟。

刘金刚：在中国制浆造纸研究院有限公司研究开发部工作，担任副主任并兼任涂布技术研发中心主任。2002年被聘为教授级高级工程师；2004年被聘为硕士生导师； 2004年获得2002年度国务院政府特殊津贴。 主要从事颜料涂布、特种涂布纸、生物质纳米材料、矿物颜料加工与利用等技术研究和开发、帘式涂布技术的研发及产业化工作。近几年先后主持和参与了多项重大科研项目，包括科技部研究院所专项资金项目、政府间国际合作项目、“十一五”“十二五”国家科技支撑计划课题、“十三五”国家重点研发计划课题等。迄今在各类专业期刊和学术会议上共发表论文80余篇，获得授权专利22项，其中发明专利20项，主持制定国家和行业标准2项。 王比松、李洪成、杜艳芬、苏艳群、陈京环、张瑞娟、夏菲

本项目的实施可以有效的推动我国帘式涂布技术和相关设备制造技术不断向前发展，带动我国涂布纸及纸板的生产向高质量、高效率、低成本、低能耗的方向发展。本帘式涂布技术在喷墨打印类特种纸产品上成功的实现了产业化，生产的产品表面平整，不翘曲，横幅涂布量均匀，成品率到达98.9%；与原生产线比，帘涂生产的产品，在面涂涂布量降低到8.0g/m²时，产品综合性能好于原生产线产品的水平；在面涂涂布量降低到4.5g/m²，降幅达到60%以上时，综合性能仍然能够达到原生产线产品的水平，涂层均匀，干燥速度快，色密度高，无打印不均匀等打印适性问题。

建立的示范线，通过完善涂布工艺，降低了原纸定量及涂布量，实现产品低定量化生产，并实现了产品整体质量产业化升级，这也充分发挥了帘式涂布方式的特点，可以大幅度降低生产成本。

我国特种纸品种繁多，其增长速度快，具有较大的发展潜力。本项目的实施，紧跟世界先进涂布技术及设备的研究步伐，通过设备制造技术和工艺技术的一体化开发，可以形成具有自主知识产权的整体帘式涂布生产技术及关键设备，可以加快帘式涂布技术成果转化的步伐，有利于提升自主创新能力、节约资源、推动产业优化升级、增强国际竞争力，可极大地推动我国涂布技术整体水平更快向前发展，具有显著的社会效益。

技术转让、技术入股、技术合作、共同开发等多种形式。通过产品的开发及产业化示范，实现整体成果技术的落地。