使紙張表面功能化的泡沫涂布技術(shù)

使紙張表面功能化的泡沫涂布技術(shù)

通過(guò)涂布技術(shù)可以獲得具備智能紙和功能紙性能的紙張，但成本較高，且此類紙張的需求量很小。這就要求開(kāi)發(fā)一種新型的涂布方法。本研究采用紡織行業(yè)和無(wú)紡布行業(yè)廣泛應(yīng)用的泡沫涂布技術(shù)并將纖維素納米纖維（CNF）應(yīng)用于纖維基材涂布。中試實(shí)驗(yàn)表明：CNF用于泡沫涂布是可行的；通過(guò)泡沫涂布，且納米材料涂布薄層厚度不超過(guò)1 μm、涂布量為0.3～2.0 g/m2時(shí)，足以改變紙張的表面性能，使紙張表面功能化。

泡沫涂布可以通過(guò)不同的方法實(shí)現(xiàn)。本文著重介紹一種簾式泡沫涂布方法。該方法中插槽和移動(dòng)的紙頁(yè)之間有一個(gè)敞開(kāi)區(qū)域，泡沫在吸水性紙頁(yè)吸收涂布液及紅外干燥過(guò)程中破滅?；谶@個(gè)應(yīng)用實(shí)例，我們采用的開(kāi)區(qū)（gap）尺寸為200～800 μm。

在干紙頁(yè)應(yīng)用中，我們證明了泡沫涂布技術(shù)在利用KCL中試涂布機(jī)進(jìn)行紙張涂布的適用性。本研究驗(yàn)證了泡沫涂布在利用CNF進(jìn)行紙張涂布中的適用性。先前的研究表明，泡沫涂布技術(shù)可在紙張表面形成一個(gè)顏料薄層。涂料薄層的表征需要顯微分析和光譜分析相結(jié)合，這也是個(gè)難點(diǎn)。根據(jù)表面掃描電鏡-能譜分析的元素譜圖（圖1），納米二氧化硅的應(yīng)用結(jié)果表明，納米顆粒涂層可均勻覆蓋涂布和未涂布紙張的表面。

1　泡沫涂布實(shí)驗(yàn)

泡沫涂布過(guò)程中，空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于80%，最好是90%～95%的干泡沫（對(duì)應(yīng)于50～200 g/L的泡沫密度）作為涂布材料的攜帶相。圖2揭示了濕泡沫和干泡沫分別作為涂布材料攜帶相的差別。

圖1　原紙（a）與二氧化硅泡沫涂布紙張（b）的掃描電鏡-反向散射電子圖像（SEM-BSE，放大50倍）及硅元素分布圖（此圖表明二氧化硅納米顆粒層均勻地覆蓋紙張表面）

圖2　濕泡沫和干泡沫分別作為涂布材料攜帶相的差別

由圖2（a）可見(jiàn)，涂布原料處于氣泡內(nèi)部；由圖2（b）可見(jiàn)，在應(yīng)用空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66%的濕泡沫時(shí)，泡沫的氣泡呈圓形，平均氣泡半徑不足100 μm，泡沫表現(xiàn)出類似液體的行為；由圖2（c）可見(jiàn)，空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)94%的干泡沫的結(jié)構(gòu)類似于蜂巢，氣泡的平均直徑約為100 μm，其泡沫性狀像穩(wěn)定的剃須膏。2種過(guò)程中，涂布材料均處于氣泡內(nèi)腔的頂點(diǎn)位置。

在泡沫涂布過(guò)程中，利用泡沫發(fā)生器制備加壓空氣，并將其與涂布原料混合，然后將涂布材料泡沫通過(guò)細(xì)軟管泵送至涂布單元。發(fā)泡化學(xué)品和泵送軟管是影響泡沫穩(wěn)定性的因素。要獲得均勻的涂布薄層，除氣泡尺寸大小及其分布外，泡沫的穩(wěn)定性是泡沫涂布過(guò)程中作為重要的性質(zhì)。泡沫穩(wěn)定性的最佳評(píng)價(jià)指標(biāo)是由泡沫發(fā)生器所測(cè)得的反壓值。通過(guò)選用合適長(zhǎng)度和直徑的泵送管，可以控制泡沫穩(wěn)定性。采用狹縫型的涂布機(jī)可實(shí)現(xiàn)泡沫涂布在移動(dòng)紙頁(yè)上的應(yīng)用。泡沫在被涂布于紙頁(yè)表面之后，由于紙頁(yè)的吸收作用，泡沫會(huì)破裂，從而將涂布材料留在紙頁(yè)表面。由于泡沫通常含有90%～95%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的空氣，為達(dá)到預(yù)期涂布定量，要將10 μm厚度的泡沫涂層涂布于移動(dòng)的紙頁(yè)表面，而不是涂布1 μm厚度的液體層。這使得在紙頁(yè)表面均勻地涂布低定量的納米材料成為可能。泡沫涂布技術(shù)的涂布定量很低，低至1.0 g/m2。

泡沫涂布有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。由于泡沫涂布不需大型涂布車間或涂布原料循環(huán)系統(tǒng)，故能節(jié)省原料，降低投資成本。該方法應(yīng)用性廣，泡沫具有的黏彈性使得多種材料能夠用于涂布，而在薄膜轉(zhuǎn)移和噴霧涂布技術(shù)當(dāng)中使用的材料受限更多。利用納米材料進(jìn)行涂布時(shí)，泡沫涂布具有的優(yōu)勢(shì)更加明顯。泡沫涂布納米顆粒和納米纖維等納米材料分布在氣泡之間，能夠避免納米材料的絮聚。泡沫涂布是一種非接觸式涂布方法，這對(duì)使用高黏性的納米顆粒進(jìn)行涂布是很重要的。這是納米材料用于泡沫涂布的一個(gè)重要性質(zhì)，也表明納米材料不需任何黏合劑。由于納米顆粒和CNF和基材表面通過(guò)短距離力結(jié)合，使得其和紙張之間有充分接觸。當(dāng)涂布配方中含有微米級(jí)顆粒時(shí)，需要使用黏合劑。可將原料和特制黏合劑混合，以確保泡沫勻度，使用具有黏合劑作用的發(fā)泡劑也是可能達(dá)到相同效果的。涂布配方簡(jiǎn)單使得泡沫涂布成為功能化納米材料應(yīng)用領(lǐng)域的一種有吸引力的表面處理方法。

與噴霧涂布技術(shù)相比，泡沫涂布有二大優(yōu)勢(shì)。首先，可以采用更高濃度和高黏度的原料。泡沫涂布的關(guān)鍵需要是原料可以被泵送，并且能夠使得泡沫保持穩(wěn)定。使用高黏度原料對(duì)于CNF的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)。CNF即使在低濃度（例如2%）時(shí)，也是一種具有黏性和凝膠類似的材料；因此，不經(jīng)大量稀釋就將CNF用于噴霧涂布技術(shù)是不可能的，然而這對(duì)泡沫涂布技術(shù)來(lái)說(shuō)是可行的。這表明噴霧涂布技術(shù)和泡沫涂布技術(shù)紙張施水量方面存在顯著差異；其次，泡沫涂布方法具備操作安全性，而噴霧涂布時(shí)空氣中存在粉塵。

相比薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)，泡沫涂布操作靈活簡(jiǎn)單，占地面積更小。在薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)應(yīng)用中，轉(zhuǎn)移輥表面材料、涂布材料、基材表面之間的兼容性是很重要的。在應(yīng)用納米顆粒時(shí)，更大的挑戰(zhàn)在于涂布液黏度和納米顆粒溶液穩(wěn)定性相互之間的影響。泡沫涂布技術(shù)關(guān)注的則是發(fā)泡化學(xué)品和基材表面的兼容性。

泡沫涂布生產(chǎn)線的主要組成部分是泡沫發(fā)生器和泡沫噴頭。本實(shí)驗(yàn)采用TOP-MIX60型泡沫發(fā)生器，其產(chǎn)能為6～60 kg/h，泡沫密度為50～400 g/L。將泡沫發(fā)生器接入中試工廠的壓縮空氣管道，將涂布材料、發(fā)泡劑與壓縮空氣在具有轉(zhuǎn)子-定子結(jié)構(gòu)單元的混合頭中混合。圖3為轉(zhuǎn)子-定子結(jié)構(gòu)的示例圖。

圖3　泡沫發(fā)生器（a）攪拌頭的轉(zhuǎn)子-定子結(jié)構(gòu)（b）示例

將泡沫施加于紙張上時(shí)，需使用狹縫型噴頭。該噴嘴原本為其他應(yīng)用設(shè)計(jì)，經(jīng)制造商改良后用于本實(shí)驗(yàn)。噴嘴寬度是可以調(diào)節(jié)的，最大開(kāi)度為600 mm。泡沫進(jìn)入噴嘴結(jié)構(gòu)單元中部的內(nèi)室，噴嘴內(nèi)部的通道將泡沫分流，從而泡沫均勻流出。圖4為窄槽型泡沫涂布機(jī)。

圖4　窄槽型泡沫涂布機(jī)

利用KCL中試涂布機(jī)將泡沫涂布方法進(jìn)行中試規(guī)模的紙張涂布被證明是適用的。中試涂布機(jī)裝配了許多造紙工業(yè)常用的涂布單元（圖5），該涂布機(jī)與工廠使用的涂布機(jī)之間唯一差異是后者最大幅寬可達(dá)550 mm。該涂布機(jī)的最大車速為3 000 m/min（180 km/h）。

圖5　KCL中試涂布機(jī)示意圖及泡沫發(fā)生器、泡沫涂布機(jī)位置圖

中試涂布機(jī)干燥能力強(qiáng)，包含裝有計(jì)數(shù)散熱器的電紅外預(yù)熱器，3個(gè)電紅外干燥器（2個(gè)裝有計(jì)數(shù)散熱器，1個(gè)裝有反射器），4個(gè)熱蒸氣氣浮干燥器。應(yīng)用納米材料進(jìn)行泡沫涂布時(shí)，該設(shè)備能很好地滿足非接觸式干燥的需求。為確保泡沫層穩(wěn)定性，將噴頭安裝于紅外干燥器之前。為提高涂布質(zhì)量，將當(dāng)前使用的輥?zhàn)犹鎿Q為直徑精確到320 mm的背輥，該輥尺寸為可用空間的最大值。實(shí)驗(yàn)還嘗試了泡沫在第2段氣浮與第3段氣浮工段之間的應(yīng)用，但來(lái)自氣浮工段的空氣流會(huì)擺動(dòng)紙幅從而影響泡沫層的穩(wěn)定性。紙幅先用紅外干燥器進(jìn)行初步干燥，紙張的最終水分含量由熱蒸氣氣浮干燥器控制。該涂布生產(chǎn)線配有具備2個(gè)壓區(qū)的在線軟壓光機(jī)。該壓光機(jī)可達(dá)到的最大壓強(qiáng)為300 kN/m2（300 kPa），最高溫度為250℃。

泡沫涂布實(shí)驗(yàn)中典型的涂布速度為100 m/min。利用KCL涂布機(jī)進(jìn)行泡沫涂布的最高速度為400 m/min。涂布速度及涂布層均勻度的提高，需去除隨紙幅而來(lái)的空氣，這有賴于技術(shù)的進(jìn)步。由于CNF濃度低，較低的涂布速度對(duì)于獲得足夠的涂布量是至關(guān)重要的。為了在某些應(yīng)用中增加涂布量，可對(duì)紙張進(jìn)行雙層涂布。紙張進(jìn)行泡沫涂布后進(jìn)行退繞，繼而施加第2層涂布。涂布后的紙張進(jìn)行在線壓光，壓區(qū)壓力為100 kN，壓光溫度為55℃。

2　CNF的應(yīng)用

CNF是由納米尺寸、高長(zhǎng)寬比的纖維素纖維組成的，纖維的寬度通常為5～20 nm，長(zhǎng)度為10 nm到幾個(gè)微米不等。CNF的納米級(jí)尺寸越小，其黏度和不透明度就越高。實(shí)驗(yàn)采用了從木材纖維中分離的3種不同種類的CNF。未經(jīng)改性的原生CNF由納米顆粒規(guī)?；瘧?yīng)用（SUNPAP）項(xiàng)目制備。

表1為木材紙漿原料的預(yù)處理方法及纖維分離過(guò)程中的均質(zhì)方法。

表1　木材紙漿原料的預(yù)處理方法及纖維分離過(guò)程中的均質(zhì)方法

泡沫涂布可使用更高固含量的涂布液。圖6揭示了泡沫涂布方法在CNF應(yīng)用方面較噴霧涂布方法所具備的優(yōu)勢(shì)。CNF原料的固含量為2.9%，不能靠其自身流動(dòng)性流入螺桿泵，但來(lái)自泡沫發(fā)生器的、空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%的泡沫攜帶的CNF卻是適用于涂布處理的材料。CNF經(jīng)連接喂料槽和螺桿泵的管道（長(zhǎng)10 cm，直徑為4 cm）輸送至螺桿泵。在另一臺(tái)發(fā)生器中，原料罐開(kāi)口正對(duì)著螺桿泵，不存在原料輸送的問(wèn)題，但該發(fā)生器未用于本實(shí)驗(yàn)。

圖6　固含量2.9%的碳納米纖維（a）空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%的發(fā)泡CNF（b）

利用陰離子表面活性劑（十二烷基硫酸鈉）作為發(fā)泡劑，對(duì)未改性的、呈負(fù)電性的、Zeta電位分別為-25.0、-69.5及-55.5 mV的CNF的進(jìn)行發(fā)泡。該過(guò)程不需泡沫穩(wěn)定劑，因?yàn)榧{米纖維及其顆粒能夠使泡沫保持穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)采用的原紙定量為80 g/m2的未經(jīng)涂布和壓光的文化紙。表2列出了實(shí)驗(yàn)用原紙的性能。

3　表征

3.1泡沫的表征

成功進(jìn)行泡沫涂布重要的先決條件之一是泡沫產(chǎn)生適當(dāng)，即泡沫尺寸均勻、泡沫穩(wěn)定性適合涂布過(guò)程。在泡沫內(nèi)部，納米顆粒處于氣泡與氣泡之間的頂點(diǎn)位置；因此，氣泡的尺寸直接和涂布顆粒之間的距離相關(guān)，氣泡尺寸越小，涂布均勻性越高。

表2　原紙性能

本實(shí)驗(yàn)所用泡沫由水平安裝的泡沫發(fā)生器產(chǎn)生，在泡沫發(fā)生器上方利用幾米長(zhǎng)的塑料軟管進(jìn)行喂料，然后將泡沫涂布在紙張上。在泡沫被輸送至狹縫用于涂布的過(guò)程中，泡沫溫度會(huì)從15℃（室溫）升高幾十度（被干燥部影響）。背壓值由泡沫發(fā)生器測(cè)得，是制備泡沫的控制因素之一，其他的重要因素還有泡沫化學(xué)性質(zhì)、泵送速度、泡沫密度及混合頭的旋轉(zhuǎn)速度。軟管的長(zhǎng)度影響管內(nèi)壓強(qiáng)，因此實(shí)驗(yàn)測(cè)量了不同的軟管長(zhǎng)度，建立了實(shí)驗(yàn)裝置以研究制備泡沫的質(zhì)量。將一個(gè)帶有斜坡的鋼盤置于裝置下方，以便泡沫從裝置出來(lái)后沿著光滑的表面下滑。實(shí)驗(yàn)研究了軟管長(zhǎng)度分別為3、5、7和10 m時(shí)的影響。實(shí)驗(yàn)通過(guò)將部分軟管分別置于內(nèi)含溫度為16.5℃冷水和溫度為55℃熱水的水槽中，并和中試工廠25℃的環(huán)境溫度作對(duì)比，探究了泡沫溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。在某些測(cè)試點(diǎn)，泡沫的空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)也有差異，變化范圍為90%～94%。由稀釋過(guò)的1%CNF分散系制備泡沫，然后利用具有圖像放大作用的高速攝像機(jī)對(duì)從泡沫發(fā)生器釋放的和從光滑表面滑下的泡沫進(jìn)行拍照，分析泡沫的的氣泡尺寸和數(shù)量。由于圖像分析工作較為繁瑣，僅分析了4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的圖像，并在泡沫發(fā)生器和泡沫涂布機(jī)之間安裝了在線測(cè)量裝置。圖7為帶分析設(shè)備的泡沫質(zhì)量檢測(cè)裝置（圖中左方為在線穩(wěn)定性分析儀，右方為高速攝像機(jī)）。

3.2泡沫涂布紙張的表征

結(jié)合掃描電鏡（SEM）和分光光度計(jì)等2種不同的檢測(cè)方法，進(jìn)行了泡沫涂布紙張?jiān)嚇拥谋韺臃治龊图垙執(zhí)匦悦枋?。泡沫涂布紙張進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室壓光處理后進(jìn)行上述測(cè)試。壓光處理后的試樣還測(cè)試了紙張光澤度（75°）、透氣度及PPS-S10。為檢測(cè)泡沫涂布紙張的潤(rùn)濕性能，采用CAM 200測(cè)量了水的接觸角。

圖7　帶分析設(shè)備的泡沫質(zhì)量檢測(cè)裝置

4　結(jié)果

4.1泡沫穩(wěn)定性

測(cè)試結(jié)果表明，符合使用要求的泡沫對(duì)泡沫溫度及壓強(qiáng)等處理?xiàng)l件的變化相當(dāng)敏感。性能良好的泡沫較為穩(wěn)定，氣泡尺寸分布較窄，平均氣泡尺寸約為100 μm。這意味著，發(fā)泡劑適用于涂布材料及涂布處理過(guò)程。圖8為高速攝像機(jī)的氣泡尺寸分布圖（圖中：數(shù)值為溫度測(cè)試點(diǎn)的平均值；圖例的第1個(gè)數(shù)據(jù)是使用軟管的長(zhǎng)度，第2個(gè)數(shù)據(jù)是泡沫空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

圖8　氣泡尺寸分布圖

根據(jù)測(cè)試結(jié)果可知，軟管長(zhǎng)度為3 m、空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%的條件下所制備的氣泡尺寸最小，氣泡尺寸分布最為集中。

表3顯示了在線穩(wěn)定性分析儀及圖像分析測(cè)得的平均氣泡尺寸。

將所得數(shù)值和在線測(cè)量裝置獲得的數(shù)據(jù)（表3）進(jìn)行比較可知，氣泡平均尺寸隨軟管長(zhǎng)度及溫度的增加而增大。盡管很難判斷氣泡尺寸的差異是否真實(shí)或者數(shù)據(jù)結(jié)果具有發(fā)散性，氣泡尺寸之間的差異相當(dāng)微小。此結(jié)果也表明，可以采用基于光散射原理的設(shè)備測(cè)量泡沫的穩(wěn)定性。除氣泡尺寸及其分布外，泡沫的另一個(gè)重要性質(zhì)為泡沫穩(wěn)定性。評(píng)價(jià)泡沫穩(wěn)定性的最佳指標(biāo)為泡沫發(fā)生器測(cè)得的背壓值。導(dǎo)致背壓值增大的變量有：泡沫發(fā)生器和泡沫涂布機(jī)之間軟管長(zhǎng)度的增加、軟管直徑的減小、表面活性劑用量的增加及泡沫空氣含量的增加。

表3　在線穩(wěn)定性分析儀及圖像分析測(cè)得的平均氣泡尺寸

4.2原生纖維素納米纖維層

由于未改性CNF的固含量較低，單層涂布紙張的涂布量為0.1～1.0 g/m2。為使CNF在紙張表面的涂布量達(dá)到最大值，將涂布紙卷進(jìn)行退繞，利用CNF涂布方法再次涂布。涂布材料的泵送速度為30～60 L/h，泡沫密度為100～200 g/L，紙張傳送速度為100 m/min。紙張經(jīng)泡沫涂布之后進(jìn)行在線壓光，壓光溫度55℃，壓區(qū)壓力為100 kN。原紙?jiān)谙嗤瑮l件下進(jìn)行壓光處理。因?yàn)镃NF的涂布量更高，通過(guò)原紙和涂布紙張的質(zhì)量差來(lái)測(cè)量涂布量變得可行；否則涂布量需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。單層涂布的涂布量為1.0 g/m2或者更低，雙層涂布的涂布量為1.0～2.6 g/m2（圖9）。

圖9　碳納米纖維單層涂布及雙層涂布試樣（*2）的涂布量

圖10顯示了原紙及碳納米纖維涂布紙張的透氣度與PPS-S10。

圖10　原紙及碳納米纖維涂布紙張的透氣度（a）與PPS-S10（b）

圖10表明，涂布量約為0.5 g/m2的未改性CNF超薄涂布層可以改變涂布原紙的表面性能。利用經(jīng)2，2，6，6，-四甲基哌啶（TEMPO）氧化的CNF涂布紙張，紙張透氣度較原紙更低。利用流化的CNF涂布紙張時(shí)，紙張表面較原紙更為平滑，從而使紙張PPS發(fā)生微小變化。法國(guó)紙漿和紙張研究機(jī)構(gòu)紙技術(shù)中心（CTP）對(duì)CNF作了TEMPO氧化預(yù)處理及流化均質(zhì)處理，然后將其用于紙張涂布（CNF-TE/CTP）。紙張PPS-S10的檢測(cè)結(jié)果表明，該涂布紙張的表面是最光滑的。涂布量低于1 g/m2時(shí)，即可使紙張變得更光滑。慕尼黑紙張技術(shù)基金會(huì)（PTS）對(duì)CNF作了TEMPO氧化預(yù)處理及超聲波均質(zhì)處理，然后將其用于紙張涂布（CNF-TE/PTS）；但紙張表面并未變得更加光滑，這可能是CNF-TE/PTS涂布中的顆粒尺寸更大。紙張透氣度檢測(cè)結(jié)果表明，CNF-TE涂布，尤其是CNF-TE/CTP涂布，使得紙張表面變得更加封閉。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，未改性的CNF涂布增加了紙張的親水性。圖11顯示了單層涂布及雙層涂布紙張與水的接觸角。

圖11　單層涂布（a）及雙層涂布（b）紙張與水的接觸角

圖11顯示了當(dāng)水作為流體時(shí)，原紙及泡沫涂布紙張與流體的接觸角。除涂布量很低的單層CNF-CTP涂布的紙張外，經(jīng)CNF涂布后紙張表面的親水性更強(qiáng)。TEMPO氧化預(yù)處理比酶預(yù)處理對(duì)CNF的影響更大?？梢灶A(yù)料，CNF單層涂布試樣的CNF作用效果不如CNF雙層涂布試樣的強(qiáng)。

紙張進(jìn)行雙層CNF泡沫涂布之后進(jìn)行在線壓光，之后利用具備掃面電鏡（SEM）成像的二次電子顯微鏡（SM）分析紙張表面結(jié)構(gòu)。圖12為原紙（a）及碳納米纖維-TE/CTP涂布紙張（b）的表面圖像。

將圖12中碳納米纖維-TE/CTP涂布紙張表面圖像和原紙表面圖像進(jìn)行比較。前者在100倍放大倍數(shù)的SEM圖像中并無(wú)明顯變化，但CNF涂布的紙張表面更不透明。SEM圖像表明，CNF涂布使得紙張表面更加平滑，紙張表面透氣度下降。

5　結(jié)論

中試規(guī)模的研究清楚地表明，泡沫涂布技術(shù)是一種將CNF應(yīng)用于纖維基材涂布的適用方法。該方法在紙幅表面涂布的涂布定量相當(dāng)高，涂布均勻性很好，適用于動(dòng)態(tài)涂布過(guò)程。特別地，CNF用于泡沫涂布是可行的，而相同濃度的CNF用于標(biāo)準(zhǔn)的噴霧涂布是不可行的。泡沫涂布過(guò)程中空氣中的顆粒含量很少，從環(huán)保和操作人員健康的角度來(lái)看更受歡迎。泡沫涂布成功進(jìn)行的重要先決條件之一是泡沫合適，平均氣泡尺寸及氣泡穩(wěn)定性適用于涂布過(guò)程。檢測(cè)結(jié)果表明，適用于涂布的泡沫對(duì)于溫度和壓強(qiáng)等操作條件的變化是相當(dāng)不敏感的。

圖12　原紙（a）及碳納米纖維-TE/CTP涂布紙張（b）的表面圖像

獲得的結(jié)果表明，即使涂布微量的納米材料也能改變紙張的表面性能。未改性的CNF涂布薄層可增加紙張的親水性，通過(guò)密封紙張表面使紙張更光滑，透氣度也隨之降低。研究表明，當(dāng)涂布功能化的涂布材料（如本研究中的CNF）時(shí)，通過(guò)泡沫涂布使紙張表面變得功能化是可能的。

泡沫涂布方法適用于自發(fā)泡材料和發(fā)泡材料。為滿足涂布原料和涂布基材的性質(zhì)和需求，需調(diào)節(jié)發(fā)泡劑和黏合劑的使用。從技術(shù)層面講，泡沫涂布方法適用于紙機(jī)濕部使用的材料，如淀粉、濕強(qiáng)樹(shù)脂、聚乙烯醇、施膠劑及直接染料，也適用于新型材料，如功能化的納米材料。

（申正會(huì)編譯）