涂層的顯微結構涂層微孔規格分布分析圖像顯微鏡
數學模型
在施涂以后，較初涂料為膠體狀漿液，此時粒子之間的流體動
力學和膠體作用力決定涂料的行為。隨后，在脫水與干燥時，顏料
粒子彼此的表面接觸使體系轉化成多孔的網絡。涂料顯微結構的改
變是粒子／液體、粒子／粒子和粒子／邊界層之間相互作用的結果
，它使粒子在漿液中重新配置。在涂料中，除了液相的性能外，流
體動力學作用力和非流體動力學作用力(諸如靜電、位阻、機械和
范得華等作用力)之間的平衡影響粒子的運動。
基于動態模擬技術的數學模型，可用以弄清控制粒狀漿液流動
和固化的顯微結構機理。模擬技術有可能預測遵循粒子微觀力學的
漿液的微觀遷移性能。數學模型的原理基于Stokes定律和晶粒動態
技術，并結合粒子與邊界層之間占統治地位的相互作用。這些相互
作用有：水力學的粒間與粒上拉曳作用力、表面張力作用力、靜電
排斥力、范德華吸引力、位阻作用力、布朗隨機作用力和粒子表面
之間的機械接觸作用力。模擬方法可使我們領會在固化時涂層中的
粒子實際活動狀態。
涂料在原紙上施涂后，固化而成多孔結構，它決定涂布產品的
物理和基本性能。一般希望獲得一個基紙被全面覆蓋的光滑表面。
涂層微孔規格的分布決定其對擬用印刷工藝的適應性。平均微孔規
格也對涂布紙的視覺白度和吸收性能有作用‘2引。這部分是由施
涂過程決定，而主要由固化時較終的粒子定位和排列方向(即顯微
結構)所決定。較終涂層結構可受涂料或工藝參數改變的影響。
計算手段的迅速進展已有可能通過粒子運動的動態模擬，詳細
地描繪出涂層的顯微結構(即粒子的立體配置)�？蓪⑦@類模擬分析
看作是消除了儀器誤差并以數字形式直接獲得結果的“實驗”。因
為可改變工藝參數而沒有實際過程中的物理限制，可以很容易地實
施新假設和新理論的檢驗。
模型化的方針已經不是開發一個非常準確的造紙涂料的水力學
模型，而且要形成一個可獲取顯微結構形成的重要物理過程的相對
簡單的模型。用模型計算得出的結果可對確定涂布紙顯微性能的微
細結構有深入了解。對基本要素的加深了解，再結合試驗數據，可
用以推測固化期間的涂料行為。較后將導致造紙涂布過程設計與操
作的改進，以及有更高質量的涂布紙產品。
