涂布机笔记

一、涂布机的工艺流程安放在放卷装置上的基材经过辊牵出，经自动纠偏后进入浮辊张力系统，调整放卷张力后进入涂布头，基材涂料按涂布系统的设定程序进行涂布。涂布后的湿极片进入烘箱由热风进行干燥，干燥后的极片经张力系统调整张力，同时控制收卷速度，使它与涂布速度同步，基材经纠偏系统自动纠偏使基材保持在中心位置，由收卷装置进行整齐收卷。放卷—接片—牵引—张力控制—自动纠偏—涂布—干燥—自动纠偏—张力控制—自动纠偏—收卷二、涂布种类涂布复合设备大致分为光棍上料涂布，网纹辊上料涂布和热熔料喷挤涂布三种。⑴光棍上料涂布：通常采用两辊转移涂布，调整其上胶辊和涂布辊之间的间隙，就可以调整涂布量的大小。这种涂布机主要采用高精度的光棍进行上料涂布，涂布效果较好，涂布量可通过刮刀的微动调节来灵活控制。⑵网纹辊上料涂布：主要采用网纹（凹眼）涂布辊来进行上料涂布。涂布量准确，但较难调节。涂布量主要与网纹辊的凹眼深度和涂料种类有关。⑶热熔喷涂涂布：主要通过涂布模头直接喷涂在基材上，涂料主要为热熔性涂料。而在薄膜涂布领域，目前使用较多的涂布方式为微凹版涂布和狭缝式涂布。2.1微凹版涂布微凹版涂布属于一种自计量方式的涂布工艺，藉助于凹版辊网纹图案、线数以及深度确定带液量，并通过一些工艺操作条件因素来决定转移涂布量的一种涂布方式。图1微凹版涂布2.1.1对比微凹版涂布与凹版涂布微凹版辊与普通凹版辊涂布工艺的最大区别就在于“微”。普通凹版辊的直径约为125~250mm，而微凹版辊的直径，根据不同图幅宽度分别为20mm（涂布宽幅为300mm）和50mm（涂布宽幅为1600mm）。图2微凹版与普通凹版涂布的比较如图2所示，凹版辊易产生较大的干扰液桥，造成涂层弊病。当凹版辊带有压紧背辊工作时，情况更严重。微凹版涂布工艺由于凹版的直径小，而且又没有压紧背辊，所以进入和离开涂布区的液桥量很小，较稳定，有利于提高转移涂布的质量。2.1.2涂布刮刀为除去凹版辊从料盘中带上的过多涂液，微凹版辊所使用的刮刀要远比普通凹版辊所使用的刮刀柔软而且压力小。刮刀近似于正切角，主要起匀化和定量的作用。普通凹版辊的刮刀则侧重于刮的作用。2.1.3微凹版辊相关参数在固定微凹版辊型号和涂液物性的条件下，微凹版辊的线速度与被涂基材的运行速度比，决定着涂布量。湿涂层厚度与微凹版辊线速度/基材速度比之间的相互关系如图3所示。一般情况下，当微凹版辊线速度/基材速度比达到0.6时，开始涂布带料，速度比达到1.0~1.3时，即可达到表面光滑和均匀的涂布量；速度比为1.3~2.0时，涂布量进一步增加，速度比超过2.0时，涂布呈不稳定状态，涂布量反而会减少。通常1.0~1.3是最好的操作区间，即可达到最好的表观，又可以适当调节涂布量。图3涂布量与微凹版辊线速度/基材速度的相互关系曲线图表1给出了在上述速度比范围内不同线条数微凹版辊涂布可以达到的湿涂层厚度范围。表1微凹版辊网纹数与涂布量对应关系表2.2狭缝涂布工艺如图4所示，涂布液首先输入狭缝涂布模头的贮液分配腔中，在出口唇片处以液膜状铺展到被涂基体上。这是一种预计量的涂布方式，即涂布量取决于输入液料量与基材运行速度比，可以预先精确设定。通常采用高精度无脉冲计量泵来输送涂布液料，以保持涂布液供应料的稳定准确。图4狭缝涂布工作原理示意图通过控制涂布模头和被涂基材之间的间隙以及模头下方设置的负压，可以达到薄层涂布的目的。涂布的均匀性取决于涂布模头，特别是前后唇的设计、加工精度、变形状态和涂布物料本身的物性（流变特性和表面张力等），以及涂布间隙、负压和车速等工艺条件的设定。涂布头结构如图5所示。图5狭缝涂布模头狭缝涂布可分为：背辊直接接触和张力控制狭缝涂布（TWSC）。背辊直接接触涂布方式中，背辊本身的平直度以及轴承的跳动量都对涂布间隙的恒定产生不利影响。而且由于涂布间隙很小，容易受到基材表面尘埃颗粒的影响，而产生涂布弊病。基材张力控制狭缝涂布（如图6所示）由于不用背辊支撑，是一种弹性流体力学的涂布方式。被涂基材沿两导辊运行，与狭缝涂布模头相对应，借助于供料压力与基材张力之间的弹性流体动力学的平衡，而得以维持一定的涂布间隙。图6基材张力控制的狭缝涂布示意图三、刮刀方式及应用涂布过程中往往会上料不均匀，这就需要有一定的刮料机构将料刮匀。刮料机构主要有不锈钢片刮刀、逗号刮刀、刮棒、钢丝刮刀、气流刮刀等。3.1不锈钢片刮刀这种刮刀的材质是不锈钢，刀片压在刮刀座上并作用在涂布辊上，结构如图7所示。图7不锈钢片刮刀由于不锈钢薄片较软，刮料不是很均匀，大多数用于网纹辊刮料，也用于光辊涂布的预刮。这种刮刀在网纹辊涂布上的正确运用也可以对涂布量的大小产生一定的影响，具体如下：⑴刮刀压力：目前用于网纹辊刮料的刮刀基本上采用不锈钢刀片。如果刮刀作用在网纹辊上的压力过小，当有杂质时，会将刮刀顶起来造成缝隙，使得涂布不均匀而且涂布量增加。影响刮刀压力的因素：刀片的软硬度与网纹辊的角度。刮刀压力一般在200~400KPa左右。⑵刮刀角度：刮刀与网纹辊触点切线之间的角度在15°~30°之间。角度太大，刮刀几乎顶着网纹辊，高速运转时，会引起弹性刮刀的震动或跳动，使溶液被弹起来，造成涂布量不均匀，引起涂布量差异大的问题。⑶刮刀锋利度：刮刀的锋利度主要取决于刀刃磨损的角度、溶液的纯洁度、以及刀的材质。合适的刀锋可有效地刮干净网纹辊上的粘合剂液层而不产生刀丝，获得均匀一致的涂布量；反之引起涂布量的波动变大。⑷刮刀的平整度：影响涂布的均匀性。⑸刮刀的左右移动：刮刀左右移动对提高刮刀利用率、减少刮刀对网纹辊的磨损有着重要作用，可有效防止产生流水纹，并且可以使基材宽幅上的涂布量较为均匀。3.2逗号式刮刀此类刮刀多采用强度、硬度较好的圆钢制成刀口。刮料时刮刀固定不动，如图8所示。这种刮刀的强度、硬度高，刃口直线度误差小，可以采用气动和微调机构来调节刮刀位置，涂布量控制和刮料精度高。由于刮辊均匀，适用于光棍涂布的精确刮胶。图8逗点式刮料装置3.3刮棒这种刮刀常用强度硬度较好的圆棒精加工而成。刮料时要求刮棒转动，有时刮棒也可以直接刮在基材上，作为涂布机构的精确刮涂，也可以用于涂布量较厚的一次性刮料。图9刮棒式刮料装置3.4钢丝刮刀这类刮刀在高精度的冷拉圆钢外密绕不锈钢丝精制而成。如图10所示。如果钢丝刮刀在刮胶时由微型直流电动机带动旋转效果更好。刮料时钢丝刮刀通常直接作用在基材上。一般用于光棍涂布的预刮料，后面通常需要逗号式刮刀的精确刮涂。图10钢丝刮刀刮料装置3.5气流刮刀通过均匀喷出的气流作用在上料光棍上，气刀刮涂的目的，如图11所示。要求气流在整个宽度上分布得均匀，这种刮刀多用于刮流动性较好的涂料。目前主要用于白板纸的涂布图11气流刮刀刮料装置