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【干货分享】如何控制好涂布均匀性?

发布时间:2022-07-10点击:12685



涂布均匀性的影响因素较多,人、机、料、法、环各方面都存在,但基本因素是与涂布过程直接相关的几个条件:涂布基材、胶黏剂、涂布钢辊/胶辊和复合机等。


  • 涂布基材:主要是材质、表面特性、厚度及其均匀性等。 

  • 胶黏剂:主要是其工作粘度、对基材表面的亲和力和附着力等。

  • 涂布钢辊:它既是胶黏剂的直接载体,又是涂布基材和胶辊的支撑基准,因此它是整个涂布机构的核心。其形位公差、刚性、动静平衡质量、表面质量、温度均匀性和受热变形状况等都影响到涂布的均匀性。

  • 涂布胶辊:胶辊是指涂布质量的一个重要变量,其材质(如胶层寿命)、硬度、形位公差、刚性、动静平衡质量、表面质量、受热变形状况等也都影响到涂布的均匀性。

  • 复合机:是涂布的基础平台,除了涂布钢辊和胶辊合压机构的精度和灵敏度外,还包括设计运行最高速度、机器的整体稳定性等。


涂布均匀性在横向和纵向上的影响因素是不同的,因此其控制措施也相应地有所不同。而在具体实施时,既与机器的设计制造有关,也与操作和工艺控制有关。


涂布的横向均匀性及其控制


涂布宽度方向的均匀性,主要受到如下几方面因素影响:

  • 钢辊和胶辊的形位公差。

  • 相对于钢管和基材之间的接触压力。

  • 胶黏剂在横向分布状态,这里主要指胶黏剂的粘度以及相应的转移率。它主要是由前两个因素和其工作粘度综合决定的。


涂布精度保证的第一基准是钢辊的形位公差和它的刚性。在运转过程中钢辊的形位公差、刚性、平衡精度、装配精度和内置加热保温系统都直接影响胶黏剂的状态,从而影响转移率和涂布均匀性。因此,设计和选用高精度的、耐磨性好的钢辊是一项基础性工作。

胶辊特别是涂布胶辊是涂布横向均匀性的第一影响因素或者变量。胶辊的材质、形位公差、刚性、胶层的硬度、胶辊的动平衡、胶辊支撑结构、压力调整状况等等都会明显地影响到涂布的均匀性。作为细长轴,胶辊的刚性又是其中影响最为明显的因素。从使用的角度看,胶辊表面的清洁度也是影响胶辊涂布均匀性的一个生产过程重要变量。因此,胶辊的质量和维护都是需要精心把控的。

从上述分析可以看出,基材或者涂布宽度越宽,涂布的均匀性越难以保障。当涂布宽度达到一定值时,涂布的均匀性或将成为整个无溶剂复合机精度的第一大挑战。

涂布的纵向均匀性及其控制


涂布的纵向均匀性也就是沿着基材走料方向的均匀性。它取决于很多因素,包括:

  • 基材类型、表面质量及其一致性;

  • 机器的运行速度、机器升降速的次数和频率;

  • 胶黏剂的粘度状况,特别长时间运行的粘度一致性;

  • 胶辊的质量,特别是胶辊的弹性、耐磨性和耐热性等;

  • 无溶剂复合机涂胶量的控制机理和结构;

  • 复合机打胶系统的结构等;

  • 环境因素等。


在正常情况下,机器稳速运行时,胶黏剂的转移率是一致的,因此涂胶的均匀性也是基本一致的。但当机器升速或降速时,胶黏剂的转移率会有轻微的改变,有时甚至明显的改变,从而影响涂布的均匀性。因此,机器在设计的程序上必须做相应的预先处理,以减少频繁启动或升降速给涂布均匀性带来的影响。


钢辊和胶辊对压不仅会产生弯曲变形和挤压变形,而且在连续运行后还会受热产生变形。这些变形通常都会影响到接触区域的压力状况和接触宽度,从而会在一定程度上影响到转移率和涂布的均匀性。其中胶辊材质和硬度对于涂布均匀性的影响有时候是非常明显的。因此,必须在机器设计时充分考虑这些变形的影响,尤其要设计和选配高质量且耐用的胶辊。


中途停机的时间长短也会影响到胶槽内和涂布胶辊钢辊上胶黏剂的粘度,从而也存在对涂胶均匀性影响的可能。因此,要注意控制停机时间,防止胶黏剂粘度过高。


无溶剂复合机的涂胶量控制机理和结构是影响纵向涂胶均匀性一个非常重要的但常常被人忽略的因素。涂胶量调整控制方式会严重影响到涂胶量的控制精度及其反应速度。


比如,现代无溶剂复合机一般采用多辊转移涂布方式、通过速差来控制涂胶量。但某些机器采用的是通过调整计量间歇来控制涂胶量,这种系统反应速度通常会非常的缓慢,涂布精度和均匀性都是非常低的。  


某些无溶剂复合机的打胶系统不能连续或任意地设置上胶宽度,或者说打胶宽度和上胶宽度是不一致的,这样胶槽内存在一定的出胶死角(挡胶块附近区域)。在长时间运行之后,挡胶块附近的区域就会出现胶黏剂浓度增加或发白,从而降低局部(边沿)胶黏剂的转移率,直接影响到转移的均匀性。其结果是局部的上胶量偏低,通常是边沿比中间区域的上胶量要低。这种不均匀很特别,表象主要是横向的不均匀,但它是连续运行引起的,而且会根据加胶时间出现重复的现象。因此,要注意选择涂布量控制合理、可任意设定打胶宽度的复合机。


环境因素的影响在长时间连续生产中表现会明显一些,相对湿度和温度的改变,在一定程度上会影响胶黏剂的涂布状况。


总之,只有横向和纵向均匀性都得到保障,涂布的整体均匀性才能实现。相对而言,涂布宽度方向的均匀性在通常情况下受机器本身影响较多。但是,在长期或者大批量生产时,在长度方向的均匀性会受更多因素的影响,其均匀性比宽度方向更难以控制。


当然,从短期中期和长期不同时间段来观察,影响涂不均匀性的主要因素会有差距,必须根据不同的情况采取相应的措施。



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