您現在的位置:首頁

涂布應用技術探究

《廣東印刷》2013年第2期 文/孫加振 更新日期:2013-07-17

涂布技術廣泛地應用于包裝印刷、紙張、感光膠片、薄膜、鋁卷等基材的涂布及復合包裝, 并且隨著科學技術的不斷發展, 涂布技術的應用領域也越來越廣泛, 例如在平板顯示器( F P D ) 中的功能性光學膜層及鋰電池電極的涂層等。目前, 涂布應用技術得到科技、生產等相關技術人員的高度重視, 但國內許多印刷包裝機械企業所提供的涂布方式比較少, 對于實際尋找合適的涂布設備帶來了較大的局限性。無論選擇那種涂布方式來完成涂布需求, 其關鍵部分就是涂布頭, 因此, 本文結合幾種常用的的涂布方式對涂布應用技術進行探究, 重點介紹涂布頭部分的應用性能, 從而為涂布技術的應用提供一些技術資料。

1 . 網紋輥凹版涂布

網紋輥凹版涂布適用于低濃度、高干燥能力的溶劑型膠黏劑, 涂膜光滑, 無漏涂。網紋輥凹版涂布設備主要采用網紋( 凹眼) 涂布輥來進行上膠涂布。這種涂布方式下的涂布效果均勻, 而且涂布量比較準確, 但涂布量受所使用的網紋輥閑置從而很難調節。用網紋輥凹版涂布時, 涂布量主要與網紋輥的凹眼深度和膠水種類的精度有關。網紋輥的凹眼深度越深, 膠從凹眼中轉移到基材上去的量相應也越多; 反之, 網紋輥網凹眼深度越淺, 轉移到基材上的量也相應減小。膠水黏度太大和太小都不利于膠的正常轉移, 黏度大易轉移, 太稀則易流淌, 使上膠不均勻, 易產生縱向或橫向流水紋。隨著涂布技術在平板顯示、光電子產品、鋰電池等領域的應用, 微凹版輥涂布工藝逐漸發展起來。微凹版輥涂布工藝技術是日本康井精機公司在普通逆向凹版輥涂布工藝基礎上開發的專有技術。這種涂布工藝也是利用凹版輥網紋線數、網穴深度來確定帶液量, 微凹版輥與普通網紋輥凹版涂布工藝最大的區別就在“ 微”。普通網紋輥直徑為1 2 5 ~ 2 5 0 m m , 而微凹版涂布輥的直徑有2 0 m m 、5 0 m m 。微凹版輥涂布時與被涂基材的接觸面積小, 涂液一部分被轉移到被涂基材上, 一部分則仍留在凹版輥的凹槽內。而且微凹版輥涂布工藝沒有壓緊的背輥, 所以進入和離開涂布區時比較穩定, 從而有利于提高轉移涂布的質量。圖一、圖二分別為傳統網紋輥凹版涂布和微凹版涂布輥涂布。

clip_image002

2 . 條縫擠出涂布工藝

傳統的擠出涂布是指熱熔膠噴擠涂布, 這種涂布工藝主要將固態的膠經加熱熔化后, 由涂布模頭直接噴涂在基材上。熱熔膠涂布不需要烘干設備, 耗能低; 熱熔膠為1 0 0 % 的固態膠成分, 不含有毒的有機溶劑。而普通的上膠涂布多采用有毒的有機溶劑( 如甲苯等) 來稀釋膠, 其所造成的有毒氣體對操作人員的危害也極其嚴重。

目前條縫擠出涂布工藝使用范圍已非常廣泛, 不單純僅限于熱熔膠涂布液的噴擠涂布。現在所使用的條縫擠出涂布原理是將涂布液首先輸入條縫涂布模頭的儲液分配腔中, 然后經過狹縫處橫向的勻化作用, 在出口唇片處以液膜狀鋪展到被涂基體上。這是一種預計量的涂布方式, 即涂布量取決于輸入液料量與基材運行速度之比, 可以預先做精確的設定來控制得到所要求的涂布量。這種涂布工藝的涂布效果均勻性主要取決于涂布模頭, 特別是前后唇片的設計、加工精度、變形狀態以及涂布物料本身的流變特性和表面張力等造成的其在儲液分配腔內的狀態。圖三為條縫擠出涂布模擬圖。

clip_image004

圖三 為條縫擠出涂布模擬圖

3 . 光輥涂布工藝

光輥上膠涂布通常采用兩輥轉移涂布, 調整上膠輥和涂布輥之間的間隙, 就可以調整涂布量的大小。整個涂布頭部分的結構較為復雜, 要求上膠輥、涂布輥、牽引輥及刮刀的加工精度和裝配精度高, 成本也比較高。采用高精度光輥進行涂布時, 涂布效果較好, 涂布量大小除了通過上膠輥和膠布輥之間的間隙來調整, 還可通過涂布刮刀的微動調節來靈活控制, 涂布精度高。

光輥涂布分為順轉輥涂布和逆轉輥涂布, 在順轉輥涂布中, 涂布輥轉動方向和基材前進方向一致, 基材有彈性背輥支持。逆轉輥涂布中, 涂布輥轉動的方向和彈性背輥的基材運動方向相反。順轉輥涂布是一種古老的涂布方式, 比逆轉輥用得少。順轉輥涂布精度較高, 逆轉輥涂布采用精密的涂布輥和軸承, 得到的涂層幾乎比其他任何方法都好。

在光輥涂布中, 由于涂布設備中所使用橡膠輥會被涂布液中溶劑侵蝕, 因此, 涂布橡膠輥和涂布液之間的匹配是輥式涂布的一個關鍵點。涂布橡膠輥常用的材質有丁腈橡膠( N B R ) 、聚氨脂橡膠( P U )、三元乙丙橡膠( E P D M )、硅橡膠( S I L I C O N E ) 等。每一種橡膠都有其優異的特性, 同時也有其難以克服的缺陷。丁腈橡膠的優點是耐油、耐熱、耐水性較強; 缺點是耐寒、耐臭氧性較差、強力及彈性較低, 耐酸堿性差, 耐極性溶劑性能也較差。聚氨脂橡膠的優點是耐磨性好、強度高,彈性好、耐油性優良、耐臭氧、耐老化;缺點是耐水、耐堿性差, 耐芳香烴、氯化烴及酮、酯、醇類等溶劑性較差。三元乙丙橡膠的優點是抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優異, 居通用橡膠之首, 電絕緣性、耐化學性、耐沖擊彈性很好, 耐酸堿、耐極性溶劑; 缺點是自粘性和互粘性差, 不易粘和。硅橡膠的優點是耐高溫、耐低溫, 耐臭氧、耐大氣老化, 化學惰性大; 缺點是機械強度低,耐油、耐溶劑、耐酸堿性差,較難硫化,價格較貴。由于A C 劑通常含有極性溶劑, 所以膠輥應采用三元乙丙橡膠為最佳。根據工藝要求, 壓印膠輥橡膠硬度一般選擇紹爾A 7 0 ~ 7 5 。圖四為輥式涂布中逆輥涂布的工藝流程圖。

clip_image006

圖四 為輥式涂布中逆輥涂布的工藝流程圖

以上是目前使用中較為廣泛也是應用效果較佳的幾種涂布方式, 在涂布設備應用中還有坡流涂布、簾式涂布、刮刀涂布及噴霧涂布等, 這些涂布方式應用領域也值得關注。在涂布過程中往往會上膠不均勻, 這就需要有一定的刮膠機構, 將膠刮均勻。刮膠機構主要有不銹鋼片刮刀、逗號刮刀、刮棒、鋼絲刮刀、氣流刮刀等。

① 不銹鋼片刮刀采用的不銹鋼薄片較軟, 故刮膠不是很均勻, 大多數用在網紋輥上的刮膠, 也用于光輥上膠涂布的預刮。

② 逗號式刮刀采用強度、硬度較好的圓鋼制成刀口,刃口直線度誤差小, 可以采用氣動和微調機構來調節和控制刮刀位置, 涂布量控制和刮膠精度高, 使用也極為方便。由于其刮膠很均勻, 所以適用于光輥上膠涂布的精確刮膠。

③ 刮棒常用強度硬度較好的圓棒精加工而成, 刮膠時要求圓棒轉動。多用于光輥上膠預涂布的預刮膠。當膠水粘度大時, 也可以直接用刮棒刮在基材上, 作為該涂布機構的精確刮膠。也可以用于涂布量較厚的一次性刮膠。

④ 鋼絲刮刀在高精度的冷拉圓鋼外密繞不銹鋼絲精制而成, 一般只用于光輥上膠涂布的預刮膠, 后面還需要逗號式刮刀的精確刮膠。

⑤ 氣流刮刀機構通過均勻噴出的氣流作用在上膠光輥上, 起到刮膠的目的, 要求氣流在光輥上的整個寬度上分布得均勻, 這種刮刀多用于刮流動性較好的膠。

總之, 不同情況下涂布技術需要根據涂布層數、濕涂層厚度、粘度( 流變性)、所需涂布精度、涂布基材和涂布速度來選擇合適的涂布方式。涂布可以說是整個出版工業的基礎, 供閱讀使用的紙, 可以通過涂布和壓光, 提高強度和改善上墨性能。印刷用的膠印印刷版材鋁板、酯版上感光涂層的涂布, 以及逐漸淡出人們眼球的感光膠片、彩色膠片、相紙和錄音、錄像帶的涂布產品等。目前, 涂布技術仍在印刷包裝, 醫藥, 汽車, 服裝, 電子等行業發揮關鍵作用。并且, 隨著涂層在線檢測、涂布液流變性調整技術的發展, 創新型的涂布系統逐漸應用到電子元器件生產、電極、鋰離子電池隔膜等的精密涂布。

發表評論

電子郵件地址不會被公開。 必填項已用*標注

pk10计划软件手机版式