涂布寬度方向的均勻性的幾方面因素影響

摘要

涂布均勻性基本因素是與涂布過程直接相關(guān)的幾個條件：涂布基材、膠黏劑、涂布鋼輥／膠輥和復(fù)合機(jī)等。

涂布均勻性的影響因素較多，人、機(jī)、料、法、環(huán)各方面都存在，但基本因素是與涂布過程直接相關(guān)的幾個條件：涂布基材、膠黏劑、涂布鋼輥/膠輥和復(fù)合機(jī)等。

1) 涂布基材：主要是材質(zhì)、表面特性、厚度及其均勻性等。

2) 膠黏劑：主要是其工作粘度、對基材表面的親和力和附著力等。

3) 涂布鋼輥：它既是膠黏劑的直接載體，又是涂布基材和膠輥的支撐基準(zhǔn)，因此它是整個涂布機(jī)構(gòu)的核心。其形位公差、剛性、動靜平衡質(zhì)量、表面質(zhì)量、溫度均勻性和受熱變形狀況等都影響到涂布的均勻性。

4) 涂布膠輥：膠輥是指涂布質(zhì)量的一個重要變量，其材質(zhì)(如膠層壽命)、硬度、形位公差、剛性、動靜平衡質(zhì)量、表面質(zhì)量、受熱變形狀況等也都影響到涂布的均勻性。

5) 復(fù)合機(jī)：是涂布的基礎(chǔ)平臺，除了涂布鋼輥和膠輥合壓機(jī)構(gòu)的精度和靈敏度外，還包括設(shè)計運(yùn)行最高速度、機(jī)器的整體穩(wěn)定性等。

涂布均勻性在橫向和縱向上的影響因素是不同的，因此其控制措施也相應(yīng)地有所不同。而在具體實施時，既與機(jī)器的設(shè)計制造有關(guān)，也與操作和工藝控制有關(guān)。

▌涂布的橫向均勻性及其控制

涂布寬度方向的均勻性，主要受到如下幾方面因素影響:

1)鋼輥和膠輥的形位公差。

2)相對于鋼管和基材之間的接觸壓力。

3)膠黏劑在橫向分布狀態(tài)，這里主要指膠黏劑的粘度以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)移率。它主要是由前兩個因素和其工作粘度綜合決定的。

涂布精度保證的第一基準(zhǔn)是鋼輥的形位公差和它的剛性。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中鋼輥的形位公差、剛性、平衡精度、裝配精度和內(nèi)置加熱保溫系統(tǒng)都直接影響膠黏劑的狀態(tài)，從而影響轉(zhuǎn)移率和涂布均勻性。因此，設(shè)計和選用高精度的、耐磨性好的鋼輥是一項基礎(chǔ)性工作。

膠輥特別是涂布膠輥是涂布橫向均勻性的第一影響因素或者變量。膠輥的材質(zhì)、形位公差、剛性、膠層的硬度、膠輥的動平衡、膠輥支撐結(jié)構(gòu)、壓力調(diào)整狀況等等都會明顯地影響到涂布的均勻性。作為細(xì)長軸，膠輥的剛性又是其中影響最為明顯的因素。從使用的角度看，膠輥表面的清潔度也是影響膠輥涂布均勻性的一個生產(chǎn)過程重要變量。因此，膠輥的質(zhì)量和維護(hù)都是需要精心把控的。

從上述分析可以看出，基材或者涂布寬度越寬，涂布的均勻性越難以保障。當(dāng)涂布寬度達(dá)到一定值時，涂布的均勻性或?qū)⒊蔀檎麄€無溶劑復(fù)合機(jī)精度的第一大挑戰(zhàn)。

▌涂布的縱向均勻性及其控制

涂布的縱向均勻性也就是沿著基材走料方向的均勻性。它取決于很多因素，包括：

基材類型、表面質(zhì)量及其一致性；

機(jī)器的運(yùn)行速度、機(jī)器升降速的次數(shù)和頻率；

膠黏劑的粘度狀況，特別長時間運(yùn)行的粘度一致性；

膠輥的質(zhì)量，特別是膠輥的彈性、耐磨性和耐熱性等；

無溶劑復(fù)合機(jī)涂膠量的控制機(jī)理和結(jié)構(gòu)；

復(fù)合機(jī)打膠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等；

環(huán)境因素等。

在正常情況下，機(jī)器穩(wěn)速運(yùn)行時，膠黏劑的轉(zhuǎn)移率是一致的，因此涂膠的均勻性也是基本一致的。但當(dāng)機(jī)器升速或降速時，膠黏劑的轉(zhuǎn)移率會有輕微的改變，有時甚至明顯的改變，從而影響涂布的均勻性。因此，機(jī)器在設(shè)計的程序上必須做相應(yīng)的預(yù)先處理，以減少頻繁啟動或升降速給涂布均勻性帶來的影響。

鋼輥和膠輥對壓不僅會產(chǎn)生彎曲變形和擠壓變形，而且在連續(xù)運(yùn)行后還會受熱產(chǎn)生變形。這些變形通常都會影響到接觸區(qū)域的壓力狀況和接觸寬度，從而會在一定程度上影響到轉(zhuǎn)移率和涂布的均勻性。其中膠輥材質(zhì)和硬度對于涂布均勻性的影響有時候是非常明顯的。因此，必須在機(jī)器設(shè)計時充分考慮這些變形的影響，尤其要設(shè)計和選配高質(zhì)量且耐用的膠輥。

中途停機(jī)的時間長短也會影響到膠槽內(nèi)和涂布膠輥鋼輥上膠黏劑的粘度，從而也存在對涂膠均勻性影響的可能。因此，要注意控制停機(jī)時間，防止膠黏劑粘度過高。

無溶劑復(fù)合機(jī)的涂膠量控制機(jī)理和結(jié)構(gòu)是影響縱向涂膠均勻性一個非常重要的但常常被人忽略的因素。涂膠量調(diào)整控制方式會嚴(yán)重影響到涂膠量的控制精度及其反應(yīng)速度。

比如，現(xiàn)代無溶劑復(fù)合機(jī)一般采用多輥轉(zhuǎn)移涂布方式、通過速差來控制涂膠量。但某些機(jī)器采用的是通過調(diào)整計量間歇來控制涂膠量，這種系統(tǒng)反應(yīng)速度通常會非常的緩慢，涂布精度和均勻性都是非常低的。

某些無溶劑復(fù)合機(jī)的打膠系統(tǒng)不能連續(xù)或任意地設(shè)置上膠寬度，或者說打膠寬度和上膠寬度是不一致的，這樣膠槽內(nèi)存在一定的出膠死角(擋膠塊附近區(qū)域)。在長時間運(yùn)行之后，擋膠塊附近的區(qū)域就會出現(xiàn)膠黏劑濃度增加或發(fā)白，從而降低局部(邊沿)膠黏劑的轉(zhuǎn)移率，直接影響到轉(zhuǎn)移的均勻性。其結(jié)果是局部的上膠量偏低，通常是邊沿比中間區(qū)域的上膠量要低。這種不均勻很特別，表象主要是橫向的不均勻，但它是連續(xù)運(yùn)行引起的，而且會根據(jù)加膠時間出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象。因此，要注意選擇涂布量控制合理、可任意設(shè)定打膠寬度的復(fù)合機(jī)。

環(huán)境因素的影響在長時間連續(xù)生產(chǎn)中表現(xiàn)會明顯一些，相對濕度和溫度的改變，在一定程度上會影響膠黏劑的涂布狀況。

總之，只有橫向和縱向均勻性都得到保障，涂布的整體均勻性才能實現(xiàn)。相對而言，涂布寬度方向的均勻性在通常情況下受機(jī)器本身影響較多。但是，在長期或者大批量生產(chǎn)時，在長度方向的均勻性會受更多因素的影響，其均勻性比寬度方向更難以控制。

當(dāng)然，從短期中期和長期不同時間段來觀察，影響涂不均勻性的主要因素會有差距，必須根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的措施。