涂布均勻性基本因素是與涂布過程直接相關(guān)的幾個(gè)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(gè)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(duì)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(gè)涂布機(jī)構(gòu)的核心。其形位公差、剛性、動(dòng)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(gè)重要變量,其材質(zhì)(如膠層壽命)、硬度、形位公差、剛性、動(dòng)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(tái),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(jì)運(yùn)行速度、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(shí)施時(shí),既與機(jī)器的設(shè)計(jì)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(duì)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(gè)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(jì)和選用高精度的、耐磨性好的鋼輥是一項(xiàng)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(dòng)平衡、膠輥支撐結(jié)構(gòu)、壓力調(diào)整狀況等等都會(huì)明顯地影響到涂布的均勻性。作為細(xì)長(zhǎng)軸,膠輥的剛性又是其中影響明顯的因素。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(gè)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(shí),涂布的均勻性或?qū)⒊蔀檎麄€(gè)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(zhǎng)時(shí)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(shí),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(shí),膠黏劑的轉(zhuǎn)移率會(huì)有輕微的改變,有時(shí)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(jì)的程序上必須做相應(yīng)的預(yù)先處理,以減少頻繁啟動(dòng)或升降速給涂布均勻性帶來的影響。
鋼輥和膠輥對(duì)壓不僅會(huì)產(chǎn)生彎曲變形和擠壓變形,而且在連續(xù)運(yùn)行后還會(huì)受熱產(chǎn)生變形。這些變形通常都會(huì)影響到接觸區(qū)域的壓力狀況和接觸寬度,從而會(huì)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(duì)于涂布均勻性的影響有時(shí)候是非常明顯的。因此,必須在機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮這些變形的影響,尤其要設(shè)計(jì)和選配高質(zhì)量且耐用的膠輥。
中途停機(jī)的時(shí)間長(zhǎng)短也會(huì)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(duì)涂膠均勻性影響的可能。因此,要注意控制停機(jī)時(shí)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(gè)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(huì)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(jì)量間歇來控制涂膠量,這種系統(tǒng)反應(yīng)速度通常會(huì)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(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后,擋膠塊附近的區(qū)域就會(huì)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(huì)根據(jù)加膠時(shí)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(zhǎng)時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)中表現(xiàn)會(huì)明顯一些,相對(duì)濕度和溫度的改變,在一定程度上會(huì)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(shí)現(xiàn)。相對(duì)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(zhǎng)期或者大批量生產(chǎn)時(shí),在長(zhǎng)度方向的均勻性會(huì)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(zhǎng)期不同時(shí)間段來觀察,影響涂不均勻性的主要因素會(huì)有差距,必須根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)的措施。
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