微凹版涂布厚度的影响因素分析

时间:2016-09-20 15:32:35来源:科印网作者:徐树波、 韩汀

  微凹版涂布技术是在普通逆向凹版辊涂布技术基础上改进开发的涂布方式。其主要技术特点是吻涂、逆向涂布、涂布辊直径小。微凹版涂布技术与普通凹版辊涂布技术最大的不同是普通凹版辊直径约为125~250mm,而微凹版辊直径约为20~50mm。微凹版涂布技术的湿涂层厚度最小可达0.8~2μm,且更加均匀。目前,微凹版涂布技术主要应用于制备高端膜材,如高端防伪薄膜、有机高分子导电层、锂电池隔膜等材料。

  涂布的直观结果是涂布厚度,确定影响涂布厚度的因素及这些影响因素与涂布厚度的关系,对实际生产有重要指导意义。目前,国内外主要通过试验和建立涂布过程模型这两种方式对涂布厚度的影响因素进行研究。本文通过试验研究微凹版涂布技术中影响涂布厚度的因素、涂布厚度的测定方法,以及涂布影响因素与涂布厚度的关系,为微凹版涂布实际生产提供参考依据。

  影响涂布厚度的因素

  通过对微凹版涂布实际生产的操作经验和理论研究进行总结,笔者将影响涂布厚度的各个因素归纳为图1。

  1.设备因素

  设备因素主要指可在设备上调节的因素。其中,微凹版涂布辊是可替换件,一旦其加网线数、网穴形状等因素确定下来,该涂布辊就不能发生任何变化。一般印刷企业会根据生产需求,存储多根微凹版涂布辊。

  基材与涂布辊的速度比(以下简称“速比”)是决定涂布厚度的另一关键因素。速比可以通过设备控制面板简单设定。

  刮刀参数中,刮刀类型一旦确定,不再做任何更改,刮刀压力和刮刀角度可以通过气缸变化进行调节。

  2.材料因素

  当涂布液确定后,涂布厚度就可基本确定,如果必须要进行更改,还可通过添加溶剂等方法改变涂布液的配比,但该方法耗时较长,在实际生产过程中不太实用。

  基材确定后,可通过对其表面进行处理等方法来改变涂布厚度。

  涂布厚度的测定方法

  涂层厚度的测定方法有很多,从涂层的状态来看,可分为湿膜法和干膜法。

  湿膜法一般为在机检测,即在微凹版涂布过程中使用立式电子测厚仪,在线检测涂布厚度。这种方法检测迅速,可实时监控涂布厚度,及时修正涂布过程中出现的问题,但立式电子测厚仪价格较高。

  干膜法是测量涂布层干燥后的干膜厚度,是对涂布厚度较为精确的测量,且干膜法测试方法较多,价格经济,因此应用较广泛。干膜法主要有直接测量法和间接测量法。直接测量法又分整卷称重法、取样称重法和直接测厚法。其中,整卷称重法是利用电子称重计来测量,精度为0.1kg;取样称重法是利用电子天平来测量,精度为0.01mg;直接测厚法是利用立式电子测厚仪来测试,精度为1μm。为保证涂布厚度测试的均匀性,应在不同位置进行多次取样,然后取平均值。间接测量法主要是使用扫描电子显微镜,精度在50~200nm,但该方法测量成本高,周期长,实际工业生产中不常使用。

  根据试验条件,以及对比各检测方法的优缺点,本试验采用湿膜法作为涂布厚度的测定方法。

  影响因素与涂布厚度的关系研究

  1.试验设备和材料

  采用锂电池隔膜涂布机作为试验设备。该设备使用封闭刮刀式微凹版涂布单元,基材适用PP薄膜、PE锂离子电池隔膜,基材卷径为400mm,幅宽为500mm;浆料溶质为纳米级粉体,溶剂为水;烘箱长度为6米。采用立式电子测厚仪测定涂布厚度。

  以研究速比、主机速度、包角大小和刮刀压力对涂布厚度的影响为目的进行试验。


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