CN101862722A - 一种预计量辊式涂布装置 - Google Patents
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Abstract
一种预计量辊式涂布装置，它包括：一个表面光洁的涂布辊；一个利用精密计量泵向条缝模头连续供送涂布液的供液系统；一个用于调整基材与涂布辊之间的包角β、由两根水平、垂直位置可调的导辊和导辊组成的涂布片路控制系统；其中，条缝模头的唇口端面A与涂布辊之间留有供液间隙d，供液间隙d的数值在0.01～0.1mm，基材与涂布辊之间的包角β在0～30°之间。本发明主要应用于连续柔性片状材料表面涂层的涂覆加工，如LCD、PDP显示器用的各种光学薄膜和太阳能电池领域的导电薄膜等，它可以实现涂层厚度的精确可控，涂层厚度均匀性好，涂层表面光滑。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以预先设定出涂布量值的辊式涂布装置。
背景技术
随着LCD、PDP显示器以及薄膜电池能源行业的快速发展，产品的竞争越发激烈，对产品的性能提出了更高的要求，如何降低生产成本，提高产品性能成为行业关注的焦点。这些产品主要的特点是：涂层薄，均匀性要求高，表面平整光滑。目前，这些产品涂层的涂覆方式多采用麦芽棒涂布(刮棒涂布)或微凹版涂布，其中，刮棒涂布可以实现纳微米级厚度的涂层涂布，但涂层均匀性受棒床、刮棒质量影响很难保证。这种涂布方式一般用于均匀性要求不高的薄层涂布，如各类基材的底层涂布、防静电层涂布等。而微凹版涂布方式可以实现较均匀的纳微米级薄层涂布，是目前光学级涂层产品的主要生产方式，但这种涂布方式也存在一些缺点：
①.不属于预定量涂布方式，影响涂层厚度因素较多，厚度较难控制，直接影响产品性能的稳定性；
②.微凹版辊的图案导致涂膜表面不易产生光洁、平滑、明亮的表面，无法满足光学级薄膜产品性能要求；
③.微凹版辊实际上很容易被损坏和磨损，对应不同厚度需要配多根凹版辊，并且微凹版辊加工费用较高；
④.刮刀的安装不当、刮刀压力调整不合理都会影响涂布表观。
另外，在开放式供液的微凹版涂布过程中，低沸点溶剂涂布液中溶剂的易挥发性造成涂布液固含量不能恒定，使涂层厚度得不到保证，并且造成涂布站环境污染、危害操作人员的身体健康。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述涂布方式的不足，提供一种涂敷表面光滑、涂层厚度均匀并可精确设计预计涂布量的预计量辊式涂布装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种预计量辊式涂布装置，它包括：
一个表面光洁的涂布辊；
一个利用精密计量泵向条缝模头连续供送涂布液的供液系统；
一个用于调整基材与涂布辊之间的包角β、由两根水平、垂直位置可调的导辊和导辊组成的涂布片路控制系统；
其中，条缝模头的唇口端面A与涂布辊之间留有供液间隙d，供液间隙d的数值在0.01～0.1mm，基材与涂布辊之间的包角β在0～30°之间。
上述预计量辊式涂布装置，所述基材与涂布辊之间的包角β在0～10°之间。
上述预计量辊式涂布装置，所述条缝模头的出口间隙h在0.02～0.3mm。
上述预计量辊式涂布装置，所述条缝模头的出口间隙h在0.05～0.2mm。
上述预计量辊式涂布装置，所述条缝模头安装在可进退的涂布基台上，条缝模头的唇口端面A在涂布辊中心线以下，条缝模头的倾角α控制在0～90°之间。
上述预计量辊式涂布装置，所述条缝模头的倾角α控制在20～50°。
上述预计量辊式涂布装置，所述基材与涂布辊的转动线速度方向相反，速率比为1∶0.5～2.
与现有技术相比，本发明通过使用由精密计量泵与条缝模头组成的供液系统，通过控制条缝模头的唇口与涂布辊之间的供液间隙，实现涂层厚度的精确预计量，避免涂布过程中溶剂的挥发，有利于涂布液物理性质的稳定，实现涂层厚度的精确控制；通过调整基材与涂布辊之间包角，使基材与涂布辊轻微接触，使涂层表观不再受涂布辊加工精度影响，更容易得到光滑的涂层表面。
附图说明
图1是本发明装置的侧视结构示意图；
图2是本发明装置的正视结构示意图。
图中各标号为：1、涂布辊；2、狭缝模头；3、3’吻合辊；4、基材；5、涂布基台；6、联轴器；7、驱动马达；8、轴承座；9、涂布液；10、润湿线；11、均流腔；h、出口间隙；d、供液间隙；α、模头倾角；β、涂布包角。
具体实施方式
本发明利用了弹性流体动力接触系统原理与条缝供液系统，提供了一种预计量辊式涂布装置。
所述弹性流体动力接触系统可解释为：当物理系统同时牵涉到流体流动造成的流体摩擦力与可变形固体所产生的弹性应力，并且，此变形固体成为流体流动的边界，这种相互作用的系统称之为弹性流体动力接触系统。
本发明提供的预计量辊式涂布装置中使用了由精密计量泵与条缝模头2组成的供液系统，条缝模头2由上下两个模片组成，模头有横向的均流腔11和条缝出口间隙h，条缝出口间隙h控制在0.02～0.3mm，0.05～0.2mm，出口间隙h视涂布液特点与涂布厚度调整。封闭式的条缝模头2可以避免涂布过程中溶剂的挥发，有利于涂布液物理性质的稳定。条缝模头2的均流腔11具有均流作用，可以保障涂层的横向均匀性。该装置中使用的精密计量泵要求泵浦物料的流量准确并且无脉动。
所述装置中，条缝模头2安装在可进退的涂布基台5上，条缝模头2的倾角α控制在0～90°，优选20～50°，通过涂布基台5的进退，使条缝模头2的唇口端面A与涂布辊1之间保持一定的供液间隙d，本发明中的供液间隙d在0.01～0.1mm之间，供液间隙d通常视涂布液特点与涂布厚度调整。通过控制供液间隙d，实现涂层厚度的精确预计量。
涂布辊1采用不锈钢镀铬精磨、抛光而成，其表面光洁，两端装有轴承座8，其中一端通过联轴器6与驱动马达7联结，在驱动马达7的驱动下按一定的速率转动，其线速度方向与基材速度相反。
出口间隙h中的涂布液9挤出到涂布辊1的表面，随涂布辊1的转动而铺展均匀，此处所说的出口间隙h也就是条缝模头2底部的两块板面之间的间隔数值。
本装置中包括用于调整基材4与涂布辊1之间的包角β，由两根水平、垂直位置可调的导辊3和导辊3’组成的涂布片路控制系统。涂布开始时，导辊3、3’将基材4压到与涂布辊1微接触状态，通过调整两导辊的垂直位置来调节基材4和涂布辊1之间的包角β。通过调整包角β的大小，实现基材4与涂布辊1之间的轻微接触，使涂层表观不再受涂布辊1加工精度影响，更容易得到光滑的涂层表面。本发明中，包角β控制0～30°之间优选0～10°。
涂布辊1表面的涂布液9在基材4的表面形成润湿线10，并通过调整导辊3、3’保证润湿线10横向宽度一致。润湿线10处的涂布液随基材4的运动而均匀铺展，经过干燥固化后得到表面均匀、光滑，厚度精确的涂层。
涂布时，基材1的运动方向与涂布辊1的转动方向相反，两者的速率之比在1∶0.5-2之间。
下面结合具体实施例对本发明详细说明，但本发明并不限于此。
实施例1
参照附图对本发明进行描述。
涂布辊1长600mm，直径30mm，两端装有轴承座8，其中一端通过联轴器6与驱动马达7联结，在驱动马达7的驱动下转动。
狭缝模头2安装在可进退的涂布基台5上，模头倾角30°，通过可进退涂布基台5将狭缝模头2的唇口端面A与涂布辊1之间的供液间隙d控制在0.03mm。
涂布液9由精密计量泵供给过滤、消泡装置，通过过滤消泡后进入条缝模头2，经均流腔11均流后由出口间隙h挤出，出口间隙h设定为0.05mm。
涂布开始时，导辊3、3’将基材4压到与涂布辊1相接处位置，通过调节导辊3、3’的垂直位置将包角β控制在5°。将基材4与涂布辊1的速率比控制在1∶0.8，使涂布液随基材4的运动而均匀铺展，经过干燥固化后得到表面均匀、光滑，厚度精确的涂层。涂层测试结果如表1所示。
实施例2
涂布过程同实施例1，其中：α为90°，β为10°，d为0.05mm，h为0.1mm，速率比为1∶1。涂层测试结果如表1所示。
实施例3
涂布过程同实施例1，其中：α为20°，β为0°，d为0.01mm，h为0.02mm，速率比为1∶1.5。涂层测试结果如表1所示。
实施例4
涂布过程同实施例1，其中：α为50°，β为15°，d为0.1mm，h为0.3mm，速率比为1∶0.8。涂层测试结果如表1所示。
实施例5
涂布过程同实施例1，其中：α为0°，β为30°，d为0.03mm，h为0.05mm，速率比为1∶0.5。涂层测试结果如表1所示。
实施例6
涂布过程同实施例1，其中：α为10°，β为20°，d为0.08mm，h为0.2mm，速率比为1∶2。涂层测试结果如表1所示。
比较例
采用与实施例1相同的涂布液，采用微凹版涂布方式进行涂布试验。涂布过程中预涂厚度、涂布车速、涂布包角、凹版辊转速与实施例1中条件相同。
表1：涂层测试结果
| 实施例 | 预涂厚度μm | 实际厚度μm | 实际厚度误差μm | 横向厚度误差μm |
| 实施例1 | 3.000 | 2.927 | 0.073 | 0.048 |
| 实施例2 | 3.000 | 2.913 | 0.087 | 0.051 |
| 实施例3 | 1.500 | 1.562 | 0.062 | 0.043 |
| 实施例4 | 30.000 | 29.354 | 0.646 | 0.542 |
| 实施例5 | 3.000 | 2.913 | 0.087 | 0.038 |
| 实施例6 | 3.000 | 3.033 | 0.033 | 0.052 |
| 比较例 | 3.000 | 3.623 | 0.623 | 0.524 |
表中：
1.涂层厚度的测试采用美国FILMETRICS公司F-20基于干涉原理测得。
2、预涂厚度中各实施例的厚度由精密计量泵的流量、涂布幅宽、涂布车速计算得出。比较例的预涂厚度由凹版辊的目数决定。
Claims (7)
1.一种预计量辊式涂布装置，其特征在于，它包括：
一个表面光洁的涂布辊(1)；
一个利用精密计量泵向条缝模头(2)连续供送涂布液(9)的供液系统；
一个用于调整基材(4)与涂布辊(1)之间的包角β、由两根水平、垂直位置可调的导辊组成的涂布片路控制系统；
其中，条缝模头(2)的唇口端面A与涂布辊(1)之间留有供液间隙d，供液间隙d的数值在0.01～0.1mm，基材(4)与涂布辊(1)之间的包角β在0～30°之间。
2.根据权利要求1所述涂布装置，其特征在于，所述基材(4)与涂布辊(1)之间的包角β在0～10°之间。
3.根据权利要求1或2所述涂布装置，其特征在于，所述条缝模头(2)的出口间隙h在0.02～0.3mm。
4.根据权利要求3所述涂布装置，其特征在于，所述条缝模头(2)的出口间隙h在0.05～0.2mm。
5.根据权利要求4所述涂布装置，其特征在于，所述条缝模头(2)安装在可进退的涂布基台(5)上，条缝模头(2)的唇口端面A在涂布辊(1)中心线以下，条缝模头(2)的倾角α控制在0～90°之间。
6.根据权利要求5所述涂布装置，其特征在于，所述条缝模头(2)的倾角α控制在20～50°。
7.根据权利要求6所述涂装装置，其特征在于，所述基材(4)与涂布辊(1)的转动线速度方向相反，速率比为1∶0.5～2。
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| MacLeod | Wire-wound rod coating |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: CHINA LUCKY GROUP CORPORATION Free format text: FORMER NAME: CHINESE LEKAI FILM GROUP CO |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: South Street, new urban lucky 071054 Hebei province Baoding City No. 6 Patentee after: China Lucky Group Corporation Address before: 071054 Kennan street, Hebei, Baoding, No. 6 Patentee before: Chinese Lekai Film Group Co |