涂布方式和涂布技术

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1、涂布工艺技术培训讲义（第一部分）第三章涂布技术主讲人：李建平2009年9月25日主要内容一、浸沉涂布二、坡流涂布三、条缝涂布四、落帘涂布一、浸沉涂布1、浸沉涂布（dipcoating）原理当支持体与润湿性涂液接触时，因为毛细压力，在接触处的涂液会沿支持体升高一些，并形成凹形表面。涂液润湿壁面形成凹形表面，表面张力的合力指向液体的外部，此时液体内部压强小于外部压强。2、涂液弯月面形成的形态3、浸涂有关实验的结果与分析（1）涂布速度U和拉出角的因素速度、拉出角与厚度关系，见右图：（2）粘度的因素粘度与

2、涂层厚度关系，见下图；（3）表面张力的因素结论：要想涂得薄，可减小弯月面曲率半径。减小弯月面曲率半径的方法，有使用气刀、刮刀、多辊和从反方向抽真空等措施。4、浸沉涂布的缺点和局限性（1）一次最多涂布两层；（2）均匀度也难令人满意；（3）浸涂车速也难以达到30m/分以上。二、坡流涂布坡流涂布头透视，见右图：1.边导板；2.最上游堰板；3.狭缝出口；4.阻流狭缝；5.腔体；6.堰板；7.涂布唇；8.真空箱；9.垫板；10.涂布轴1、坡流涂布模头的构造（1）涂布模头——涂层数一个坡流涂布模头由几块堰板组成，

3、原则上一个堰板对应一个涂层，这几块堰板安装成一倾斜的滑动面。通常，各堰板几乎是相同的长方形块。（2）限流（出口）狭缝限流狭缝出口形状，见下图：（3）涂布应用角α（4）滑板倾斜角β绝大多数研究机构提出的倾斜角在15°至30°之间。在这个范围内几个角度的变化不会造成较大的影响。（5）涂布坡流面长度生产中为保证机械稳定性，每块堰板的最小长度（即堰板厚度）为3～6cm。涂布幅度越宽，制造滑板尽可能短的涂布模头就越困难。（6）间隙宽度HG安装涂布头时应使之靠近支持体，在实际涂布过程中，模具唇口与支持体之间的间隙

4、宽度范围为0.1～0.5mm，以0.2～0.4mm较为理想。（7）涂布模头唇口端面（DieFace）下弯月面固定接触线是固定在滑板的边上，还是润湿了滑板唇口的端面，取决于模具唇口的几何形状和流动参数。涂布唇口端面与支持体之间的夹角γ越大，滑板边就越易阻滞涂布液流润湿端面。提高涂布速度或粘度，或者减少间隙HG宽度，或减少液桥的负压值，均可迫使润湿接触线上移，并最终被锚定在边界上。（8）负压箱涂布模具与涂布辊的下方设置一个负压箱。要尽量减小涂布辊与固定部件间的缝隙，以保证在最小的抽气量的条件下保持适用的负

5、压值。2、在感光材料行业中涂布工程的目标（1）实现预计量涂布；（2）高速；（3）薄层；（4）均匀；（5）一次涂布多层。坡流涂布工艺的特点，恰好可以实现上述目标。（1）实现预计量涂布（2）高速涂布坡流涂布车速可以高达4m/s，其根本原因是摆脱了涂层厚度依赖于粘度和车速的关系。（3）薄层涂布坡流涂布能涂薄层的原因，还是因为它涂布过程中的弯月面曲率半径小。粗略地讲，其弯月面曲率半径是涂布间隙HG的1/2。因为影响涂布量的是上弯月面曲率半径，其半径也只是稍大于HG的1/2，也就是R2≌0.2mm。（4）多层涂

6、布坡流涂布工艺一次可以涂布多层，其原理是基于著名的雷诺试验。（5）涂布均匀坡流涂布时，其横向均匀度依靠模具的均流分布作用，加上加工精度的保证；而其纵向均匀度，主要依靠供料精度和支持体的拖动精度来保证。3、坡流涂布影响涂布质量的变数（1）影响涂布质量的变数有以下四类十二种。坡流涂布标准波形图，见右图坡流涂布力场区分和力的平衡：坡流涂布力场可分即（1）重力场区。（2）过渡转移区。（3）液桥区。（4）薄膜带入形成区。四个区域，见下图：三相线：临界涂布速度取决于三相线处各种力的平衡，只有A点在压力场平衡状态下

7、，产品才能保证涂好。（2）关于液桥处作用力的平衡（3）液桥的稳定和液桥高度液桥是坡流涂布真正的核心。液桥临界层接触长度是决定参数，而临界层长度Lδ与坡流涂布的液桥（国外称涂珠coatingbead）高度Lb之间有密切关系。下图为是一个给定了控制体积的液桥。（4）液桥区产生涡流的影响因素和看法倾斜角β（°）30间隙宽度HG（μm）350压力差△p（Pa）500涂层厚度H∞（μm）30-70-110粘度μ（mPa·s）1-3-10-30-100支持体速度U(m/s)1-2-3表面张力σ（mN/m）15-4

8、0-65图U（m/s）H∞（μm）μ（mPas）HG（μm）△p（Pa）Lb（mm）Ca/Ca主要影响因素a0.610082002001.61.31b0.210082002001.80.53U低c0.6275820020011.10.79H∞大d0.610052002002.61.05μ小e0.610085002003.01.31HG大f0.610082005002.91.31△p大（5）关于溢流在发生溢流的涂布试验中，部分涂液没有被支持体携带走，而是漏