硅油及其涂布

赵家琦--第十五周第二次调研--硅油及其涂布

我们要用的硅油的作用应该是类似于脱模剂。然后看一下一家硅油生产公司的产品中，能够实现涂在标签上的功能，只能是甲基硅油。

溶剂型的硅油涂布有许多优点, 如织物渗透性好, 在涂层开始时能够最精确的控制粘度, 无论采纳何种工艺, 都可用烘箱固化, 同时去除可挥发性有机化合物( VOCs) , 表面不会产生气泡等[ 1] 。但是, 在过去几年它们的缺点也变的显而易见。含有溶剂的硅油溶液稀释需要大量的溶剂, 并在涂布机中产生大量废气, 这样就会因挥发性物质污染烘箱和生产空间, 还会造成大量额外的用于焚烧和清洁空气的费用。另外, 由于近期石油价格的疯涨致使溶剂成本的上升,不少企业开始转向无溶剂硅油涂布[2] 。

传统涂布技术是用丝网辊筒和摆动式刮刀的直接凹版涂布方法。其中, 丝网辊筒具有可以预定涂布量的网眼,它和用于直接涂或逆辊涂的光辊的辊涂涂布头相比有更小的涂布公差。但是, 这种丝网辊筒的直接凹版涂布方法是有缺点的, 丝网辊筒只能在正确工位工作很短时间, 因为丝网辊筒的表面磨损严重影响了工作寿命, 而且丝网辊筒网格中硅胶的预反应对硅胶涂层影响是非常显著的。

工作原理：

5 辊涂布系统, 见图1。其由A、B、

C、D、E 5 辊组成,其中, A 辊是涂布

辊; B辊是转移辊; C 辊是计量辊; D

辊是存胶固定辊; E辊为压辊, 由固

定辊D 与计量辊C 间的夹缝存胶。

无溶剂硅油涂布装置的设计需要极

高的技术, 它的精度也要求极高, 因

为各辊之间的接触非常紧密, 因此

需要非常紧密的辊子和轴承。并且5

辊之间有准确计量的角度, 以确保

上胶量的精确和恒定。

辊 A 为镀铬钢辊, 由设备主电

机驱动。辊B 由一个单独电机驱动,

其转速与主机转速有速比, 通过调

整电位器调节此辊与主机的速比可以控制上胶量。计量辊C 为镀铬钢辊, 其作用是计量材料表面涂布的粘合剂; 辊D 为固定辊, 起刮刀的作用, 必要时用手转动此辊可进行清洗而无需停机; 辊 C 与辊D 两辊间距由手动微调开关精确控制, 100%的硅油通过一个特殊设计的供胶系统被输送到两辊之间。此供胶系统配有两辊间胶水液位自动显示控制, 两辊侧边装有胶堵, 以根据涂布材料的宽度进行调整。辊B 为橡胶转移辊, 通过可调压力与计量辊C 和涂胶辊A 接触, 它的宽度决定最终材料的涂布宽度。转移辊比计量辊转速高, 且更为准确, 以保证上胶量的准确和恒定, 并且拆卸方便, 便于清洁。更重要的是转移辊B 把计量辊C 和涂胶辊A 之间不同的速度分开, 可以消除雾化的形成。

在驱动方面, 无溶剂硅油涂布单元中的涂布辊、计量辊和转移辊都由独立的电机驱动, 其转速分别可调, 这样就可以根据调速来获得最佳的涂布量。计量辊和转移辊的线速度比必须精确调节, 并且在所有工作速度时保持恒定, 从而得到最满意的涂布效果。

结构设计

无溶剂硅油涂布机主要由放卷、计量配胶系统、涂布上胶系统、涂层固化系统、收卷和控制系统组成。整个装置结构简单, 总长为5~ 6m。其中涂胶单元是无溶剂涂布机的中心部分, 硅胶在此混合、加热、计量和涂布在基材表面。

1) 转移辊。要成功选择几个辊的表面材料, 橡胶辊材料必须和所用的特殊的硅胶涂料化学性相一致, 并且还要有良好的抗腐蚀特点。转移辊的最适宜硬度是能实现涂布速度的功能即可, 当需要一系列的涂布速度时, 必须明确一个折中硬度。转移辊表面必须尽可能光滑完成涂布, 镀层表面缺陷比如摩擦痕迹, 会出现在涂敷的硅胶层表面, 在为得到最佳涂层表面和基材跟踪而优化转移辊和背辊之间压力时, 也曾讨论过这个问题。由于转移辊起着非常重要的作用, 所以当它表面损坏时操作者必须及时替换掉这根辊。因此, 涂布机应该设计成具有快速、方便更换辊的特点。

2) 计量辊。计量辊不仅决定施涂质量, 而且在很大程度上决定硅化质量。在5 辊涂布系统中, 计量辊是镀铬或陶瓷的刚辊, 并且高精度、耐磨损。固定辊也可以看作一个固定的计量辊, 硅胶涂料被泵入两计量辊间隙和端盖处, 在两计量辊和楔形之间有一条狭窄的缝隙。两辊之间的间距由手动微调开关精确控制, 因为间隙值对涂布量的变化有很大的影响。

3) 压辊。合理选择压辊的形式是必要的, 套筒式压印辊结构, 可快换橡胶辊规格, 提高生产

效率。

4) 驱动。涂布辊和转移辊分别单独驱动。有时, 如果产品有特殊要求, 背辊也要单独驱动。转移辊和涂布辊的线速度比必须精确调节, 并且在所有工作速度时要保持恒定。当背辊单独驱动时, 它与转移辊的线速度比也要进行调节。

恒温装置

无溶剂硅油涂布不同于溶剂型的硅油涂布。溶剂型的硅油涂布时, 为使涂布均匀、易于涂布, 粘度靠增加有机溶剂来调整控制。但由于无溶剂硅油根本不含任何溶剂, 在常温下的粘度相当大。根据无溶剂硅油结构的特殊性, 只要温度稍有变化, 其粘度就有很大的变化, 为使粘度下降适于涂布, 通常在使用时将硅油加热。因此无溶剂硅油的涂布设备, 应该是一个专门的带有恒温涂布上胶系统的装置。在上胶装置和涂布装置中分别配有一个专门的加热装置, 可分别对各镀铬