涂布方式和涂布技术演示教学

（4）多层涂布
• 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。
指数变量 Gutoff和Kendrick（1987） △P=0 △P=50Pa △P=100Pa Garin和Vachagin(1972) 低△P 高△P Tallmadge(1979)无负压
c
b
a
• 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宽度范围为 0.1～0.5mm，以0.2～0.4mm较 为理想。
30 350 500 30-70-110 1-3-10-30-100 1-2-3 15-40-65
图
U （m/s）
H∞
μ
HG
（μm） （mPas） （μm）
△p
Lb
（Pa） （mm）
Ca/Ca
主要影 响因素
a
0.6
100
8
200
200
1.6
1.31
b
0.2
100
8
200
200
1.8
0.53 U低
（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coating bead）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（°） 间隙宽度HG（μm） 压力差△p（Pa） 涂层厚度H∞（μm） 粘度μ（mPa·s） 支持体速度U(m/s) 表面张力σ（mN/m）
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。
（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 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
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，
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。
• 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，产品才能保 证涂好。
（2）关于液桥处作用力的平衡
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
• 当模具唇口端面特别短，或者切削得很锐 时，也易造成溢流。
4、坡流涂布的适涂能力极限
• 坡流涂布的适涂能力极限有两方面，一 是当涂布湿厚度小于某一值时，涂布质 量受损，涂布过程无法继续进行，称为 低流量极限；二是当涂布速度增大到某 值，涂布质量急剧恶化，涂布过程不能 继续进行，称为高速极限。
粘度、速度和间隙对最小厚度a的影响，见下 表：
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。
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பைடு நூலகம் • 三、条缝涂布 • 四、落帘涂布
一、浸沉涂布
• 1 、浸沉涂布（dip coating）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。
（7）涂布模头唇口端面（Die Face）
• 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。
c
0.6
275
8
200
200
11.1 0.79 H∞大
d
0.6
100
5
200
200
2.6
1.05 μ小
e
0.6
100
8
500
200
3.0
1.31 HG大
f
0.6
100
8
200
500
2.9
1.31 △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，而是漏进了负压箱，或 者自液桥边缘流出。