微型凹版涂布(microgravure)原理及应用

1、微型凹版涂布(micro gravure )原理及应用目前，在涂布领域有很多种涂布方法，比如直接凹版涂布、反向凹版涂布、逆向辘涂 布、模头挤岀涂布、钢丝刮棒涂布、刀涂等等。但是现在很多客户反应，钢丝刮棒及逆 向辘等涂布方法产生了些令人失望的涂布效果，比如由钢丝刮棒产 生的条纹现象，由逆 涂辘或凹涂的压棍产生的“橘皮”现象，以及其它一些比较 棘手的质量问题。微型凹版 涂布方式正是为克服以上涂布缺陷而开发的。微型凹 版涂布可以获得平滑、均匀的稳定 涂层，这种涂布方式简单可靠，具有很好的重复稳定性。微型凹版涂布是相对于传统的 凹版涂布方式而言的。传统的凹版涂布，涂布辗为网纹辗，直径一般在150mmr

2、300mm之间，胶辘作为背压辘，将料 膜压在涂布车昆上，涂布辘的旋转方向与 料膜走料方向一致。微型凹版涂布，涂布 辗也是网纹辘，直径一般在 20mM50nin 之间，所以称为微型凹版涂布(micro gravure ),它是一种反向、接触式涂布方式，即微 型涂布辗的旋转方向与料膜的走料方向相反，料膜没有被压辘加压在涂布辘上。一.传统凹版涂布方式与微型凹版涂布方式的比较1 微凹涂布是接触型涂布方式(kiss )传动的凹版涂布方式，不论是直接涂布还是反向涂布，一般都有背压橡胶辗，和与 橡胶辘直径大致相同的网纹辗。由于料膜被压在胶银和网纹辘之间，很有可 能在涂布面 出现皱纹、裂缝等缺陷，两辘合压接触

3、点由于机械、气压等因素而对涂布质量产生影 响。而微型凹版涂布是接触式涂布，接触式涂布意味着没有背压橡胶车昆，因此，由于背压 辘加压产生的一些潜在不利因素就被消除了。2微凹涂布是反向涂布方式(reverse)凹版涂布方式中，涂布辘与料膜的走料方向一致。在涂布过程中，涂层料将 被分 裂开，一部分涂于料膜上，一部分会留在涂布车昆上，这种现象一般被称为“膜分裂”。 这种情况下，由于在涂布过程中相互之间的表面力，“膜分裂”会对涂 布产生破坏性作 用。而微型凹版涂布中，涂布辘旋转方向与料膜的方向相反。涂布是以剪切的方 式将涂 料涂于料膜表面，这种方式通常产生的涂层会比上述的情形要均匀很多。3微凹涂布是微型

4、凹版方式涂布(micro gravure )微型凹版涂布(micro gravure )，微型(micro)意思是网纹辘的直径比较 小，一般 为 20mnr50mm而传统的凹版涂布方式，网纹车昆的直径一般为 125mnr250mm在微 凹涂布中，微型网纹辗直径的选取一般根据涂布宽度。300mm涂布宽度，微型网纹辘的直 径一般为20mm到1600mn宽度时，微型网纹辗的直径增加到50mm。1 )传统的凹版涂布有以下缺点：一方面当涂布辘直径比较大时，料膜与辗面的接触 面积比较大。一般情况下，大的接触面积引起的涂布质量问题要比小接触面积的要多。 与微型涂布辘相比，大直径涂布车昆形成的接触面积和直径是

5、成倍数关系的，因此直径越 大产生的问题越多。在沿料膜接触方向，车昆面圆周接触的长度越大，越容易引起质量问 题，并且当有背压辘时，更容易产生质量问题。另一方面，传统凹版涂布中，涂布辘直径较大，在涂布过程中，涂布介质外露的时间较 长，溶剂的粘度及其它化学性能可能会发生变化，因而影响涂布质量，尤其是在精密 涂布场合，要求涂布介质很快转移到基材上。而微型凹版涂布消除了上述缺点，因此可2550- 808513- 22以实现更好的涂布质量。2 ）在传统的凹版涂布方式中，网孔中的涂胶量被分开，一部分转移到基材上，一部 分留在网孔中。通常在基材与涂布辗的夹角范围内，存储了涂布液，在 两侧的涂布液中， 会产生混

6、乱的、不稳定的流动气泡。特别是直径大的凹版涂布 辘，更容易产生混乱的、 不稳定的气泡聚集。当胶辘加压、胶辘偏斜或其它机械因素发生时，这种情况将会更加 严重。传统的凹版涂布还有背压辗，那么在基材与涂布辘的离开点，会有更多的胶液储 存，更加影响涂布质量。而微凹涂布，由于微凹辗直径较小，而且没有背压辘，在涂布 辘与基材的夹角范围内，不稳定的、混乱气泡聚集会大大减少，胶液聚集的状态也变得 比较稳定，因此可以获得较高的涂布质量。二微型凹版涂布的工作方式同传统的凹版方式一样，微凹涂布也需要刮刀，但是微凹涂布中刮刀的使用 在硬度 和角度上有所不同。同传统的刮刀相比，微凹用的刮刀薄且柔韧性要好，刮刀的压力轻，

7、 刮刀的角度比较陡，刮刀的延长线基本会通过涂布辘中心。涂布 辗与刮刀柔和地接触， 因此在微凹涂布中，刮刀和涂布辘的寿命较长。在微凹涂布中，微型网纹辘的作用也是涂布计量辘，其线数也有很宽的范围。网纹 辘安装在精密轴承座内，由电机直接驱动旋转，旋转的方向与走料方向相反。注意最上面的原理图，在微凹涂布中，从涂布辗离开液面到辘与基材的接触 点，车昆 面上这段弧应该是一个小于90度的弧。对于一个直径40mm勺涂布辗，这 段的距离不超 30mm在微凹涂布中，最重要的（也是控制涂布量的主要因素）就是走料速度与微凹涂 布辗的速度的比率。料膜有速度，而涂布车昆静止，这时没有涂布量，随着涂布辘速度 地增加，涂布量

8、将增加，还会岀现溢出，转速再增加，涂布量又将减小。试验测定， 涂布量相对于速度比率会出现“驼峰”曲线。如下图所示：典型的涂布模式将是下列模 式：（涂布辗表面线速度/料线速度）当速比二60%寸，涂布开始；当速比=100%-130%寸，均匀而规则的涂布；当 速比 =130%- 200%寸，涂布量增大；当速比二200%以上时，涂布量减小，且出现 不稳定现象。虽然涂布量的大小与网辗的网穴容量有关，但是在这个曲线上也存在一个窗口，通常 在比率为100%-130%时，涂布的厚度或重量可以有效地控制，并且可 以保证均匀一致的 涂布表面。实际状况下，每一个涂布辗的涂布量可以在土 10%的范围内变化。通过一定

9、数量的不同线数的涂布辗，可以获得不同的涂布量，做到比较经济的效果。结合传动 比，调整涂布车昆，基本上可以获得比较连续的涂布 量。对于比较严格的涂布，可以结 合涂布辘网穴规格及胶液流变性能，绘制出涂 布量与速比之间的曲线。以下是微凹涂布 中微凹辗线数与涂布量的关系。网纹辘线数湿的涂布量卩网纹辘线数湿的涂布量卩3030 -45908-163628 -43957153825 -401006144528 -431106-135025 351205115520 30150496021 311803-86513 222002-57016 302301. 5 -3.57520 302500.8 28012

10、20amt网得的涂布量卜25SO-SO8513223030T590S-163623-43957-153825-401006744528-43no6-135025-351205-11閒20-30ISO炉g6021*31180376513-222002-5T016-302301. 5-157520-30250GET80 12-20三微型凹版涂布的优点1 微型凹版涂布，可以将很薄的涂层涂到很薄的材料上。由于无背压辗，在涂布面 没有“胶印”、皱褶等缺陷。2由于没有背压银，料膜的边缘部也可涂上胶，而不用担心胶液涂到背压槻上而影响 涂布。传统涂布方式，改变涂布宽度，就要改变背压辗宽度，微凹涂布可以适应不同

11、宽度的纸张，薄膜、纺织物、金属箔等，而且可以涂布的材料可是 从2 micron的PET到200 micron的金属箔。3由于刮刀轻接触网纹辗，刮刀和网辗的磨损都非常小。4由于微凹辘直径小、重量轻，涂布不同涂布量，更换微凹辗比较方便。5反向涂布（类似于剪切方式）可以获得比较平整的涂布，而不需要匀胶系统。 微型涂布辘更适合易挥发的溶剂性胶液，而不用担心网穴堵塞。微凹涂布适 合涂布的胶 的粘度从lcps到1 OOOcps （ cps布氏粘度单位lcps二ImPa. s室温下水的粘度一般 为 1 Cps ） o四.微型凹版涂布的应用案例1电子领域：遮光膜，0. 05 micron涂层厚度；耐刮擦热ITO导电膜；绝缘与多层导电线 路板； LCD背光源膜组；新型平面照明；透明导电树脂层；存储磁带及存