可調(diào)模唇狹縫涂布模頭能提高熱熔膠涂布的生產(chǎn)率和精確性
- 胡杰
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可調(diào)模唇狹縫涂布模頭能提高熱熔膠涂布的生產(chǎn)率和精確性 在熱熔膠涂布領(lǐng)域，可調(diào)模唇狹縫涂布模頭憑借其多功能性、精確性和寬泛的操作能力具...
可調(diào)模唇狹縫涂布模頭能提高熱熔膠涂布的生產(chǎn)率和精確性
在熱熔膠涂布領(lǐng)域，可調(diào)模唇狹縫涂布模頭憑借其多功能性、精確性和寬泛的操作能力具有極大優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)那些需要多次進(jìn)行小批量生產(chǎn)、頻繁進(jìn)行作業(yè)變換的材料加工商而言更具價(jià)值。本文由Nordson PPS（上海）有限公司流體涂布模頭系統(tǒng)銷售經(jīng)理 胡杰先生提供
眾多材料加工商越來(lái)越將狹縫涂布模頭系統(tǒng)視為一種與輥涂以及其他將流體涂覆到平面基材上的傳統(tǒng)方法相比較更高效且可控的替代方案。在熱熔膠涂布領(lǐng)域，可調(diào)模唇狹縫涂布模頭憑借其多功能性、精確性和寬泛的操作能力具有極大優(yōu)勢(shì)，而這些優(yōu)勢(shì)也令眾多材料加工商業(yè)者受益匪淺，尤其是對(duì)那些需要多次進(jìn)行小批量生產(chǎn)、頻繁進(jìn)行作業(yè)變換的材料加工商而言更具價(jià)值。
目前市場(chǎng)上提供幾種不同類型的狹縫涂布模頭，包括固定模唇和可調(diào)模唇系統(tǒng)。狹縫涂布模頭系統(tǒng)越來(lái)越有吸引力的原因之一，是全球化市場(chǎng)中的激烈競(jìng)爭(zhēng)使得企業(yè)為了最大限度提高經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)率和質(zhì)量保證的壓力與日俱增。狹縫涂布模頭的使用將有助于滿足上述市場(chǎng)的需求，因?yàn)樗c輥涂方式在兩個(gè)關(guān)鍵方面有所不同：
1、它是一種“預(yù)計(jì)量”系統(tǒng)，能以恒定速度將熱熔膠涂布于平面基材表面，并且能夠精確控制涂布量和在整個(gè)平面基材上的分布；既可以減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)高線速度和高固含量涂布，又可提高產(chǎn)品質(zhì)量和均勻性；
2、它是一種封閉式系統(tǒng)，因此可以有效防止空氣環(huán)境中雜質(zhì)的污染。
狹縫涂布模頭的功能是保持流體處于適合涂布的恰當(dāng)溫度，使流體按所需的涂布寬度均勻分布，并將流體涂布至平面基材。該模頭可拆分為上模身和下模身，上下模身可以使用螺栓連接在一起。一個(gè)衣架形流道（即歧管）封閉在這兩片模身之中，該流道是由上模身或下模身部分機(jī)械加工而成，其最寬部分位于出口狹縫處，寬度與涂布寬度相對(duì)應(yīng)。該歧管可使進(jìn)入模頭的涂布液分布到其整個(gè)目標(biāo)寬度，該設(shè)計(jì)能確保通過(guò)模頭的出口狹縫的涂布料流實(shí)現(xiàn)均勻一致和流線型分布。
涂布控制的關(guān)鍵：
恒定的涂布速度
狹縫涂布模頭提供針對(duì)涂布過(guò)程的高級(jí)控制，有助于實(shí)現(xiàn)其恒定的涂布速度。正向位移泵以無(wú)脈沖的恒定速率將熱熔膠送入模頭，進(jìn)入模頭的所有流體都將涂布至平面基材。在輥涂時(shí)，涂布輥上的涂層實(shí)際上僅有部分能轉(zhuǎn)移至平面基材，涂布量則隨流體粘度、基材行進(jìn)速度及輥筒轉(zhuǎn)速等因素而異。
輥涂的另一個(gè)缺點(diǎn)是需要再循環(huán)利用剩余的涂布液，原因就是這種涂布方式只能部分利用涂布輥上的涂布液。雜質(zhì)污染有可能造成產(chǎn)品質(zhì)量受損，并會(huì)導(dǎo)致原材料浪費(fèi)。
狹縫涂布模頭的恒定涂布速度可令這些模頭能以高于輥涂方式的線速度進(jìn)行高效涂布。由于輥涂只允許將部分涂布液從涂布輥轉(zhuǎn)移，因此在高速涂布時(shí)可能會(huì)由于涂布液膜破裂而出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷。在狹縫涂布過(guò)程中，通過(guò)涂布唇的合理設(shè)計(jì)能夠有效避免涂布時(shí)出現(xiàn)這種液膜破裂所產(chǎn)生的缺陷。因涂層不同就導(dǎo)致可實(shí)現(xiàn)的涂布速度有很大差異：在熱熔膠涂布中，狹縫涂布模頭通常能以高達(dá)600米/分鐘的速度進(jìn)行涂布；而輥涂能夠達(dá)到的相應(yīng)高速度僅為365米/分鐘。
可調(diào)模唇狹縫涂布模頭的多功能性和精確性
可調(diào)模唇狹縫涂布模頭多功能性的關(guān)鍵之一是無(wú)需拆解模頭，即可在生產(chǎn)線上改變模唇開(kāi)口間隙（或者涂布的濕膜厚度）。相比之下，如果要更改固定模唇狹縫涂布模頭的模唇間距，需在上下模身之間插入細(xì)金屬條或墊片，然后在模頭后部使用更多墊片以消除由此產(chǎn)生的模唇面偏移，并確保它們?cè)俅翁幱谕黄矫嫔稀?/div>
此外，可調(diào)模唇狹縫涂布模頭還表現(xiàn)出極高的涂布精確度。Nordson Corporation的 Ultracoat™ HM™狹縫涂布模頭可將涂布量的均勻性保持在+/-1.75—3.50%的范圍內(nèi)。實(shí)現(xiàn)這種精確性有三個(gè)原因：
• 可以微調(diào)橫向涂布厚度分布均勻性。使用Ultracoat™ HM™狹縫涂布模頭，可以通過(guò)調(diào)節(jié)涂布模唇，消除因涂層偏厚所產(chǎn)生的肉眼可見(jiàn)的涂布條帶，糾正或消除在高黏度涂布膠液涂布過(guò)程中普遍存在的中間厚兩邊薄的現(xiàn)象。打破涂布膠液的黏度上限，并通過(guò)使涂布精度保持在極小的公差范圍內(nèi)，從而降低原材料成本。
具備這種可調(diào)節(jié)性的原因在于，模頭的可調(diào)模唇調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由沿著模頭寬度方向排列的若干個(gè)獨(dú)立調(diào)節(jié)塊組成。Ultracoat™ HM™涂布模頭配有Nordson Ultraflex™厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這些模唇調(diào)節(jié)單元需要人工手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為一個(gè)選項(xiàng)，Ultracoat™ HM™模頭也可與Autoflex™自動(dòng)厚度調(diào)節(jié)系統(tǒng)組合，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。Autoflex系統(tǒng)使用熱膨脹調(diào)節(jié)塊，可對(duì)來(lái)自下游涂布量掃描儀的反饋?zhàn)鞒鲰憫?yīng)。在探測(cè)到涂布過(guò)程中超出目標(biāo)厚度的區(qū)域時(shí)，模唇上相應(yīng)點(diǎn)的插入式加熱棒的功率將會(huì)提高，這就令對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)塊熱脹，從而收緊該區(qū)域的模唇間隙。反之，厚度過(guò)低的區(qū)域可通過(guò)降低功率來(lái)糾正。
在輥涂中，調(diào)節(jié)橫向厚度的方法僅限于對(duì)整個(gè)涂布寬度進(jìn)行一般改進(jìn)，并且無(wú)論目標(biāo)涂布量是多少，這些改進(jìn)很少能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)于約+/-5%的誤差。對(duì)于125克/平方米（gsm）的涂布量，使用配有Ultraflex和Autoflex系統(tǒng)的Ultracoat™ HM™狹縫涂布模頭可以分別實(shí)現(xiàn)3.5%和1.75%的誤差。
• 涂布專用的歧管設(shè)計(jì)。為優(yōu)化涂布液通過(guò)歧管流動(dòng)并涂布至基材，Nordson根據(jù)要涂布的熱熔流體的流變特性對(duì)各種歧管進(jìn)行了工程設(shè)計(jì)。流變特性是流體的唯一“指紋”，可以通過(guò)繪制流體粘度與其在特定溫度下的剪切速率之間的關(guān)系圖來(lái)確定。Nordson使用所得數(shù)據(jù)，采用計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)和CNC機(jī)械加工，開(kāi)發(fā)出具有復(fù)雜內(nèi)部輪廓的歧管。
• 適用于模頭定位的支架。Nordson的Ultracoat™ HM™模頭定位支架系統(tǒng)是一種可調(diào)節(jié)的支架，能以相對(duì)于背輥的最佳角度和接近距離精確定位Ultracoat™ HM™模頭，并將模頭與影響涂布應(yīng)用的振動(dòng)隔離開(kāi)來(lái)。這種模頭定位器具有+/-2.00µ的位置可重復(fù)性定位，以及+/-5°的標(biāo)準(zhǔn)涂布仰角，能夠?qū)⑵漭p松集成至新的或現(xiàn)有生產(chǎn)線。
模頭能夠滿足廣泛的應(yīng)用需求
與固定模唇狹縫涂布模頭相比，Ultracoat™ HM™模頭可以使用更廣泛的工藝參數(shù)。它適用的粘度范圍最高可達(dá)250,000厘泊，而固定模唇模頭的最高粘度僅為50,000厘泊；最大涂布寬度能力為4,750毫米，相比之下，固定模唇模頭的最大涂布寬度能力為3,000毫米。而比較兩者的價(jià)格，在寬度相同的前提下差異并不大。Ultracoat™ HM™模頭的最高工作溫度為315°C，比固定模唇系統(tǒng)高近60%。除熱溶膠以外，Ultracoat™ HM™模頭還適用于冷流體涂布。
Ultracoat™ HM™模頭除了多功能性的優(yōu)勢(shì)之外，其內(nèi)部封堵系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)涂布寬度的快速變化。為了最大限度減少用于清潔和維護(hù)保養(yǎng)的停機(jī)時(shí)間，該模頭采用兩件式結(jié)構(gòu)，可對(duì)所有料流經(jīng)過(guò)的表面進(jìn)行檢修，并配有鉸鏈，而無(wú)需起吊裝置或起重機(jī)。
Ultracoat™ HM™模頭對(duì)于熱熔膠涂布具有特殊意義的一項(xiàng)可選功能是轉(zhuǎn)動(dòng)膠棒設(shè)計(jì)。它既可以通過(guò)轉(zhuǎn)移固體顆?；驓埬z消除條紋，又能夠因使模頭刃口的磨損分?jǐn)傆谳^大面積進(jìn)而延長(zhǎng)模頭的工作壽命。另外，它還可搭配橡膠背輥，其標(biāo)準(zhǔn)外圓全調(diào)動(dòng)（TIR）為25.4µ。
Nordson位于上海市松江區(qū)的工廠，已準(zhǔn)備好為希望從輥涂進(jìn)行升級(jí)，或者尋找固定模唇系統(tǒng)替代方案的材料加工商提供幫助。第一步通常是確定某種特定應(yīng)用的粘著力、外觀和其他要求；接下來(lái)是定制模頭，打造可滿足材料加工商獨(dú)特用途需求的狹縫涂布模頭；最后，材料加工商可獲得一個(gè)能夠?qū)⒖刂颇芰唾|(zhì)量保證提升至全新水平的系統(tǒng)，享受其帶來(lái)的益處。