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可调模唇狭缝涂布模头能提高热熔胶涂布的生产率和精确性

来源:Lables2017年11月22日

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  在热熔胶涂布领域,可调模唇狭缝涂布模头凭借其多功能性、精确性和宽泛的操作能力具有极大优势,尤其是对那些需要多次进行小批量生产、频繁进行作业变换的材料加工商而言更具价值。本文由Nordson PPS(上海)有限公司流体涂布模头系统销售经理 胡杰先生提供

  众多材料加工商越来越将狭缝涂布模头系统视为一种与辊涂以及其他将流体涂覆到平面基材上的传统方法相比较更高效且可控的替代方案。在热熔胶涂布领域,可调模唇狭缝涂布模头凭借其多功能性、精确性和宽泛的操作能力具有极大优势,而这些优势也令众多材料加工商业者受益匪浅,尤其是对那些需要多次进行小批量生产、频繁进行作业变换的材料加工商而言更具价值。

  目前市场上提供几种不同类型的狭缝涂布模头,包括固定模唇和可调模唇系统。狭缝涂布模头系统越来越有吸引力的原因之一,是全球化市场中的激烈竞争使得企业为了最大限度提高经济性、生产率和质量保证的压力与日俱增。狭缝涂布模头的使用将有助于满足上述市场的需求,因为它与辊涂方式在两个关键方面有所不同:

  1、它是一种“预计量”系统,能以恒定速度将热熔胶涂布于平面基材表面,并且能够精确控制涂布量和在整个平面基材上的分布;既可以减少浪费,实现高线速度和高固含量涂布,又可提高产品质量和均匀性;

  2、它是一种封闭式系统,因此可以有效防止空气环境中杂质的污染。

  狭缝涂布模头的功能是保持流体处于适合涂布的恰当温度,使流体按所需的涂布宽度均匀分布,并将流体涂布至平面基材。该模头可拆分为上模身和下模身,上下模身可以使用螺栓连接在一起。一个衣架形流道(即歧管)封闭在这两片模身之中,该流道是由上模身或下模身部分机械加工而成,其最宽部分位于出口狭缝处,宽度与涂布宽度相对应。该歧管可使进入模头的涂布液分布到其整个目标宽度,该设计能确保通过模头的出口狭缝的涂布料流实现均匀一致和流线型分布。

  涂布控制的关键:

  恒定的涂布速度

  狭缝涂布模头提供针对涂布过程的高级控制,有助于实现其恒定的涂布速度。正向位移泵以无脉冲的恒定速率将热熔胶送入模头,进入模头的所有流体都将涂布至平面基材。在辊涂时,涂布辊上的涂层实际上仅有部分能转移至平面基材,涂布量则随流体粘度、基材行进速度及辊筒转速等因素而异。

  辊涂的另一个缺点是需要再循环利用剩余的涂布液,原因就是这种涂布方式只能部分利用涂布辊上的涂布液。杂质污染有可能造成产品质量受损,并会导致原材料浪费。

  狭缝涂布模头的恒定涂布速度可令这些模头能以高于辊涂方式的线速度进行高效涂布。由于辊涂只允许将部分涂布液从涂布辊转移,因此在高速涂布时可能会由于涂布液膜破裂而出现产品缺陷。在狭缝涂布过程中,通过涂布唇的合理设计能够有效避免涂布时出现这种液膜破裂所产生的缺陷。因涂层不同就导致可实现的涂布速度有很大差异:在热熔胶涂布中,狭缝涂布模头通常能以高达600米/分钟的速度进行涂布;而辊涂能够达到的相应高速度仅为365米/分钟。

  可调模唇狭缝涂布模头多功能性的关键之一是无需拆解模头,即可在生产线上改变模唇开口间隙(或者涂布的湿膜厚度)。相比之下,如果要更改固定模唇狭缝涂布模头的模唇间距,需在上下模身之间插入细金属条或垫片,然后在模头后部使用更多垫片以消除由此产生的模唇面偏移,并确保它们再次处于同一平面上。

  此外,可调模唇狭缝涂布模头还表现出极高的涂布精确度。Nordson Corporation的 Ultracoat™ HM™狭缝涂布模头可将涂布量的均匀性保持在+/-1.75—3.50%的范围内。实现这种精确性有三个原因:

  • 可以微调横向涂布厚度分布均匀性。

  使用Ultracoat™ HM™狭缝涂布模头,可以通过调节涂布模唇,消除因涂层偏厚所产生的肉眼可见的涂布条带,纠正或消除在高黏度涂布胶液涂布过程中普遍存在的中间厚两边薄的现象。打破涂布胶液的黏度上限,并通过使涂布精度保持在极小的公差范围内,从而降低原材料成本。

  具备这种可调节性的原因在于,模头的可调模唇调节系统是由沿着模头宽度方向排列的若干个独立调节块组成。Ultracoat™ HM™涂布模头配有Nordson Ultraflex™厚度调节系统,这些模唇调节单元需要人工手动进行调节。作为一个选项,Ultracoat™ HM™模头也可与Autoflex™自动厚度调节系统组合,以实现闭环控制。Autoflex系统使用热膨胀调节块,可对来自下游涂布量扫描仪的反馈作出响应。在探测到涂布过程中超出目标厚度的区域时,模唇上相应点的插入式加热棒的功率将会提高,这就令对应的调节块热胀,从而收紧该区域的模唇间隙。反之,厚度过低的区域可通过降低功率来纠正。

  在辊涂中,调节横向厚度的方法仅限于对整个涂布宽度进行一般改进,并且无论目标涂布量是多少,这些改进很少能够实现优于约+/-5%的误差。对于125克/平方米(gsm)的涂布量,使用配有Ultraflex和Autoflex系统的Ultracoat™ HM™狭缝涂布模头可以分别实现3.5%和1.75%的误差。

  • 涂布专用的歧管设计。

  为优化涂布液通过歧管流动并涂布至基材,Nordson根据要涂布的热熔流体的流变特性对各种歧管进行了工程设计。流变特性是流体的唯一“指纹”,可以通过绘制流体粘度与其在特定温度下的剪切速率之间的关系图来确定。Nordson使用所得数据,采用计算机辅助工程设计和CNC机械加工,开发出具有复杂内部轮廓的歧管。

  • 适用于模头定位的支架。

  Nordson的Ultracoat™ HM™模头定位支架系统是一种可调节的支架,能以相对于背辊的最佳角度和接近距离精确定位Ultracoat™ HM™模头,并将模头与影响涂布应用的振动隔离开来。这种模头定位器具有+/-2.00µ的位置可重复性定位,以及+/-5°的标准涂布仰角,能够将其轻松集成至新的或现有生产线。

  模头能够满足广泛的应用需求

可调模唇狭缝涂布模头能提高热熔胶涂布的生产率和精确性

  与固定模唇狭缝涂布模头相比,Ultracoat™ HM™模头可以使用更广泛的工艺参数。它适用的粘度范围最高可达250,000厘泊,而固定模唇模头的最高粘度仅为50,000厘泊;最大涂布宽度能力为4,750毫米,相比之下,固定模唇模头的最大涂布宽度能力为3,000毫米。而比较两者的价格,在宽度相同的前提下差异并不大。Ultracoat™ HM™模头的最高工作温度为315°C,比固定模唇系统高近60%。除热溶胶以外,Ultracoat™ HM™模头还适用于冷流体涂布。

  Ultracoat™ HM™模头除了多功能性的优势之外,其内部封堵系统还能够实现涂布宽度的快速变化。为了最大限度减少用于清洁和维护保养的停机时间,该模头采用两件式结构,可对所有料流经过的表面进行检修,并配有铰链,而无需起吊装置或起重机。

  Ultracoat™ HM™模头对于热熔胶涂布具有特殊意义的一项可选功能是转动胶棒设计。它既可以通过转移固体颗粒或残胶消除条纹,又能够因使模头刃口的磨损分摊于较大面积进而延长模头的工作寿命。另外,它还可搭配橡胶背辊,其标准外圆全调动(TIR)为25.4µ。

  Nordson位于上海市松江区的工厂,已准备好为希望从辊涂进行升级,或者寻找固定模唇系统替代方案的材料加工商提供帮助。第一步通常是确定某种特定应用的粘着力、外观和其他要求;接下来是定制模头,打造可满足材料加工商独特用途需求的狭缝涂布模头;最后,材料加工商可获得一个能够将控制能力和质量保证提升至全新水平的系统,享受其带来的益处。

可调模唇狭缝涂布模头能提高热熔胶涂布的生产率和精确性

可调模唇狭缝涂布模头能提高热熔胶涂布的生产率和精确性

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