属于包装、印刷行业印前设备
极片涂布机设设计原理和操作使用基础
．
涂布工艺基础
1．
辊式涂布工作原理
图3.1B 所示我们涂布机涂布工作原理我们涂布机工作原理由两过程：（1）顺转辊定厚过程（2）逆转辊涂层转移过程
图3.1B三辊涂布
（1）
顺转辊涂布及其涂布窗口：
先介绍涂布技术术语-涂布窗口
任何涂布形式(方法)都有适用范围定操作条件（范围）内能进行无弊病涂布也流体薄层均匀地涂布支持体上涂布操作范围涂布技术称涂布窗口
我们涂布机靠调节顺转辊涂布由两根转动方向相同涂布辊和计量辊之间计量间隙来控制涂布辊上形成需要厚度涂层我们涂布方式顺转辊特殊形式即其根计量辊转动即转速零计量辊截面做成逗号形状也叫逗号刮刀我们涂层厚度通过改变逗号刮刀和涂布辊之间距离来调节
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我们种特殊顺转辊涂布形式操作当刀口位置偏离工作位置涂布参数和浆料参数某范围内能会出现竖条道弊病见图3.7称竖条道其表观现象灯心绒布
图3.7竖条道涂布弊病
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出现条道条件见图3 .9
见图3 .9顺转辊涂布窗口
图： 间隙/辊径比H/R 毛细准数Ca=μU/σ
式：H 两辊间间隙R—两辊当量半径μ—流体黏度 U—辊表面线速度σ—流体表面张力
图曲线下部均匀涂布区域也H –两辊间间隙R—两辊当量半径μ—流体黏度 U—辊表面线速度σ—流体表面张力
们相互关系满足图条件时也毛细准数Ca=μU/σ数值较小范围间隙/辊径比H/R较大时能进行均匀涂布涂布条件进入了涂布窗口
极片涂布浆料黏度比较大因此涂布速度受限止只能较低速度涂布另外辊筒直径已经确定情况下较大间隙有利于均匀涂布
（2）
逆转辊涂布及其涂布窗口
我们极片布机涂布辊上浆料涂层亮辊间隙区转移转动方向相反背辊上包绕铜箔或铝箔上因此其涂布过程也必须满足逆转棍涂布规律
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逆转辊涂涂布窗口
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逆转辊涂布窗口见图3.14
速度比率 vm/va
逆转辊涂布窗口见图3.14
图速度比= Vm/Va毛细准数Ca=μU/σ
式Vm—背辊表面速度 Va—涂布辊表面速度μ—流体黏度 U—辊表面线速度σ—流体表面张力
图3.14 稳定区也逆转辊涂布窗口看逆转辊涂布窗口比较小
图竖条道区出现弊病类似图3.7竖条道涂布弊病
图所指喷涌现象见图3.13种现象极片涂布过程涂布速度比较高间隙比较大情况下会出现也浆料能转移基片上流下部料盘也高黏度浆料涂布速度受限制原因之
图3.13
逆转辊涂布过程两辊间隙比较小,毛细准数足够低也黏度或速度比较小情况下比较宽速度比率范围内流动比较稳定能得比较好涂布表观质量间隙比较大涂布速度较高时容易出现空气夹带涂层表面有许多微小气泡
有时了增加产量采取提高涂布速度有能出现出现空气夹带弊病了消除种弊病采取减小间隙操作方法过小间隙使涂布辊和背辊相互挤压额外地增加了电机和减速机负载造成正常磨损也浆料逆转辊转移涂布速度受限止原因之二
二．
干燥工艺基础
1．
涂布和干燥相互关系
干燥过程和涂布过程各自独立又相互联系
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涂层性质影响干燥工艺设计和操作
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涂布速度、涂层厚度-决定干燥长度
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干燥过程涂层有流平过程
因此台涂布设计过程能否准确地运用佳涂布、干燥工艺平衡两者关系终影响涂布机综合技术性能
2．极片干燥方式
极片干燥有多种方式目前应用有下几种：
（1）远红外辐射干燥特点和应用
远红外干燥用远红外发射元件热能辐射干燥物体表面使液体蒸发汽化进行干燥特点：
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其干燥速度主要取决于辐射温度温度高干燥速度快
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其优点设备比较简单因此都比较低挡涂布机应用
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其缺点干燥效率低干燥均匀容易产生干燥弊病
（2）热传导热鼓干燥特点和应用
热鼓干燥干燥物体背面紧贴于加热转鼓表面热能通过传导传递干燥物体使液体蒸发汽化进行干燥起特点：
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干燥速度取决于热鼓温度
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设备比较笨重
通常应用于纸张和布匹干燥因此极片涂布机应用少见
（3）双面送风飘浮干燥特点和应用
漂浮干燥干燥片材双面设置特殊设计风嘴送高速喷射气流空气流动附壁效应作用下垂直作用干燥片材上气流作用下干燥片材呈漂浮状态进行干燥形成漂浮干燥条件及其特点：
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干燥片材双面设置风嘴
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风嘴设计能产生附壁效应
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有足够高喷射风速
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干燥时片状干燥物料呈漂浮状态
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能进行双面干燥干燥效率高
其缺点：
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双面送风动力消耗大
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干燥设备结构复杂庞大
漂浮干燥纸张涂布机干燥广泛采用纸张渗透性材料湿涂层水分（溶剂）渗透背面因此进行双面干燥具有干燥效率高优点锂离子电池极片基材铜箔和铝箔浆料溶剂能渗透背面干燥干燥过程只发生涂布浆料面因此漂浮干燥优点能极片干燥发挥出来反而造成干燥能源（加热、送风）浪费因此日本平野设备机构比较复杂价格昂贵而且能源消耗大设备运行成本高
国内有公司生产极片涂布机形式上模仿日本涂布机双面送风们风嘴结构能产生附壁效应风嘴风速足托起干燥极片根本形成了漂浮状态种盲目模仿漂浮干燥双面送风具备漂浮干燥优点反而带来了高能耗弊病
（4）常规对流热风干燥
对流干燥比较传统干燥技术加热干燥空气送入烘道干燥空气热能通过空气对流传导被干燥物体使液体蒸发汽化进行干燥其优点设备简单其缺点干燥效率低现代干燥设备逐渐被高效热风冲击干燥所取代
（5）循环热风冲击干燥特点和应用
热风冲击干燥技术利用空气喷射流体力学原理发展起来高效干燥技术干燥空气通过特殊设计风嘴高速喷射被干燥物体表面干燥物体表面阻碍干燥静止空气层冲击作用下被破坏从而加快了干燥过程使干燥效率大大提高形成冲击干燥条件：
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有喷射空气喷射口（气嘴、条缝或圆孔）
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喷射口气嘴形式、排列、结构及数量要经过优化设计
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喷射口喷射速度足够大能破坏干燥表面静止空气层
循环热风冲击干燥特点：
干燥速度和温度有关而且和干燥风量有关通过部分循环干燥空气送风加大风量提高干燥速度大大提高干燥空气热量利用因此循环热风冲击干燥具有高效节能特点经过优化设计冲击干燥干燥效率比普通热风干燥效率高倍特别适用干燥片状或带状物料干燥因此胶片干燥得广泛应用另外用增大送风量来提高干燥速度避免采用高温干燥能产生龟裂干燥弊病
目前有厂家生产涂布机用热风干燥也用风嘴送风从形式上看和冲击干燥类似其风嘴结构设计和风量及风速都起冲击效干燥过程仍属对流干燥干燥效率高
3．热风干燥基本过程
涂布浆料干燥由下面二种热量和质量传递过程组成：
（1）
表面液体蒸发汽化过程
湿涂层通过和干燥热气热交换吸收干燥空气热量涂层表面液体断地蒸发蒸汽进入空气并由干燥空气蒸汽带走
湿涂层液体含量比较多（临界湿含量上）时候表面汽化速度快慢取决于下因素：
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表面空气流动速度
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干燥空气湿度
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干燥空气温度
当涂层干燥其湿含量达临界湿含量表面汽化速度取决于涂层内部液体扩散速度
（2）
内部液体扩散过程
由于涂层表面汽化使涂层表面液体浓度变小涂层内部液体断地向表面扩散
4．干燥过程阶段
物料干燥过程分下几阶段：见图7.3
(1)
过渡阶段—图7.3干燥开始时膜温度下降部分
涂布涂层进入干燥箱膜表面由于发生溶剂或水汽化吸热而使其温度逐渐下降有流平过程
(2)
恒速干燥阶段——图7.4温度保持变几部分温度图74干燥速度变部分
恒速干燥阶段特点：
①涂层表面有足够水分或溶剂
②干燥速度受外部条件-气化速度控制
③干燥速度恒定
④大部分水分或熔剂阶段气化
⑤涂层表面温度等于干燥空气湿球温度
（3）
降速干燥阶段—图7.3温度升高部分图74降速部分
①干燥速度受内部扩散速度控制
②干燥速度下降
③涂层温度升高干燥时间长
(1)
干燥控制(7.5)
恒速干燥阶段干燥控制基本参数：
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干燥空气干球温度
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空气湿含量（溶剂含量）
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空气速度
4．极片干燥出现干燥弊病
(7.6.3 皱皮)
龟裂