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屬于包裝、印刷行業(yè)印前設備
極片涂布機設設計原理和操作使用基礎
．
涂布工藝基礎
1．
輥式涂布工作原理
圖3.1B 所示我們涂布機涂布工作原理我們涂布機工作原理由兩過程：（1）順轉輥定厚過程（2）逆轉輥涂層轉移過程
圖3.1B三輥涂布
（1）
順轉輥涂布及其涂布窗口：
先介紹涂布技術術語-涂布窗口
任何涂布形式(方法)都有適用范圍定操作條件（范圍）內能進行無弊病涂布也流體薄層均勻地涂布支持體上涂布操作范圍涂布技術稱涂布窗口
我們涂布機靠調節(jié)順轉輥涂布由兩根轉動方向相同涂布輥和計量輥之間計量間隙來控制涂布輥上形成需要厚度涂層我們涂布方式順轉輥特殊形式即其根計量輥轉動即轉速零計量輥截面做成逗號形狀也叫逗號刮刀我們涂層厚度通過改變逗號刮刀和涂布輥之間距離來調節(jié)
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我們種特殊順轉輥涂布形式操作當?shù)犊谖恢闷x工作位置涂布參數(shù)和漿料參數(shù)某范圍內能會出現(xiàn)豎條道弊病見圖3.7稱豎條道其表觀現(xiàn)象燈心絨布
圖3.7豎條道涂布弊病
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出現(xiàn)條道條件見圖3 .9
見圖3 .9順轉輥涂布窗口
圖： 間隙/輥徑比H/R 毛細準數(shù)Ca=μU/σ
式：H 兩輥間間隙R—兩輥當量半徑μ—流體黏度 U—輥表面線速度σ—流體表面張力
圖曲線下部均勻涂布區(qū)域也H –兩輥間間隙R—兩輥當量半徑μ—流體黏度 U—輥表面線速度σ—流體表面張力
們相互關系滿足圖條件時也毛細準數(shù)Ca=μU/σ數(shù)值較小范圍間隙/輥徑比H/R較大時能進行均勻涂布涂布條件進入了涂布窗口
極片涂布漿料黏度比較大因此涂布速度受限止只能較低速度涂布另外輥筒直徑已經確定情況下較大間隙有利于均勻涂布
（2）
逆轉輥涂布及其涂布窗口
我們極片布機涂布輥上漿料涂層亮輥間隙區(qū)轉移轉動方向相反背輥上包繞銅箔或鋁箔上因此其涂布過程也必須滿足逆轉棍涂布規(guī)律
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逆轉輥涂涂布窗口
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逆轉輥涂布窗口見圖3.14
速度比率 vm/va
逆轉輥涂布窗口見圖3.14
圖速度比= Vm/Va毛細準數(shù)Ca=μU/σ
式Vm—背輥表面速度 Va—涂布輥表面速度μ—流體黏度 U—輥表面線速度σ—流體表面張力
圖3.14 穩(wěn)定區(qū)也逆轉輥涂布窗口看逆轉輥涂布窗口比較小
圖豎條道區(qū)出現(xiàn)弊病類似圖3.7豎條道涂布弊病
圖所指噴涌現(xiàn)象見圖3.13種現(xiàn)象極片涂布過程涂布速度比較高間隙比較大情況下會出現(xiàn)也漿料能轉移基片上流下部料盤也高黏度漿料涂布速度受限制原因之
圖3.13
逆轉輥涂布過程兩輥間隙比較小,毛細準數(shù)足夠低也黏度或速度比較小情況下比較寬速度比率范圍內流動比較穩(wěn)定能得比較好涂布表觀質量間隙比較大涂布速度較高時容易出現(xiàn)空氣夾帶涂層表面有許多微小氣泡
有時了增加產量采取提高涂布速度有能出現(xiàn)出現(xiàn)空氣夾帶弊病了消除種弊病采取減小間隙操作方法過小間隙使涂布輥和背輥相互擠壓額外地增加了電機和減速機負載造成正常磨損也漿料逆轉輥轉移涂布速度受限止原因之二
二．
干燥工藝基礎
1．
涂布和干燥相互關系
干燥過程和涂布過程各自獨立又相互聯(lián)系
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涂層性質影響干燥工藝設計和操作
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涂布速度、涂層厚度-決定干燥長度
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干燥過程涂層有流平過程
因此臺涂布設計過程能否準確地運用佳涂布、干燥工藝平衡兩者關系終影響涂布機綜合技術性能
2．極片干燥方式
極片干燥有多種方式目前應用有下幾種：
（1）遠紅外輻射干燥特點和應用
遠紅外干燥用遠紅外發(fā)射元件熱能輻射干燥物體表面使液體蒸發(fā)汽化進行干燥特點：
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其干燥速度主要取決于輻射溫度溫度高干燥速度快
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其優(yōu)點設備比較簡單因此都比較低擋涂布機應用
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其缺點干燥效率低干燥均勻容易產生干燥弊病
（2）熱傳導熱鼓干燥特點和應用
熱鼓干燥干燥物體背面緊貼于加熱轉鼓表面熱能通過傳導傳遞干燥物體使液體蒸發(fā)汽化進行干燥起特點：
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干燥速度取決于熱鼓溫度
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設備比較笨重
通常應用于紙張和布匹干燥因此極片涂布機應用少見
（3）雙面送風飄浮干燥特點和應用
漂浮干燥干燥片材雙面設置特殊設計風嘴送高速噴射氣流空氣流動附壁效應作用下垂直作用干燥片材上氣流作用下干燥片材呈漂浮狀態(tài)進行干燥形成漂浮干燥條件及其特點：
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干燥片材雙面設置風嘴
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風嘴設計能產生附壁效應
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有足夠高噴射風速
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干燥時片狀干燥物料呈漂浮狀態(tài)
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能進行雙面干燥干燥效率高
其缺點：
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雙面送風動力消耗大
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干燥設備結構復雜龐大
漂浮干燥紙張涂布機干燥廣泛采用紙張滲透性材料濕涂層水分（溶劑）滲透背面因此進行雙面干燥具有干燥效率高優(yōu)點鋰離子電池極片基材銅箔和鋁箔漿料溶劑能滲透背面干燥干燥過程只發(fā)生涂布漿料面因此漂浮干燥優(yōu)點能極片干燥發(fā)揮出來反而造成干燥能源（加熱、送風）浪費因此日本平野設備機構比較復雜價格昂貴而且能源消耗大設備運行成本高
國內有公司生產極片涂布機形式上模仿日本涂布機雙面送風們風嘴結構能產生附壁效應風嘴風速足托起干燥極片根本形成了漂浮狀態(tài)種盲目模仿漂浮干燥雙面送風具備漂浮干燥優(yōu)點反而帶來了高能耗弊病
（4）常規(guī)對流熱風干燥
對流干燥比較傳統(tǒng)干燥技術加熱干燥空氣送入烘道干燥空氣熱能通過空氣對流傳導被干燥物體使液體蒸發(fā)汽化進行干燥其優(yōu)點設備簡單其缺點干燥效率低現(xiàn)代干燥設備逐漸被高效熱風沖擊干燥所取代
（5）循環(huán)熱風沖擊干燥特點和應用
熱風沖擊干燥技術利用空氣噴射流體力學原理發(fā)展起來高效干燥技術干燥空氣通過特殊設計風嘴高速噴射被干燥物體表面干燥物體表面阻礙干燥靜止空氣層沖擊作用下被破壞從而加快了干燥過程使干燥效率大大提高形成沖擊干燥條件：
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有噴射空氣噴射口（氣嘴、條縫或圓孔）
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噴射口氣嘴形式、排列、結構及數(shù)量要經過優(yōu)化設計
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噴射口噴射速度足夠大能破壞干燥表面靜止空氣層
循環(huán)熱風沖擊干燥特點：
干燥速度和溫度有關而且和干燥風量有關通過部分循環(huán)干燥空氣送風加大風量提高干燥速度大大提高干燥空氣熱量利用因此循環(huán)熱風沖擊干燥具有高效節(jié)能特點經過優(yōu)化設計沖擊干燥干燥效率比普通熱風干燥效率高倍特別適用干燥片狀或帶狀物料干燥因此膠片干燥得廣泛應用另外用增大送風量來提高干燥速度避免采用高溫干燥能產生龜裂干燥弊病
目前有廠家生產涂布機用熱風干燥也用風嘴送風從形式上看和沖擊干燥類似其風嘴結構設計和風量及風速都起沖擊效干燥過程仍屬對流干燥干燥效率高
3．熱風干燥基本過程
涂布漿料干燥由下面二種熱量和質量傳遞過程組成：
（1）
表面液體蒸發(fā)汽化過程
濕涂層通過和干燥熱氣熱交換吸收干燥空氣熱量涂層表面液體斷地蒸發(fā)蒸汽進入空氣并由干燥空氣蒸汽帶走
濕涂層液體含量比較多（臨界濕含量上）時候表面汽化速度快慢取決于下因素：
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表面空氣流動速度
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干燥空氣濕度
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干燥空氣溫度
當涂層干燥其濕含量達臨界濕含量表面汽化速度取決于涂層內部液體擴散速度
（2）
內部液體擴散過程
由于涂層表面汽化使涂層表面液體濃度變小涂層內部液體斷地向表面擴散
4．干燥過程階段
物料干燥過程分下幾階段：見圖7.3
(1)
過渡階段—圖7.3干燥開始時膜溫度下降部分
涂布涂層進入干燥箱膜表面由于發(fā)生溶劑或水汽化吸熱而使其溫度逐漸下降有流平過程
(2)
恒速干燥階段——圖7.4溫度保持變幾部分溫度圖74干燥速度變部分
恒速干燥階段特點：
①涂層表面有足夠水分或溶劑
②干燥速度受外部條件-氣化速度控制
③干燥速度恒定
④大部分水分或熔劑階段氣化
⑤涂層表面溫度等于干燥空氣濕球溫度
（3）
降速干燥階段—圖7.3溫度升高部分圖74降速部分
①干燥速度受內部擴散速度控制
②干燥速度下降
③涂層溫度升高干燥時間長
(1)
干燥控制(7.5)
恒速干燥階段干燥控制基本參數(shù)：
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干燥空氣干球溫度
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空氣濕含量（溶劑含量）
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空氣速度
4．極片干燥出現(xiàn)干燥弊病
(7.6.3 皺皮)
龜裂