你每天都會使用智能型手機在社群留言或是發(fā)送訊息,你一定會為你的車貼上抗UV隔熱膜,每個你從超商貨架上帶回的食品,一定都有密封良好的阻隔,還有在醫(yī)院中總會看到不同的敷料,這些日常生活用品,看起來平常不起眼,背后卻有著精細(xì)的涂布制程。
根據(jù)全球性調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,利用卷對卷設(shè)備進(jìn)行涂布制程的應(yīng)用范圍越來越廣泛,根據(jù)不同的應(yīng)用,預(yù)估2026年的市場占比大致如下:
消費性電子包含柔性顯示器以及傳感器,廣泛運用在智能型手機以及穿戴裝置、電子閱讀器以及觸控面板等。
汽車產(chǎn)業(yè)則以先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)應(yīng)用、車窗玻璃上各式的抗紫外線隔熱涂層等,以及最近相當(dāng)熱門的車用保護(hù)膜(犀牛盾)。
包裝產(chǎn)業(yè)則以應(yīng)用在電子、食品上的阻隔膜、防偽標(biāo)簽等。
裝飾與功能薄膜則是用于抗靜電抗菌或是表面硬化(如:屏幕保護(hù)貼)。
其他則以儲能電池(鋰電池以及薄膜電池正負(fù)極涂布) 與醫(yī)療敷料為主。
涂布制程被應(yīng)用在多種產(chǎn)業(yè)
基材與涂布膠料
涂布就是將膠料均勻涂抹在特定基材上,經(jīng)過干燥與固化等處理,達(dá)成不同的功能應(yīng)用,因此在卷對卷涂布制程中,基材與膠料是決定涂布質(zhì)量的重要因之一。
基材厚度是否均一、張力以及彈性還有基材是否經(jīng)過預(yù)處理等,都可能會影響涂布質(zhì)量。比如基材的厚度公差越大,就越容易讓膠料造成局部積料,涂布厚度不均,基材本身在收卷過程中若有皺褶、邊緣翹曲或是包入過多空氣等,這些來自于基材本身張力不均的情形,都會讓涂布制程更加難以控制。
至于膠料的黏度、固含量、顆粒粒徑與分布還有揮發(fā)速率等,都是卷對卷設(shè)備中涂布座以及烘干單元設(shè)計的主要根據(jù),也會左右涂布質(zhì)量的好壞。比如高黏度膠料容易形成留痕,因此在狹縫式模具設(shè)計,就要巧妙的透過硬件來去補償材料本身的特性,達(dá)成平衡點,而通常固含量高的膠料,容易形成龜裂現(xiàn)象,因此在烘箱設(shè)計以及生產(chǎn)條件設(shè)定上,就必須找到匹配的方式去因應(yīng)。
基材和膠料是左右涂布質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一
簡單來說,膠料的黏度以及基材的表面平整,對于涂布(濕膜和干膜)的平整度有所影響,膠料的揮發(fā)與固含決定烘箱設(shè)計,也影響涂布層縱向與橫向的質(zhì)量,基材的柔韌度則會影響涂布收放卷的張力與卷曲角度等。
涂布技術(shù)面面觀—涂布座與干燥技術(shù)
卷對卷涂布設(shè)備因應(yīng)市場端應(yīng)用需求,通常會使用具有兩種以上涂布方式的涂布座設(shè)計,可以因應(yīng)不同的膠料、涂布厚度使用不同涂布方式,可以有效節(jié)省生產(chǎn)成本與時間。舉例來說,狹縫式模具、逗號輪以及微凹綜合涂布座,應(yīng)用于電極片涂布時,狹縫式模具能夠達(dá)成均勻薄膜(10-50um),逗號輪則會用于較厚的涂布層,微凹可用于隔離層或功能性涂布;如果用在PPF制程,狹縫式模具可用于保護(hù)層達(dá)成超薄厚度以及高光學(xué)透明度,中間隔離層則可考慮使用微凹涂布,壓敏層(PSA)則可以用逗號輪涂布,形成較厚的涂層,兼顧黏著力以及重復(fù)黏貼需求。
大致來說,狹縫式模具會應(yīng)用在高均勻精度需求以及超薄涂層,同時可涵蓋的膠料黏度范圍廣泛,即使清潔尚需耗費一定時間,但仍是涂布技術(shù)的主流,微凹多運用于顆粒以及大面積圖案畫涂布,逗號輪則適用于中厚涂層以及高黏度膠料居多。
多功能涂布座可以讓使用者轉(zhuǎn)換不同涂布方式,節(jié)省成本和時間
卷對卷的烘箱設(shè)計主要是發(fā)揮干燥與固化功能,這跟膠料與溶劑息息相關(guān),干燥主要就是讓涂層中的溶劑或水分揮發(fā)完全,讓濕膜轉(zhuǎn)化成干膜;固化則是使涂料中的物質(zhì)產(chǎn)生聚合化學(xué)反應(yīng),達(dá)成提升硬度、附著力或特殊機械性能等。
干燥方式常見的有:
熱風(fēng)干燥--適用于各種溶劑涂料,如PVC、PU以及水性等,因為操作簡單,應(yīng)用廣泛,在設(shè)計上需注意溫度控制,透過妥善設(shè)計還能使部分空氣回流使用,節(jié)省耗能。
紅外線(IR)干燥—適用于溶劑型以及部分水性或含水分率低的PU膠,加熱快速能量集中,如何選用適合的波長是主要關(guān)鍵。
熱風(fēng)干燥是最常見的干燥方式
固化常見的有:
UV固化—用于感旋光性涂料,速度快耗能低。配方中需要含光引劑,基材透光度高,使用時須注意安全防護(hù)。
電子束固化—適用高固含膠料,穿透率高,但設(shè)備投資成本高,同時還要考慮輻射防護(hù)。
微波/射頻固化—適用水性膠,干燥快,基材必須能夠吸收微波,容易影響周邊電子產(chǎn)品。
自然固化—適用于高固含以及熱固含,干燥時間從數(shù)小時到數(shù)天不等,容易受到環(huán)境溫度和濕度影響。
智能化與質(zhì)量控管
卷對卷設(shè)備為達(dá)成越來越高的精密性要求,除了基本的硬設(shè)備之外,針對某些特定產(chǎn)業(yè)應(yīng)用或需求,延伸出其他輔助系統(tǒng)與設(shè)備,兼顧智能化自動生產(chǎn)與質(zhì)量穩(wěn)定兩大目標(biāo)。常見的質(zhì)量控管輔助設(shè)備有:在線監(jiān)測的張力傳感器、非接觸式測厚系統(tǒng)、缺陷檢測儀器,透過系統(tǒng)串接管理質(zhì)量,如智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)以及孿生系統(tǒng),可以根據(jù)歷史生產(chǎn)配方與條件進(jìn)行必要微調(diào),模擬配方調(diào)整時的涂布狀況與條件設(shè)定,生產(chǎn)履歷系統(tǒng)可以詳細(xì)追蹤每一卷生產(chǎn)參數(shù)以及檢測結(jié)果。
卷對卷涂布未來趨勢與投資評估
涂布制程在未來發(fā)展有幾個值得注意的趨勢,如越來越薄但具多功能性的涂層(奈米涂層)、友善環(huán)境的材料應(yīng)用以及高速或高產(chǎn)能的需求。
而卷對卷設(shè)備是涂布制程中最值得投資的項目,主要有三個特點:
跨產(chǎn)業(yè)涂布制程運用:同一套設(shè)備可彈性靈活運用在車用膜、阻隔膜、醫(yī)療敷料等。
模塊化機械設(shè)計:卷對卷采用單元模塊化設(shè)計,在跨產(chǎn)業(yè)的涂布制程中,多數(shù)設(shè)備可共享,對于使用者來說僅需更換涂布座或者開啟部分輔助系統(tǒng),就可以轉(zhuǎn)換產(chǎn)品,節(jié)省生產(chǎn)時間與成本。
品質(zhì)均一:卷對卷的操作透過模塊化結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)輔助,能夠讓用戶容易上手,因此即是轉(zhuǎn)換不同涂布方式,也能夠妥善控制生產(chǎn)質(zhì)量。
卷對卷設(shè)備是涂布制程中最值得投資的項目
而在投資設(shè)備前,有幾個需要特別評估與注意:
配方評估:先確認(rèn)涂布膠料的主要成分,包含固含率、光引發(fā)需求、耐熱性等。
配方測驗:可以透過實驗室或?qū)嶒炘O(shè)備測試不同配方的干燥速度、固化度、附著力、表面平整度。
打樣驗證:設(shè)置中小型實驗產(chǎn)線或是透過實驗單位,進(jìn)行長時間生產(chǎn)與多批次測試,觀察穩(wěn)定性與缺陷率以及相關(guān)生產(chǎn)條件模擬。
成本分析:計算設(shè)備投資、能源消耗、維護(hù)成本與產(chǎn)能匹配。
投資設(shè)備之前可以透過實驗室來協(xié)助評估
涂布制程是隱身于日常生活用品中重要高端的技術(shù),卻是實現(xiàn)功能性與質(zhì)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在,卷對卷涂布將持續(xù)引領(lǐng)跨產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,并在質(zhì)量管控與智能化生產(chǎn)上展現(xiàn)更大價值,只要在投入前各個環(huán)節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)把關(guān),就能為您的產(chǎn)品注入精細(xì)、高效、可靠的涂布優(yōu)勢。