[发明专利]带有输出辊的反向型照相凹版柔性接触涂覆系统

说明书

技术领域

本发明涉及照相凹版涂覆，更具体地说，本发明涉及性能提高的反向型照相凹版柔性接触涂覆。

发明背景

用于制造连续涂层的照相凹版涂覆采用了一照相凹版辊子，在该辊子的表面上带有凹陷或凹穴，它们可以控制涂层的厚度及均匀性。理想的是，流体被均匀地“拾取出”各凹穴并传送至基片。通常，所述各凹穴是在一需要连续涂覆的区域内布置成一种规则的图案。可以采用并设计出几种类型的照相凹版涂覆，以便加强从各个凹穴或凹槽的拾取，均匀地传递涂覆材料，并优化其它的涂覆响应，例如辊子的表面寿命、基片的刮擦以及图案的衰减等。

图1示出了一个直接型的照相凹版涂覆装置。涂层流体10是从一平盘12或其它的供给源，例如一挤压型流体杆供给至照相凹版辊子14。涂层流体10借助一调整叶片或辊子16来调整，并利用一弹性支承辊20令例如带材18之类的基片在一压合点处与各凹穴内的流体接触而将所述流体传送到基片上。所述照相凹版辊子14的表面上具有腐蚀、机加工或滚花而成的凹穴，这些凹穴可以是任何形状或尺寸，不连续地或连续地遍布辊子的表面。

这些凹穴的体积控制着涂层的平均厚度，凹穴并被设计成具有特定的几何形状，以便加强从各凹穴内拾取流体的稳定性。精确地控制这些凹穴的体积和形状，并且能稳定地拾取这些凹穴内的分量一致的流体，就可以沿带材的纵向和横向获得优于其它涂覆技术的涂层均匀度。通常感兴趣的物理特性是：将涂层传送至带材时的平均厚度、均匀性、出现不连续(例如针孔和条纹)、以及相对的平滑度，或者是照相凹版辊子图案最初的平整度。

从一凹穴内取出一小部分流体就是所谓“拾取”。有三种可能发生的稳定的拾取方式，并且有介于它们之间的过渡类型。开放式涂覆是将流体从各凹穴内单独地传送，并且在各凹穴之间没有流体传送。交汇式拾取发生在凹穴内的材料与相邻凹穴内的流体交汇之时，从而在传送时形成一连续的涂覆。组合式拾取发生在传送时各凹穴组合到一起的情况下，所述凹穴的组合形成了凹穴图案的复式图案或其一部分。

在各种照相凹版涂覆系统中，有若干种用来控制拾取数量及类型的控制变量。体积因数是指照相凹版辊子表面的每个单位面积上内凹穴的容积。当在类似的操作条件下拾取大致恒定数量的体积时，上述体积因数可控制湿涂层的平均厚度。溢流输入量(flooded inlet)是指在带材与辊子会聚处由于它们的运动而保持在那里的多余的流体量。一旦像在一正向型辊子涂覆装置上的辊子出口处那样在一发散槽内发生薄膜分离现象，天然的液体不稳定性将在涂层内产生机器方向的凸纹。当施加的是一种照相凹版式图案而不是机器方向性凸纹时，通过使照相凹版式图案的频率和在机器方向上的天然的液体凸纹不稳定性频率相匹配，就可以加强各凹槽的拾取稳定性。非凹穴面/体积(land/volume)的比值影响着拾取的类型。一较低的非凹穴面/体积比值会导致交汇式拾取，而一较高的比值则会促进开放式涂覆。螺旋角是指在一个三螺线(trihelical pattern)图案内的各凹槽与照相凹版辊子的辊轴所成的角度。市场上可以获得的照相凹版辊子图案通常的螺旋角是45°。较小的螺旋角可促进正向照相凹版涂覆的拾取稳定性，而较大的螺旋角可减小拾取过渡区域的宽度。内齿角是指相对的凹穴壁之间的角度。截平度是指凹穴底部的平整度。

带材的厚度、带材的张紧模量、支承辊的硬度、以及支承辊压力都会影响平均涂覆厚度，这是因为照相凹版辊子的有效体积因数会由于带材渗入照相凹版辊子的各凹穴而减小。增加非凹穴面的宽度可提高照相凹版辊子的磨损寿命。减少非凹穴面的宽度并增加凹穴的数量会加强在流体被传送至带材时凹穴图案的衰减，从而促进流体表面的平整。速度比值是指照相凹版辊子的表面速度与带材表面速度的比值。改变速度比值就可以改变涂层厚度。

照相凹版涂覆的凹槽图案会影响从各凹穴内拾取流体的稳定性。在讨论过的各变量中看上去较次要的变化也可以让能稳定拾取的最大涂覆速度发生几百英尺/分钟的变化，并且可以影响达到非常薄的湿涂层的能力。

随着涂覆速度的加快，要达到稳定的、交汇的拾取就会变得非常困难。当带材从照相凹版辊子上分离时，通常被称作“雾状”(从薄膜分离处飞溅出来的微小液滴)的薄膜分离时的不稳定性一般是发生在涂覆速度增大之时。一种抑制起雾现象的方法是：减小照相凹版辊子相对于带材的速度，并使之在一差速的条件下工作。随着薄膜分离而施加于流体的剪切力会增大起雾现象发生之前的工作涂覆速度。