会议时间:8月5日-8月7日
会议地点:苏州合景万怡酒店(苏州市吴中区金枫路264号)
涂布缺陷的主动预防直接关系到涂层的性能与外观、产品质量的稳定性、生产效率的提升以及成本的有效控制。一旦涂布过程中出现缺陷,如气泡、针孔、流挂、划痕等,不仅会影响产品的美观度和使用性能,还可能导致整批产品的报废,给企业带来重大的经济损失。
主动预防涂布缺陷,意味着在缺陷发生之前,通过科学的预测、合理的布局、严格的监控以及及时的干预措施,将潜在的风险消灭在萌芽状态。主动预防不仅提升产品的合格率,降低不良品率,还能减少因返工或报废产生的额外成本。同时,还能促进生产流程的持续优化,提高生产效率和设备的利用率,为企业创造更多的价值。
因此,涂布缺陷主动预防对于企业的可持续发展和市场竞争力的提升具有不可忽视的必要性。本文将从涂布产品缺陷预防步骤、主动预防方法方面进行详细阐述。
涂布产品缺陷预防步骤
①确定成功生产所需产品的工艺要求。
②确保所用的分析技术有效,测量、特性表征和过程变量分析精度和准确度满足所需。
③确保卷筒纸涂布规格符合要求。
④涂布方式适用。
⑤制定并实施操作规程。
⑥量化和了解缺陷损失。
⑦使用结构化的故障排除协议。
⑧数据库存储和共享信息。
⑨不断改进技术。
⑩使用统计过程控制。
⑪明确缺陷成因。
涂布缺陷
(图片来源:http://www.power-too.com/)
主动预防方法
确定产品和工艺要求
产品特性
应指定产品的基本结构,如层数,基材和组成等;必须规定机器纵向、横向和辊对辊平均厚度、均匀性参数;明确涂布产品的预估批量。
原材料
涂布液中聚合物、颜料、交联剂、溶剂和表面活性剂,都要有明确质量指标,并应确定可替代的供应来源;基材必须具有均匀的厚度和平面度,无褶皱缺陷,表面无异物。
涂布液
明确涂布液制备或分散过程的技术要求。大多数涂布液是固体颗粒在液体中的稳定分散体,如果涂布液不符合要求,则后续的涂布和干燥过程无法弥补,产品将不合格。
涂布干燥过程
确定涂布和干燥过程的要求,需要一系列参数。①涂布液组成、覆盖率和流变性参数。②基材性能,表面能和润湿性能确保涂布液润湿铺展及黏附牢度;物理性能(如拉伸强度)和热性能[如熔融温度(Tm),玻璃化转变温度(Tg)和分解温度(Td)]等参数。要明确干燥温度下的操作张力极限、各层溶液的流变性,以确保所选涂布方式制备无缺陷涂层。
基材传输
基材输送通过干燥道时,需要确定传输基材的卷长和重量、基材厚度、线速度以及张力限制。
质量和缺陷水平
应规定产品所需的质量水平,并定量描述所需精度,包括最终产品的重要性能指标、表面要求和装饰特性。定量表示可容忍的缺陷级别,如每平方英尺的物理缺陷或允许的最大尺寸缺陷。对于诸如斑点或振颤之类的主观缺陷,可以使用相对等级和标准表达。
(图片来源:http://chinahzkj.com/)
分析测试技术
一旦建立了基本要求,就要确保所需精度,快速准确地测量指定的参数。分析测试方法的灵敏度和精确度需要优于性能参数要求。例如,如果涂层重量分布均匀度要求≤3%,那么方法精度应至少为2%。否则,即使测量值可接受,也无法实现预期目标。测试一般分为离线和在线方法。通常首选在线方法用于涂层重量、缺陷检测和黏度测量,可快速准确的显示测量结果,且可判别某些缺陷,比视觉分析敏感。
涂布方式及参数
涂布方式
适用适当的涂布方式,是预防缺陷的关键之一,涂布方式如下表1。
每种涂布方式都有一个最佳区域,即可涂布窗口,在该区域,可重复生产无缺陷的涂层,当接近该区域的边界时,涂布质量会下降,生产的产品有缺陷。下图是狭缝涂布机的操作窗口。
图狭缝涂布机操作窗口
因此,必须结合表2中的涂布工艺要求,选择合适的涂布方式。表3给出了各种涂布方式的工作范围,供筛选最佳涂布方式参考。
表2涂布工艺要求
表3涂布方式及其适用范围
设定涂布参数
设定涂布参数并予以监测。例如,涂布线速度;卷筒纸传输张力和边缘引导感应以及控制系统;干燥机温度、空气污染水平以及空气速度的测量和控制;干燥剂用量;室内环境温度、相对湿度和污染控制。同样,测试方法与手段也必须合乎规范。
严格操作规程
所有过程硬件元素和单个产品的操作规程,都有可能会影响缺陷防治工作。要按照程序设置涂布工艺条件,如卷筒纸速度、张力、边缘导板设置、涂布机设置、干燥条件、放卷和收卷条件等。不同产品各有一套独特的操作条件。遵循操作规程,是产品质量保证的重要手段。
计算机和软件程序可用于存储过程及涂布窗。此时,所有程序都必须清晰明确,以便所有人以相同的方式执行相同的步骤。必须对传统涂布工艺持续改进与完善。如果现有的涂布机不符合新产品和工艺的要求,就应该不断升级涂布机,减少涂布缺陷。
涂布缺陷量化及数据库存储
建立涂布缺陷量化系统
为了预防缺陷,必须系统表征缺陷的类型及其对应的产品,并按缺陷类型和产品量化缺陷。只有常规分类(如涂层、干燥、混合或基材)是不够的。系统数据应存入计算机数据库,用于统计分析损失类型和易受缺陷影响产品的潜在趋势。
主要缺陷类别为:①线性连续缺陷;②线性间歇性缺陷;③离散点缺陷;④图案和扩散缺陷;⑤工艺特定的缺陷;⑥基材缺陷。
每个类别都有细分的子类,帮助区分缺陷类型。表4是部分分类系统及部分缺陷类型。通过这类系统,可以识别总体趋势并识别产品类型差异。
计算机数据库存储
在预防和故障排除时,依据经验解决问题通常是不够及时的,需要大量的技术数据。数据库的建立包括存储开发的信息,产品要求,中试工厂和制造数据,分析数据,缺陷数据,涂布机操作的技术报告等,并共享缺陷信息。同时,有助于开发程序来减少缺陷、降低影响、提升效率、节省资金,也可用于培训人员。
文章来源:《涂布复合质量控制》李路海主编有修改
2024国际涂布技术交流大会
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