力到底是什么？     

今天咱們探討一下涂布中的那些個“力”！

力有很多種，宏觀的有重力、浮力、彈力、摩擦力等是大家熟悉和習(xí)以為常的，也有大家不熟悉的萬有引力。微觀的力有如分子力、核力、磁力等。

在很多人眼里是可能是一門玄學(xué)，也許是門哲學(xué)，比如萬有引力、分子力、核力、力的相互作用、力的矢量性等概念。但其實力是一門科學(xué)，是有理論基礎(chǔ)的物理基本概念，定義是：事物之間的相互作用。

聊完了力的概念，咱們聊一聊力的作用。有些情況下，我們希望力越小越好，換了另一種情況，我們可能希望力越大越好。

比如磁懸浮列車，磁懸浮列車的原理就是通過磁力將列車懸浮于軌道，進而降低摩擦力，減小運行阻力的。又如冬天雪天里更換雪地胎，是為了防止輪胎打滑導(dǎo)致車輛失控而專門設(shè)計的，同樣的設(shè)計還有賽車使用的雨胎等。

涂布時對力的要求是怎樣的呢？     

首先我們先探討一下涂布中都有哪些力：

張力：通過收放卷機臺、傳送輥及浮動輥控制的膜間的力。

摩擦力：運行物體相互運動產(chǎn)生的力，如輥與輥、輥與膜、膜與膠等。

剪切力：能夠使物體發(fā)生剪切變形的力，主要在配液、微凹、狹縫中產(chǎn)生。

擠壓力：主要出現(xiàn)在傳動輥、卷材、供膠系統(tǒng)中。

分子力：主要出現(xiàn)在配液以及干燥固化制程中應(yīng)用。

其他力：其他還如機臺電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭力、風(fēng)嘴吹風(fēng)對膜面施加的力等。

其次在涂布制程中我們對于力的要求很高，其一是力的大小，其二是力的精度。同時力的作用是相互的，所以我們在應(yīng)用的時候也要評估力對于系統(tǒng)所造成的影響是證明的亦或是負(fù)面的。

實際應(yīng)用時我們的做法是盡量減小負(fù)面力的影響，增加正面力的作用。比如摩擦力在大多數(shù)情況下是一種阻力，要盡量減小其影響，但是在從動輥傳動時，膜與輥的摩擦卻是導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動的動力，所以在高速運轉(zhuǎn)時可適當(dāng)增大導(dǎo)輥摩擦系數(shù)防止丟轉(zhuǎn)。

涂布線的張力系統(tǒng)是一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，張力控制的精度直接影響系統(tǒng)的反應(yīng)，精度不足會使整個系統(tǒng)處于一個不穩(wěn)定的狀態(tài)，有可能出現(xiàn)走形不良、劃傷及抖動等異?，F(xiàn)象。

力在涂布制程如何應(yīng)用？     

涂布制程     

涂布制程中，電機通過制造扭力，使傳動輥和收放卷能夠轉(zhuǎn)動，電機依程序要求控制扭矩和速度，進而控制各傳動輥之間薄膜的力，也就是張力。

其次傳動輥和膜材之間存在擠壓力和摩擦力，帶動膜材向前運行，膜與從動導(dǎo)輥間也存在摩擦力，進而帶動從動導(dǎo)輥運行。

我們剛剛討論了，我們對力的要求在不同情況下是不一樣的。

其中電機的扭力和傳動輥的擠壓力我們可以通過設(shè)備參數(shù)進行調(diào)整，進而控制張力，它是一種變量參數(shù)，一般依基材特性、膠輥硬度、產(chǎn)品等情況進行調(diào)整。

另外還有剛剛我們討論的摩擦力，它是一種阻力，也是一種動力，具有兩面性。因為摩擦力，膜材可以帶動從動輥運轉(zhuǎn)，也同樣因為摩擦力，從動導(dǎo)輥會阻礙薄膜向前走形。摩擦力過大則成為阻力，可能導(dǎo)致基材走形不良等異常。摩擦力過小則動力不足，可能會導(dǎo)致丟轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。

與此現(xiàn)象一致的也有基材與膠的接觸面，沒有摩擦力，膠就無法實現(xiàn)附著于基材實現(xiàn)均勻涂布的目的，同樣摩擦力過大也會產(chǎn)生阻力進而成為走形的阻礙。

配液制程     

剪切力我們主要討論膠液的剪切特性，以丙烯酸酯系壓敏膠（亞克力膠）為例。

亞克力膠是一種粘彈性流體，剪切特性明顯。直觀的現(xiàn)象有剪切變形、消除應(yīng)力后變形恢復(fù)、出口膨脹等。

在進行配液分散制程中，使用攪拌葉攪拌時，應(yīng)用的物理原理是剪切作用和分子擴散，應(yīng)用的力是剪切力和分子作用力。

分散時的剪切作用使膠液內(nèi)各組分均勻混合，而膠液內(nèi)各組分通過分子間的作用力實現(xiàn)溶解的作用。小分子占據(jù)大分子內(nèi)部的空隙，軟化大分子鏈，從而實現(xiàn)降低粘度的目的。

涂布頭     

微凹涂布是一種反向剪切涂布的方式，其優(yōu)點是涂布面效果好，涂厚較為精準(zhǔn)。傳統(tǒng)的凹版輥涂布是正向涂布方式，膠液一般是通過剝離的方式附著于基材。

膠液的撕裂剝離是沒有穩(wěn)定的分界面的，因此剝離的均勻度無法保證，涂布面的效果也就無法保證。而微凹通過剪切剝離的方式，就避免的膠水撕裂剝離的不足。

狹縫涂布中應(yīng)用的力主要有擠壓力、剪切力和摩擦力。

供膠泵供膠時對涂布模頭腔體產(chǎn)生擠壓力，進而使膠液在模唇處形成穩(wěn)定的出口壓力實現(xiàn)穩(wěn)定涂布。

膠液從模唇擠出后，受基材速度和摩擦力影響產(chǎn)生切線方向的速度和拉力，進而在模唇出口位置的膠液切面產(chǎn)生了剪切力。

干燥制程     

我們剛剛提到分子作用力，配液過程中我們已經(jīng)應(yīng)用到了，溶劑揮發(fā)的過程也跟分子間的作用力有關(guān)。

干燥制程是將溶劑揮發(fā)使膠液達(dá)到表干效果的制程，干燥過程運用的是分子間的熱運動與擴散效應(yīng)。

溶劑分子受熱，熱運動加劇，分子間的相互作用變得更加明顯，同時表層溶劑不斷揮發(fā)并帶走熱量。分子開始由高濃度的區(qū)域向低濃度區(qū)域擴散并傳遞熱量，從而實現(xiàn)揮發(fā)平衡。

由以上可知，干燥制程其實是溶劑分子的熱運動過程，其干燥效率與其揮發(fā)速率、沸點及擴散速度有關(guān)，前文中我們曾探討過揮發(fā)速率的問題，有興趣