隐身于日常的极致工艺:卷对卷涂布技术漫谈
2025.05.29你每天都会使用智能型手机在社群留言或是发送讯息,你一定会为你的车贴上抗UV隔热膜,每个你从超商货架上带回的食品,一定都有密封良好的阻隔,还有在医院中总会看到不同的敷料,这些日常生活用品,看起来平常不起眼,背后却有着精细的涂布制程。
根据全球性调查数据显示,利用卷对卷设备进行涂布制程的应用范围越来越广泛,根据不同的应用,预估2026年的市场占比大致如下:
消费性电子包含柔性显示器以及传感器,广泛运用在智能型手机以及穿戴装置、电子阅读器以及触控面板等。
汽车产业则以先进驾驶辅助系统应用、车窗玻璃上各式的抗紫外线隔热涂层等,以及最近相当热门的车用保护膜(犀牛盾)。
包装产业则以应用在电子、食品上的阻隔膜、防伪标签等。
装饰与功能薄膜则是用于抗静电抗菌或是表面硬化(如:屏幕保护贴)。
其他则以储能电池(锂电池以及薄膜电池正负极涂布) 与医疗敷料为主。
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涂布制程被应用在多种产业。
基材与涂布胶料
涂布就是将胶料均匀涂抹在特定基材上,经过干燥与固化等处理,达成不同的功能应用,因此在卷对卷涂布制程中,基材与胶料是决定涂布质量的重要因之一。
基材厚度是否均一、张力以及弹性还有基材是否经过欲处理等,都可能会影响涂布质量。比如基材的厚度公差越大,就越容易让胶料造成局部积料,涂布厚度不均,基材本身在收卷过程中若有皱褶、边缘翘曲或是包入过多空气等,这些来自于基材本身张力不均的情形,都会让涂布制程更加难以控制。
至于胶料的黏度、固含量、颗粒粒径与分布还有挥发速率等,都是卷对卷设备中涂布座以及烘干单元设计的主要根据,也会左右涂布质量的好坏。比如高黏度胶料容易形成留痕,因此在狭缝式模具设计,就要巧妙的透过硬件来去补偿材料本身的特性,达成平衡点,而通常固含量高的胶料,容易形成龟裂现象,因此在烘箱设计以及生产条件设定上,就必须找到匹配的方式去因应。
基材和胶料是左右涂布质量的关键因素之一
简单来说,胶料的黏度以及基材的表面平整,对于涂布(湿膜和干膜)的平整度有所影响,胶料的挥发与固含决定烘箱设计,也影响涂布层纵向与横向的质量,基材的柔韧度则会影响涂布收放卷的张力与卷曲角度等。
涂布技术面面观—涂布座与干燥技术
卷对卷涂布设备因应市场端应用需求,通常会使用具有两种以上涂布方式的涂布座设计,可以因应不同的胶料、涂布厚度使用不同涂布方式,可以有效节省生产成本与时间。举例来说,狭缝式模具、逗号轮以及微凹综合涂布座,应用于电极片涂布时,狭缝式模具能够达成均匀薄膜(10-50um),逗号轮则会用于较厚的涂布层,微凹可用于隔离层或功能性涂布;如果用在PPF制程,狭缝式模具可用于保护层达成超薄厚度以及高光学透明度,中间隔离层则可考虑使用微凹涂布,压敏层(PSA)则可以用逗号轮涂布,形成较厚的涂层,兼顾黏着力以及重复黏贴需求。
大致来说,狭缝式模具会应用在高均匀精度需求以及超薄涂层,同时可涵盖的胶料黏度范围广泛,即使清洁尚需耗费一定时间,但仍是涂布技术的主流,微凹多运用于颗粒以及大面积图案画涂布,逗号轮则适用于中厚涂层以及高黏度胶料居多。
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多功能涂布座可以让使用者转换不同涂布方式,节省成本和时间
卷对卷的烘箱设计主要是发挥干燥与固化功能,这跟胶料与溶剂息息相关,干燥主要就是让涂层中的溶剂或水分挥发完全,让湿膜转化成干膜;固化则是使涂料中的物质产生聚合化学反应,达成提升硬度、附着力或特殊机械性能等。
干燥方式常见的有:
热风干燥--适用于各种溶剂涂料,如PVC、PU以及水性等,因为操作简单,应用广泛,在设计上需注意温度控制,透过妥善设计还能使部分空气回流使用,节省耗能。
红外线(IR)干燥—适用于溶剂型以及部分水性或含水分率低的PU胶,加热快速能量集中,如何选用适合的波长是主要关键。
热风干燥是最常见的干燥方式
固化常见的有:
UV固化—用于感旋光性涂料,速度快耗能低。配方中需要含光引剂,基材透光度高,使用时须注意安全防护。
电子束固化—适用高固含胶料,穿透率高,但设备投资成本高,同时还要考虑辐射防护。
微波/射频固化—适用水性胶,干燥快,基材必须能够吸收微波,容易影响周边电子产品。
自然固化—适用于高固含以及热固含,干燥时间从数小时到数天不等,容易受到环境温度和湿度影响。
智能化与质量控管
卷对卷设备为达成越来越高的精密性要求,除了基本的硬设备之外,针对某些特定产业应用或需求,延伸出其他辅助系统与设备,兼顾智能化自动生产与质量稳定两大目标。常见的质量控管辅助设备有:在线监测的张力传感器、非接触式测厚系统、缺陷检测仪器,透过系统串接管理质量,如智能学习系统以及孪生系统,可以根据历史生产配方与条件进行必要微调,模拟配方调整时的涂布状况与条件设定,生产履历系统可以详细追踪每一卷生产参数以及检测结果。
卷对卷涂布未来趋势与投资评估
涂布制程在未来发展有几个值得注意的趋势,如越来越薄但具多功能性的涂层(奈米涂层)、友善环境的材料应用以及高速或高产能的需求。而卷对卷设备是涂布制程中最值得投资的项目,主要有三个特点:
跨产业涂布制程运用:同一套设备可弹性灵活运用在车用膜、阻隔膜、医疗敷料等。
模块化机械设计:卷对卷采用单元模块化设计,在跨产业的涂布制程中,多数设备可共享,对于使用者来说仅需更换涂布座或者开启部分辅助系统,就可以转换产品,节省生产时间与成本。
品质均一:卷对卷的操作透过模块化结构以及系统辅助,能够让用户容易上手,因此即是转换不同涂布方式,也能够妥善控制生产质量。
卷对卷设备是涂布制程中最值得投资的项目
而在投资设备前,有几个需要特别评估与注意:
配方评估:先确认涂布胶料的主要成分,包含固含率、光引发需求、耐热性等。
配方测验:可以透过实验室或实验设备测试不同配方的干燥速度、固化度、附着力、表面平整度。
打样验证:设置中小型实验产线或是透过实验单位,进行长时间生产与多批次测试,观察稳定性与缺陷率以及相关生产条件模拟。
成本分析:计算设备投资、能源消耗、维护成本与产能匹配。
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投资设备之前可以透过实验室来协助评估
涂布制程是隐身于日常生活用品中重要高端的技术,却是实现功能性与质量稳定性的关键所在,卷对卷涂布将持续引领跨产业创新,并在质量管控与智能化生产上展现更大价值,只要在投入前各个环节严谨把关,就能为您的产品注入精细、高效、可靠的涂布优势。