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探尋工藝之美:淋膜、塗佈與貼合的區別與應用
2024.04.01

相信很多人都有相似的困惑,到底「淋膜」、「塗佈」、「貼合」(複合)有何差異? 以簡單的定義來說:兩種異材質的物質結合就可以稱為「貼合」(複合),在這樣定義的前提下,淋膜與塗佈都算是一種使材料複合方式,而根據產品的應用領域、製程工藝、核心關鍵技術等面向,探究「淋膜」與「塗佈」相異點。


超越界限:淋膜與塗佈工藝在不同產業中的革新應用

通常用於軟包裝材料的,如食品包裝材須複合一層或多層的塑料,提高產品的耐用和美觀,如包裝外需要印刷用途,底材多半為紙張或薄膜,汽車內裝飾件等,都是採用「淋膜工藝」;用於保護功能或是加強某些特性,如;表面抗刮、耐久、防潮等,通常用於建築(防火板、防震板)、汽車(遮蔽保護膜、合成皮、電池)、醫療(藥用片、敷劑、試片)以及電子類(鋰電池、液晶基片、IC基板),底材可能是板、鋁箔、玻璃、塑膠膜等,都是採用「塗佈工藝」。

 

淋模工藝用於紡織以及食品容器等塗佈工藝用於能源IC基片與醫療

除了應用領域的分別,從製程方式不同來區分,淋膜產線包含押出主機、淋膜模具、收放捲機構,而塗佈產線又可分為平面塗佈與捲對捲塗佈,平面塗佈包含注膠計量系統、塗佈模具以及塗佈平台,塗佈平台:主要用於玻璃、板材等平面基材塗佈,應用於光學、能源、醫療與半導體產業等。



用於玻璃窗的平面塗佈機塗膠150cps精度0.01mm塗佈範圍1800*2500mm


捲對捲塗佈產線則包含注膠計量系統、塗佈座(含塗佈模具與逗號輪)、收放捲機構以及烘箱。主要用於鋁箔、銅箔、薄膜等捲狀基材塗佈,應用領域以電池或光學為主。



用於光學膜塗佈的捲對捲產線配置塗佈模具有效塗佈範圍600mm


相較於塗佈工藝的多種方式,如: 刮刀、多滾輪式、凹版、狹縫式模具、噴灑等,淋膜工藝比較單一化,但不管是塗佈或者是淋膜工藝,模具都具有關鍵的重要性,因為模具的實用性佳,能夠符合製品規格需求進行寬幅厚度等調整,可透過設計減少原料耗損且可保持較高生產量能。


工藝探索:模具在淋膜與塗佈中的關鍵角色

作為淋膜產線核心設備的淋膜模具,多半在高溫情況下運作 (均溫約350),主要處塑膠原料,如PP, PE, EVA, TPU等。根據淋膜應用不同,從模具本體到調整機構都提供多種不同設計。以軟包裝淋膜產線來說,四片結構式的淋膜模具為主流,模唇角度設計可以貼近底材,讓塑料可以在短暫接觸底材的時間內就達到良好的貼覆效果,兩側配置模唇調整螺絲可讓客戶因產線需求做調整,在高速生產下(線速度300/)仍可保持出料均勻度;對於紡織類(編織帶)產線,簡單形式的兩片式結構為主流,單側模唇調整螺絲與內塞式寬幅調整,式操作者最容易上手的模具;另一款則是配合高精密度要求產線設計,同時符合智慧化生產,線性滑軌內塞寬幅調整機構搭配自動螺栓,減少邊料與耗損。

針對多層淋膜需求,可採用分流器搭配淋膜模具或使用多層結構模具,以模內複合方式達成多層淋膜。

由左至右 : 四片式結構模具主要用於軟包裝淋膜產線,兩片式簡單結構用於紡織類淋膜,高度精密要求則採用自動淋膜模具。


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塗佈模具因其模唇開口猶如縫隙,又被稱之為「狹縫式模具」,多半在常溫下操作,塗佈模具則用於處理各類膠料,如:環氧樹脂, 酚醛樹脂, 壓克力樹脂等。早期塗佈技術以滾輪為核心技術,但隨著塗佈精度以及環境友善等趨勢下,塗佈模具在眾多塗佈方式中越來越廣泛應用,塗佈模具與傳統塗佈最大的差異在於密閉式操作,同時還具有以下幾個優勢:

1.      減少揮發造成的污染。

2.  大幅降低接著劑以及使用後殘料。

3.  廢液產出減少,降低生產成本。

4.  作業工時可降低停機時間。

加上使用模具可連續塗佈,有效增加塗佈速度,同時在長度與寬度的塗佈方向都能保持塗層厚度精準。


塗佈模具為避免塗膠過程中產生毛邊或不平整狀況,加工完成後必須使唇口保持銳邊,直徑不超過1um,模腔內部採用超鏡面加工處理,除有效避免膠料殘留在模腔,且確保加工的所有精度,這些精細的加工對塗佈模具來說至關重要,因為塗佈模具和其他押出模具不同,常溫操作狀態下要能讓黏度不同的膠料平均塗膠,而且無法使用像押出模具寬幅調整設計,只能採用銅片調節,因此在流道設計以及加工精度要求格外嚴謹。



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塗佈模具也因應客戶的不同需求提供多種設計,如: 適用於多種原料混合攪拌塗膠的模具,一般常見的塗佈模具即可滿足需求,針對使用多種原料無須攪拌但要同時塗膠,建議採用多層模腔形式的塗佈模具。

                                                低黏度垂流雙層模具   /  光學膠塗佈模具   /  鋰電池用唇口特殊加工


由於塗佈工藝發展越趨成熟,應用領域越發廣泛,但在發展塗佈工藝過程中需不斷的進行測試,以利找出最佳製程與配方來降低成本,所以相當仰賴小型塗佈實驗設備作為打樣以及材料開發用途,透過反覆測試除了有助於大型產線設置時,有效降低與管理生產成本,也可以作為現有塗佈設備改良或升級的參考依據。

大家都認可前期開發的實驗過程很重要,但需要耗費相當的時間與金錢成本,目前市場上大致有兩種做法,最好的做法就是設置自己專屬的實驗室與設備,雖然需要花費相當的成本,這對於長期開發來說是最具有效益的,相當適合原本就已經有塗佈經驗且需要提升技術的客戶,另外一種方式比較節省成本的做法,就是與專業實驗室合作開發,這比較適合初期想開發塗佈的客戶,通常實驗室都具有相關團隊提供操作與技術支援服務,可以透過與團隊進行經驗交流,並且透過專業實驗室設備取得可靠相關參考數據。

 

專業實驗室除了有技術團隊支援,提供捲對捲實驗機()與桌上型平面塗佈機右)設備。


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不管是淋模工藝或塗佈工藝,再再都顯示高端精密的製程已成為市場主流,大膽創新,持續前行,才能符合市場多元化且快速的需求,市場佈局的策略中,如何升級必要的核心設備以及技術精進,絕對是強化自身競爭力最關鍵的因素。