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水平與垂直狹縫式塗佈之比較
Dissertation

水平與垂直狹縫式塗佈之比較

張憲民
Doctor of Philosophy (PHD), 國立清華大學, 化學工程學系
2007

Abstract

狹縫式塗佈 流場觀測 低壓輔助系統 牛頓流體
本研究分為兩個部份,第一部份為比較垂直與水平兩種方式對塗佈的影響。第二部份是利用低壓輔助系統搭配狹縫式塗佈,以期達到更快的塗佈速度與更薄的塗膜厚度。 實驗結果發現,在低黏度時,垂直塗佈的最小濕膜厚比水平塗佈還要小,即垂直塗佈的塗佈視窗比水平塗佈還要大;但是當塗液黏度變大時,垂直塗佈的最小濕膜厚會比水平塗佈的還要厚,其中黏度的分界點大致以75mPa.s為區隔。即塗液黏度小於75mPa.s時進行垂直塗佈較有利,大於75mPa.s時則以水平塗佈較有利。我們以最小濕膜厚對Reynolds number(Re)數作圖,大致可分為三個區間—浸沾式塗佈區間(Ⅰ)、刮刀式塗佈區間(Ⅱ)及噴射式塗佈區間(Ⅲ)。我們發現區間Ⅰ與區間Ⅱ大約以Re=1為區隔,區間Ⅱ與區間Ⅲ則大約以Re=20為分界。 Vacuum slot是一種類似於雙層塗佈的設計,將下層改接至抽氣幫浦,利用抽氣使得液珠上游的壓力略低於液珠下游的壓力,能在上游處提供一個拉力,如此一來可以使液珠較為穩定,能夠延緩塗佈缺陷的發生,有效提高最大塗佈速度。 將塗佈間隙從100μm加大至200μm時,發現抽氣對最小濕膜厚的改善效果變好,改善程度達到50%。但若將塗佈間隙加大至300μm,則發現抽氣雖然仍有效果,但改變幅度不如200μm,這是因為在塗佈間隙太大的情況下,塗佈液珠在滾輪與模具中所形成的表面張力較不易抵抗抽氣壓力,而容易形成垂流的缺陷。 換句話說,塗佈液珠的大小對塗佈視窗的大小有很大的影響,而液珠大小變化的敏感度可以利用一簡單公式進行預測: ,塗佈間隙越小、黏度越高、塗佈速度越快,m值就越小,代表液珠大小越不容易受抽氣壓力的影響。對低黏度塗佈而言,提高抽氣壓力能將上游自由面往上游方向拉移,使得自由面位置遠離狹縫出口處,使得液珠較為穩定。而對高黏度塗液來說,提高抽氣壓力並不能有效拉移上游自由面位置,但是因為提高壓差的關係而使上游自由面曲率變小,並能將上游自由面的動態接觸角變小,而使空氣滲入的缺陷消失。

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