美國(guó)psc涂布工業(yè)測(cè)厚儀

一、涂層種類通常有3種涂層：

1． 水性涂層：溶液的濃度在10%-60%之間

2． 油性涂層：溶劑為有機(jī)物溶液，和水性涂層應(yīng)用相似，但要注意有一定的危險(xiǎn)品成分

3． 擠出和熱溶膠涂層：涂在底材上是熔溶物，涂布頭的種類有加熱壓模,加熱槽和浸槽。

二、測(cè)試方式：

近紅外水分和涂層測(cè)試儀應(yīng)用方式有多種，通常能歸類為濕測(cè)試和干測(cè)試。

濕測(cè)試：測(cè)試位于涂布頭附近，對(duì)于水涂層，測(cè)試的是涂層的含水量，對(duì)于油涂層，測(cè)試的是涂層的溶劑的含量。對(duì)于濕測(cè)來說，涂層并非直接測(cè)試而是通過已知的濃度推算出來。

濕測(cè)試要考慮的幾個(gè)問題：

1．測(cè)試位置應(yīng)該盡量靠近涂布頭，以減少揮發(fā)的影響，特別是油性涂層，因?yàn)閾]發(fā)比較快，所以測(cè)試變成對(duì)機(jī)器的涂布速度敏感，當(dāng)車速較慢時(shí)，揮發(fā)會(huì)更多，造成測(cè)試的誤差。

2．因?yàn)闇y(cè)試對(duì)象實(shí)際上溶劑，所以精度受濃度的影響，盡量保持溶液的濃度。

3．油性溶劑包含有爆炸危險(xiǎn)的成分，測(cè)試頭要有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。

干測(cè)試：測(cè)試位于水或其他溶劑已經(jīng)被烘干的地方，是直接zui后的涂層測(cè)試。這種測(cè)試只有涂層含有紅外線吸收物才可以進(jìn)行，這種涂層幾乎都是含有有機(jī)物的c-h鍵。

三、干測(cè)試和濕測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)

濕測(cè)試-優(yōu)點(diǎn)：

1． 控制速度較快，因?yàn)闇y(cè)試位置靠近涂布頭，

2． 通常精度較高，因?yàn)槿芤旱乃腿軇┖客ǔ］^高，較少的涂層變化都能測(cè)試。

濕測(cè)試-缺點(diǎn)：

1． 需要保持溶液的濃度來保證測(cè)試的精度，批量之間少許的差異不會(huì)影響測(cè)試，但要求測(cè)試儀對(duì)每種不同的濃度做不同的標(biāo)定；

2． 油性溶劑需要考慮測(cè)試頭適合危險(xiǎn)的環(huán)境，這樣一來，測(cè)試頭體積和成本都有所增加。

干測(cè)試-優(yōu)點(diǎn)：

1． 實(shí)際的涂層量直接測(cè)試；

2．少受危險(xiǎn)品的影響。

干測(cè)試-缺點(diǎn)：

1．涂層必須為紅外線吸收物質(zhì)；

2． 測(cè)試頭安裝在離涂布頭較遠(yuǎn)的位置，對(duì)控制系統(tǒng)造成延遲。

四、各種應(yīng)用說明：

擠出和熱溶膠：類似干測(cè)試，只不過沒有測(cè)試的延遲。典型的應(yīng)用包括襯紙或照相紙的聚乙烯涂層，襯紙或食品袋的臘涂層。涂層測(cè)試可以控制擠出機(jī)的溫度，壓力和車速，加上掃描支架，可以控制個(gè)別的die bolt避免碰撞和不均勻。

剩余水分：剩余水分在許多涂布過程是嚴(yán)格要求的，nir的測(cè)試精度可以達(dá)到千分之幾。nir可以穿透大多數(shù)的涂層，因而測(cè)試的水分也包括了底材的水分，幸好大多數(shù)的應(yīng)用并不要求分辨涂層和底材的水分。

金屬底材的薄涂層：nir可以測(cè)試金屬表面特別薄的涂層。其中兩個(gè)例子是鋁箔的力迦涂層，鋁片的潤(rùn)滑油。然而，nir在這方面的測(cè)試是困難的，因?yàn)檫@些涂層的吸收很弱，需要特別設(shè)計(jì)的薄涂層測(cè)試頭，應(yīng)用中紅外的波長(zhǎng)，大約為3400nm,這樣一來，吸收比nir增大了10-100倍，在薄膜或涂層很薄并不規(guī)則的情況下，例如鋁箔的啞光力迦涂層，仍然可以用nir反射原理的測(cè)試，問題的解決需要用到brewster角度（大約58°）的偏振光。

透明底材：例如塑料薄膜之類的透明底材對(duì)于nir的測(cè)試是比較特別的，首先因?yàn)楸∧な峭该鞯模瓷浞浅Ｈ酰枰诹硪幻姘惭b反射裝置；其次，如果涂層和薄膜具有相似的化學(xué)成分，例如聚乙烯薄膜的丙烯酸涂層，nir測(cè)試儀不能分辨涂層和底材，這樣一來需要采用差分測(cè)試模式，即應(yīng)用兩個(gè)測(cè)試頭，一個(gè)在涂布之前測(cè)試薄膜，另一個(gè)在涂布頭之后，測(cè)試薄膜和涂層，涂層可以相減得出。不同厚度的薄的透明膜會(huì)對(duì)nir測(cè)試造成光學(xué)的干涉，解決問題的方法是薄膜接受器，再裝上反射裝置。

共擠出薄膜：典型的應(yīng)用包括尼龍/聚乙烯/pet/evoh

水分：正確安裝并良好標(biāo)定的測(cè)試儀通常可以達(dá)到+/-0.1%的精度。

克重：nir可以測(cè)試一些薄膜或透明底材，例如塑料薄膜和輕質(zhì)紙的克重，nir技術(shù)受限制于nir光線必須穿透被測(cè)試物，厚紙和不透明薄膜的克重因此不能測(cè)試。

底材

任何底材的水性涂層都很容易測(cè)試，鋁箔和紙的油性涂層測(cè)試也沒有問題。透明塑料或其他有機(jī)底材的油性涂層測(cè)試較為復(fù)雜，規(guī)則的*性好的底材對(duì)于測(cè)試做成的偏差可以用調(diào)零的方法消除，不規(guī)則的底材的測(cè)試可以用雙測(cè)試頭做成差分測(cè)試方式來解決，當(dāng)然也可以僅用單測(cè)試頭，但會(huì)引起偏差。

掃描系統(tǒng)

對(duì)于多數(shù)的涂布寬度來說，測(cè)試的光斑是很小的，能夠安裝手動(dòng)或自動(dòng)的掃描系統(tǒng)，這樣不但可以監(jiān)測(cè)更大幅面的涂層，而且可以觀察到橫向的涂層變化從而調(diào)節(jié)涂布頭的平衡。

五、典型的應(yīng)用

紙底材

膠粘涂層：水性或油性，濕測(cè)或干測(cè)，精度為±0.15gm(0.09lb/rm)

膠粘涂層：熱熔膠，干測(cè)，精度為±0.2gm/(0.12lb/rm)

粘土/乳膠涂層：濕測(cè)，精度為±0.2gm（0.12lb/rm），需要保持溶液的濃度

力架涂層：濕測(cè)或干測(cè)，精度為±0.15gm（0.09lb/rm）

微膠囊涂層：濕測(cè)，精度為±0.2gm（0.12lb/rm）,需要保持溶液的濃度

擠壓塑料涂層：干測(cè)，精度為±0.1gm（0.06lb/rm）

塑料乳劑涂層：濕測(cè)或干測(cè)，精度為±0.2gm（0.12lb/rm）

蠟涂層：干測(cè)，精度為±0.2gm（0.12lb/rm）

薄膜底材

水性膠粘涂層：濕測(cè)或干測(cè)，干測(cè)可能受不同的薄膜影響，精度為±0.2gm（0.12lb/rm）

水性乳液涂層：濕測(cè)，精度為±0.15gm（0.09lb/rm）

金屬底材

膠粘涂層：同紙底材，

瓷漆：由于瓷漆通常很少，需要定制特別的長(zhǎng)波測(cè)試頭

塑料涂層：干測(cè)，精度為±0.1gm（0.06lb/rm）

蠟涂層：干測(cè)，精度為±0.15gm（0.09lb/rm）