一种双面落帘涂膜工艺及其应用和装置的制作方法

本发明涉及帘式涂布技术领域，具体而言，涉及一种双面落帘涂膜工艺及其应用和装置。

背景技术：

现有应用于水处理行业分离膜的涂布技术多为单面刮刀涂布，刮刀涂布的原理较为简单，主要是通过上料辊将过量的涂料涂覆在基材上，然后用刮刀将多余的涂料刮去。然而，刮刀涂布的方式对基材的要求较高，不适宜在表面粗糙的基材上进行涂布；涂层表面均匀性差、厚度不均，影响膜的性能稳定性和使用寿命；并且对涂布液粘度有限制，使用高粘度的涂布液针眼、火山口等缺料类缺陷明显，使用低粘度的涂布液渗透严重，易透过基材影响膜的性能。

因而，现有技术中有采用帘式涂布的方式进行涂布，其特点主要在于非接触式涂布法，对基材不施加机械应力，减少了基材的断裂风险，并提供较好的涂料覆盖性。

然而，现有的帘式涂布方式多为单面涂布，涂布效率低。并且涂布的幕帘均为竖直涂布，基材与幕帘垂直，不能调整涂布时基材的角度，适应性差。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种双面落帘涂膜工艺，主要用于分离膜的制备，所述的双面落帘涂膜工艺能够实现双面的不同步涂布，包括两面不同的涂布厚度、不同的基材表面形状，并且能够调整涂布时幕帘和基材的角度，适应性强。

本发明的第二目的在于提供一种所述的双面落帘涂膜装置，所述装置简单，可操作性强，能够更好的实现双面落帘涂膜工艺，适应不同的涂布需求。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种双面落帘涂膜工艺，包括以下步骤：

将涂布液喷射于基材的双面的表面上，所述涂布液形成的幕帘垂直于基材表面；所述基材的一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材的另一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材移动速度为2-500m/min。

相对于现有技术，本发明的双面落帘涂膜工艺为非接触式涂布，对不规则基材实现涂布，不受基材厚度的不均匀性的影响，特别是对具有特定形状的基材(如波纹状或者沟槽状)也可以实现均匀的涂布，并保持原来的形状；并且，在基材双面分别进行涂布，分别调控基材两侧的涂布液的喷射速度，配合基材移动速度，实现稳定涂布，可根据实际需求，在基材的两侧分别涂布不同厚度的涂料；此外，通过调控喷射速度，配合基材移动速度，基材可以实现不同倾斜角度的涂布。

所述基材的两面可以为不对称的结构，如一面光滑一面波纹的复合基材、两面波纹形状(相同或不同形状的波纹)的复合基材、两面光滑平整的基材(中间复合有波纹类形状)等基材结构，均可以采用本发明的涂膜工艺。

本发明的双面落帘涂膜工艺具有更宽的涂布车速，车速可以提高到四五百米/分钟，大大提高涂布的效率。

优选的，所述基材的双面的喷射间距为2-40mm。更优选的，所述基材的双面的喷射间距为4-20mm。

在基材双面分别进行涂布，分别调控基材两侧的涂布液的喷射速度，配合涂布间距，实现稳定涂布，可根据实际需求，在基材的两侧分别涂布不同厚度的涂料；此外，通过调控喷射速度，配合涂布间距，基材可以实现不同倾斜角度的涂布

优选的，在涂布液喷射端施加推动力，使所述涂布液形成的幕帘垂直于基材表面。更优选的，所述推动力为空气压力和负压抽吸力中的一种或两种。

在两面的涂布液的特定喷射速度下，配合调节推动力的大小，完成落帘涂布；在喷射速度较大时，施加较小的推动力，在喷射速度较小时，施加较大的推动力，即可完成涂布。

优选的，所述基材与水平面的角度为0°-90°。

现有技术中的涂膜方式，基材通常与水平面的角度为0°，不能任意调整倾斜角度；而本发明的涂膜工艺，通过调整喷射速度和推动力，能够实现基材的任意倾斜角度，适应性强。

优选的，当所述基材与水平面的角度为90°时，所述基材的一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材的另一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材移动速度为2-500m/min，所述空气压力为0-10pa，所述负压抽吸力为0-10pa；

当所述基材与水平面的角度为60°时，所述基材上方一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材的另一面的涂布液的喷射速度为8-500m/min，所述基材移动速度为2-500m/min，所述空气压力为0-10pa，所述负压抽吸力为0-10pa；

当所述基材与水平面的角度为45°时，所述基材上方一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材的另一面的涂布液的喷射速度为10-500m/min，所述基材移动速度为2-500m/min，所述空气压力为0-10pa，所述负压抽吸力为0-10pa；

当所述基材与水平面的角度为0°时，所述基材上方一面的涂布液的喷射速度为2-500m/min，所述基材的另一面的涂布液的喷射速度为12-500m/min，所述基材移动速度为2-500m/min，所述空气压力为0-10pa，所述负压抽吸力为0-10pa。

喷射速度在50m/min之内时，由于喷射速度较缓，通过空气压力和/或负压抽吸力进行辅助，使所述涂布液形成的幕帘垂直于基材的表面。当喷射速度超过50m/min时，由于喷射速度足够快，稳定性好，可不采用空气压力和/或负压抽吸力辅助，即可使所述涂布液形成的幕帘垂直于基材的表面。

本发明还提供了一种所述的双面落帘涂膜工艺在制备分离膜方面的应用。可根据实际需要喷涂不同类型的涂布液。

本发明还提供了一种双面落帘涂膜装置，包括两组相对独立设置的涂布单元，所述每组涂布单元包括依次连接的供料釜、涂布头和出料狭缝口，所述两组涂布单元的出料狭缝口的间距为2-40mm。

本发明通过两个相对独立的涂布单元，可以实现两面的不同步涂布，包括两面不同的涂布厚度、不同功能的涂布液等；并且采用狭缝口挤出涂布液，为涂布液提供密闭空间，将环境因素的影响降到最低，特别是可以实现涂布液的充分脱泡，不会在涂布过程中再次带入气泡；能够对不规则基材的实现定量精准均匀涂布，相对独立的涂布单元，提供了更大的操作空间，方便操作。

优选的，所述双面落帘涂膜装置还包括空气流单元，所述空气流单元设置于所述出料狭缝口的一侧，为涂布液提供推动力。

优选的，所述每组涂布单元还包括涂布头腔体，其设置于所述涂布头和所述出料狭缝口之间。更优选的，所述每组涂布单元还包括计量泵，其设置于所述供料釜和所述涂布头之间。计量泵用于计量涂布液的量，并提供给料压力，实现计量涂布。

优选的，所述双面落帘涂膜装置还包括传输单元，其用于传输基材，使基材穿过所述涂布单元，所述两组涂布单元分别位于基材的两侧。更优选的，所述传输单元包括放卷机构和放卷导辊，所述放卷机构用于放置基材，所述放卷导辊支承引导基材穿过所述涂布单元。

优选的，所述双面落帘涂膜装置还包括后处理箱和后处理导辊，所述后处理导辊设置于后处理箱内，基材通过所述传输单元穿过所述涂布单元完成涂布后，经所述后处理导辊支承在所述后处理箱内进行后处理。更优选的，所述后处理箱为水浴处理或干燥处理。

优选的，所述双面落帘涂膜装置还包括收卷机构和至少一个收卷导辊，所述基材通过所述后处理导辊后经过所述收卷导辊接入所述收卷机构。从而完成对基材的收卷。更优选的，所述收卷机构设置有电机，带动收卷机构转动。电机带动收卷机构转动，从而完成整个涂布过程中基材的放与收。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的双面落帘涂膜工艺为非接触式涂布，能够对不规则基材进行涂布，不受基材厚度的不均匀性的影响，特别是对具有特定形状的基材(如波纹状或者沟槽状)也可以实现均匀的涂布，并保持原来的形状；

(2)在基材双面分别进行涂布，分别调控基材两侧的涂布液的喷射速度，配合涂布间距，实现稳定涂布，可根据实际需求，在基材的两侧分别涂布不同厚度的涂料；

(3)通过调控喷射速度，配合涂布间距，基材可以实现不同倾斜角度的涂布，适应性强；

(4)本发明的双面落帘涂膜工艺具有更宽的涂布车速，车速可以提高到四五百米/分钟，大大提高涂布的效率；

(5)本发明的双面落帘涂膜装置通过两个相对独立的涂布单元，可以实现两面的不同步涂布；并且采用狭缝口挤出涂布液，为涂布液提供密闭空间，将环境因素的影响降到最低，特别是可以实现涂布液的充分脱泡，不会在涂布过程中再次带入气泡；相对独立的涂布单元，提供了更大的操作空间，方便操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明所述的双面落帘涂膜装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2的双面落帘涂膜工艺采用的装置的结构示意图；

图3为本发明实施例3的双面落帘涂膜工艺采用的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例4的双面落帘涂膜工艺采用的装置的结构示意图。

附图标记：

11-供料釜；12-计量泵；13-涂布头；

14-涂布头腔体；15-出料狭缝口；16-空气流单元；

21-放卷机构；22-放卷导辊；31-后处理箱；

32-后处理导辊；41-收卷机构；42-收卷导辊。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，其是本发明所述的双面落帘涂膜装置的结构示意图。所述双面落帘涂膜装置包括涂布单元、传输单元、后处理单元和收卷单元。

所述双面落帘涂膜装置包括两组相对独立设置的涂布单元，所述每组涂布单元包括依次顺序连接的供料釜11、计量泵12、涂布头13、涂布头腔体14、出料狭缝口15，以及设置于出料狭缝口15一侧的空气流单元16。涂布材料置于所述供料釜11内，控制供料釜11内温度在0-100℃，使涂布材料形成涂布液，通过所述计量泵12计量供料，所述供料的流量优选24-960ml/min。所述计量泵12计量提供涂布液至涂布头腔体14中，所述涂布头腔体14采用水循环、油循环、蒸汽加热或其他介质循环的方式控制温度，使温度为0-100℃。涂布液通过所述涂布头腔体14到达出料狭缝口15，涂布液以一定的喷射速度从出料狭缝口15喷射出。所述两组涂布单元的出料狭缝口的间距为2-40mm，优选为4-20mm。所述空气流单元16设置于出料狭缝口15的一侧，为涂布液提供推动力，在涂布液从出料狭缝口15喷射出时，提供空气压力或负压抽吸力，调节涂布液形成的幕帘的角度。所述涂布头13的位置可调，可前后及上下移动，从而控制出料狭缝口15的间距和涂膜的位置。

所述传输单元用于传输待涂布的基材，使待涂布的基材穿过两组涂布单元的出料狭缝口15之间，两组涂布单元分别位于基材的两侧。所述传输单元包括放卷机构21和放卷导辊22，所述放卷机构21用于放置待涂布的基材，放卷导辊22支承引导待涂布的基材穿过所述两组涂布单元的出料狭缝口15之间，使从出料狭缝口15喷射出的涂布液均匀涂布于待涂布的基材的两面。

所述待涂布的基材穿过相对设置的两组涂布单元完成涂布后，通过导辊支承引导进入后处理单元进行后处理。所述后处理单元包括后处理箱31和后处理导辊32。所述后处理导辊32设置于后处理箱31内，基材通过传输单元穿过涂布单元完成涂布后，经后处理导辊32支承在后处理箱31内进行后处理。所述后处理箱31为水浴处理或干燥处理，通过入水成型或者升降温固定，或者通过其他方式干燥等。

经过后处理的涂布完成后的基材，通过收卷单元进行收卷。所述收卷单元包括收卷机构41和至少一个收卷导辊42。经过后处理的基材通过后处理导辊32后经过收卷导辊42接入收卷机构41。所述收卷机构41设置有电机，带动收卷机构41转动，从而完成对基材的收卷。

本发明的双面落帘涂膜装置方向可根据实际需求调整，两组涂布单元可水平相对设置，也可竖直相对设置，也可倾斜相对设置。

所述基材的两面的材料通常为pet、pp等纤维，所述基材的厚度优选为0.5-1.5mm。所述涂布液为有效分离层材料，通常可以为pvdf、pes、ps等材料，优选厚度为20-125μm。

本发明通过两个相对独立的涂布单元，可以实现两面的不同步涂布，包括两面不同的涂布厚度、不同功能的涂布液等；并且采用狭缝口挤出涂布液，为涂布液提供密闭空间，将环境因素的影响降到最低，特别是可以实现涂布液的充分脱泡，不会在涂布过程中再次带入气泡；并且，能够对不规则基材的实现定量精准均匀涂布，相对独立的涂布单元，提供了更大的操作空间，方便操作。

实施例1

本实施例提供了一种双面落帘涂膜工艺，采用的基材为波纹状聚酯无纺布，涂布材料为制备超微滤膜的高分子溶液(聚偏氟乙烯/二甲基甲酰胺dmf)，涂布材料置于供料釜11中，加热至40-80℃，形成涂布液，涂布液的粘度为5000-80000cps。本实施例中所述待涂布的基材与水平面的角度为90°，两组喷涂单元水平设置，如图1所示，两组涂布单元的出料狭缝口15的间距为4mm。所述两组涂布单元的出料狭缝口15的间距不局限于此，可以根据涂布液喷射速度进行调整，可以为2-40mm，优选4-20mm。

将波纹状聚酯无纺布基材置于放卷机构21，基材一边通过放卷导辊22支承引导穿过两组涂布单元的出料狭缝口15之间，并且接入收卷机构41。所述基材收放卷张力为10-100n。

开启计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以8m/min速度喷射于基材表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘垂直于基材表面，即涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启收卷机构41的电机，使基材以8m/min速度传输，使涂布液连续均匀涂布于所述基材的表面。

本发明的双面落帘涂膜工艺为非接触式涂布，对不规则基材实现涂布，不受基材厚度的不均匀性的影响；并且，在基材双面分别进行涂布，分别调控基材两侧的涂布液的喷射速度，配合涂布间距，实现稳定涂布，可根据实际需求，在基材的两侧分别涂布不同厚度的涂料；此外，通过调控喷射速度，配合涂布间距，基材可以实现不同倾斜角度的涂布。本发明的双面落帘涂膜工艺具有更宽的涂布车速，车速可以提高到四五百米/分钟，大大提高涂布的效率。

实施例2

本实施例提供了一种双面落帘涂膜工艺，采用的基材为聚酯无纺布，涂布材料为制备超微滤膜的高分子溶液(聚偏氟乙烯/二甲基乙酰胺dmac)，涂布材料置于供料釜11中，加热至40-80℃，形成涂布液，涂布液的粘度为5000-80000cps。本实施例中所述待涂布的基材与水平面的角度为60°，两组喷涂单元相对设置于所述基材的两侧，并且垂直于所述基材表面，所述两组喷涂单元与水平呈30°，两组涂布单元的出料狭缝口15的间距为4mm。请参阅图2，其是本实施例的双面落帘涂膜工艺采用的装置的结构示意图。

将基材聚酯无纺布置于放卷机构21，基材一边通过放卷导辊22支承引导穿过两组涂布单元的出料狭缝口15之间，并且接入收卷机构41。所述基材收放卷张力为10-100n。

开启基材上方一面的涂布单元的计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以10m/min速度喷射于基材上方一面的表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘垂直于基材表面，即涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启基材下方一面的涂布单元的计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以10m/min速度喷射于基材下方一面的表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启收卷机构41的电机，使基材以10m/min速度传输，使涂布液连续均匀涂布于所述基材的表面。

实施例3

本实施例提供了一种双面落帘涂膜工艺，采用的基材为聚酯无纺布，涂布材料为制备超微滤膜的高分子溶液(聚偏氟乙烯/n-甲基吡咯烷酮nmp)，涂布材料置于供料釜11中，加热至40-80℃，形成涂布液，涂布液的粘度为5000-80000cps。本实施例中所述待涂布的基材与水平面的角度为45°，两组喷涂单元相对设置于所述基材的两侧，并且垂直于所述基材表面，所述两组喷涂单元与水平呈45°，两组涂布单元的出料狭缝口15的间距为4mm。请参阅图3，其是本实施例的双面落帘涂膜工艺采用的装置的结构示意图。

将基材聚酯无纺布置于放卷机构21，基材一边通过放卷导辊22支承引导穿过两组涂布单元的出料狭缝口15之间，并且接入收卷机构41。所述基材收放卷张力为10-100n。

开启基材上方一面的涂布单元的计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以12m/min速度喷射于基材上方一面的表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘垂直于基材表面，即涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启基材下方一面的涂布单元的计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以12m/min速度喷射于基材下方一面的表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启收卷机构41的电机，使基材以12m/min速度传输，使涂布液连续均匀涂布于所述基材的表面。

实施例4

本实施例提供了一种双面落帘涂膜工艺，采用的基材为聚丙烯无纺布，涂布材料为制备超微滤膜的高分子溶液(聚偏氟乙烯/二甲基亚砜dmso)，涂布材料置于供料釜11中，加热至40-80℃，形成涂布液，涂布液的粘度为5000-80000cps。本实施例中所述待涂布的基材与水平面的角度为0°，两组喷涂单元相对竖直设置，两组涂布单元的出料狭缝口15的间距为4mm。请参阅图4，其是本实施例的双面落帘涂膜工艺采用的装置的结构示意图。

将聚丙烯聚酯无纺布基材置于放卷机构21，基材一边通过放卷导辊22支承引导穿过两组涂布单元的出料狭缝口15之间，并且接入收卷机构41。所述基材收放卷张力为10-100n。

开启基材上方一面的涂布单元的计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以15m/min速度喷射于基材上方一面的表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘垂直于基材表面，即涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启基材下方一面的涂布单元的计量泵12，调节计量泵12使其提供一定的给料压力6atm，使涂布液通过涂布头13到达出料狭缝口15，并通过出料狭缝口15以15m/min速度喷射于基材下方一面的表面，同时开启空气流单元，为喷射出的涂布液提供2pa推动力，使涂布液形成的落帘与基材的角度为90°。同时开启收卷机构41的电机，使基材以15m/min速度传输，使涂布液连续均匀涂布于所述基材的表面。

实验例1

将通过本发明实施例1-4所述的双面落帘涂膜工艺制备得到的分离膜的涂布性能进行测试，其测试结果如下表1所示。

表1实施例1-4制备得到的分离膜的涂布性能测试结果

从表1中可知，本发明的双面落帘涂膜工艺为非接触式涂布，不受基材厚度的不均匀性的影响，可以实现均匀的涂布，通过调控喷射速度，配合基材移动速度，基材可以实现不同倾斜角度的涂布。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。