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有效表征缺陷产品和涂布变量，是排除涂布缺陷的前提。有效表征涂布质量缺陷并予以分析所需的工具，通常包括四类：
（1）表征涂层缺陷区域和非缺陷区域的分析方法。
（2）获得有关涂布机整体性能更多信息的仪器。
（3）在线仪器。
（4）分析数据并提取有用信息的统计技术。
首先，要收集保存具有所需缺陷的样品。尽可能保留每个涂布辊和未涂布基材的样品，保证在换辊后发现缺陷，可以对比原样，确认问题来源。
涂布质量缺陷的分析，建议分两个阶段进行：
（1）初步分析：获取一些快速表征数据（表征缺陷分析）；（2）详细分析：表征缺陷分析在生产设备的质量控制实验室或R ＆ D实验室进行，所得数据可为操作人员提供足够的分析依据，无须额外测试。
在此基础上，综合各方信息，进行更加详细的分析。分析缺陷并确定其原因和来源。
有四类基本的分析仪器，可以快速提供基本表征数据：具有数字图像分析功能的光学视频显微镜（视频增强显微镜）、红外显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线（EDX），以及电子光谱化学分析（ESCA）。
更多信息可能来自下列测试结果：傅立叶变换红外光谱（FTIR），可识别有机和一些无机化合物；原子吸收光谱（AA），测量样品中的元素；气相色谱和质谱（GC-MS），用于元素分析；原子力显微镜（AFM），测量样品表面形貌；测角法，测量接触角。
光学显微镜是第一阶段分析的基本工具。在显微镜下，辅助肉眼观察分析是确定缺陷特征的最佳方式。表 1-5 是部分显微镜功能对比。在视频显微镜中，显微镜的目镜可以被电视摄像机和监视器取代，在高分辨率的监视器上观看图像，可以缓解视觉疲劳。
显微镜可以集成到数字图像分析系统中，摄像机的图像被数字化并存储到计算机中，然后使用专用软件程序计算缺陷的定量特征。根据实际需要，可组装各种系统，包括手持式显微镜，安装在笔记本电脑上的显微镜具有 1×、50×或200×的放大倍率；便携式手持数码相机和便携式显微镜，可用于分析涂装线区域中的样品。此外，还有带软件数字视频显微镜系统。图像为数字格式，可以广泛分发，也可调用进行研究，方便与以前的样本作对比。
用显微镜对斑点、条纹、螺纹、颤动、划痕、气泡、污染等进行表征，非常实用。显微镜对于边界模糊不清的细微缺陷（如斑点）不是很有用。但是，显微镜在选择具有代表性的缺陷进行第二阶段分析时很有用。通常基材上的离散缺陷有很多种，使用常规显微镜筛查缺陷，并选择最具代表性的缺陷进一步分析更为有效。
表 1-5 不同显微镜功能对比
第二阶段使用各种表面表征技术对涂布表面进行物化表征。表 1-6 是一些表面表征分析方法。
表 1-6 表面化学分析仪器
扫描电子显微镜（SEM）用于典型涂布缺陷分析时，SEM的高放大倍率和分辨率及其三维视图，可以看到所有细节。这种方法还可将分析仪（EDX）集成到系统中，定性、定量地测量缺陷和正常样品区域及其化学成分。SEM光学图像是通过在真空中用电子束照射待研究表面，收集散射的电子并在电视监视器上显影图像而成，这些电子还会产生X射线发射，对其进行分析可以确定元素及其数量，但只能检测比钠重的元素。
在SEM/EDX中，可视图像和X射线图像可以组合，以多种格式显示，并在整个样品中显示特定元素成分。另一种格式是在整个缺陷范围内，通过正常涂层样品以单线扫描光束，显示元素分布从标准材料到次品材料的变化。该组合图像将显示缺陷的物理外观以及哪些元素与缺陷的特定特征相关联。另外，如果存在污染物或颗粒，则可以将SEM和EDX合成为一张图像。获得的图像可以数字存储，并列入缺陷目录。
SEM/EDX技术，对于边界不连续的缺陷（如斑点）和疑似外来污染物的缺陷分析，非常有用。为了帮助识别，可对涂布机中潜在污染物成分进行表征，然后将其与缺陷进行比较识别。另外，可以在实验室制备样品，故意将可疑污染物添加到涂布液中，再进行SEM/EDX分析。如果可识别区域在SEM的尺寸范围内，则在分析弥散缺陷方面，也有一些用途。它也可用于研究表面雾度、橘皮和网状结构。
该方法可以识别进入涂层的金属污染物。轴承、惰轮和涂布辊、泵和导管中的金属成分各不相同，且含有铁、镍、铬、碳、钼和钛等特征成分。可将缺陷中的金属与已知来源进行比较，确定来源。
除EDX外，电子光谱化学分析（ESCA）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）也被广泛用于缺陷分析。ESCA可以检测到比锂重的元素以及有机化合物，同时确认键型。FTIR适用于测定表面有机物红外光谱。
除了表征方法外，越来越多的缺陷需要专业工具监测涂布机性能。尽管大多数现代涂布机具有各种控制和测量系统，但在涂布机中各种位置测量所有变量，并通过其他测试结果验证，成本无法承受。
除了表征产品所需的仪器外，还需要仪器套件表征涂布工艺并提供基本数据（表 1-7）。
表 1-7 涂布机检定工具套件
温度是涂布液制备、涂布、干燥、辊涂和原料存储区域，以及混料釜、施胶机、放卷机和收卷机的重要参数。在大多数涂布机中，要记录并控制关键温度。温度测量被视为必要的手段。
可用来测量温度的仪器：①液体温度计，利用液体的膨胀来指示温度。②双金属表盘温度计，两种金属形成的条带由于热膨胀差异而随温度弯曲。③热电偶，两种金属结合处产生的电势是温度的函数。④电阻温度设备（RTD），其中铂金或其他金属传感器的电阻是温度的函数。⑤热敏电阻，利用半导体电阻随温度的变化来指示温度。⑥红外测温法，通过表面发出能量表征温度。
当需要同时进行多次测量时，可使用热电偶，热电偶可以放置在任何位置，数据记录在中央数据记录器中。热电偶也可以指示干燥机中基材温度。
电阻温度测试最精确，可在基本的干燥机空气控制系统中使用，但成本高。手持式测量设备最常用，但无法完成涂布机中的多点测量。
远程测量移动的卷材、涂珠或难以到达的位置，红外测温法最佳。与辊中热电偶相比，红外测温法更准确，但价格昂贵，还需要校准。除了单点红外测温仪外，热成像设备可以对大范围的整体温度进行扫描，测得的温度形成图像。如果温度保持恒定，则在监视器上显示某种均匀的颜色；温度变化时，将显示多种颜色。这些设备可检测定位加热和通风系统中的泄漏或干燥机中的热损失。
便携式数据记录器可以连接到热电偶，放置在需要温度读数的任何位置。
通过手持式速度计或热线风速计，可以长探头测量温度和空气速度，检查增压器的气流或增压器喷嘴的气流。
转速表检查涂布机中各种辊速度、干燥机风扇速度、涂布泵速度，还可以通过旋转而不会打滑的辊，检查卷筒纸速度。
转速表有机械式或接触式、频闪式或非接触式两种。首选非接触式转速表，它可以从难以接近的辊上获取读数，并且比接触式转速表安全。在速度非常高或难以进入的位置，应使用非接触式频闪设备。这些设备在旋转轮上需要以某种形式的指示标记形成光反射。
微型磁带记录器，记录从仪器中通过声音读取的数据。磁带记录器可以快速记录数据并容易调用。优选小型声控微型盒式磁带，重量轻且可存放在口袋中。
通常，阻尼器可远离测量流量的压力计，或者张力控制装置远离发生褶皱的幅材。
有各种各样的数码相机和录像机可以提供静止图像和连续图像，并将其传输到计算机中存储。可视记录设备可以永久记录过程中出现问题的任何点，帮助确定质量问题。
在涂布机区域进行检测时，还有一个重要的因素需要考虑，那就是人身安全。在走道上进行温度和压力测量，检查问题区域的过程，检查移动的卷材，安装热电偶等，所有这些都有可能造成事故，并造成附近人员受伤。需要规避人员绊倒、夹手等安全事故；穿戴适当的防护设备；在溶剂环境中，装配防爆设备。
多数现代涂布机控制系统都有数据记录系统，将测量结果保存为电子格式供进一步分析使用。优选便携式数字数据记录设备，以数字格式记录所需的测量值，标注测量时间，并以某种形式存储。设备可以插入任何部分连续记录数据，直接传输到计算机，当检测到缺陷时，分析数据绘制图表，以缩短分析时间，更快地解决问题。
涂布流体性质的测量，是涂布机故障排除过程中的重要方面。
涂布前测涂布液黏度，是涂布质量控制的一部分。当涂布质量出现问题时，如果没有流变数据，则可能难以确定问题根源。某些液体的黏度会随时间变化，如果在涂布当时不获取流变数据，后期获取可能存在偏差，必须在涂布开始前测量。
黏度测量有两种基本类型：恒定剪切速率和可变剪切速率测量。恒定剪切速率仪器可提供单点黏度测量，足以进行常规质量控制，但其固有剪切速率非常低（通常在 300s -1 以下），并且涂布过程中的剪切速率（表 1-8）通常很高。因此，对于稀液体，数据可能会产生误差。可变剪切速率黏度计可以提供各种剪切速率范围内的数据。在某些黏度计中，将剪切速率编程为自动更改，并打印出黏度与剪切速率的关系曲线。否则，剪切速率必须手动设置。可变剪切速率的优点在于可在涂布头中，以所希望的剪切速率提供黏度，并提供解决方案所需要的数据，这在单点测量中是看不到的；缺点是成本高、操作复杂。
表1-8 涂布工艺与涂布液剪切速率
恒定剪切速率黏度计包括玻璃毛细管黏度计、杯式黏度计、移液器黏度计、落球黏度计、电磁黏度计等。可变剪切速率旋转黏度计，可在宽温度范围内提供1 ～ 2 000s -1 的宽剪切速率。可对流体进行广泛表征，确定其黏度—剪切速率行为以及随时间变化的行为，对于优化配方特别有用。
涂布液必须以过程中将要经受的剪切速率来表征，单点低剪切速率黏度计，变化的涂布过程组件的剪切速率范围很广，不适用于涂布过程。在较高的剪切速率下，黏度行为可能有很大不同。表 1-8 展示了不同涂布工艺过程的剪切速率；浸涂的剪切速率仅为 10 ～ 100s-1，而逆辊凹版涂布为 40 000 ～ 1 000 000s-1。
表面特性
对于涂布润湿过程，表面张力和表面能两个术语，可以交替使用。表面张力为每单位长度的力，如达因/厘米或牛顿/米。表面能为单位面积的能量，如ergs/cm 2 或mJ/m 2 （每平方米毫焦耳）。四个术语数值相同。
讨论液体时，通常是指表面张力，将固体表面视为具有表面能。在新形成的液体表面中，表面张力可能会随着时间发生变化，因为溶解的物质会扩散到表面，并像表面活性剂那样积聚。这种变化的表面张力称为动态表面张力。
当将一滴液体放在表面上时，它既有可能使表面润湿并铺展，也有可能保持静止的滴状。当液体平铺在表面上时，接触角为零。以水在基材上的接触角，表征基材的润湿性。
通常测试的是静态表面张力，因为测试表面已经达到平衡并且不会随时间发生变化。但涂布过程动态表面张力更接近实际。静态表面张力可能无法代表涂布过程，但可确保溶液在批次之间不发生变化，并且不会随时间发生变化。所以，动态表面张力测量被认为是一种研究工具。
在线缺陷检查系统，也称为表观视觉系统，改进了涂布物理缺陷的检测技术。以往是在卷基起点或终点取样，放入既有透射光又有反射光的光台上，由训练有素的人员，目视检测和计数缺陷。这样的检验过程耗时长，需要重复检测且经常有遗漏。
在线缺陷检查系统，可以检查卷筒纸上的缺陷并及时指出位置，减少浪费，提高效率。这些系统可以快速检测过程中更改的结果，快速确定最佳工艺条件，还能分析系统中存储的数据，获得更详细的工艺相关性。
系统组件取决于缺陷检测要求：①激光检测系统或基于照相机的区域线扫描系统；②照明类型，如荧光灯、发光二极管（LED）、光纤电缆、红外线、挥发气体或特殊颜色；③通过透射或反射光进行观察；④扫描系统；⑤运行检查系统的软件程序；⑥显示系统；⑦数据存储和分析。
根据缺陷检测需求添加组件构成的检查系统，基本能够检测到涂层中的全部缺陷。
控制涂布产品涂布量至关重要，这需要用准确的表征系统快速识别缺陷信息。为了确保所有必要参数达标，在线涂布量测量系统必不可少，以便快速、准确地测量横向轮廓、纵向轮廓、辊平均数和辊对辊的变化等参数。
在线系统远优于通过厚度或重量分析表征涂布量的离线系统。系统可在启动后不久扫描基材并测量横向和纵向轮廓，以最少的材料损失快速发现问题，生成的数据可以在控制回路中使用，优化工艺。
系统中传感器的选择，取决于传感器的安装位置、测量位置的涂层湿或干、材料组成、厚度和涂布量、测试精度及卷筒纸速度等。两类可选：测量包括基材在内的产品总重量的传感器；仅用于测量涂层的传感器。
（1）在总重系统中，未涂布和涂布基材均被测量，然后从涂布的基材重量中减去未涂布的基材重量即得到涂布量。总重量计基于β射线、γ射线或X射线透射率。（2）某些直接测量涂层的重量计利用红外透射、β射线反向散射或X射线荧光。X射线荧光计特别适用于产生强烈X射线响应的涂布液，如锌在X射线源刺激下，很容易通过荧光检测出来，使用硬脂酸锌为润滑剂的产品即用此法检测。
涂布液的黏度是控制涂布量和涂布产品质量的关键变量。温度变化、溶剂蒸发、气泡或泡沫中的空气夹杂物、批次间的变化，以及微粒的聚集等引起的黏度变化，都可能导致涂布次品。以往，这些变化因没有持续监控黏度而重视不够。通常仅在准备周期结束以及在涂布过程中偶尔检测黏度，结果可能发现某些缺陷是因黏度变化导致的。在非牛顿溶液中，黏度变化尤其难以检测。
在线黏度检测系统，通过提供持续的黏度动态测量值，分析该数据并将其与缺陷水平或涂布量的变化相关联，可帮助避免上述问题，也可将其作为控制回路的一部分，在设定温度下保持黏度恒定。在线黏度检测系统还可以根据需要，控制添加溶剂、补偿蒸发损失、保持温度恒定。
故障排除人员必须具有数据分析的基本知识，能够进行统计分析。供操作人员分析数据结论，进行必要的实验验证。
汇总数据后统计分析，所需步骤如下：
（1）提出问题，通过数据分析回答或建议可能的趋势或相关性，以供进一步探讨。确定哪些工艺变量发生了显著变化，这种变化如何影响缺陷或问题。
（2）汇总涵盖调查时段的特定数据集，包括围绕该过程产生了良好产品的时段。
（3）选择适当统计参数。对于初始筛选，可以使用绘图数据和相关矩阵来获取初步趋势和相关性。同样，对于初步分析，可以使用较低的置信度限制。
（4）计算选定的统计参数。
（5）解释参数，确定哪些关系有效，它们如何回答最初提出的问题。
（6）使用高级参数和其他数据集（如果有），执行其他分析。
首次发现缺陷时，可以给其命名。缺陷命名是排除的起点，对于涂布和干燥缺陷，这是一个特别重要的阶段。缺陷通常相当模糊，难以定义，相同缺陷的名称可能有很多种，看起来相似的缺陷可能有多种成因，结果缺陷很容易被错误命名，并可能导致严重的后果。
检测到缺陷后，通常由第一位观察者为其指定一个描述缺陷的名称。中心清晰的圆形缺陷，看起来像是在中心出现气泡，则称为气泡，带有中心的斑点称为污垢，横向标记称为振颤，涂层中的柔软不均匀斑点。在汽车饰面的喷涂层中，尽管名称不同，但针孔和微泡都描述了相同的缺陷。在涂布和干燥缺陷中，很少有测试可以定量地定义物理不均匀性，如气泡或条纹，并且由于涂布样品性能多样，如颜色、硬度、涂布量、照相胶片的感光度，对应着各种缺陷名称。此外，许多来源相同的缺陷，如振颤和条纹，两者都涉及来自不同原因的多种缺陷。表 1-9中总结了一些广泛使用的缺陷通用名。这些名称来自研讨会上论文、专利文献、出版物及涂布和干燥领域的从业人员。
表1-9 一些物理缺陷名称
显然，许多缺陷的初始定义并不正确，并且初始名称通常暗示缺陷成因，这会影响后续排除，该现象被称为初始名称综合征（Cohen，1993）。初始名称综合征会快速地为缺陷提供描述性名称，错误的名称会将焦点转移，影响缺陷诊断，导致无效的故障排除过程。
以气泡为例。一旦将缺陷命名为气泡，就意味着空气可能因进料管线泄漏、泵密封性差、制备釜中的混合速度过高或涂布台上夹带空气等进入涂布液。然后，排除故障的起步工作将集中在查找这些可能的原因上。但是，如果缺陷不是由气泡引起的，而是由落在湿涂层上的污垢引起的，就会导致操作人员走弯路。
之所以存在初始名称综合征，是因为操作人员需要迅速消除涂布机上的缺陷，但快速分析缺陷所需的工具不易具备。粗略的视觉检查（可能使用显微镜）和典型缺陷的参考资料，被广泛用于帮助识别缺陷，很可能导致名称不正确。如果操作人员还具有更高级的诊断方式，如涂布机的在线监测，或许缺陷的评判更准确。
良好的初步表征，可以避免初始名称综合征。实际上，常规显微镜检查耗时长，需要良好技能与经验，手动搜索历史资料识别缺陷，乏味且不常用。扫描电子显微镜，EDX（能量色散X射线）和ESCA（用于化学分析的电子光谱）可提供准确的信息，但不够及时，在查看缺陷时，存在惯性思维，即将缺陷与暗示原因的名称相关联。
避免初始名称综合征的最佳方法，是避免给缺陷赋予诗意的或描述性的名称，避免暗示初始观察时认为的原因，而是使用通用术语描述缺陷及其属性。不要将其描述为气泡，而应将其描述为一系列圆形区域，中间无涂层。如果缺陷看起来是颤抖的，则将其描述为连续出现的一系列涂布不均匀性。例如，不均匀性在中心较轻，宽度为 1 英寸，间距为 2 英寸。至少应检查几个有代表性的缺陷，确保属性正确，再给出一个无害的名称。
成功解决问题和排除故障，就是要获得问题或缺陷以及所用涂布工艺的必要信息。信息来自不同方面，既有单独信息，又有综合信息，必须对所有信息进行归纳、分析和整理，研究缺陷成因及永久消除缺陷的措施。即使所有涂布工艺都有特性，也还是有基本的共性信息，特别是数据收集过程的基本组成部分，在多种涂布技术中，具有普适性。
在此基础上，进行缺陷的命名、分类，确认成因及消除措施和预防措施，就可能解决问题和排除故障了。
通常，干燥缺陷仅指涂布液或基材中的物理缺陷，如斑点、振颤或条纹。但此定义给出了更准确的涂布过程中可能出现的缺陷和质量问题，给更好地改进涂层和干燥过程提供了机会。
缺陷是涂层和干燥过程中，任何导致客户不满意的东西。涂布和干燥缺陷的含义，应该涵盖薄膜中的多种缺陷，而不限于物理缺陷。
涂布和干燥缺陷范围：
（1）涂层和基材中的物理缺陷。例如，气泡、条纹、螺纹、夹带空气、污染缺陷、振动、皱纹、彗星、卷曲、凝结点和重复痕迹。
（2）涂布量或涂层厚度不足。涂布工艺会导致数种缺陷。生产过程中所有辊的平均涂布量必须处于所需值。涂布量还必须在基材的整个宽度（横向或TD轮廓）上以及沿着辊子的长度（纵向或MD轮廓）上，达到均匀性标准。横向或纵向变化范围可以从 1%到 10%，如果需要 2%，为 10%设计的涂布线将产生次品。
（3）产品性能属性不足。这些可能会受到涂层和干燥条件变化的影响。例如，干燥条件影响卤化银膜的背景密度，必须严格控制干燥条件。黏附牢度受涂布液在基材上的润湿性能影响。涂层的雾度和透明度也可能受工艺条件的影响。许多配方要通过加热或紫外线辐射固化或交联，这些都会受到工艺的影响。
（4）无法持续获得指定的工艺条件。如果没有保持稳定的干燥点的位置，则产品可能过分干燥，导致产品性能不佳；或者干燥不足，导致产品缠绕粘连。