[发明专利]通过使用具有毛细管的歧管进行接触涂覆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于移动基底的连续涂覆的毛细管涂覆设备，及其使用方法。

背景技术

对于可用于在具有精确的顺维和横维均匀性以及可控的涂覆宽度的宽幅材上持续地和可控地涂覆粘性流体的低成本、可靠涂覆设备，具有持续增长的需求。涂覆模具法具有如下缺点：制造具有精确的横维厚度均匀性的宽幅材是困难的，并且模具的成本和重量随着宽度增加而变得过高。滚动料堆法具有如下缺点：就涂覆重量和涂覆宽度两者而言，均是难以控制的，并且具有涂覆厚度波动性的趋势。不能精确地控制宽幅材上的涂覆宽度会导致浪费，例如，呈未涂覆幅材、材料、溢出涂覆流体的形式等。此外，一旦此涂覆过程已变得受控，则改变任何变量(例如，涂覆流体的粘度、或者涂层的期望成品厚度、或者线速度)都需要对许多其它变量进行费力的试错改变以便重新获得对涂覆过程的控制。

已知在涂覆装置中会使用毛细管。许多毛细管涂覆法涉及在所要涂覆的基底上提供涂覆流体的贮存器或滚动料堆。该贮存器必须使用额外的装置、例如压料辊来定量化。此类系统的控制是困难的。美国专利No.8,257,794(Wang等人)公开了另一种已知的不使用滚动料堆的毛细管涂覆法，其中首先使所述毛细管与将要涂覆的基底接触以便使涂覆流体开始流动，然后从表面撤回精确的距离以便在涂覆期间保持所述流动。该系统也是难以控制的。已知的毛细管涂覆法的其它常见缺点为，其迫使在涂覆流体的液滴状分配或高速大体积射流之间进行选择，而非允许受控流动的连续分配。

需要一种低成本、可靠的涂覆设备，所述涂覆设备可用于将粘性流体连续地且可控地涂覆在具有精确的顺维和横维均匀性以及可控的涂覆宽度的宽幅材上。

发明内容

本发明提供一种低成本、可靠的涂覆设备，所述涂覆设备可用于将粘性流体连续地且可控地涂覆在幅材上，所述幅材可根据需要包括具有精确的顺维和横维均匀性以及可控的涂覆宽度的宽幅材。本发明还提供了一种使用该设备进行涂覆的方法。

简言之，本发明的涂覆设备包括：至少一个、通常是多个具有排放端的毛细管；与所述至少一个毛细管连通的至少一个毛细管歧管；为所述至少一个毛细管歧管提供流体的至少一个连续泵送装置；以及至少一个位移装置，其中所述设备适于将所述至少一个毛细管的排放端定位并随后保持成与移动基底直接接触，以便将流体沉积到所述基底上。

简而言之，本发明的工艺包括如下步骤：

提供至少一个移动基底；

将涂覆设备定位成接近所述基底，所述涂覆设备包括：具有排放端的至少一个毛细管；与所述毛细管连通的至少一个毛细管歧管；为所述毛细管歧管提供流体的至少一个连续泵送装置；以及至少一个位移装置，其中所述设备适于将所述至少一个毛细管的排放端定位并随后保持成与移动基底直接接触，以便不借助滚动料堆而将流体沉积到所述基底上；

启动所述位移装置，以这种方式使得所述毛细管在其排放端处与所述移动基底直接接触；

操作所述连续泵送装置以便将所要涂覆的流体递送给所述毛细管歧管；以及

在将所要涂覆的流体沉积到基底上的整个持续期间，保持所述毛细管的排放端与移动基底之间的直接接触。

附图说明

结合附图对本发明进行进一步说明，其中：

图1是具有多个毛细管的毛细管歧管的示意图；

图2是连接到所述毛细管歧管的一个毛细管的示意图；并且

图3是本发明的一个实例性涂覆设备的示意性侧视图。

这些图未按比例绘制，它们仅是用于展示，并不限制本发明。在每个图中，类似的元件符号用于表示等效元件。

具体实施方式

毛细效应是液体对抗重力或其它施力流动以便在静态的情况下(只有重力，无其它施力)液体自发地在狭窄空间(例如，细管)或者多孔材料(例如，纸)或者一些非多孔材料(例如，液化碳纤维)中上升的能力。所述效应是由于液体与固态环绕表面之间的分子间引力而出现的。如果管的直径足够小，则表面张力(其由液体内的内聚力引起)和液体与容器之间的附着力的组合会起到沿着所述管提升所述液体一段长度的作用。

在足够窄的圆形横截面(半径a)中，两种流体(例如，水和空气)之间的界面形成弯月面，所述弯月面是半径为R的球体的一部分表面。整个该表面上的压力差是：