BR0209038B1

BR0209038B1 - método para formar um revestimento lìquido sobre um substrato, e, aparelho de revestimento.

Info

Publication number: BR0209038B1
Application number: BRPI0209038-4A
Authority: BR
Inventors: Albert E Seaver; William K Leonard
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2011-06-28
Also published as: CN100360246C; ATE338586T1; EP1383614A2; WO2002085538A2; DE60214531D1; US6579574B2; WO2002085538A3; US20020182333A1; KR20030088145A; EP1383614B1; MXPA03009596A; BR0209038A; JP4354703B2; JP2004529764A; AU2002242229A1; CA2444791A1; KR100870684B1; DE60214531T2; CN1720107A

Description

"MÉTODO PARA FORMAR UM REVESTIMENTO LÍQUIDO SOBREUM SUBSTRATO, E, APARELHO DE REVESTIMENTO"

Campo Técnico

A invenção refere-se a dispositivos e métodos para revestirsubstratos.

Antecedentes

Revestimento de aspersão eletrostático envolve, tipicamente,atomizar um líquido e deposição de gotas atomizadas em um campoeletrostático. O diâmetro médio de gota e distribuição de tamanho de gotapode variar grandemente, dependendo da cabeça de revestimento por aspersãoespecífica. Outros fatores, como condutividade elétrica, tensão superficial eviscosidade do líquido também desempenham uma parte importante nadeterminação do diâmetro de gota e distribuição de tamanho de gota! Cabeçase dispositivos representativos de revestimento eletrostático por aspersão estãomostrados, por exemplo, nas patentes US 2.685.536; 2.695.002; 2.733.171;2.809.128; 2.893.894; 3.486.483; 4.748.043; 4.749.125; 4.788.016;4.830.872; 4.846.407; 4.854.506; 4.990.359; 5.049.404; 5.326.598; 5.702.527e 5.954.907. Dispositivos para aspersão eletrostática de lubrificantes naformação de lata sobre uma tira de metal estão mostrados, por exemplo, naspatentes US 2.447.664; 2.710.589; 2.762.331; 2.994.618; 3.726.701;4.073.966 e 4.170.193. Aplicadores de revestimento a rolo estão mostrados,por exemplo, nas patentes US 4.569.864, pedido de patente europeu 949.380A e alemão OLS DE 198 14689 Al.

Em geral, o líquido enviado para a cabeça de revestimento poraspersão se rompe em gotas devido à instabilidade no fluxo do líquido, muitasvezes influenciado, pelo menos parcialmente, pelo campo eletrostáticoaplicado. Tipicamente, as gotas carregadas das cabeças de aspersãoeletrostática são dirigidas pelos campos elétricos em direção à um artigo,folha contínua sem-fim ou outro substrato que se move passando pela cabeçade aspersão. Em algumas aplicações, a espessura desejada de revestimento émaior do que o diâmetro médio de gotas, as gotas caindo uma sobre a outra, ecoalescendo para formar o revestimento. Em outras aplicações, a espessuradesejada de revestimento é menor do que o diâmetro médio de gotas, as gotassendo separadas no impacto, e as gotas tendo que ser espalhadas para formarum revestimento contínuo sem vazios.

Dispositivos para aspergir eletrostaticamente lubrificantesformadores de lata sobre uma tira de metal estão mostrados, por exemplo, naspatentes US 3.726.701; 4.073.966 e 4.170.193. Na patente US 3.726.701, o potencial eletrostático é ajustado com base na velocidade e taxa de deposiçãodo artigo a ser revestido.

A patente US 2.733.171 emprega oscilação mecânica de umacabeça de aspersão eletrostática e movimentação intermitente do fio dedescarga eletrostática da cabeça de aspersão de modo a reduzir a formação de tiras ou nervuras do material de revestimento depositado.

A patente US 5.049.404 emprega vibração piezoelétrica de umbocal de aspersão eletrostática dielétrico de modo a estabilizar a forma desuperfície do líquido deixando o bocal, reduzir entupimento do bocal a taxasde fluxo baixas e obter revestimentos extremamente finos.

Sumário da invenção

Nosso pedido de patente co-pendente US 09/841.380depositado em 24 de abril de 2001, intitulado ELECTROSTATIC SPRAYCOATING APPARATUS AND METHOD (Aparelho e método derevestimento de aspersão. eletrostática), aqui incorporado pela referência, revela um aparelho e métodos para aplicar um revestimento líquido a umsubstrato por aspersão eletrostática de gotas do líquido sobre uma superfíciede transferência condutora umedecida com líquido, e transferência de umaporção do líquido assim aplicado da superfície de transferência para osubstrato, para formar o revestimento.Nosso pedido de patente co-pendente US 09/757.955depositado em 10 de janeiro de 2001, intitulado COATING DEVICE ANDMETHOD (Dispositivo e método de revestimento), aqui incorporado pelareferência, revela dispositivos e métodos para melhorar a uniformidade de umrevestimento úmido sobre um substrato. O revestimento é contactado em umaprimeira posição com as superfícies úmidas de dois ou mais dispositivosperiódicos de pegar-e-colocar, e contactado novamente em posições sobre osubstrato que são diferentes da primeira posição e não periodicamenterelacionadas uma a outra com respeito a sua distância da primeira posição. Orevestimento pode ser aplicado pelo uso de bocais de fonte pontuais, comodisco girante sem ar, eletrostático e bocais de aspersão pneumática edispositivos de atomização de fonte em linha. O bocal ou bocais podem seroscilados para trás e para frente ao longo do substrato.

O aparelho, dispositivos e métodos das aplicações acimamencionadas podem prover revestimentos muito uniformes, especialmentequando usados em combinação.

A presente invenção também provê um melhoramento nauniformidade de revestimento. Em um aspecto, a invenção provê um métodopara formar um revestimento líquido sobre um substrato, compreendendo:

a) aspergir um padrão de gotas do líquido sobre um substratoa partir de uma cabeça de aspersão eletrostática que produz o padrão emresposta a um campo eletrostático; e

b) repetidamente, alterar eletricamente o campo eletrostáticodurante a aspersão, mudando, desse modo, repetidamente o padrão.

Um método preferido compreende aspergir o padrão de gotassobre uma superfície de transferência condutora, e transferir uma porção dolíquido assim aplicado da superfície de transferência para o substrato paraformar o revestimento líquido.

Em um outro aspecto, a invenção provê um método paraformar uma revestimento líquido sobre um substrato, compreendendo:

a) aspergir um padrão de gotas do líquido sobre o substratoou sobre uma superfície de transferência de uma cabeça de aspersãoeletrostática que produz o padrão em resposta a um campo eletrostático;

b) mudar repetidamente o padrão em uma primeira direção; e

c) em qualquer ordem:

i) quando uma superfície de transferência for empregada,transferir uma porção do revestimento assim aplicado da superfície detransferência para o substrato; e

ii) contactar o revestimento com dois ou mais dispositivos depegar-e-colocar que melhoram a uniformidade do revestimento em umasegunda direção.

A invenção provê também um aparelho compreendendo umacabeça de aspersão eletrostática que produz um padrão de gotas e umrevestimento úmido sobre um substrato em resposta a um campo eletrostático,e um dispositivo ou circuito para, repetidamente, alterar eletricamente ocampo eletrostático durante a aspersão, mudando, desse modo, repetidamenteo padrão. Em um modo de realização preferido, o dispositivo ou circuitomuda o padrão em uma primeira direção e o aparelho compreendeadicionalmente dois ou mais dispositivos de pegar-e-colocar que podemcontactar periodicamente e tornar a contactar o revestimento úmido paramelhorara uniformidade do revestimento em uma segunda direção.

Os métodos e aparelho da invenção podem prover película finasubstancialmente uniforme ou revestimentos de película espessa, sobresubstratos condutores, semicondutores, isolantes, porosos ou não-porosos. Oaparelho da invenção é simples de construir, ajustar e operar, e pode serajustado facilmente para alterar a espessura de revestimento e uniformidadede revestimento.

Descrição resumida dos desenhosA Fig. 1a é uma vista lateral esquemática de um aparelho dainvenção.

A Fig. 1b é uma vista em perspectiva da cabeça de aspersãoeletrostática e superfície de transferência condutora do aparelho da Fig. 1a.

A Fig. 1c é uma outra vista em perspectiva da cabeça deaspersão eletrostática e superfície de transferência condutora do aparelho daFig. 1a.

A Fig. 2a é um circuito que pode ser usado para alterar ocampo eletrostático durante a aspersão.

A Fig. 2b é uma vista da extremidade de entrada da cabeça deaspersão eletrostática da Fig. 2a a alta voltagem.

A Fig. 2c é uma vista da extremidade de entrada da cabeça deaspersão eletrostática da Fig. 2a a baixa voltagem.

A Fig. 3 é uma vista lateral esquemática, parcialmente emseção, de um outro aparelho da invenção.

A Fig. 4a é uma vista lateral esquemática de um aparelho dainvenção equipado com uma correia de transferência condutora.

A Fig. 4b é uma vista lateral aumentada de uma porção doaparelho da Fig. 4a e uma folha contínua porosa.

A Fig. 5a é uma vista lateral esquemática de um aparelho dainvenção equipado com uma série de cabeças de aspersão eletrostática etambores condutores.

A Fig. 5b é uma vista da extremidade de entrada esquemáticado aparelho da Fig. 5a, arranjado para aspergir tiras de revestimento em faixasadjacentes.

A Fig. 5c é uma vista lateral esquemática de um aparelho dainvenção equipado com uma série de cabeças de aspersão eletrostática e umúnico tambor condutor.

A Fig. 6 é uma vista lateral esquemática de defeitos derevestimento sobre uma folha contínua.

A Fig. 7 é uma vista lateral esquemática de um dispositivo depegar-e-colocar.

A Fig. 8 é gráfico de um calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua para um único pico de calibre grande sobre uma folhacontínua.

A Fig. 9 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando o pico da Fig. 8 encontra um único dispositivoperiódico de pegar-e-colocar tendo um período de 10.

A Fig. 10 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando o pico da Fig. 8 encontra dois dispositivosperiódicos de pegar-e-colocar tendo um período de 10.

A Fig. 11 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando o pico da Fig. 8 encontra dois dispositivosperiódicos de pegar-e-colocar tendo períodos de 10 e 5, respectivamente.

A Fig. 12 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando o pico da Fig. 8 encontra três dispositivosperiódicos de pegar-e-colocar tendo períodos de 10, 5 e 2, respectivamente.

A Fig. 13 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando o pico da Fig. 8 encontra um dispositivo periódicode pegar-e-colocar tendo um período de 10 seguido por um dispositivo tendoum período de 5 e seis dispositivos tendo um período de 2.

A Fig. 14 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua para um defeito repetitivo de pico tendo um período de 10.

A Fig. 15 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando os picos da Fig. 14 encontram um dispositivoperiódico de pegar-e-colocar tendo um período de 7.

A Fig. 16 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando os picos da Fig. 14 encontram um trem de setedispositivos periódicos de pegar-e-colocar tendo períodos de 7, 5, 4, 8, 3, 3 e3, respectivamente.

A Fig. 17 é um gráfico de calibre de revestimento vs. distânciada folha contínua quando os picos da Fig. 14 encontram um trem de oitodispositivos periódicos de pegar-e-colocar tendo períodos de 7, 5, 4, 8, 3, 3 e2, respectivamente.

A Fig. 18 é uma vista lateral esquemática de um aparelho dainvenção que emprega uma estação de melhoramento tendo um trem de rolosde contato não-igualmente acionados de igual diâmetro.

A Fig. 19 é uma vista lateral esquemática de um sistema decontrole para uso na invenção.

A Fig. 20 é um gráfico mostrando o número de revoluções detambor necessário para prover um padrão repetido de gotas sob umavariedade de condições de campo eletrostático.

Descrição detalhada da invenção

Em alguns processos de revestimento por aspersãoeletrostática, a desejada espessura de revestimento é menor do que o diâmetromédio das gotas que serão depositadas pela cabeça de aspersão derevestimento eletrostática. Nos referiremos a tais processos como "processos de película fina", e aos revestimentos resultantes como "revestimentos depelícula fina". Em outros processos de revestimento por aspersãoeletrostática, a desejada espessura de revestimento é maior do que o diâmetromédio de gota. Nos referiremos a tais processos como "processos de películaespessa", e aos revestimentos resultantes como "revestimentos de películaespessa".

A invenção provê um processo de revestimento simples quepode ser usado para aplicar revestimentos de película fina e película espessasubstancialmente uniformes, isentos de vazios, sobre substratos condutores,semicondutores, isolados, porosos e não-porosos, usando composições derevestimento baseadas em solvente, em água ou sem solvente. O aparelho deaspersão eletrostática da invenção é especialmente útil para, mas não de modolimitativo, para revestir folhas contínuas móveis. Caso desejado, o substratopode ser um objeto discreto ou um trem ou arranjo ordenado de objetosdiscretos tendo dimensões finitas. Em alguns modos de realização, osrevestimentos podem ser formados sem depositar sobre o substrato as cargaselétricas geradas pela cabeça de aspersão de revestimento eletrostática usadapara aplicar o revestimento.

Em um modo de realização da invenção, um campoeletrostático é repetidamente alterado eletricamente durante a aspersão,mudando, desse modo, repetidamente um padrão de gotas depositadas sobreum substrato alvo. Em um outro modo de realização, o padrão de gotasdepositadas sobre um substrato alvo é repetidamente mudado em umaprimeira direção (por exemplo, pelo emprego de um campo eletrostáticorepetidamente alterado eletricamente ou repetidamente alteradomecanicamente), e um revestimento úmido formado pelas gotas é contactadocom dois ou mais dispositivos de pegar-e-colocar para melhorarauniformidade do revestimento em uma segunda direção.

Por um "padrão de gotas mudando repetidamente" ou "padrãode gotas mudado repetidamente" queremos dizer que quando um revestimentolíquido úmido é aplicado eletrostaticamente a um substrato alvo móvel tendouma direção de movimento, o esboço da porção revestida é fisicamentemovida em uma outra direção que não a direção de movimento do substrato,ou que a distribuição ou peso de revestimento de revestimento úmido sobre osubstrato é alterado em outra direção que não a direção de movimento dosubstrato,e que tal movimento ou alteração é recorrente. Uma tal mudança depadrão pode ocorrer, por exemplo, através de mudanças nas localizações noespaço (em relação a um ponto sobre a cabeça de aspersão) na qual as gotassão criadas, ou através de mudanças no tamanho, número ou trajetória dasgotas. Por exemplo, quando o substrato se move em uma primeira direção, oesboço da área revestida formada pelo padrão de gotas poderia ser movido emuma segunda direção, movido em um ou mais terceiras direções, e depoismovido na segunda direção repetidamente; o esboço poderia aumentar,encolher e, depois, aumentar de novo repetidamente; ou as gotas dentro daárea revestida poderiam ser arranjadas em uma primeira distribuição ou pesode revestimento, arranjadas em uma ou mais outras distribuições ou pesos derevestimento, e depois arranjadas na primeira distribuição ou peso derevestimento novamente repetidamente. Estas mudanças recorrentes nãoprecisam ser contínuas, periódicas, cíclicas ou igual em magnitude. Asmudanças, de preferência, poderiam ser feitas com freqüência durante aaspersão, de modo que o padrão de gotas não seja mantido constante por umlongo período de tempo.

Por campo eletrostático "alterado mecanicamenterepetidamente" queremos dizer que, quando um revestimento líquido úmido éaplicado eletrostaticamente a um substrato alvo móvel tendo uma direção demovimento, a posição da cabeça de aspersão com respeito a um ponto fixo noespaço acima do alvo é movida suficientemente, de modo que o padrão degotas mude, e que a movimentação seja recorrente. Estas movimentaçõesrecorrentes não precisam ser contínuas, periódicas, cíclicas ou iguais emmagnitude. Estas movimentações, de preferência, devem ser feitas comsuficiente freqüência durante a aspersão de modo que o padrão de gotas nãoseja mantido constante por um longo período de tempo. As movimentaçõespodem ser executadas, por exemplo, pelo aumento ou diminuição da cabeçade aspersão em relação à distância do alvo, ou pela movimentação da cabeçade aspersão em uma direção de movimento paralela ao alvo.

Por um campo eletrostático "repetidamente alteradoeletricamente" queremos dizer que a voltagem aplicada ou a voltagem comrespeito ao terra sobre a cabeça de aspersão (ou sobre um ou mais outrosobjetos próximos à cabeça de aspersão e alvo, como um eletrodo de ajuste decampo ou uma segunda cabeça de aspersão) é variada suficientemente demodo que o campo eletrostático e padrão de gotas mude e que a variação sejarecorrente; ou que um objeto que não a cabeça de aspersão ou alvo sejamovido suficientemente com respeito à cabeça de aspersão, de modo que ocampo eletrostático e padrão de gotas mude e que a movimentação sejarecorrente. Estas variações ou movimentações recorrentes não precisam sercontinuas, periódicas, cíclicas ou iguais em magnitude. Elas, de preferência,devem ser feitas com freqüência suficiente durante a aspersão, de modo que opadrão de gotas não seja mantido constante por um longo período de tempo.As variações ou movimentações podem ser executadas, por exemplo, pelamudança da voltagem entre a cabeça de aspersão e o alvo por um primeirovalor até um valor maior ou menor e, depois, de volta na direção do primeirovalor; pela mudança da voltagem aplicada a um eletrodo de ajuste de campopróximo; pela mudança da voltagem aplicada a uma cabeça de aspersãoeletrostática próxima, ou pela movimentação de um eletrodo de ajuste decampo próximo ou segunda cabeça de aspersão eletrostática.

Por "durante aspersão" queremos dizer enquanto gotas estãosendo emitidas pela cabeça de aspersão eletrostática.

Por "melhorar a uniformidade do revestimento" queremosdizer que o revestimento apresenta maior uniformidade do que umrevestimento similar preparado sem a alteração acima mencionada no campoeletrostático, quando avaliado de acordo com uma ou mais métrica deuniformidade. Muitos critérios podem ser aplicados para medir melhoramentona uniformidade de revestimento. Exemplos incluem desvio padrão decalibre, razão de calibre mínimo (ou máximo) dividido pelo calibre médio,faixa (que definimos como calibre máximo menos o calibre mínimo pelotempo em um ponto de observação fixo), e redução em área de vazios. Porexemplo, modos de realização preferidos de nossa invenção provêemreduções de faixa de mais do que 75% ou mesmo maior do que 90%. Pararevestimentos descontínuos (ou, em outras palavras, revestimentos que tinhamvazios inicialmente), nossa invenção possibilita reduções na área total devazios de mais do que 50%, maior do que 75%, maior do que 90%, maior doque 99% ou mesmo a eliminação completa de vazios detectáveis. Alguémexperiente na técnica reconhecerá que o grau desejado de melhoramento deuniformidade de revestimento dependerá de muitos fatores, incluindo o tipode revestimento, equipamento de revestimento e condições de revestimento, eo uso pretendido para o substrato revestido.

Em um modo de realização preferido da invenção, o padrão degotas é mudado em uma primeira direção e dois ou mais dispositivos depegar-e-colocar são empregados para melhorar a uniformidade dorevestimento em uma segunda direção, com ambas as direções ficando noplano do substrato e sendo diferentes entre si. Para revestimentos aplicados a uma folha contínua em movimento, a primeira direção será tipicamente adireção transversal à folha contínua ou transversal e a segunda direção serátipicamente a longitudinal ou direção de máquina.

Com referência à Fig. Ia, aparelho de aspersão derevestimento eletrostática 30 inclui cabeça de aspersão eletrostática 31 para dispensar um padrão de gotas ou névoas 13a de líquido de revestimento 13sobre tambor aterrado rotativo 14. O tambor 14 circula continuamentepassando pela cabeça de aspersão 11 a intervalos definidos pelo períodorotacional do tambor 14. Alguém experiente na técnica verificará que otambor ou outra superfície de transferência condutora em um tal aparelho não precisa ser aterrado. Em vez disso, caso desejado, a superfície de transferênciacondutora precisa apenas estar a uma menor voltagem do que as gotasatomizadas carregadas. Entretanto, será geralmente mais conveniente aterrar asuperfície de transferência condutora.

A cabeça de aspersão 31 está mostrada na patente US5.326.598 e, por vezes, é referida como uma "cabeça de eletro-aspersão".Uma variedade de tipos de cabeças de aspersão eletrostática pode serempregada, incluindo aquelas mostradas nas patentes acima referidas. Depreferência, a cabeça de aspersão eletrostática produz uma névoasubstancialmente uniforme de gotas carregadas. A cabeça de aspersão podeter uma série de protuberâncias de descarga, com um ou mais arranjosordenados de névoas de líquido sendo descarregados das protuberâncias, ecom os padrões de névoa variando durante a aspersão. Mais preferidamente, acabeça de aspersão eletrostática (ou uma série de cabeças de aspersãoeletrostática que tenha sido agrupada adequadamente) produz uma linha ououtro arranjo ordenado de gotas carregadas, cujas gotas formam uma ou maisnévoas. A cabeça de aspersão 31 inclui corpo moldado 32 tendo galeria desuprimento de líquido 33 e entalhe 34. O líquido 13 flui através da galeria 33e entalhe 34, depois sobre o fio 36, formando uma fina película de líquido 13com um pico substancialmente constante de curvatura ao redor do fio 36.

Uma primeira voltagem Vi entre a cabeça de aspersão 31 e o tambor 14 criaum campo elétrico que ajuda a atomizar as gotas e as solicitam em direção aotambor 14. O cabeça de aspersão eletrostática afetando estas gotas érepetidamente variado durante a aspersão, de modo a mudar o padrão de gotasdepositadas pela cabeça de aspersão 31. Uma segunda voltagem opcional V2entre eletrodos 35 e tambor 14 cria um campo elétrico adicional que ajuda asolicitar as gotas em direção ao tambor 14. Caso desejado, a segundavoltagem V2 pode ser omitida e eletrodos 35 podem ser aterrados. Quando avoltagem V) é aplicada, o líquido 13 forma uma série de filamentos de líquidoespaçados (não mostrados na Fig. 3a) que se rompem em névoas 13aestendendo-se descendentemente a partir do fio 36. As névoas 13a se rompemem suas pontas para gerar névoas uniformes de gotas altamente carregadasque se depositam sobre o tambor rotativo 14. Para uma dada voltagemaplicada, as névoas 13a são espacial e temporariamente fixadas ao longo dofio 36. Variação na voltagem aplicada V] causará o número e espaçamento defilamentos e névoas ao longo do fio 36 mudar, mudando, desse modo, nadireção transversal à folha contínua, o padrão de gotas depositadas sobre otambor 14.

A medida que o tambor 14 gira, ele põe as gotas aplicadas emcontato com a folha contínua em movimento 16 no ponto de entrada 17. Orolo de aperto 26 força a rede móvel 16 contra o tambor 14 no ponto deentrada 17. A pressão de aperto ajuda a espalhar e coalescer as gotas que játenham sido depositadas sobre o tambor 14 em um revestimento isentos devazios antes do ponto de separação 18. No ponto de separação 18, parte dorevestimento permanece sobre a folha contínua 16, enquanto o remanescentedo revestimento permanece sobre o tambor 14. Após diversas revoluções dotambor 14, um estado firme é alcançado, toda a superfície do tambor 14 setorna úmida com o revestimento, e a quantidade de revestimento sendoremovida pela folha contínua 16 iguala a quantidade sendo depositada sobre otambor 14. A superfície úmida sobre o tambor 14 ajuda as gotas recémaplicadas de líquido 13 a se espalhar e coalescer antes do contato com a folhacontínua 16. Problemas de espalhamento de gotas ao, adicionalmente,mreduzidos, devido à pressão exercida pelo rolo de aperto 26 sobre o tambor14. As gotas coalescem e o revestimento torna-se contínuo em um tempomuito mais curto do que é o caso quando gotas atomizadas são aspergidasdiretamente sobre um substrato e espalhadas a uma taxa baseada nas própriaspropriedades físicas da gota. Isto é especialmente útil em revestimentos finos,onde as gotas tendem a ser grandemente separadas.

O aparelho 30 incorpora uma estação de melhoramento de 8rolos 37, cuja operação está descrita no referido pedido de patente co-pendente US 09/757.955, depositado em 10 de janeiro de 2001. A estação demelhoramento 37 tem rolos loucos 38a a 38g e rolos de pegar-e-colocar dediâmetros diferentes 39a a 39h. Enquanto na estação de melhoramento, o ladoúmido da folha contínua 16 contata as superfícies úmidas dos rolos de pegar-e-colocar 39a a 39h, pelo que o revestimento se torna mais uniforme nadireção ao longo da folha contínua, como será explicado abaixo com maisdetalhe. O aparelho e método mostrados na Fig. Ia são especialmente úteis para formar revestimentos muito finos com grande uniformidade ao longo dafolha contínua.

A Fig. Ib mostra uma vista em perspectiva da cabeça deaspersão eletrostática 31 e tambor 14 da Fig. Ia do lado a montante da folhacontínua do aparelho 30. A bandeja lateral 12a é montada sobre hastesdeslizantes 12b e 12c, e a bandeja lateral 15a é montada sobre hastesdeslizantes 15b e 15c. As bandejas laterais 12a e 15a podem ser movidasjuntas ou separadamente para controlar a largura do revestimento. Névoas delíquido 13a se estendem abaixo do fio 36. Líquido de revestimento excessivoé conduzido para fora pelas barragens 12d e 15d. Caso necessário, as hastes deslizantes 12b, 12c, 15b e 15c podem ser movidas uma em direção a outraaté que se toquem e, depois, bandejas adicionais de larguras variáveis podemser adicionadas ao longo das hastes para produzir padrões de revestimentolistrados ao longo da folha contínua.

A Fig. Ic mostra uma vista em perspectiva da cabeça deaspersão eletrostática 31 e tambor 14 da Fig. Ia, do lado a jusante da folhacontínua do aparelho 30. Eletrodos 35 foram omitidos por clareza. Uma tiracentral sobre o tambor 14 é umedecida com líquido de revestimento 13.Névoas de líquido 13a se estendem abaixo do fio 36, mas há menosfilamentos por unidade de comprimento ao longo do fio 36 do que na Fig. Ib(e assim, menos névoas 13a), devido à voltagem V1 ter sido reduzida na Fig.lc.

Devido ao espaçamento entre névoas 13 a, há uma tendênciadas gotas que se depositam sobre o tambor 14 formarem regiões de alto ebaixo calibre ao longo do tambor 14. Para revestimentos finos, as regiõesbaixas podem, por vezes, serem vistas como tiras pálidas 13b, como asmostradas na Fig. lb. Após passarem pelo rolo de aperto 26 e ponto deseparação 18, as tiras são menos proeminentes sobre a porção do tambor 14entre o ponto de separação 18 e a região alvo para as névoas 13a, comomelhor visto na Fig. lc.

Essas regiões de baixo calibre são adicionalmentedesencorajadas e a uniformidade do revestimento sobre o substrato alvo ousuperfície de transferência é adicionalmente melhorada pela alteração docampo eletrostático durante a aspersão. Esta alteração pode ser executada devários modos. Por exemplo, para a cabeça de aspersão mostrada na Fig. Iaalc, a variação repetida na voltagem Vi entre a cabeça de aspersão 31 e otambor 14 mudará visivelmente o número espaçamento das névoas ao longodo fio 36 e causará o padrão de gotas mudar para trás e para frente ao longodo tambor 14, na direção transversal à folha contínua. Ouros modos nos quaiso campo eletrostático pode ser alterado durante a aspersão incluem elevar eabaixar o potencial elétrico do tambor 14 ou outro alvo (por exemplo, elevar opotencial acima e depois retorná-lo até o terra), elevar e abaixar a voltagemaplicada a um campo próximo, ajustando eletrodo ou segunda cabeça deaspersão suficientemente para alterar o campo eletrostático na primeiracabeça de aspersão, ou pré-carregar o substrato usando uma voltagem pré-carregada que é elevada e abaixada. Quando dois eletrodos de ajuste decampo são empregados, uma voltagem assimétrica pode ser aplicada a um doseletrodos e o outro eletrodo pode ser mantido em potencial de terra ou a umavoltagem diferente e, depois, variado durante a aspersão. A técnica particularescolhida não é crítica, uma vez que o padrão de gotas é adequadamentemudado durante a aspersão. Em geral, preferimos técnicas de alteração decampo eletrostático que não envolvam mudar a localização física da cabeçade aspersão com respeito a um ponto fixo no espaço acima do substrato, demodo a simplificar a construção e eliminar uma fonte de desgaste mecânicopotencial.

A alteração de campo eletrostático pode ser periódica (porexemplo, uma onda senoidal, onda quadrada ou outra função periódica) ounão-periódica (por exemplo, alteração baseada sobre funções de rampa linearno tempo, deslocamentos aleatórios e outras funções não-periódicas). Todasessas alterações parecem ser úteis. Alterações baseadas em uma onda senoidalou outra função periódica uniforme são preferidas. Uma faixa de freqüênciaspode ser empregada, de maior do que zero até um limite de freqüênciasuperior que dependerá, em parte, da composição do líquido de revestimentoe da configuração da cabeça de aspersão eletrostática, e acima do qualmudanças significativas no padrão de gotas pode ser difícil de serem obtidas.

A Fig. 2a ilustra um circuito simples que pode ser usado paraalterar a voltagem aplicada à cabeça de aspersão eletrostática. Pelo menos umde gerador de função 10 e fonte de corrente contínua (CC) de baixa voltagem20 tem uma voltagem de saída ajustável. O gerador de função 10 tem tambémuma forma de onda e período de saída ajustáveis. O gerador de função 10 efonte 20 são conectados em série à entrada do suprimento de corrente de altavoltagem 22, e ajustados de modo que o gerador de função 10 produza umaforma de onda que, adicionalmente ou subtrativamente, mude a voltagem totalproduzida através da fonte de CC de baixa voltagem 20 em série com ogerador de função 10. Por exemplo, se o suprimento de corrente de altavoltagem 22 exigir uma entrada de +10V de CC para produzir uma saída de5OkV de saída, então o gerador de função 10 pode ser ajustado para produziruma forma de onda de corrente alternada de cerca de +/- 1 V da CC pico-a-pico e fonte de corrente contínua 20 pode ser ajustada para produzir cerca de+7V de CC. O efeito líquido será prover um sinal de entrada para osuprimento 22 que, periodicamente, varia de cerca de +6 a cerca de +8V deCC, produzindo, desse modo, uma voltagem correspondente alteradaperiodicamente de cerca de 30 a 40kV entre o fio de descarga 36 e o terra. Àmedida que a voltagem muda, o número e espaçamento de névoas 13a aolongo do fio 36 mudará, mudando, assim, as localizações no espaço nas quaisas gotas são criadas em relação a um ponto de referência (por exemplo, oponto C na Fig. 2b e Fig. 2c) sobre o fio 36. O padrão de gotas de líquidodepositadas sobre o substrato alvo mudará do mesmo modo. Conformemostrado na Fig. 2b, à alta voltagem, as névoas 13a são relativamentenumerosas e relativamente próximas em espaçamento ao longo do fio dedescarga 36. Conforme mostrado na Fig. 2c, a baixa voltagem, as névoas 13amudarão para trás e para frente ao longo do fio 36. A medida que a voltagem muda, as névoas 13a são menos numerosas e menos proximamente espaçadasao longo do fio 36 e produzem, periodicamente, regiões de mudança e alto ebaixo calibre de revestimento sobre o tambor 14. Estas regiões de mudança dealto e baixo calibre de revestimento podem ser igualadas muito maisrapidamente na estação de melhoramento 37 do que é o caso quando o campo eletrostático permanece fixo e as névoas e regiões de alta e baixa não mudamsuas posições durante a aspersão.

Na Fig. 3, o aparelho 30 da Fig. 1 foi empregado, mas o rololivre 38a foi convertido em um rolo de melhoramento e a folha contínua 16foi rosqueada de modo a passar sobre o topo do tambor 14. Isto produz umrevestimento inicial um pouco menos regular do que o aparelho mostrado naFig. Ia a lc. Quando revestindo substratos isolantes sobre o aparelhomostrado na Fig. 3, pré-carregamento de folha contínua eletrostático(ilustrado em 23 na Fig. 3) normalmente será exigido, neutralização pós-revestimento (ilustrada em 25 na Fig. 3) será, de preferência, empregada,e uma estação de melhoramento será, de preferência, empregada.

Caso desejado, pré-carregamento de folha contínua tambémpode ser empregado quando usando o aparelho mostrado na Fig. Ia a lc.Entretanto, uma vantagem significativa do aparelho mostrado na Fig. Iaalcé o fato dele poder ser usado para revestir substratos isolantes esemicondutores sem o pré-carregamento da folha contínua ou neutralizaçãode folha contínua pós-revestimento.

A Fig. 4a mostra um aparelho de revestimento da invenção 40empregando cabeça de aspersão eletrostática 11 para dispensar uma névoa13a de líquido de revestimento 13 sobre correia de transferência circulantecondutora aterrada 41. O aparelho 40 utiliza uma estação de melhoramentopara circular e revestir substancialmente uniformemente a superfície detransferência condutora. A correia 41 (que é feita de um material condutor,como uma faixa de metal) circula sobre unidade de direcionamento 42; rolosloucos 43a, 43b, 43c e 43d; rolos de pegar-e-colocar de diâmetros diferentes44a, 44b e 44c; e rolo de suporte 45. A folha contínua alvo 48 é acionada pelorolo energizado 49 e pode ser colocado em contato com a correia 41 à medidaque a correia 41 circula ao redor do rolo de suporte 45. Rolos de pegar-e-colocar 44a, 44b e 44c não são acionados e, assim, giram em conjunto com acorreia 41, e têm respectivos diâmetros relativos de, por exemplo, 1,36, 1,26 e1. O revestimento sobre a correia 41 contata as superfícies de rolos de pegar-e-colocar 44a, 44b e 44cnas regiões de rolo de aperto carregadas com líquido46a, 46b e 46c. O revestimento líquido divide-se nos pontos de separação 47a,47b e 47c, e uma porção do revestimento permanece sobre os rolos de pegar-e-colocar 44a, 44b e 44c à medida que eles giram para longe dos pontos deseparação 47a, 47b e 47c. O remanescente do revestimento se desloca parafrente com a correia 41. Variações ao longo da folha contínua no calibre derevestimento imediatamente antes dos pontos de separação 47a, 47b e 47cserão espelhadas tanto na variação de calibre de líquido sobre a correia 41como sobre as superfícies dos rolos de pegar-e-colocar 44a, 44b e 44c àmedida que deixam os pontos de separação 47a, 47b e 47c. Em seguida àmovimentação adicional da correia 41, o líquido sobre os rolos de pegar-e-colocar 44a, 44b e 44c será novamente depositado sobre a correia 41 emnovas posições ao longo da correia 41.Em seguida à partida do aparelho 40 e a umas poucas rotaçõesda correia 41, a correia 41 e os rolos de superfície 44a, 44b e 44c se tornarãorevestidos com uma camada de líquido úmida substancialmente uniforme 13.Uma vez que a correia 41 esteja revestida com líquido, não haverá mais umalinha de umedecimento de três fases (ar, líquido de revestimento e correia) naregião na qual as gotas atomizadas aplicadas de líquido de revestimento 13alcançam a correia 41. Isto torna a aplicação de líquido de revestimento 13mais fácil do que no caso de revestimento direto de uma folha contínua seca.

Quando os rolos 45 e 49 são apertados em conjunto, umaporção do revestimento úmido sobre a correia 41 é transferida para a folhacontínua alvo 48. Uma vez que cerca de metade do líquido é transferida noaperto d e rolo 45, 49, a percentagem de não-uniformidade de calibre sobre acorreia 41 na região imediatamente a jusante da cabeça de aspersão 11 serágeralmente muito menor (por exemplo, por tanto quanto metade de umaordem de grandeza) do que quando revestindo uma lata seca sem uma correiade transferência e sem passar a folha contínua assim revestida através de umaestação de melhoramento tendo o mesmo número de rolos. Em operação deestado firme, o líquido de revestimento 13 é adicionado à correia 41 pelacabeça de aspersão 11 na mesma taxa média em que o revestimento étransferido para a folha contínua alvo 48.

Embora um diferencial de velocidade possa ser empregadoentre a correia 41 e qualquer dos outros rolos mostrados na Fig. 4a, ou entre acorreia 41 e a folha contínua 48, preferimos que nenhum diferencial develocidade seja empregado entre a correia 41 e rolos de pegar-e-colocar 44a,44b e 44c, ou entre a correia 41 e a folha contínua 48. Isto simplifica aconstrução mecânica do aparelho 40.

A Fig. 4b mostra uma vista ampliada dos rolos 45 e 49 da Fig.4a. Como ilustrado na Fig. 4b, a folha contínua alvo 48 é porosa. A folhacontínua alvo 48 também pode ser não-porosa, caso desejado. Através deajuste apropriado da pressão de aperto dos rolos, a penetração do revestimentolíquido nos poros de uma folha contínua alvo porosa pode ser controlada elimitada à superfície superior da folha contínua porosa, sem a penetração naoutra superfície da folha contínua e, de preferência, sem a penetração naporção interna da folha contínua. Em contraste, quando técnicas derevestimento por aspersão eletrostática ou outra são usadas para revestimentodireto de uma folha contínua porosa, as gotas atomizadas aplicadasfreqüentemente penetram e, por vezes, completamente através dos poros dafolha contínua. Isto é especialmente verdadeiro para folhas contínuas tecidascom um padrão grande de tecimento ou para folhas contínuas não-tecidas comum substancial volume de vazios.

A Fig. 5a e Fig. 5b, respectivamente, mostram vistas lateral eterminal esquemáticas de um aparelho 50 da invenção que pode aplicar tirasde revestimento em uma folha contínua em pistas adjacentes, sobrepostas ouseparadas. Uma série de cabeças de aspersão eletrostática 51a, 51b e 51caplica névoas 52a, 52b e 52c de líquidos à folha contínua 53, em posições quesão espaçadas lateralmente ao longo da largura da folha contínua 53. A folhacontínua 53 passa sobre rolos de aperto 54a, 54b e 54c, sob tamborescondutores rotativos 55a, 55b e 55c, e sobre rolos de levantar 56a, 56b e 56c.Placas aterradas 57a, 57b, 57c e 57d ajudam a desencorajar interferênciaeletrostática entre as cabeças de aspersão eletrostática 51a, 51b e 51c, ou, casodesejado, podem ser sujeitas a voltagens variáveis de modo a causar talinterferência e alterar um ou mais dos campos eletrostáticos aplicáveis. Otambor 55b serve como um rolo de estação de melhoramento para orevestimento aplicado no tambor 55a, e o tambor 55c serve como um rolo deestação de melhoramento para os revestimentos aplicados nos tambores 55a e 55b.

Conforme mostrado na Fig. 5b, cabeças de aspersãoeletrostática 51a, 51be51c foram ajustadas para aplicar tiras de revestimentoem pistas. Alguém experiente na técnica apreciará que as cabeças de aspersãoeletrostática 51a, 51b e 51c podem ser espaçadas em outras posições laterais eque bandejas laterais ou outros dispositivos de mascaramento, como bandejaslaterais 12a e 15a (por clareza, apenas uma de cada está mostrada na Fig. 5b)sobre o tambor 55c podem ser empregadas e ajustadas para controlar asposições laterais e larguras de cada tira de revestimento. Desse modo, as tirasde revestimento podem, total ou parcialmente, se sobreporem, encostar umacom outra, ou serem separadas por tiras de folha contínua não revestida, comodesejado. Alguém experiente na técnica também apreciará que as cabeças deaspersão eletrostática 51a, 51b e 51c podem conter diferentes químicas derevestimento, de modo que diversas químicas diferentes possam sercontemporaneamente revestidas ao longo da folha contínua 53.

A Fig. 5c mostra uma vista lateral esquemática de um aparelho58 da invenção que pode aplicar tiras dos revestimentos em pistas, usando umúnico tambor 14 condutor rotativo ou outra superfície de transferência e umapluralidade de cabeças de aspersão eletrostática 59a e 59b. Como com oaparelho 50 da Fig. 5a e 5b, cabeças de aspersão eletrostática 59a e 59b doaparelho 58 podem ser espaçadas em várias posições laterais e bandejaslaterais ou outros dispositivos de mascaramento podem ser empregados eajustados para controlar as posições laterais e larguras de cada tira derevestimento. Desse modo, as tiras de revestimento produzidas pelo aparelho58 podem, total ou parcialmente, se sobrepor, encostar uma com outra, ouserem separadas pelas tiras de folha contínua não revestida, como desejado.Se cabeças de aspersão eletrostática 59a e 59b forem colocadassuficientemente próximas uma da outra, então a alteração no campoeletrostático em uma das cabeças de aspersão eletrostática 59a e 59b podemcausar uma alteração no campo eletrostático na outra cabeça de aspersão 59bou 59a e mudar os padrões de gotas produzidos por ambas as cabeças deaspersão.Duas ou mais cabeças de aspersão podem ser posicionadassobre a superfície de transferência (por exemplo, sobre o tambor 14 na Fig.5c) e arranjadas para depositar dois ou mais líquidos na mesma pista. Istopermitirá mixagem e aplicação de variações composicionais exclusivas ourevestimentos em camadas. Por exemplo, algumas fórmulas de silicone semsolvente empregam dois produtos químicos imiscíveis. Estes podem incluirduas polissiloxanas acrilatadas que ficarão nebulosas quando misturadas, e sesepararão em duas ou mais fases caso permitidas permanecerem semperturbação por um suficiente período de tempo. Além disso, muitosprecursores de polímero de epóxi-silicone e outras fórmulas polimerizáveiscontêm um componente catalisador líquido que é imiscível com o resto dafórmula. Pela aspersão destes componentes de fórmula seqüencialmente pelosbocais sucessivos, podemos manipular a maneira pela qual os componentessão misturados e as concentrações e espessuras de componente ao longo dafolha contínua. Pelo uso combinado de cabeças de aspersão arranjadasseqüencialmente acompanhada pela passagem do revestimento aplicadoatravés de uma estação de melhoramento, podemos obter separação repetida erecombinação dos componentes. Isto é especialmente útil para fórmulasdifíceis de misturar ou de reação rápida.

Caso desejado, uma atmosfera inerte ou não-inerte pode serusada para impedir ou encorajar uma reação pelas gotas à medida que elas sedeslocam da cabeça de aspersão ou cabeças de aspersão para o substrato ousuperfície de transferência. Além disso, o substrato ou superfície detransferência pode ser aquecido ou resinado para encorajar ou desencorajaruma reação pelo líquido aplicado.

Para um campo eletrostático periodicamente alteradoeletricamente e um padrão de gotas aplicado a um tambor rotativo, a invençãopode ser adicionalmente entendida através de cálculos que relacionam operíodo de alteração à freqüência em radiano rotacional do tambor. Se umavoltagem variável V tendo um período τ for aplicada a um típico dispositivode aspersão eletrostática, então o padrão de aspersão também variará com operíodo τ. Um tal dispositivo de aspersão eletrostática pode ser usado paradepositar um revestimento sobre o tambor rotativo tendo um pico R0 emovendo-se à velocidade superficial S, e, desse modo, transferir orevestimento para uma folha contínua em movimento enfaixada sob o tambor.

Assumiremos que a folha contínua e a superfície do tambor movem-se àmesma velocidade ou aproximadamente à mesma velocidade. Um ponto sobrea superfície do tambor se moverá por uma pequena distância ds em umpequeno tempo dt, de modo que S=ds/dt. A rotação de um ponto sobre otambor pode ser convenientemente descrita usando-se um sistema decoordenadas cilíndricas no qual o eixo central do tambor e a origem dosistema de coordenadas coincidem. Duas linhas podem ser desenhadasperpendicularmente ao eixo central, com a primeira linha sendo fixa noespaço. A segunda linha pode ser desenhada do eixo central até um ponto fixosobre a superfície do tambor, de modo que a segunda linha gire no espaçocom o tambor. Um ângulo θ pode ser usado para definir o ângulo entre asduas linhas. Para esta situação, à medida que o tambor gira, o ângulo θ semoverá de θ no instante t para θ+άθ no instante t+dt. Um ponto sobre asuperfície do tambor se moverá por uma distância ds no tempo dt. A distânciads é definida também pelo comprimento de arco RDd0. Como resultado, ds=RDd0 = RDdQ(dt/dt)= RD(áQ/dt)dt=R.Dadt, onde coD=dθ/dt é e freqüênciarotacional em radianos do tambor. Conseqüentemente, S=ds/dt=RD(üD refere-se à velocidade da folha contínua S em relação ao pico do tambor Rd e àfreqüência rotacional em radianos cod do tambor. Do mesmo modo, se 9=0 noinstante t=0, então o rolo fará uma revolução completa quando θ=2π. Se otempo para fazer esta única revolução for definido como o período de tempode rotação τ0, então, uma vez que άθ=α>οάί, segue-se que Ίττ^ω^άί. Ou seja, afreqüência em radianos está relacionada ao período por ω0=2π/τ0.Este conceito de relacionar uma freqüência em radiano comseu período é um conceito geral que pode ser aplicado a dispositivos queoperam repetitivamente ao longo do tempo. Desse modo, se uma névoa forfeita oscilando seu padrão de gotas com um período τ, então sua freqüênciaem radianos ω é relacionada com seu período τ por ω=2π/τ. Se uma tal névoafor permitida variar transversalmente à folha contínua com um período τ,então a freqüência em radianos da aspersão oscilante será ω=2π/τ. Se operíodo τ da aspersão oscilante for feito mais longo do que o período tdnecessário para o tambor fazer uma revolução, então o tambor fará umarevolução completa em menos tempo do que leva para uma oscilaçãocompleta do padrão de névoa. Embora possa fazer diversas revoluções,eventualmente a névoa repetirá o padrão de revestimento depositado sobreuma localização específica sobre o tambor. O padrão de revestimento érepetido quando IItd=Isx, onde Is e IL são inteiros, Is sendo o menor inteiro eII sendo o maior inteiro. Uma vez que xDéo tempo para fazer uma revoluçãodo tambor, II será o número de revoluções de tambor necessário antes dopadrão de aspersão ser identicamente repetido sobre o tambor. Do mesmomodo, Is será o número de períodos do padrão de aspersão necessário antes dopadrão de aspersão se repetir no tambor. Um argumento similar pode ser feitoquando os períodos são invertidos. Ou seja, quando xD for maior do que τ,significa que o padrão de revestimento será repetido quando IsTd=Ilx, onde Ise IL são inteiros, Is sendo o menor inteiro e IL sendo o maior inteiro. Uma vezque T0 é o tempo para fazer uma revolução do tambor, Is representará, paraesta situação, o número de revoluções do tambor necessário antes do padrãode aspersão ser repetido sobre o tambor. Do mesmo modo, IL representará onúmero de períodos do padrão de aspersão necessário antes do padrão deaspersão se repetir sobre o tambor.

O número real de revoluções necessário para uma repetição dopadrão de revestimento pode ser determinado uma vez que saibamos se xD émenor ou maior do que o período de padrão de aspersão τ. Em qualquersituação, o procedimento é o mesmo. Por exemplo, consideremos a situaçãona qual o tempo de rotação do tambor τ0 seja menor do que o período depadrão de aspersão τ, de modo que o critério IsiD=IiJ tenha que ser satisfeito.

Se o pico Rd do tambor for conhecido e o período τ de oscilação da névoa formedido, então a relação τ/τ0 = Il/Is = N, ou simplesmente NIs=Il- Paradeterminar um valor para o inteiro Is podemos listar os inteiros 1, 2, 3...η emuma coluna em uma planilha. Na coluna seguinte na célula correspondentemultiplicamos cada inteiro por Ν. A primeira linha para a qual o produto na segunda coluna provê um resultado inteiro fornecerá, desse modo, um valorpara IL. Alternativamente, se X for qualquer número, uma vez que X-INT(X)=O apenas quando X for um inteiro, podemos também deixar Ii ser oiésimo inteiro, (ou seja, I1=I5 I2=2, I3=SvJi=I,...In=H) na primeira coluna daplanilha e colocar na célula correspondente na segunda coluna da planilha o valor NIi-INT(NIi). Quando o valor for igual a zero, então o inteirocorrespondente na primeira coluna representa Is- Em qualquer caso, uma vezque Is ou Il é determinado pelos métodos alternativos recém discutidos, ooutro inteiro pode ser obtido de IlZIs=N, uma vez que N é sempre conhecido.Como resultado, é possível determinar o número de revoluções do tambor necessário e o número de períodos do padrão de aspersão necessário antes dopadrão de aspersão se repetir sobre o tambor.

Como mencionado acima, o método e aparelho da invençãopode empregar uma estação de melhoramento compreendendo dois ou maisdispositivos de pegar-e-colocar que melhoram a uniformidade dorevestimento em uma segunda direção. Para métodos envolvendo revestir umafolha contínua em movimento e mudar o padrão de gotas na direçãotransversal à folha contínua, esta segunda direção, tipicamente, é a direção aolongo da folha contínua. A estação de melhoramento está descrita nomencionado pedido de patente co-pendente US 09/757.955, e pode seradicionalmente explicada como a seguir. Com referência à Fig. 6, umrevestimento de um líquido 61 de calibre nominal ou espessura h está presentesobre um substrato (neste caso, uma folha contínua contínua) 60. Se um picolocal aleatório 62 de altura H acima do calibre nominal for depositado porqualquer razão, ou se uma depressão local aleatória (como uma cavidadeparcial 63 de profundidade H' abaixo do calibre nominal, ou vazio 64 deprofundidade h) surgir por qualquer razão, então um pequeno comprimentodo substrato revestido será defeituoso e não utilizável. A estação demelhoramento leva as superfícies de revestimento úmido de dois ou maisdispositivos de aperfeiçoamento de pegar-e-colocar (não mostrados na Fig. 6)para contato periódico (por exemplo, cíclico) com o revestimento 61. Istopermite que porções irregulares do revestimento, como o pico 62 sejamrecolhidas e colocadas em outras posições sobre o substrato, ou permite que omaterial de revestimento seja colocado em porções irregulares dorevestimento, como a cavidade 63 ou vazio 64. Os períodos de colocação dosdispositivos de pegar-e-colocar são escolhidos de modo que suas ações nãoreforcem os defeitos de revestimento ao longo do substrato. Os dispositivosde pegar-e-colocar podem, caso desejado, ser levados para contato com orevestimento apenas quando do surgimento de um defeito. Alternativamente,os dispositivos de pegar-e-colocar podem contactar o revestimento se ou nãoum defeito estiver presente no ponto de contato.

Um tipo de dispositivo de pegar-e-colocar 70 que pode serusado na presente invenção para melhorar um revestimento sobre uma folhacontínua em movimento 60 está mostrado na Fig. 7. O dispositivo 70 tem umcubo central 71 sobre o qual o dispositivo 70 pode girar. O dispositivo 70estende-se ao longo da largura revestida da folha contínua em movimento 60,que é transportada passando pelo dispositivo 70 sobre o rolo 72. Estendendo-se do cubo 71, há dois braços radiais 73 e 74 aos quais são ligadas superfíciesde pegar-e-colocar 75 e 76.As superfícies 65 e 76 são curvas para produzir umarco circular singular no espaço quando o dispositivo 70 girar. Devido a suarotação e relação espacial com a folha contínua 60, superfícies de pegar-e-colocar 75 e 76 contatam periodicamente a folha contínua 60 oposta ao rolo72. Revestimento úmido (não mostrado na Fig. 7) sobre a folha contínua 60 e superfícies 75 e 76 preenche uma zona de contato de largura A sobre a folhacontínua 60, do ponto de partida 78 até o ponto de separação 77. No ponto deseparação, algum líquido permanece sobre ambas a folha contínua 60 e asuperfície 75 enquanto o dispositivo de pegar-e-colocar 70 continua a girar e afolha contínua 60 translada sobre o rolo 72. Ao completar uma revolução, a superfície 75 coloca uma porção do líquido em uma nova posição longitudinalsobre a folha contínua 60. A folha contínua 60, enquanto isso, terátransladado uma distância igual à velocidade da folha contínua multiplicadapelo tempo necessário para uma rotação da superfície de pegar-e-colocar 75.Desse modo, uma porção de um revestimento líquido pode ser recolhida deuma posição de folha contínua e colocada sobre uma folha contínua em umaoutra posição e em outro momento. Ambas as superfícies de pegar-e-colocar75 e 76 produzem esta ação.

O período de um dispositivo de pegar-e-colocar pode serexpresso em termos do tempo necessário para o dispositivo coletar umaporção do revestimento úmido de uma posição ao longo de um substrato e,depois, deitá-la sobre uma outra posição, ou pela distância ao longo dosubstrato entre dois contatos sucessivos por uma porção superficial dodispositivo. Por exemplo, se o dispositivo 70 mostrado na Fig. 7 for girado a60 rpm e o movimento relativo do substrato com respeito ao dispositivopermanecer constante, então o período será de um segundo.

Uma pluralidade de dispositivos de pegar-e-colocar tendo doisou mais, e mais preferidamente três ou mais períodos diferentes, sãoempregados. Mais preferidamente, pares de tais períodos não são relacionadoscomo múltiplos inteiros um do outro. O período de um dispositivo de pegar-e-colocar pode ser alterado de muitos modos. Por exemplo, o período pode seralterado pela mudança do diâmetro de um dispositivo rotativo; pela mudançada velocidade de um dispositivo rotativo ou oscilante; pelo translado repetido(por exemplo, contínuo) do dispositivo ao longo do comprimento do substrato(por exemplo, para montante ou jusante da folha contínua) com respeito a suaposição inicial como visto por um observador fixo; ou pela mudança davelocidade translacional do substrato em relação à velocidade de rotação deum dispositivo rotativo. O período não precisa ser uma função variável suave,e não precisa permanecer constante no tempo.

Muitos mecanismos diferentes podem produzir um contatoperiódico com o substrato revestido de líquido, e dispositivos de pegar-e-colocar tendo muitas formas diferentes e configurações podem serempregados. Por exemplo, um mecanismo alternativo (por exemplo, um quese mova para cima e para baixo) pode ser usado para causar as superfícierevestidas úmidas de um dispositivo de pegar-e-colocar oscilar para dentro efora de contato com o substrato. De preferência, os dispositivos de pegar-e-colocar giram, uma vez que é fácil comunicar um movimento rotativo aosdispositivos e suportar os dispositivos usando mancais ou outros suportesadequados que sejam relativamente resistentes a desgaste mecânico.

Embora o dispositivo de pegar-e-colocar mostrado na Fig. 7tenha uma forma de haltere e duas superfícies de contato não-contíguas, odispositivo de pegar-e-colocar pode ter outras formas, e não precisa tersuperfícies de contato não-contíguas. Desse modo, como já mostrado na Fig.Ia, Fig. 3 e Fig. 4a, os dispositivos de pegar-e-colocar podem ser uma série derolos e o substrato, ou uma série de correias cujos lados úmidos contatam osubstrato, ou combinações desses. Estes dispositivos de pegar-e-colocarrotativos permanecem, de preferência, em contato contínuo com o substrato.

Estações de melhoramento empregando rolos rotativos sãopreferidos para revestir folhas contínuas móveis ou outros substratos tendouma direção de movimento. Os rolos podem girar à mesma velocidadeperiférica que o substrato móvel, ou a uma menor ou maior velocidade, casodesejado, os dispositivos podem girar em uma direção oposta àquela dosubstrato móvel. De preferência, pelo menos dois dos dispositivos de pegar-e-colocar rotativos têm a mesma direção de rotação e não são relacionadosperiodicamente. Mais preferidamente, para aplicações envolvendo omelhoramento de um revestimento sobre uma folha contínua ou outrosubstrato tendo uma direção de movimento, a direção de rotação de pelomenos dois desses dispositivos de pegar-e-colocar é e mesma direção demovimento de substrato. Mais preferidamente, tais dispositivos de pegar-e-colocar giram na mesma direção e substancialmente à mesma velocidade queo substrato. Isto pode entrada rotativa selecionada realizadoconvenientemente pelo uso de rolos não acionados girando em conjunto quese apoiam contra o substrato e são conduzidos com o substrato em seumovimento.

Ao contactar inicialmente o revestimento com um dispositivode pegar-e-colocar como o mostrado na Fig. 7, um comprimento de materialdefeituoso é produzido. No início, as superfícies de transferência de pegar-e-colocar 75 e 76 são secas. No primeiro contato, o dispositivo 70 contata afolha contínua 60 em uma primeira posição sobre a folha contínua 60 sobreuma região A. No ponto de separação 77, grosseiramente metade do líquidoque entrou na região Q no ponto de partida 78 umedecerá a superfície detransferência 75 ou 76 com líquido de revestimento e será removida da folhacontínua. Esta divisão de líquido cria um ponto de calibre de revestimentobaixo e defeituoso sobre a folha contínua 60, mesmo se o calibre derevestimento de entrada for uniforme e igual ao desejado calibre médio.

Quando a superfície de transferência 75 ou 76 torna a contactar a folhacontínua 60 em uma segunda posição, um segundo contato e separação delíquido de revestimento ocorre, e uma segunda região defeituosa é criada.Entretanto, ela será menos deficiente em revestimento do que a primeiraregião defeituosa. Cada contato sucessivo produz regiões defeituosas menoressobre a folha contínua, com menores desvios progressivamente do calibremédio até que o equilíbrio seja alcançado. Desse modo, o contato inicial produz variações periódicas em calibre por uma extensão de tempo. Istorepresenta um defeito repetitivo, e, por si só, seria indesejável.

Não há garantia de que a proporção de divisão de líquido entrea folha contínua e a superfície permaneça sempre em um valor constante.Muitos fatores podem influenciar a relação de divisão, mas estes fatores tendem a ser imprevisíveis. Se a relação de divisão mudar abruptamente, umavariação periódica descendente de calibre na folha contínua resultará, mesmose o dispositivo de pegar-e-colocar tiver funcionado por um longo tempo. Sematerial estranho se alojar sobre uma superfície de transferência dodispositivo de pegar-e-colocar, o dispositivo pode criar um defeito periódico ao longo da folha contínua a cada contato. Desse modo, o uso de apenas umúnico dispositivo de pegar-e-colocar pode, potencialmente, criar grandescomprimentos de material de resíduo.

A estação de melhoramento emprega dois ou mais, depreferência três ou mais, e mais preferidamente cinco ou mais ou mesmo oito ou mais dispositivos de pegar-e-colocar para obter uma boa uniformidade derevestimento. Após o líquido de revestimento sobre as superfícies detransferência de pegar-e-colocar ter atingido um valor de equilíbrio, um picode calibre de revestimento aleatório alto ou baixo pode passar através daestação. Quando isto acontece, e se o defeito for contactado, então o contatoperiódico da folha contínua por um único dispositivo de pegar-e-colocar, oupor um arranjo ordenado de diversos dispositivos de pegar-e-colocar tendo omesmo período de contato, tornará a propagar um defeito periódico ao longoda folha contínua no calibre. Novamente, resíduos serão gerados e alguémexperiente na técnica de revestir evitaria um tal aparelho. E muito melhor terapenas um defeito em uma folha contínua revestida do que um comprimentode folha contínua contendo múltiplas imagens do defeito original. Dessemodo, um único dispositivo, ou um trem de dispositivos tendo períodos decontato iguais ou reforçados, pode ser muito prejudicial. Entretanto, umdefeito inicial aleatório entrando na estação ou qualquer defeito gerado peloprimeiro contato pode ser diminuído pelo uso de uma estação demelhoramento compreendendo mais do que dois dispositivos de pegar-e-colocar cujos períodos de contato sejam selecionados para reduzir, em vez detornar a propagar o defeito. Uma tal estação de melhoramento pode provermelhor uniformidade de revestimento em vez de comprimentos extensos derevestimento defeituoso, e pode diminuir defeitos de entrada por uma talextensão que os defeitos não sejam mais condenáveis.

Pelo uso da cabeça de aspersão eletrostática acima descrita euma estação de melhoramento em combinação, um novo perfil derevestimento ao longo da folha contínua pode ser criado na saída da estaçãode melhoramento. Ou seja, pelo uso de múltiplos dispositivos de pegar-e-colocar podemos modificar defeitos no revestimento aplicado pela cabeça deaspersão eletrostática. Estes defeitos serão propagados novamente comoimagens de defeito pelo primeiro dispositivo na estação de melhoramento emodificados por imagens de defeito adicionais que são propagadas e tornadasa ser propagadas do segundo e qualquer dispositivo subseqüente. Podemosfazer isto de uma maneira aditiva construtivamente e destrutivamente, demodo que o resultado líquido seja calibre próximo a uniforme ou umavariação de calibre controlada. Criamos, com efeito, múltiplas formas deondas que são adicionadas juntas de uma maneira tal que adição construtiva edestrutiva de cada forma de onda seja combinada para produzir um graudesejado de uniformidade. Visto de um modo um pouco diferente, quando umrevestimento passa através da estação de melhoramento, uma porção dorevestimento dos pontos altos é, com efeito, recolhida e colocada de volta nospontos baixos.

Modelagem matemática de nosso processo de melhoramento éútil para se ter uma melhor visão geral e entendimento. A modelagem ébaseada na dinâmica de fluidos, e provê uma boa aceitação a resultadosobserváveis. A Fig. 8 mostra um gráfico de calibre de revestimento líquido vs.distância ao longo do comprimento (direção de máquina) ao longo de umafolha contínua para uma entrada solitária de pico aleatório 81 localizada emuma primeira posição sobre a folha contínua aproximando-se de umdispositivo de transferência de pegar-e-colocar de contato periódico (nãomostrado na Fig. 8). A Fig. 9 até a Fig. 13 mostram resultados de modelosmatemáticos ilustrando o calibre de revestimento líquido ao longo da folhacontínua quando a entrada de pico 81 encontra um ou mais dispositivos depegar-e-colocar de contato periódico.

A Fig. 9 mostra a amplitude do pico reduzido 91 quepermanece sobre a folha contínua na primeira posição e os picosrepropagados 92, 93, 94, 95, 96, 97 e 98 que são colocados sobre a folhacontínua em segunda e subseqüentes posições quando a entrada de pico 81encontra um único dispositivo de pegar-e-colocar de contato periódico. Opico do pico de entrada inicial 81 tem uma unidade de comprimento e duasunidades de calibre de altura. O período de dispositivo de contato éequivalente a dez unidades de comprimento. As imagens do defeito de entradasão repetidas periodicamente em incrementos de 10 unidades decomprimento, por uma extensão mais longa do que sessenta unidades decomprimento. Desse modo, o comprimento de folha contínua revestidadefeituosamente ou "rejeitada" é grandemente aumentado em comparaçãocom o comprimento do defeito de entrada. O comprimento exato defeituoso,naturalmente, depende da variabilidade de calibre de revestimento aceitávelpara o desejado uso final.

A Fig. 10 mostra a amplitude do pico reduzido 101 quepermanece sobre a folha contínua na primeira posição e alguns dos picosrepropagados 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 e 109 que são colocadossobre a folha contínua em segunda e subseqüentes posições quando e entradade pico 81 encontra dois dispositivos de pegar-e-colocar de transferênciasincronizados, periódicos, seqüenciais, cada um tendo um período de 10unidades de comprimento. Comparado ao uso de um único dispositivo depegar-e-colocar periódico, uma imagem de pico de amplitude menor ocorresobre um comprimento maior da folha contínua.

A Fig. 11 mostra o revestimento que resulta quando doisdispositivos de contato sincronizados, periódicos, seqüenciais tendo períodosde 10 e 5 são usados. Esses dispositivos têm períodos de contatoperiodicamente relacionados. Sua ação de pegar e colocar depositarárevestimento em posições periodicamente relacionadas ao longo da folhacontínua. Comparada com a Fig. 10, a amplitude de imagem de pico não émuito reduzida mas um comprimento um pouco menor da folha contínuadefeituosa é produzida.

A Fig. 12 mostra o revestimento que resulta quando trêsdispositivos de pegar e colocar periódicos tendo períodos de 10, 5 e 2 sãousados. O dispositivo com um período de IOeo dispositivo com um períodode 5 são relacionados periodicamente. O dispositivo com um período de 10 eo dispositivo com um período de 2 também são correlacionadosperiodicamente. Entretanto, o dispositivo com um período de 5 e o dispositivocom um período de 2 não são relacionados periodicamente (devido a 5 não serum inteiro múltiplo de 2), e assim este trem de dispositivos inclui primeiro esegundo dispositivos de pegar-e-colocar periódicos que podem contactar orevestimento em uma primeira posição sobre a folha contínua e, depois, tornara contactar o revestimento em uma segunda e terceira posições sobre a folhacontínua que não são relacionadas periodicamente uma com a outra comrespeito a sua distância da primeira posição. Em comparação com dispositivoscujas ações estão mostradas na Fig. 9 a Fig. 1, desvios de calibre muitomenores e comprimentos muito mais curtos de folha contínua revestidadefeituosamente são produzidos.

A Fig. 13 mostra os resultados para um trem de oitodispositivos de contato onde o primeiro dispositivo tem um período de 10, osegundo dispositivo tem um período de 5, e o terceiro ao oitavo dispositivostêm um período de 2. Em comparação aos dispositivos cujas ações estãomostradas na Fig. 9 a Fig. 11, a amplitude de imagem de pico é ainda maisreduzida e um melhoramento significativo na uniformidade de calibre derevestimento é obtido.

Resultados similares de melhoramento em revestimento sãoobtidos quando o defeito aleatório é uma depressão (por exemplo, um vazionão-revestido) em vez de um pico.

Os defeitos de pico aleatório e depressão discutidos acima sãouma classe geral de defeito que pode ser apresentada à estação demelhoramento. A segunda classe importante de defeito é um defeito derepetição periódica, Naturalmente, nas instalações de fabricação derevestimento é comum ter ambas as classes ocorrendo simultaneamente. Seum trem periódico de picos de revestimento alto e baixo ou depressões estiverpresente sobre uma folha contínua passando continuamente, os operadores deequipamento de revestir procuram normalmente a causa do defeito e tentameliminá-la. U único dispositivo de pegar-e-colocar periódico, como o ilustradona Fig. 7, pode não ajudar e pode mesmo deteriorar ainda mais a qualidade dorevestimento. Entretanto, contato intermitente periódico do revestimento pordispositivos similares em função ao exemplificado na Fig. 7 produz ummelhoramento na uniformidade de revestimento quando mais de doisdispositivos são empregados e quando os períodos de dispositivo sãoapropriadamente escolhidos. Melhoramentos são encontrados para variações ecombinações tanto aleatórias como contínuas, periódicas dos dois. Em geral,melhores resultados serão obtidos quando um esforço for feito para ajustar atemporização relativa dos contatos pelos dispositivos individuais, de modoque efeitos aditivos indesejáveis possam ser evitados. O uso de rolosfuncionando em contato contínuo com o revestimento evita esta complicaçãoe provê uma solução algo mais simples e preferida. Devido a cada incrementode uma superfície de rolo funcionando sobre uma folha contínua contactarperiodicamente a folha contínua, uma superfície de rolo pode ser consideradacomo sendo uma série de superfícies de contato conectadas periódicasintermitentes. Similarmente, uma correia rotativa sem-fim pode efetuar amesma função de um rolo. Caso desejado, uma correia em forma de uma tirade Mobius pode ser empregada. Alguém experiente na técnica de revestirreconhecerá que outros dispositivos, como rolos ou escovas elípticos podemse adaptados para servir como dispositivos de pegar-e-colocar periódicos naestação de melhoramento. Periodicidade exata dos dispositivos não énecessária. Mero contato repetitivo pode ser suficiente.

A Fig. 14 mostra um gráfico de calibre de revestimento líquidovs distância ao longo de uma folha contínua para uma sucessão de entradas depico repetidas de mesma amplitude aproximando-se de um dispositivo depegar-e-colocar de transferência periódico. Se um dispositivo de pegar-e-colocar contactar periódica e simultaneamente este defeito repetido e se operíodo for igual ao período de defeito, não haverá mudança produzida pelodispositivo após a partida inicial. Isto é também verdadeiro se o período dodispositivo for algum inteiro múltiplo do período de defeito. Simulação doprocesso de contato mostra que um único dispositivo produzirá mais picosdefeituosos se o período for mais curto do que o período de defeito deentrada. A Fig. 15 mostra este resultado quando um defeito repetitivo tendoum período de 10 encontra um dispositivo de rolo de pecar-e-colocar tendoum período de 7.

Pelo uso de múltiplos dispositivos e selecionando-seapropriadamente seus períodos de contato, podemos melhorarsubstancialmente a qualidade de mesmo um revestimento de entradagrosseiramente não-uniforme. A Fig. 16 e 17 mostram os resultados desimulação quando revestimentos tendo o padrão de defeito mostrado na Fig.14 foram expostos a trens de sete ou oito dispositivos de rolo periódicos depegar-e-colocar tendo períodos que não foram relacionados um ao outro. NaFig. 16, os dispositivos tinham períodos de 7, 5, 4, 8, 3, 3 e 3. Na Fig. 17, osdispositivos tinham períodos de 7, 5, 4, 8, 3, 3, 3, e 2. Em ambos os casos, aamplitude dos mais altos picos diminui por mais do que 75%. Desse modo,muito embora o número de picos aumentasse, no global um melhoramentosignificativo na uniformidade de calibre de revestimento foi obtido.

Fatores como secagem, cura, formação de gel, cristalização ouuma mudança de fase ocorrendo com a passagem de tempo pode imporlimitações sobre o número d e rolos empregado. Se o líquido de revestimentocontiver um componente volátil, o tempo necessário para transladar através demuitos rolos pode permitir que a secagem prossiga pela extensão em que oilíquido possa solidificar-se. A secagem é, na verdade, acelerada pela estaçãode melhoramento, como está explicado com mais detalhe abaixo. Emqualquer caso, se uma fase de revestimento ocorrer sobre os rolos porqualquer razão durante a operação da estação de melhoramento, isto levará,normalmente, a perturbações e padrões no revestimento sobre a folhacontínua. Por conseguinte, preferimos, de modo geral, produzir o graudesejado de uniformidade de revestimento usando o mínimo de rolos possível.

A Fig. 18 mostra uma estação de melhoramento deuniformidade 180 que usa um trem de contactores de rolo de pegar-e-colocarde velocidade diferentes e igualmente dimensionados. A folha contínuarevestimento com líquido 181 é revestida sobre uma superfície (usando umacabeça de aspersão eletrostática não mostrada na Fig. 18) antes de entrar naestação de melhoramento 180. Calibre de revestimento líquido sobre a folhacontínua 181 varia espacialmente na direção ao longo da folha contínua emqualquer instante de tempo à medida que se aproxima do rolo contactor depegar-e-colocar 182. Para um observador fixo, o calibre de revestimentoapresentaria variações de tempo.Esta variação pode conter componentestransientes, aleatórios, periódicos e periódicos transientes na direção ao longoda folha contínua. A folha contínua 181 é direcionada ao longo de umcaminho através da estação 180 e pêra contato com os rolos contactores depegar-e-colocar 182, 184, 186 e 187 pelos rolos loucos 183 e 185. O caminhoé selecionado de modo que o lado úmido revestido da folha contínua fique emcontato físico com os rolos de pegar-e-colocar. Os rolos de pegar-e-colocar182, 184, 186 e 187 (que, conforme mostrado na Fig. 18 têm todos o mesmodiâmetro) são acionados de modo a girarem com a folha contínua 181, mas avelocidades que variam com um em relação ao outro. As velocidades sãoajustadas para prover um melhoramento na uniformidade de revestimentosobre a folha contínua 181. Pelo menos dois, e preferidamente mais de doisdos rolos de pegar-e-colocar 182, 184, 186 e 187 não têm a mesma velocidadee não são múltiplos inteiros um do outro.

Com referência no momento ao rolo de pegar-e-colocar 182, orevestimento líquido se divide no ponto de separação 189. Uma porção dorevestimento se desloca para frente com a folha contínua e o restante sedesloca com o rolo 182 à medida que ele roda para longe do ponto deseparação 189. Variações no calibre de revestimento imediatamente antes doponto de separação 189 são espelhadas tanto no calibre do líquido sobre afolha contínua 181 como no calibre de líquido sobre a superfície do rolo 182 àmedida que a folha contínua 181 e o rolo 182 deixam o ponto de separação189. Após o revestimento sobre a folha contínua 181 contactar primeiro o rolo182 e rolo 182 ter feito uma revolução, o líquido sobre o rolo 182 e o líquidoque chega sobre a folha contínua 181 encontram-se no ponto de entrada 188,formando, desse modo, uma região de aperto carregada com líquido 196 entreos pontos 188 e 189. A região 196 não apresenta aprisionamento de ar. Paraum observador fixo, a taxa de fluxo do líquido entrando na região 196 é asoma do líquido entrando sobre a folha contínua 181 e o líquido entrandosobre o rolo 182. A ação líquida do rolo 182 é coletar o material da folhacontínua 181 em uma posição ao longo da folha contínua e colocar umaporção do material novamente em uma outra posição ao longo da folhacontínua.

De modo similar, o revestimento líquido se divide em pontosde separação 191, 193 e 195. Uma porção do revestimento torna a contactar afolha contínua 181 nos pontos de entrada 190, 192 e 194 e é reaplicada à folhacontínua 181.

Do mesmo modo como com os trens de dispositivos de contatode pegar-e-colocar intermitente discutidos acima, variações aleatórias ouperiódicas no calibre de revestimento líquido sobre a folha contínua quechega serão reduzidas em severidade e, desejavelmente, as variações serãosubstancialmente eliminadas pela ação de pegar-e-colocar dos rolos decontato periódicos da Fig. 18. Além disso, do mesmo modo que com osdispositivos discutidos acima, um único rolo funcionando em contato com orevestimento líquido sobre a folha contínua, ou um trem de rolos relacionadosperiodicamente, tenderá, geralmente, a propagar os defeitos e produzirgrandes quantidades de resíduo oneroso.

Pelo uso de múltiplos rolos de pegar-e-colocar podemos,simultaneamente, reduzir a amplitude e mesclar picos sucessivos oudepressões juntos para formar um revestimento contínuo variandoligeiramente, mas livre de pico-e-depressão de boa uniformidade. Conformemostrado na Fig. 18, isto pode ser efetuado pelo uso de dispositivos de rolo demesmo diâmetro acionados a velocidades diferentes. Conforme mostrado naFig. Ia, Fig. 3 e Fig. 4, isto também pode ser realizado pela variação dediâmetros de um trem de dispositivos de rolos. Se os rolos não foremacionados independentemente, mas, em vez disso, girados pela tração com afolha contínua, então o período de cada rolo estará relacionado a seu diâmetroe sua tração com a folha contínua úmida. A seleção de rolos de diferentestamanhos pode exigir tempo extra para ajuste inicial, mas devido aos rolosnão serem acionados e poderem girar com a folha contínua, o custo global daestação de melhoramento será substancialmente reduzido.

Na ausência de uma simulação matemática detalhada, umprocedimento experimental recomendado para determinar um conjunto dediâmetros de rolos de pegar-e-colocar e, por conseguinte, seus períodos, écomo se segue. Primeiro, medir o peso de revestimento ao longo da folhacontínua continuamente e determinar o período, P, da entrada de umindesejado defeito periódico na estação de melhoramento. Depois, selecionaruma série de diâmetros de rolos de pegar-e-colocar com períodos variando demenos a mais do que o período de entrada, evitando múltiplos inteiros oudivisores daquele período. Deste grupo, determinar qual rolo dá o melhormelhoramento na uniformidade por si só. Do grupo restante, selecionar umsegundo rolo que proporcione o melhor melhoramento em uniformidadequando usado com o primeiro rolo selecionado. Após os primeiros dois rolosserem determinados, continuar adicionando rolos de pegar-e-colocaradicionais, um a um, baseado em qual dentre os disponíveis proporciona omelhor melhoramento. O melhor conjunto de rolos pé dependente do critériode uniformidade usado e a variação inicial não-melhorada ao longo da folhacontínua presente. Nosso conjunto de partida preferido de rolos inclui aquelescom períodos, Q, variando de Q=O,26 a 1,97 vezes o período do defeito deentrada, em incrementos de 0,03. Exceções são Q=0,5, 0,8, 1,1, 1,25, 1,4 e1,7. Períodos de (Q+nP) e (Q+kP), onde η é um inteiro e k=l/n também sãosugeridos.

A Fig. 19 mostra um sistema de monitoramento de calibre e decontrole para uso em uma estação de melhoramento 200. Este sistema permitemonitorar variação de calibre de revestimento e ajustar no período de um oumais dos dispositivos de pegar-e-colocar na estação de melhoramento,permitindo, desse modo, melhoramento ou outra alteração desejada dauniformidade de revestimento. Isto será especialmente útil se o período dodesvio de chegada mudar. Com referência à Fig. 19, rolos de transferência depegar-e-colocar 201, 202 e 203 são ligados a sistemas de acionamentoenergizados (não mostrados na Fig. 19) que podem, independentemente,controlar as taxas de rotação dos rolos em resposta a um sinal ou sinais docontrolador 250. As taxas de rotação não casarão uma com a outra e nãoprecisam casar com a velocidade do substrato 205. Sensores 210, 220, 230 e240 podem sensorear uma ou mais propriedades (por exemplo, calibre) dosubstrato 205 ou do revestimento sobre o mesmo, e podem ser colocadosantes ou depois de um ou mais rolos de pegar-e-colocar 201, 202 e 203. ossensores 210, 220, 230 e 240 são conectados ao controlador 250 via linhas desinal 211, 212, 213 e 214. O controlador 250 processa sinais de um ou maissensores 210, 220, 230 e 240, aplica as funções desejadas de lógica e controle,e produz sinais de ajuste apropriados analógicos ou digitais, estes sinais deajuste podem ser enviados aos dispositivos de motor de um ou mais rolos depegar-e-colocar 201, 202 e 203 para produzir ajustes nas velocidades de umou mais dos rolos. Em um modo de realização, o controlador automático 250pode ser um microprocessador que é programado para computar o desviopadrão do calibre de revestimento no lado de saída do rolo 201 e implementaruma função de controle para procurar o desvio padrão mínimo do calibre derevestimento melhorado. Dependendo de se ou não os rolos 201, 202 e 203sejam controlados individualmente ou em conjunto, algoritmos apropriadosde controle de circuito fechado único ou multivariável dos sensoresposicionados após os restantes rolos de pegar-e-colocar também podem serempregados para controlar uniformidade de revestimento. Os sensores 210,220, 230 e 240 podem empregar uma variedade de sistemas desensoreamento, como medidores de densidade ópticos, medidores beta,medidores de capacitância, medidores de fluorescência ou medidores deabsorção. Caso desejado, menos sensores do que rolos de pegar-e-colocarpodem ser empregados. Por exemplo, um único sensor, como o sensor 240,pode ser usado para monitorar o calibre de revestimento e, seqüencialmenteou de outro modo, implementar uma função de controle para os rolos depegar-e-colocar 201, 202 e 203.

Como notado acima, a estação de melhoramento podeempregar rolos de pegar-e-colocar acionados, cujas velocidades de rotaçãosão selecionadas ou variadas antes ou durante a operação da estação demelhoramento. O período de rolo de pegar-e-colocar pode ser variado deoutros modos também. Por exemplo, o diâmetro do rolo pode ser mudado (porexemplo, pela inflação ou desinflação ou, de outro modo, expandindo ouencolhendo o rolo) enquanto mantendo a velocidade superficial do rolo. Osrolos não têm diâmetros constantes; caso desejado, eles podem ter formas decoroa, de prato, cônica ou outras formas de seção. Estas outras formas podemajudar a variar os períodos de um conjunto de rolos. Além disso, a posiçãodos rolos ou o comprimento de caminho de substrato entre rolos pode servariado durante a operação. Um ou mais dos rolos pode ser posicionado demodo que seu eixo de rotação não seja perpendicular (ou não seja nuncaperpendicular) ao caminho do substrato. Tal posicionamento pode melhorar odesempenho, devido a um tal rolo tender a coletar revestimento e reaplicá-loem uma posição deslocada lateralmente sobre o substrato. A taxa de fluxo delíquido para a cabeça de aspersão eletrostática também pode ser modulada,por exemplo, periodicamente, e este período pode ser variado. Todas estasvariações são um substituto útil ou uma adição às regras de dimensionamentode rolo de polegar discutidas acima. Todas podem ser usadas para afetar odesempenho da estação de melhoramento e a uniformidade do calibre dorevestimento acabado. Por exemplo, verificamos que pequenas variações nasvelocidades relativas ou periodicidade de um ou mais dispositivos de pegar-e-colocar, ou entre um ou mais dispositivos e substrato, são úteis para realçar odesempenho. Isto é especialmente útil quando um número limitado detamanhos de rolo ou um número limitado de períodos são empregados.

Variações aleatórias ou controladas podem ser empregadas. A variação, depreferência, é realizada pelo acionamento independente dos rolos usandomotores separados e variando as velocidades dos motores. Alguém experientena técnica apreciará que as velocidade de rotação também podem ser variadasde outros modos, por exemplo, pelo uso de transmissões de velocidadevariável, correia ou polia ou sistemas de corrente de engrenagens ecremalheira, onde o diâmetro da polia ou cremalheira é mudado, embreagensde deslizantemente limitado, freios, ou rolos que não sejam acionadosdiretamente, mas, ao contrário, acionados por atrito pelo contato com umoutro rolo. variações periódicas e não-periódicas podem ser empregadas.Variações não-periódicas podem incluir variações intermitentes e variaçõesbaseadas em funções de rampa lineares no tempo, deslocamentos aleatórios eoutras funções não-periódicas. Todas essas variações parecem ser capazes demelhorar o desempenho de uma estação de melhoramento contendo umnúmero fixo de rolos. Resultados melhorados são obtidos com variações develocidade tendo amplitudes tão baixas quanto 0,5 porcento da média.

Diferenciais de velocidade constantes também são úteis. Istopermite escolher períodos de rotação que evitem baixas condições dedesempenho. A velocidades rotativas fixas, estas condições são, depreferência, evitadas pela seleção de tamanhos de rolos.

O uso combinado de uma cabeça de aspersão eletrostática cujopadrão de gotas pode ser variado juntamente com uma estação demelhoramento provê um conjunto complementar de vantagens. A cabeça deaspersão eletrostática aplica um padrão de gotas sobre um substrato ou sobreuma superfície de transferência e, assim, sobre um substrato. Se uma taxa defluxo fixa párea a cabeça de aspersão for mantida, a velocidade translacionalde substrato é constante, e a maior parte das gotas é depositada ou étransferida para o substrato, então a deposição média de líquidoserá,aproximadamente, uniforme. Entretanto, uma vez que o líquido sedeposita normalmente por si só em gotas imperfeitamente espaçadas, haverávariações locais no calibre de revestimento. Alteração no campo eletrostáticopode causar o padrão de gotas variar na direção transversal à folha contínua,mudando, desse modo, os pontos altos e baixos no calibre de revestimentopara trás e para frente na direção transversal à folha contínua. A estação demelhoramento pode eliminar estas variações de calibre transversais à folhacontínua. A estação de melhoramento também pode converter as gotas em umrevestimento contínuo, ou melhorar a uniformidade do revestimento, ouencurtar o tempo e extensão de máquina necessários para realizar oespalhamento de gotas. O ato de contactar as gotas iniciais com rolos ououtros dispositivos de pegar-e-colocar selecionados, removendo uma porçãodo líquido da gota, colocando, depois, esta porção removida de volta nosubstrato em alguma outra posição, aumenta a cobertura superficial sobre osubstrato, reduz a distância entre pontos revestidos e, em alguns casos,aumenta a densidade de população de gotas. A estação de melhoramentotambém cria forças de pressão sobre a gota e substrato, acelerando, dessemodo, a taxa de espalhamento de gotas. Pela mudança do padrão de gotas dacabeça de aspersão (e especialmente pela mudança do padrão em uma direçãoque não a direção de máquina), a efetividade da estação de melhoramento éaumentada. Desse modo, o uso combinado de uma cabeça de aspersãoeletrostática e dispositivos de pegar-e-colocar selecionados aumenta auniformidade do revestimento final.

Dito de outro modo, a alteração acima descrita no campoeletrostático e padrão de gotas mudado aumenta a uniformidade derevestimento pela apresentação à estação de melhoramento de umrevestimento deliberadamente variável, tendo variações de calibre cujasposições são mudadas para trás e para frente em uma direção que não adireção de máquina.

Se o diâmetro médio de gota for menor do que a espessuradesejada de revestimento e a taxa de deposição da aspersão for suficiente paraproduzir um revestimento contínuo, a natureza estatística de aspersãoproduzirá, todavia, não-uniformidades no calibre de revestimento. Aquitambém, o uso de rolos ou outros dispositivos de pegar-e-colocarselecionados pode melhorar a uniformidade de revestimento.

Combinações benéficas da cabeça de aspersão eletrostática edispositivos de pegar-e-colocar podem ser testadas experimentalmente ousimuladas para cada aplicação em particular. Pelo uso de nossa invenção,composições de revestimento 100% de sólidos podem ser convertidas emrevestimentos livres de vazio ou substancialmente isentos de vazios curados,com calibres médios muito baixos. Por exemplo, revestimentos tendo umaespessura menor do que 10 micrometros, menos do que 1 micrometro, menosdo que 0,5 micrometro ou mesmo menor do que 0,1 micrometro podem serprontamente obtidas. Revestimentos tendo espessuras maiores do que 10micrometros (por exemplo, maior do que 100 micrometros) também podemser obtidos. Para tais revestimentos mais espessos pode ser útil ranhurar,recartilhar, gravar quimicamente ou texturizar de outro modo as superfícies deum ou mais dispositivos de pegar-e-colocar (ou mesmo todos), de modo queelas possam acomodar a maior espessura de revestimento úmido.

A estação de melhoramento pode reduzir substancialmente otempo necessário para produzir um substrato seco e, substancialmente,melhorar o efeito de surtos no calibre de revestimento. A estação demelhoramento diminui surtos no calibre de revestimento pelas razões jáexplicadas acima. Mesmo se o revestimento entrando na estação demelhoramento já for uniforme, a estação de melhoramento também aumentagrandemente a taxa de secagem. Sem pretender ser limitado pela teoria,acreditamos que o contato repetido do revestimento úmido com osdispositivos de pegar-e-colocar aumenta a área superficial de líquido exposta,aumentando, desse modo, a taxa de transferência de calor e massa. A divisãorepetida, remoção e redeposição de líquido sobre o substrato também podemrealçar a taxa de secagem, pelo aumento de gradientes de temperatura econcentração e a taxa de transferência de calor e massa. Em adição, aproximidade e movimento do dispositivo de pegar-e-colocar ao substratoúmido pode ajudar a romper camadas limites de limitação de taxa próximo àsuperfície líquida do revestimento úmido. Todos estes fatores parecem ajudarna secagem. Em processos envolvendo uma folha contínua em movimento,isto possibilita o uso de estações de secagem menores ou mais curtas (porexemplo, fornos ou sopradores de secagem) ao longo da folha contínua apartir da estação de revestimento. Caso desejado, a estação de melhoramentopode se estender para a estação de secagem.

Os métodos e aparelho da invenção podem ser usados paraaplicar revestimentos sobre uma variedade de substratos flexíveis ou rígidos,incluindo papel, plásticos (por exemplo, poliolefmas, como polietileno epolipropileno; poliésteres; fenílicos; policarbonatos; polimidas; poliamidas;poliacetais; álcoois polivinílicos; óxidos de fenileno; poliarilsulfonas;poliestirenos; silicones; uréias; dialil ftalatos; acrílicos; acetatos celulósicos;polímeros clorados, como cloreto de polivinila; fluorocarbonos; epóxis;melaninas; e similares), borrachas, vidros, cerâmicas, metais, materiaisbiologicamente derivados, e combinações ou seus compostos, caso desejado,o substrato pode ser pré-tratado antes da aplicação do revestimento (porexemplo, usando um revestimento base, tratamento de coroa, tratamento porchama ou outro tratamento superficial) para tornar a superfície do substratoreceptiva ao revestimento. O substrato pode se substancialmente contínuo(por exemplo, uma folha contínua) ou de um comprimento finito (porexemplo, uma lâmina). O substrato pode ter uma variedade de topografiasuperficial (por exemplo, suave, texturizada, padronizada, microestruturadaou porosa) e uma variedade de propriedades de volume (por exemplo, portoda a parte homogênea, heterogênea, corrugada, tecida ou não-tecida). Porexemplo, quando revestindo substratos microestruturados (e assumindo que orevestimento seja aplicado do alto do substrato, com a microestrutura alvoficando no topo da superfície do substrato), o revestimento pode prontamenteser aplicado às porções mais altas da microestrutura. A tensão superficial dolíquido de revestimento, a pressão de aperto aplicada (se alguma), e energiasuperficial e geometria da microestrutura determinarão se o revestimento naparte mais baixa (por exemplo, porção em vale) da microestrutura ocorrerá.Pré-carregamento de substrato pode ser empregado, caso desejado, porexemplo, para ajudar a depositar o revestimento dentro das porções de vale deuma microestrutura. Para folhas contínuas fibrosas revestidas usando ummétodo de transferência de tambor como o mostrado na Fig. Ia à Fig. 3 ou ummétodo de transferência por correia como está mostrado na Fig. 4a e Fig. 4b,fluxo de mecha determina primariamente a profundidade de penetração dorevestimento.

Os substratos podem ter uma variedade de usos, incluindofitas; membranas (por exemplo, membranas de célula combustível);isolamento; películas ou componentes ópticos; películas fotográficas;películas, circuitos ou componentes eletrônicos; seus precursores e similares.Os substratos podem ter uma camada ou muitas camadas sob a camada derevestimento.

A invenção está adicionalmente ilustrada nos exemplos aseguir, nos quais todas as partes e percentagens são por peso, a não ser ondeindicado de outra forma.

Exemplo 1

Uma folha contínua de 35 micrometros de espessura, 30,5cmde largura de polietileno tereftalato (PET) foi passada por um rolo livre, sobum tambor de 50,8cm de diâmetro por 6Icm de largura de aço inox aterrado,e sobre um outro rolo livre. A folha contínua contatava, aproximadamente, ametade da circunferência do tambor. O tambor co-girava à mesma velocidadesuperficial da folha contínua em movimento, ou seja, a uma velocidade S de7,62m/min. O tambor, portanto, tinha uma freqüência em radianos de rotaçãode cod=S/Rd de O5Ss"1 e um período de rotação de τΰ=2π/ωΰ de 12,57s.

Uma fonte de energia HP6216A 0 de 30V de CC (Hewlett-Packard, Inc.) e um gerador de função PM5134 (Phillips Electronics NV)foram conectados em série à entrada de um suprimento de energia PSG-50N6-DM de 50kV de CC, saída negativa de 6 miliampères, de alta voltagem(Glassman High Voltage, Inc.). A fonte de energia HP6216A foi ajustada paraprover, aproximadamente, 6,5V de CC e o gerador de função PM5134 foiajustado para prover uma onda senoidal de CA com um período de 27,4segundos medido com um contador universal HP5315B (Hewlett-Packard,Inc.). A amplitude da onda senoidal foi aumentada até que a voltagem deentrada para o suprimento de energia de alta voltagem Glassman variasse de4,51 a 8,62 volts medidos com um multímetro digital Fluke 80000A (FlukeCorp.). Com esta entrada oscilante, a voltagem de saída foi observada variarde menos 22,6 a menos 42,6kV. A saída do suprimento de energia Glassmanfoi suprida através de dois resistores de segurança de 200ΜΩ conectados emsérie ao fio matriz de uma cabeça de aspersão eletrostática que podia operarno modo de eletro-aspersão como a da patente US 5.326.598. A cabeça deaspersão foi modificada para operar no modo de fluxo restrito descrito napatente US 5.702.527. A resistência de segurança totalD de 400ΜΩ segurouque não mais do que 125 microampères pudessem ser removidoscontinuamente do suprimento de energia, mesmo se uma pessoa tocasseacidentalmente o fio matriz. Os eletrodos de ajuste de campo (tambémconhecidos como "hastes extratoras") da cabeça de aspersão foram aterrados.O fio matriz foi mantido a uma distância fixa de 10,8cm da superfície dotambor. O entalhe de cabeça de aspersão tinha 3 3 cm e largura. Entretanto,devido à repulsão de cargas dentro da névoa das gotas atomizadas, a cabeçade aspersão foi capaz de aspergir uma névoa de 38cm de largura ao longo dotambor.

Bandejas laterais aterradas com uma largura de 14cm e umcomprimento de 25,4cm foram colocadas abaixo das extremidades da cabeçade aspersão e em uma localização logo acima do tambor. As bandejas lateraismascaravam a área de revestimento e conduziam para fora o excesso derevestimento. As bandejas laterais podiam ser ajustadas de lado a lado sobrehastes deslizantes para permitir larguras de revestimento de 10 a 30cm.Apenas a névoa caindo entre as bandejas laterais alcançava o tambor. Umadistância de 30,4cm separava as bandejas laterais, de modo que a largura totalda folha contínua pudesse ser revestida.

Um rolo de aperto tendo um diâmetro global externo de10,2cm foi colocado contra o tambor e mantido em posição com uma pressãode aperto de 0,276 MPa por dois cilindros de ar. O rolo de aperto tinha umacamada de revestimento de polímero com 0,794 cm de espessura com umadureza de 80 durômetros.

Uma fórmula de revestimento de liberação de acrilato desilicone sem solvente curável por UV como a do exemplo 10 da patente US5.858.545 foi preparada e modificada pela adição de 0,3 partes por centena(primeira porção colorida) de fingidor fluorescente 2,2' -(2,5-tiofenediil)bis[5-terta-butilbenzoxazola] (UVITEX™-OB, Ciba SpecialtyChemicals Corp.).

A fórmula de liberação foi eletro-aspergida sobre o topo dotambor metálico rotativo a uma taxa de fluxo suficiente para produzir umrevestimento de 1,2 micrometros de espessura sobre o tambor. Após algumasrotações do tambor, a superfície do tambor se tornou úmida com orevestimento liberado e um equilíbrio foi atingido. A medida que o tamborgirava passando pela cabeça de revestimento de eletro-aspersão, as gotas nanévoa de eletro-aspersão eram atraídas para o tambor aterrado, onde as cargassobre as gotas eram dissipadas.

Um arranjo ordenado de névoas de líquido se projetava do fiode descarga em direção ao tambor, formando um padrão mutável de gotasatomizadas sobre o tambor. Na voltagem máxima do suprimento de energiaGlassman de menos 42,6kV, havia 2 a 3 névoas por centímetro ao longo dofio. A medida que o campo eletrostático diminuía, o número de névoasdiminuía e o espaçamento entre as névoas aumentava. A variação periódicano campo eletrostático causou as névoas mudarem para trás e para frente aolongo da largura do tambor, produzindo o padrão mutável acima mencionadode gotas e provendo regiões de mudança de alto e baixo calibre derevestimento ao longo do tambor. As regiões de revestimento de calibre alto ebaixo poderiam ser mais facilmente observadas fazendo brilhar um acessóriofluorescente de "luz negra" Modelo 801 (Visual Effects, Inc,) sobre orevestimento úmido.

O fio de descarga era mais longo que a matriz e devido aossegmentos não-umedecidos do fio de descarga sofressem coroa, uma correntenão-linear passou através do resistor de segurança à medida que a voltagemdo suprimento de energia Glassman oscilava. Das medições de corrente-voltagem feitas no suprimento de energia Glassman com e sem os resistoresde segurança presentes e quando nenhuma solução de revestimento estavapresente, a voltagem do fio de descarga foi estimada como variando entremenos 22 kV e menos 25 kV durante um período. Uma vez que a relaçãocorrente-voltagem para coroa não é linear, a variação da voltagem sobre o fionão era senoidal. A despeito disso, a separação entre névoas sobre o fio foiobservada como aumentando lentamente e depois diminuindo de um modoperiódico ao longo do fio. A natureza não-senoidal da variação também podiaser observada. Alguém experiente na técnica reconhecerá que pela remoçãodo resistor de segurança, uma variação de voltagem senoidal poderia sercausada ocorrer sobre o fio de descarga.

O tempo de uma revolução do tambor era menor do que otempo de uma oscilação do suprimento de energia Glassman. Uma vez que τ0(12,57s) é menor do que τ (27,4s), a repetição do padrão de revestimento podeser determinada do requisito IlTd=Is^, onde Is e Il são inteiros, com Is sendo omenor inteiro e Il sendo o maior inteiro. Uma vez que xDéo tempo para fazeruma revolução do tambor, Il é o número de revoluções do tambor necessárioantes do padrão de aspersão ser repetido no tambor. Para τ=27,4 segundos,R0=O,254m, S=7,62m/min, N=i/td=Il/Is=[x/^Rd)]S = 2,18, e NIs=Il comocritérios para um padrão de repetição de revestimento, um cálculo de planilhamostra 2,18(50)=109 como primeiro produto que dá um resultado inteiro.

Conseqüentemente, o tambor faz 109 revoluções antes de um dado pontosobre o tambor ver o padrão de revestimento idêntico. Do mesmo modo, aoscilação do padrão de gotas se repete 50 vezes antes do mesmo padrão degotas se depositar sobre um ponto repetido sobre o tambor. Os resultados doscálculos da planilha para diferentes velocidades de folha contínua ouoscilações de padrão de aspersão que resultam em x/xD=2,17 a τ/τβ=2,2 emincrementos de 0,002 estão mostrados na Fig. 20. Se o período do padrão foraumentado muito ligeiramente (por exemplo, de 27,4 para 27,65 segundos) oua velocidade da folha contínua for aumentada muito ligeiramente (porexemplo, de 7,62 para 7,69 m/min), então τ/τ0=2,2 e os cálculos de planilharevelam 2,2(5)=11. para este ligeiro aumento, a névoa terá um padrão derepetição para cada 11 revoluções do tambor e para cada 5 períodos daaspersão.

A medida que o tambor girava pela folha contínua emmovimento, as gotas aplicadas contatavam a superfície da folha contínua. Orolo de aperto forçou as gotas se espalharem e coalescerem em umrevestimento isentos de vazios. A superfície do rolo de aperto tinha ummedidor de profundidade em um local, causando o defeito observável norevestimento.

Quando a folha contínua deixava o tambor giratório,, algumlíquido de revestimento permanecia sobre o tambor, enquanto o restopermanecia sobre a folha contínua. Observação da folha contínuaimediatamente após o ponto de separação usando a luz negra mostrou que asáreas de mudança de baixo calibre de revestimento eram transferidas para afolha contínua.

A folha contínua revestida foi encaminhada através de umaestação de melhoramento de oito rolos, onde o lado úmido da folha contínuacontatava os oito rolos de pegar-e-colocar. O comprimento de caminho doaperto até o início da estação de melhoramento era de 0,86m, e ocomprimento de caminho através da estação de melhoramento era de 1,14m.

Os oito rolos tinham os respectivos diâmetros de 54,86, 69,52, 39,65, 56,90,41,66, 72,85, 66,04 e 52,53mm, todos com tolerância de mais ou menos0,025mm. Os rolos foram obtidos de Webex, Inc. como rolos de eixo vivo deaço balanceado dinamicamente com faces de rolo cromadas acabadas para 16Ra. A estação de melhoramento eliminou todas as áreas não revestidas sobre afolha contínua, incluindo o padrão observável causado pela marca de medidorsobre o rolo de aperto, e proveu um revestimento tendo, adicionalmente,melhor uniformidade quando avaliado pelo uso de iluminação de luz negra.

Exemplo 2

Usando-se o método, folha contínua e fórmula de revestimentodo Exemplo 1, as bandejas laterais foram ajustadas para várias larguras deseparação menores do que 30,4cm. A velocidade de folha contínua foi fixadaem 7,62 m/min e um revestimento de 1,2 micrometros de espessura foiaplicado à folha contínua com uma pressão de aperto de 0,28 MPa. Umrevestimento uniforme foi obtido em cada separação de bandeja lateralavaliado por iluminação de luz negra.

Exemplo 3

Usando-se o método, a folha contínua e fórmula derevestimento do Exemplo 1, a folha contínua foi novamente revestida com afórmula de liberação. Uma peça fina fibrosa de poeira sobre o fio de descargacausou uma taxa de fluxo ligeiramente maior próximo a uma extremidade damatriz. Isto produziu uma região de maior espessura de revestimento, e podiaser observado pela passagem da amostra de folha contínua revestida sob osensor de um modelo LS-50B de espectrômetro de luminescência (PerkinElmer Instruments) e notando a maior intensidade de fluorescência próximo àextremidade afetada do fio de descarga. O restante da folha contínua exibiamuito boa uniformidade de revestimento como manifestado por umaintensidade de fluorescência uniforme.

Características de liberação foram avaliadas pela aplicação detiras de 2,54 cm de largura de n° 845 do catálogo (3M) para o lado superior(revestido) e lado de trás das amostras da folha contínua revestida, e aos ladoscorrespondentes das amostras de controle da folha contínua não-revestida. Asamostras foram envelhecidas por 3 dias ou sete dias a temperatura ambienteou a 70°C. A natureza do revestimento aplicado foi avaliada pela medição deforça de descamamento de 180° necessária para remover a fita a umavelocidade de 2,3 m/min. A transferência do revestimento foi avaliada pelare-aderência de amostras de fita removida a vidro limpo e, depois, medindo aforça de descamamento de 180° necessária para remover a fita do vidro. Adescrição da amostra, valores de resistência a descamamento estãoapresentadas abaixo na Tabela 1._Tabela 1_

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Os dados na Tabela 1 mostram que o revestimento aplicadoforneceu boas propriedades de liberação e não causou a transferência dorevestimento deliberado para o adesivo da fita de catálogo. As propriedadesde boa liberação e re-adesão do adesivo contra o revestimento aplicado forammesmo se o revestimento fosse envelhecido termicamente a 70°C. Porexemplo, a força de liberação de descamamento da amostra de Controle (7dias, 70°C) variou por +1-6% à medida que a fita era descarnada do vidro. Aforça de descamamento de liberação da amostra Revestida (7 dias, 70°C)variou por +/- 8% à medida que a fita era descarnada do vidro. Estes valoressimilares de variação de descamamento indicam que a amostra de PETrevestida tinha uma morfologia superficial muito similar à amostra PET não-revestida. Estes dados demonstram, assim, a utilidade da presente invençãopara revestir películas finas uniformes sobre folhas contínuas condutoras.

Várias modificações e alterações desta invenção serãoaparentes para alguém experiente na técnica sem se afastar do escopo eespírito desta invenção. Esta invenção não deve ser restrita ao que foiapresentado aqui para fins ilustrativos.

Claims

1. Método para formar um revestimento líquido sobre umsubstrato, caracterizado pelo fato de que compreende:a) aspergir um padrão de gotas do líquido (16,31) sobre umasuperfície de transferência condutora, a partir de uma cabeça de aspersãoeletrostática (11,31,51,59), que produz o padrão em resposta a um campoeletrostático;b) alterar elétrica e repetidamente o campo eletrostáticodurante a aspersão, mudando repetidamente, desse modo, o padrão; ec) transferir uma porção do revestimento líquido da superfíciede transferência para uma folha contínua em movimento.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do campo ser continuamente alterado.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do campo ser periodicamente alterado.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do campo não ser periodicamente alterado.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do campo ser alterado em resposta a um sinal de monitor derevestimento.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do campo ser alterado pela variação da voltagem entre a cabeça deaspersão e o substrato.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do campo ser alterado pela variação de uma voltagem sobre um eletrodode ajuste de campo (35) ou segunda cabeça de aspersão eletrostática (59), queé suficientemente próximo à cabeça de aspersão de modo que o padrão degotas se modifica.

8. Aparelho de revestimento (30), caracterizado pelo fato deque compreende uma cabeça de aspersão eletrostática (11,31,51,59), queproduz um padrão de gotas e um revestimento úmido sobre uma superfície detransferência condutora (14) em resposta a um campo eletrostático, e umdispositivo ou circuito que pode alterar elétrica e repetidamente o campoeletrostático durante a aspersão, mudando, desse modo, repetidamente opadrão, e sendo que a superfície de transferência condutora (14) podetransferir uma porção do revestimento úmido para um substrato.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do padrão mudar em uma primeira direção e o aparelhocompreender adicionalmente dois ou mais dispositivos de pegar-e-colocar(39,44), que podem contactar e re-contactar periodicamente o revestimentoúmido, para melhorar a uniformidade do revestimento em uma segundadireção.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do campo ser alterado continuamente.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do campo ser alterado periodicamente.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do campo não ser alterado periodicamente.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do campo ser alterado em resposta a um sinal de monitor derevestimento.

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato do campo ser alterado pela variação de uma voltagem entre a cabeçade aspersão e o substrato.

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato da cabeça de aspersão (11,31,51,59) compreender um fio dedescarga (36), um arranjo ordenado de névoas de líquido (13,61) serdescarregado do fio, e o número e espaçamento de névoas repetidamentevariarem durante a aspersão.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a cabeça de aspersão (11,31,51,59) compreende uma série deprotuberâncias de descarga, um ou mais arranjos ordenados de névoas delíquido (13,61) são descarregados das protuberâncias, e os padrões de névoasvariam durante a aspersão.

17. Aparelho de revestimento (30), caracterizado pelo fato decompreender uma cabeça de aspersão eletrostática (11,31,51,59), que produzum padrão de gotas e um revestimento úmido sobre uma superfície detransferência condutora (14) em resposta a um campo eletrostático, e umdispositivo ou circuito para alterar elétrica e repetidamente o campoeletrostático durante a aspersão, mudando, desse modo, repetidamente opadrão, e sendo que a superfície de transferência condutora (14) podetransferir uma porção do revestimento úmido da superfície de transferênciapara uma folha contínua em movimento.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato das gotas terem um diâmetro médio, o revestimento líquido ter umcalibre médio, o diâmetro médio ser maior do que o calibre médio e orevestimento ser substancialmente isento de vazios.

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de uma pluralidade de cabeças de aspersão eletrostáticas(11,31,51,59) aplicarem uma ou mais composições de revestimento aosubstrato em uma ou mais tiras.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato das cabeças de aspersão aplicarem uma pluralidade de composiçõesde revestimento a uma tira.

21. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato das cabeças de aspersão aplicarem composições de revestimento auma pluralidade de tiras.

22. Aparelho de revestimento (30,40,50), caracterizado pelofato de que compreende uma cabeça de aspersão eletrostática (11,31,51,59),que produz um padrão de gotas e um revestimento úmido sobre um substratoem resposta a um campo eletrostático; um dispositivo ou circuito que podealterar o campo eletrostático para mudar o padrão; e sete ou mais dispositivosde pegar-e-coloear (39,44), que podem periodicamente contactar e re-contactar o revestimento úmido, sendo que o campo eletrostático pode seralterado repetidamente durante a aspersão para melhorar a uniformidade dorevestimento.

23. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato do campo ser repetidamente alterado eletricamente.

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato do campo ser alterado pela variação de uma voltagem entre a cabeçade aspersão (11,31,51,59) e o substrato.

25. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato do campo ser alterado pela variação da posição do eletrodo de ajustede campo (35) ou segunda cabeça de aspersão eletrostática (59), que ésuficientemente próximo à cabeça de aspersão de modo que o padrão de gotasse modifica.

26. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato do campo ser alterado mecânica e repetidamente.

27. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que a cabeça de aspersão (11,31,51,59) compreende um fio dedescarga (36), um arranjo ordenado de névoas de líquido (13,61) édescarregado do fio (36), e o número e espaçamento de névoas variamdurante a aspersão.

28. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato da cabeça de aspersão compreender uma série de protuberâncias dedescarga, um ou mais arranjos ordenados de névoas de líquido (13,61) seremdescarregados das protuberâncias, e os padrões de névoas variarem durante aaspersão.

29. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato das gotas terem um diâmetro médio, o revestimento ter um calibremédio, o diâmetro médio ser maior do que o calibre médio e o revestimentoser substancialmente isento de vazios.

30. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de uma pluralidade de cabeças de aspersão eletrostáticas(11,31,51,59) aplicarem uma ou mais composições de revestimento aosubstrato em uma pluralidade de tiras que se sobrepõem total ou parcialmente,que encostam uma com a outra, ou que são separadas por substrato nãorevestido.

31. Método para formar um revestimento líquido sobre umsubstrato, possuindo uma direção de movimento, caracterizado pelo fato deque compreende:a) aspergir gotas do líquido a partir de uma cabeça de aspersãoeletrostática (11,31,51,59) em resposta a um campo eletrostático;b) formar na folha contínua um revestimento líquido irregularpossuindo regiões de calibres de revestimento grande e pequeno; ec) alterar elétrica e repetidamente o campo eletrostáticodurante a aspersão para deslocar as regiões de calibres de revestimento grandee pequeno para trás e para frente em uma direção transversal à direção demovimento.

32. Aparelho de revestimento (30,40,50), caracterizado pelofato de que compreende uma cabeça de aspersão eletrostática (11,31,51,59),que, em resposta ao campo eletrostático, pode prover um revestimento líquidoirregular possuindo regiões de calibres de revestimento grande e pequenosobre um substrato possuindo uma direção de movimento, e um dispositivo oucircuito que altera elétrica e repetidamente o campo eletrostático durante aaspersão para deslocar as regiões de calibres de revestimento grande epequeno para trás e para frente em uma direção transversal à direção demovimento.