CN109759282B - 一种用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置及胶液涂布方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，以及胶液涂布方法，属于连续生产平流涂膜领域。供胶装置其包含供胶容器、喷胶装置、低位储胶容器和液体输送装置，供胶容器包含进胶口、出胶口、供胶区，喷胶装置包含供胶口、涂胶口，液体输送装置包含进液口和出液口。液体输送装置的出液口与供胶容器的进胶口连接、供胶容器的出胶口与喷胶装置的供胶口连接，低位储胶容器与液体输送装置的进液口连接，以上连接均为管道连接。供胶容器中供胶区液面高度稳定可控，此液面最高点在竖直方向上高于喷胶装置中喷胶口的液面最高点，为喷胶装置中涂胶口的胶液流动提供稳定的压力，使弯月面涂膜设备实现连续稳定均匀涂胶。

Description

一种用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置及胶液涂布方法

技术领域

本发明属于用于制作稳定均匀单面连续平流涂膜领域，具体涉及一种可调节自动稳定均匀供胶装置及胶液涂布方法，应用于弯月面涂胶设备上。

背景技术

目前许多大口径光开关器件、光学镜头、光学显示器等均需要涂制单面膜，有的需要单面多层膜，有的需要双面异质膜。而且工业涂膜要求连续有效率。当前工业上连续涂制单面光学薄膜常用物理法，如磁控溅射是普遍使用的方法。湿化学法目前有提拉法，但是不能涂制单面膜，连续涂膜在一定程度上也受设备限制；旋涂法虽能涂制单面膜，但是无法涂制大口径均匀单面膜，并且无法实现连续涂膜。

弯月面涂膜技术能够实现这些要求，但传统的弯月面涂胶装置，涂覆胶或涂覆液是通过泵带动胶液流动向待涂面供胶的。如专利CN103272734B中所采用的即为泵带动的供胶系统图1中阴影部分所示。由于泵产生的压力通常不连续稳定，因而无法实现稳定均匀的涂膜效果。

要实现稳定均匀涂膜，需要可以提供连续稳定涂覆胶或涂覆液的供胶装置。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置及弯月面涂胶设备，以及一种连续稳定均匀的胶液涂布方法。

首先，本发明提供了一种用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其原理示意图参见图2，包含供胶容器1、喷胶装置2、低位储胶容器3和液体输送装置4，供胶容器1包含进胶口11、出胶口12、供胶区13和溢胶结构，供胶区13与溢胶结构相邻，喷胶装置2包含供胶口21、涂胶口22，液体输送装置4包含进液口41、出液口42和输送泵本体，液体输送装置4的出液口42与供胶容器1的进胶口11通过管道连接、供胶容器1的出胶口12与喷胶装置2的供胶口21通过管道连接，低位储胶容器3与液体输送装置4的进液口41通过管道连接。

在一些优选例中，所述溢胶结构包含溢胶区14、溢胶口15，溢胶区14与供胶区13由隔板a16分隔，溢胶口15与低位储胶容器3通过管道连接。

在另一优选例中，所述溢胶结构包含溢胶口15，溢胶口15位于供胶区的侧面，溢胶口15与低位储胶容器3通过管道连接。

在另一优选例中，所述供胶容器还包含缓冲区17，缓冲区17位于进胶口11和供胶区13之间，缓冲区17与供胶区13通过隔板b18分隔。较优地，隔板b上有通道或孔隙使缓冲区17和供胶区13的液体连通。

较优地，所述管道全部或部分为柔性管道；较优地，管道材质为橡胶或塑料。

在另一优选例中，管道全部或部分设有测量装置或控制装置。测量装置测定下列参数中的一个或多个参数：管道或胶液的温度，胶液的粘度、流速、流量；控制装置控制或调节下列参数中的一个或多个：管道或胶液的温度，胶液的粘度、流速、流量。较优地，所述测量装置为流量计，所述控制装置为阀门。

在另一优选例中，所述供胶容器1由聚丙烯材料制成。

在另一优选例中，所述喷胶装置2还包含收集区23和回收管24，回收管24的两端分别与收集区23和低位储胶容器3连接。

在另一优选例中，所述输送泵本体为离心泵、往复泵、旋转泵或旋涡泵。

在另一优选例中，所述供胶装置还包含升降装置5，升降装置包含升降架51，供胶容器1安装在升降架51上，升降架与供胶容器一体连接，或者可拆卸连接。较优地，所述升降装置5还包括电机52和升降导轨53，电机52控制升降架51在升降导轨53上运动。

在另一优选例中，所述供胶装置还包含低位储胶容器存放台。

为实现均匀涂覆，尽可能避免振动是有利的，特别是避免供胶容器的振动以及整个供胶装置系统的振动，因为这种振动会使作用于涂胶口胶液的压力发生波动，造成涂膜不均匀。因而在另一优选例中，所述供胶装置还包含防震装置，如垫片或弹簧等。

本发明还提供了一种弯月面涂胶设备，此设备三维示意图见图3，设备防尘罩Ⅰ，涂膜元件吸取机械臂Ⅱ，涂膜元件定位上片台Ⅲ，PLC控制柜Ⅳ，设备支架Ⅴ，设备支撑台Ⅵ，产品翻转过渡架Ⅶ，产品翻转下片台Ⅷ，供胶装置Ⅸ，产品翻转机械手Ⅹ，中央控制面板Ⅺ，直线电机驱动导轨Ⅻ。其中供胶装置Ⅸ如上文所述，包含供胶容器1、喷胶装置2、低位储胶容器3、液体输送装置4、升降装置5、低位储胶容器存放台和防震装置。

其中涂膜元件定位上片台Ⅲ、直线电机驱动导轨Ⅻ、涂膜元件吸取机械臂Ⅱ、喷胶装置2、产品翻转机械手Ⅹ、产品翻转过渡架Ⅶ、产品翻转下片台Ⅷ固定在设备支撑台Ⅵ上方，按生产时涂膜元件行走顺序排列。中央控制面板Ⅺ安装固定在设备防尘罩Ⅰ正面上方，在不影响生产过程中可以对部件进行调节调整。PCL控制柜Ⅳ安装在支撑台Ⅵ下方，既不影响生产运行又美观合理。支撑台Ⅵ位于设备支架Ⅴ上，牢固防震的设备支架在人力操作上也合理舒服。供胶装置Ⅸ独立于整体设备，便于日常维护和改变胶体种类时清洗。

本发明的供胶装置可多台配置于同一台弯月面涂膜设备上，从而实现同一基材涂制单面多层异质或双面异质涂层，而且实现连续涂制，不同涂层胶液互不影响实现连续工作。

本发明还提供了一种连续稳定均匀涂胶的胶液涂布方法，在这种方法中，胶液存储于低位储胶容器3中，通过液体输送装置4输送到供胶容器1，胶液充满供胶容器1的供胶区13，多余的胶液通过溢胶结构流回低位储胶容器内，供胶区的胶液经出胶口12通过管道流向喷胶装置2，由喷胶装置2的涂胶口22溢出，在涂膜元件8表面形成弯月形液面，通过喷胶装置2和涂膜元件8的相对运动对涂膜元件8表面涂胶，除涂膜消耗掉的胶液以外，多余的胶液通过回收管流到低位储胶容器3内。

在每次涂胶过程中，胶液的液面位置保持稳定，且此液面位置在竖直方向上高于涂胶口22的位置。

在另一优选例中，涂胶口22溢出的胶液，除供给涂胶，多余胶液在喷胶装置2的收集区23汇集，通过回收管24流入低位储胶容器3中。

较优地，所述供胶容器1在竖直方向上的位置可调节；或者，所述供胶区13中胶液液面高度可调节。

在这里，所述供胶区13与喷胶装置2上端开口部位彼此独立，下部通过管道连通，当所连通的空间注入同一种液体即胶液后，就形成了一个连通器，根据连通器原理，在液体不流动的情况下，连通器各容器中的液面应保持相平；在流动的情况下，各液面有保持相平的趋势。而在本发明供胶装置供胶的状态下，供胶区13和涂胶口22的液面高度一定，其高度差也就恒定，连通器中液面保持相平的趋势可以为喷胶装置2的胶液流动提供稳定的压力，因而，涂胶口22的胶液流动稳定，使弯月面涂膜设备实现连续稳定均匀涂胶。

在不同的涂胶条件下，如胶液的种类不同，或涂胶要求的厚度不同，或者涂膜元件8运行的速率不同等等，可以通过调整供胶容器1在竖直方向上位置，实现对供胶区13和涂胶口22的液面高度差和相应胶液流动压力的调整，来满足不同的涂胶要求。

涂胶口22和涂膜元件8进行相对运动，在这种相对运动中，可以移动涂膜元件，或移动涂胶口，或同时移动两者。涂胶过程中，被涂元件表面和涂胶口没有接触。

本发明所述的供胶装置或胶液涂布方法可应用于制造光阻涂层、滤光器膜层、干涉涂层或防擦伤涂层。

本发明的装置和方法适合于涂覆平板元件。涂膜元件的基底材料可以是玻璃、塑料板或薄板、陶瓷板或表面、金属薄板或箔，以及包括上述材料的复合材料，如玻璃/塑料层压板。

本发明的有益效果是：所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，涂胶设备和胶液涂布方法能够利用弯月面涂膜法实现连续不间断的涂膜；保证每次涂层的厚度稳定均一相同，避免传统弯月面涂胶中波纹状涂层的出现；在涂胶条件变化时，又可以通过改变供胶容器的位置来调整胶液流动的参数。

附图说明

图1现有技术的弯月面涂膜设备采用泵实现供胶。

图2本发明用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置原理图。

图3本发明弯月面涂膜设备立体示意图。

图4本发明用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置的供胶容器不同位置对供胶的影响。

图5本发明用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置中供胶容器构造的多种方式。

附图中各部件的标记如下：供胶容器1、进胶口11、出胶口12、供胶区13、溢胶区14、溢胶口15、隔板a16、缓冲区17、隔板b18，溢胶口15、喷胶装置2、供胶口21、涂胶口22、收集区23、回收管24、低位储胶容器3、液体输送装置4、进液口41、出液口42、液体输送泵本体、升降装置5、升降架51、电机52、升降导轨53，涂膜元件8，涂膜元件卡件9，设备防尘罩Ⅰ，涂膜元件吸取机械臂Ⅱ，涂膜元件定位上片台Ⅲ，PLC控制柜Ⅳ，设备支架Ⅴ，设备支撑台Ⅵ，产品翻转过渡架Ⅶ，产品翻转下片台Ⅷ，供胶装置Ⅸ，产品翻转机械手Ⅹ，中央控制面板Ⅺ，直线电机驱动导轨Ⅻ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1 本发明用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置的一种实施方式

供胶装置的一种实施方式如图2所示，此供胶装置包括供胶容器1、喷胶装置2、低位储胶容器3、液体输送装置4、升降装置5、低位储胶容器存放台，防震装置。供胶容器1包括进胶口11、出胶口12、供胶区13、溢胶区14、溢胶口15、隔板a16、缓冲区17、隔板b18，进胶口11位于缓冲区17，出胶口12位于供胶区13，溢胶口15位于溢胶区14，供胶区13与溢胶区14由隔板a16分隔，缓冲区17与供胶区13由隔板b18分隔，隔板b18的高度高于隔板a16，隔板b上有通道或孔隙使缓冲区17和供胶区13的液体连通。喷胶装置2包括供胶口21、涂胶口22、收集区23、回收管24。液体输送装置4包括进液口41、出液口42、液体输送泵本体，升降装置5包括升降架51、电机52、升降导轨53。液体输送装置4的出液口42与供胶容器1的进胶口11通过管道连接，供胶容器1的出胶口12与喷胶装置2的供胶口21通过管道连接，供胶容器1的溢胶口15与低位储胶容器3通过管道连接，低位储胶容器3与液体输送装置4的进液口41通过管道连接。供胶容器1位于升降架51上，由电机52控制升降架51在升降导轨53上运动。

工作状态如下：打开液体输送泵，关闭出胶口12,低位储胶容器3内的胶液将被输送到供胶容器1的缓冲区17，随着缓冲区内液体的积累，流入供胶区13；液体输送泵一直处于工作状态，供胶区13内存满胶液后，多余的胶液会流到溢胶区14，溢胶区14的胶液会从溢胶口15沿着下方的管道流入低位储胶容器3内；此时打开出胶口12，胶液会从供胶区12顺着出胶口沿着管道流到喷胶装置2中，胶液在喷胶装置2的涂胶口22流出，形成弯月面的涂膜面；当涂胶口22积聚了多余胶液时，胶液会聚集在收集区23，并顺着回收管24流到低位储胶容器3内；整个所述供胶装置就开始连续的供胶工作状态，调节所述可升降供胶容器的高度，使得弯月面涂膜设备上喷胶装置涂胶口形成适合涂膜的液面高度，此时涂膜元件即可进行涂膜；液体输送泵一直保持工作状态，则供胶容器的供胶区13胶液一直处于存满状态，因此能够一直连续供胶并保持喷胶口液面稳定，弯月面涂膜设备的喷胶装置能够连续喷胶，弯月面涂膜设备连续不断地生产工作，同时，因供胶区的液面顶点与涂胶口的液面顶点高度差保持恒定，带动涂胶口胶液流动的压力则恒定，可实现稳定均匀涂胶。

实施例2 本发明弯月面涂胶设备的一种实施方式

用于连续稳定均匀涂胶的弯液面涂胶设备的一种实施方式如图3所示。

此涂胶设备包括设备防尘罩Ⅰ，涂膜元件吸取机械臂Ⅱ，涂膜元件定位上片台Ⅲ，PLC控制柜Ⅳ，设备支架Ⅴ，设备支撑台Ⅵ，产品翻转过渡架Ⅶ，产品翻转下片台Ⅷ，供胶装置Ⅸ，产品翻转机械手Ⅹ，中央控制面板Ⅺ，直线电机驱动导轨Ⅻ。其中，供胶装置如实施例1所述，包括供胶容器1、喷胶装置2、低位储胶容器3、液体输送装置4、升降装置5、低位储胶容器存放台，防震装置。涂膜元件定位上片台Ⅲ、直线电机驱动导轨Ⅻ、涂膜元件吸取机械臂Ⅱ、喷胶装置2、产品翻转机械手Ⅹ、产品翻转过渡架Ⅶ、产品翻转下片台Ⅷ固定在设备支撑台上方按生产时涂膜元件行走顺序排列。中央控制面板安装固定在设备防尘罩Ⅰ正面上方，在不影响生产过程中可以对部件进行调节调整。PCL控制柜Ⅳ安装在支撑台Ⅵ下方，既不影响生产运行又美观合理。支撑台Ⅵ位于设备支架Ⅴ上，牢固防震的设备支架在人力操作上也合理舒服。连续供胶装置独立于整体设备，便于清洗和使用若改变胶体种类或停产维护时。

待涂膜元件从所述涂膜元件定位上片台开始，由所述涂膜元件吸取机械臂带动，经过所述喷胶装置完成涂膜过程，得到涂膜产品，然后放置在所述产品翻转过渡架上后，所述涂膜元件吸取机械臂重新回到开始位置，准备下一件待涂膜玻璃的抓取涂膜；同时所述产品翻转机械手移动到涂膜产品上方，所述产品翻转机械手将涂膜产品吸取并翻转180°后放置在产品下片放置台上后，一件产品生产完成，同时所述产品翻转机械手重新移动到开始位置，准备下一件产品的下片翻转。

实施例3 本发明中供胶容器的位置对涂胶状态的影响

如图4所示，假设供胶容器1与喷胶装置2所构成连通器中，喷胶口与连通器最低点的竖直方向距离是h₂₂，供胶容器处于不同位置A、B、C点时，其与连通器最低点的竖直方向距离分别是h_A、h_B、h_C。当供胶容器在竖直方向高于喷胶装置，即h_A＞h₂₂时，液面高度差对连通器最低点产生的压力差会促使胶液向喷胶装置流动，在供胶容器和喷胶装置位置都不变的情况下，压力差保持恒定，因而胶液的流动状态也保持稳定。当供胶容器升高，如供胶容器在C点时，h_C＞h₂₂，上述压力差变大，胶液流动的趋势变大，胶液种类不变时，流速会增大；反之，当供胶容器降低，上述压力差变小，胶液流动的趋势变小，胶液种类不变时，流速变小；直至供胶区与涂胶口的液面相平，促使胶液流动的压力差为零，胶液停止流动；当供胶容器高度进一步降低，如供胶容器在B点时，h_B＜h₂₂，上述压力差进一步变小为负值，胶液将向供胶容器方向流动。

在其他一些情况下，不同胶液种类的粘度不同，对于粘度较大的胶液，可以通过提升供胶容器的高度促进其流动，对粘度较小的胶液，可以通过降低供胶容器的高度减缓其流动。因此，可以通过调整供胶容器的高度，实现对胶液流动状态的调整。

实施例4 本发明中供胶容器构造的多种方式

在实施例1中提供了一种较优的供胶容器1构造方式。供胶容器的其他结构方式，如图5所示。

如图5A和5B，供胶容器本体分为供胶区13和溢流区14，进胶口11、出胶口12位于供胶区13，溢胶口15位于溢胶区14，供胶区13和溢胶区14通过隔板a16分隔。涂胶开始前，先封闭出胶口12，打开胶液输送泵，使胶液通过进胶口11充满供胶区13；当胶液开始溢流到溢流区14以后，打开出胶口12供胶；供胶过程中，调整进胶口11、出胶口12和溢胶口15的胶液流速，使供胶区始终被胶液充满，以此保证供胶区的稳定液面。

如图5C，供胶容器本体分为供胶区13溢流区14和缓冲区17，进胶口11位于缓冲区17，出胶口12位于供胶区13，溢胶口15位于溢胶区14，供胶区13和溢胶区14通过隔板a16分隔，供胶区13和缓冲区17通过隔板b16分隔。涂胶开始前，先封闭出胶口12，打开胶液输送泵，使胶液通过进胶口11依次充满缓冲区17和供胶区13；当胶液开始溢流到溢流区14以后，打开出胶口12供胶；供胶过程中，调整进胶口11、出胶口12和溢胶口15的胶液流速，使供胶区始终被胶液充满，以此保证供胶区的稳定液面。

如图5D，供胶容器本体为供胶区13，进胶口11、出胶口12、溢胶口15位于供胶区13，溢胶口15位于供胶区13的侧面。涂胶开始前，先封闭出胶口12，打开胶液输送泵，使胶液通过进胶口11充满供胶区13；当胶液开始从溢流口14溢出以后，打开出胶口12供胶；供胶过程中，调整进胶口11、出胶口12和溢胶口15的胶液流速，使供胶区始终被胶液充满，以此保证供胶区的稳定液面。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，包含供胶容器（1）、喷胶装置（2）、低位储胶容器（3）和液体输送装置（4），供胶容器（1）包括进胶口（11）、出胶口（12）、供胶区（13）、溢胶区（14）、溢胶口（15）、隔板a（16）、缓冲区（17）、隔板b（18），进胶口（11）位于缓冲区（17），出胶口（12）位于供胶区（13），溢胶口（15）位于溢胶区（14），溢胶口（15）与低位储胶容器（3）通过管道连接，供胶区（13）与溢胶区（14）由隔板a（16）分隔，缓冲区（17）与供胶区（13）由隔板b（18）分隔，隔板b（18）的高度高于隔板a（16）；

缓冲区（17）和供胶区（13）之间通过隔板b上通道或孔隙连通；或缓冲区（17）和供胶区（13）之间通过隔板溢流相连通；

喷胶装置（2）包含供胶口（21）、涂胶口（22），液体输送装置（4）包含进液口（41）、出液口（42）和输送泵本体，液体输送装置（4）的出液口（42）与供胶容器（1）的进胶口（11）通过管道连接，供胶容器（1）的出胶口（12）与喷胶装置（2）的供胶口（21）通过管道连接，低位储胶容器（3）与液体输送装置（4）的进液口（41）通过管道连接。

2.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，溢胶口（15）位于供胶区的侧面。

3.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述管道全部或部分为柔性管道。

4.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述管道的材质为橡胶或塑料。

5.如权利要求1-2任一项所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述管道全部或部分设有测量装置或控制装置。

6.如权利要求5所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述测量装置为流量计，所述控制装置为阀门。

7.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述供胶容器（1）由聚丙烯材料制成。

8.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述喷胶装置（2）还包含收集区（23）和回收管（24），回收管（24）的两端分别与收集区（23）和低位储胶容器（3）连接。

9.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述供胶装置还包含升降装置（5），升降装置包含升降架（51），供胶容器（1）安装在升降架（51）上，升降架与供胶容器一体连接，或者可拆卸连接。

10.如权利要求9所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述升降装置（5）还包括电机（52）和升降导轨（53），电机（52）控制升降架（51）在升降导轨（53）上运动。

11.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述供胶装置还包含低位储胶容器存放台。

12.如权利要求1所述用于连续稳定均匀涂胶的供胶装置，其特征在于，所述供胶装置还包含防震装置。

13.一种用于连续稳定均匀涂胶的胶液涂布方法，包括权利要求1所述的供胶装置，其特征在于，胶液充满供胶容器（1）的供胶区（13），经出胶口（12）通过管道流向喷胶装置（2），由喷胶装置（2）的涂胶口（22）溢出，在涂膜元件（8）表面形成弯月形液面，通过喷胶装置（2）和涂膜元件（8）的相对运动对涂膜元件（8）表面涂胶，所述供胶区（13）中胶液的液面位置在涂胶过程中保持稳定，且此液面位置在竖直方向上高于涂胶口（22）的位置。

14.如权利要求13所述用于连续稳定均匀涂胶的胶液涂布方法，其特征在于，所述胶液存储于低位储胶容器（3）中，通过液体输送装置（4）输送到供胶容器（1）中。

15.如权利要求13所述用于连续稳定均匀涂胶的胶液涂布方法，其特征在于，涂胶口（22）溢出的胶液，除供给涂胶，多余胶液在喷胶装置（2）的收集区（23）汇集，通过回收管（24）流入低位储胶容器（3）中。

16.如权利要求13所述用于连续稳定均匀涂胶的胶液涂布方法，其特征在于，所述供胶容器（1）在竖直方向上的位置可调节。

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