CN1261229C - 静电喷涂装置及方法 - Google Patents

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Abstract

通过涂层将液滴静电喷涂到液体湿润的导电性转移面(14)上,再从该转移面转移部分这样施涂的液体到基材(16)上,在基材上形成液体涂层。也可以用一个或多个压紧辊(26)将基材顶压着转移面,由此减少液滴铺展和聚结成涂层所需的时间。涂料优选通过包括两个或多个拾放装置(39)的改进站,改进涂层的均匀性。涂料可从导电性转移面转移到第二转移面,从此再转移到基材上。绝缘基材例如塑料膜的涂敷,可不需要对基材预先充电和涂敷后中和。多孔基材例如机织织物和非织造织物的涂敷,涂料基本上没有渗透进入或渗透通过基材的孔隙。

Description

静电喷涂装置及方法
技术领域
本发明涉及涂敷基材的装置和方法。
背景
静电喷涂一般是将液体雾化和在静电场中沉积雾化的液滴。根据具体的喷涂头,平均的液滴直径和液滴尺寸分布可有很大的变化。其他因素,例如:液体的电导率、表面张力和粘度,在确定液滴直径和液滴尺寸分布起重要的作用。代表性的静电喷涂头和装置显示在:例如美国专利号2685536;2695002;2733171;2809128;2893893;3486483;4748043;4749125;4788016;4830872;4846407;4854506;4990359;5049404;5326598;5702527和5954907中。鼗覆盖用的润滑剂静电喷涂到金属带上的装置显示在:例如美国专利号2447664;2710589;2762331;2994618;376701;4073966和4170193中。辊式涂敷机显示在:例如美国专利号4569864,欧洲公开专利申请号949380A和德国OLS DE198 14 689 A1中。
一般,送到喷涂头的液体由于液流中的不稳定性粉碎成的液滴,经常至少部分受施加的静电场的影响。通常,来自静电喷头的带电液滴由电场引向移动通过喷头的这一个制品、环形带或其他基材。在有些用途中,要求的涂层厚度大于平均液滴直径,液滴降落在其他液滴的顶上,它们聚结形成涂层。在其他用途中,要求的涂层厚度小于平均液滴直径,液滴因相互撞击而被分隔开,液滴必须散布形成连续的无空隙的涂层。
发明简述
在有些静电喷涂方法中,要求涂层厚度小于静电喷涂头所沉积液滴的平均直径。我们称这些方法为“薄膜法”,称形成的涂层为“薄膜涂层”。液滴可相互隔开地沉积,然后铺展在基材上直至形成连续的薄膜涂层或以其他方式聚结。对于给定的液滴直径,要求的涂层越薄,那么降落在基材上的液滴越分开。同样,对于要求的涂层测径器,递送的液滴越大,那么降落在基材上的液滴越应隔开。在这两种情况下,一旦液滴到达基材后,它们一般必须铺展和聚结,此后涂层一般固化或硬化,或者在有些用途中,在仍湿的条件下使用。铺展和聚结需要时间。如果涂料液体在可用的时间内不能充分铺展和聚结,那么在固化、硬化或使用时,空隙会在涂层中出现。
对要求的涂层厚度大于平均液滴直径的涂敷过程中,与上述类似的情况地适用。我们称这些方法为“厚膜方法”,称形成的涂层为“厚膜涂层”。在固化、硬化或使用以前需要一定的时间让液体本身流平。如果流平不及时发生,那么在固化、硬化或使用时,会存在或高或低的区域。
对于薄膜和厚膜方法,液体中的改变(例如,改变成分例如一种可固化单体,或加入一种成分例如低粘度反应性稀释剂)可在一定程度上加快液滴的铺展或料流平。但这些变化会不利地影响最后涂层的其他希望的性质。旨在降低液滴表面张力或基材粗糙度的改变,可加速液滴铺展或流平。提高液滴或基材的温也可加速液滴铺展或流平。然而,要产生好的液滴铺展或流平,粘度和表面张力一般应较低。另外,当暴露于高温时,许多涂料液体组合物会变质。所以,液滴铺展时间或流平时间的很大缩短,是很难通过涂料组合物、基材或温度的改变得到的。
挥发性溶剂也可加入涂料液体。溶剂一般促进液滴铺展或流平,并允许干燥成要求的最后涂层厚度。挥发性溶剂的使用,由于会对环境沉积成较厚的膜,能影响,有易燃性、提高成本和存储上的要求。
在涉及移动基材的连续涂敷过程中,随着涂敷过程速度的增加,从涂敷到固化、硬化或使用之间的时间将减少。在希望较高的涂敷速度时,涂敷站与固化、硬化、或使用的地点或装置之间的距离必须增大,以便让液滴铺展或流平有充分时间。最终的情况是,要求的距离可能很大而不切实际。
因此,液滴铺展时间和涂料流平时间,对涉及将液滴转移基材的涂敷过程,会是明显的速率限制因素。
使用在静电喷涂中的电荷可引起另一些问题。通常基材(或基材下的支撑物)是接地的,以便吸引雾化的液滴。在用带电的雾化液滴涂敷绝缘基材(例如,大多的塑料膜)时,最初的一些液滴将使基材带有与涂层液滴相同的极性。这种基材电荷就排斥后来的液滴,阻碍涂料累积。基材电荷的聚积,一般可对基材进行“预-充电”来对付(使很多量相反极性的气体离子沉积到基材上),见例如:美国专利号4748043;5049404和5326598。通常,必须中和雾化液滴沉积后留下的过量基材电荷,这样基材才能容易地处理和存储。充电并中和基材,增加了涂敷过程的成本和复杂性,并且,带电的基材会对工厂的工人产生中等到很强的电击危险。基材电荷的聚积也可部分地用较大液滴,从而依靠重力来克服来自基材的液滴静电排斥作用。然而,由于较大的液滴产生较厚的涂层,经常需要加入溶剂或更大的液滴间距来得到要求的涂层厚度,随之产生如上面提到的缺点。较大液滴在任何情况下都将使基材充电,由此,虽改进但不能消除电荷聚积和需要中和涂敷的基材引起的问题。
静电喷涂头也可用来涂敷多孔的(如机织织物或非织造织物)基材。尽管在基材上有相反电荷,有的时候,带电的雾化液滴将跟随电场线,造成液滴渗透到多孔基材的深处,甚至完全透过多孔基材。这种渗透损失要求增加施加的涂料重量,而使在多孔基材的仅一面上形成涂层变得困难。
在一方面,本发明提供在基材上形成液态涂层的方法,包括液体的液滴静电喷涂到一个液体湿润的导电性转移面上,并且,将这样施涂的部分液体从转移面转移到基材上形成涂层。在一优选的实施方案中,一个或多个压紧辊对着转移面施压,由此将施涂的液滴铺展在转移面上,并减少液滴聚结成涂层需要的时间。在另一个优选的实施方案中,湿涂层与两个或多个拾放装置接触,能改进涂层的均匀性。在又一个实施方案中,涂料从导电性转移面转移到第二转移面,从第二转移面再转移到基材上。在另一个实施方案中,涂敷绝缘的基材(例如塑料膜或其他非导电的材料)不采用基材的预充电或涂敷后的中和。在一个实施方案中,涂敷多孔的基材,并无涂料明显渗透进入或通过基材孔隙的现象。
本发明还提供实施这些方法的装置。一方面,发明的装置包括一个导电性转移面,它在湿润涂料组合物时可转移部分涂料到基材上,一个将涂料组合物施涂到导电性转移面上的静电喷涂头,以及一个或多个对着导电性转移面加压的压紧辊。在一优选实施方案中,本发明的装置还包括两个或多个拾放装置,它们可周期地在基材上的不同位置接触和再接触湿的涂层,选择拾放装置的周期,可改进基材上涂层的均匀性。在另一个实施方案中,装置包括将部分涂料从上述导电性转移面转移到基材的第二转移面。
本发明的方法和装置可在导电的、半导电的、绝缘的、多孔的或非多孔的基材上,提供基本均匀的薄的或厚的膜涂层。本发明的装置的构造、安装和操作是简单的,容易调节以便改变涂层厚度和涂层均匀性。
附图简要说明
图1是本发明装置的示意侧视图。
图2是备有夹紧辊的本发明装置的示意侧视图。
图3a是备有夹紧辊和改进装置的本发明装置部分截面示意侧视图。
图3b是图3a装置的静电喷涂头和导电性转移面的透视图。
图3c是图3a装置的静电喷涂头和导电性转移面的另一透视图。
图4a是备有导电性转移皮带的本发明装置的示意侧视图。
图4b是图4a装置一部分和多孔基材的放大侧视图。
图5a是本发明备有一系列静电喷涂头和导电性鼓的装置的示意侧视图。
图5b是图5a装置的示意端视图,能在基材的相邻通径上喷涂出涂料条纹。
图5c是备有一系列静电喷头和一单个传导鼓的本发明装置的示意侧视图。
图6是基材上涂层缺陷的示意侧视图。
图7是拾放装置的示意侧视图。
图8是基材上有单个大的厚度尖峰时涂层厚度与基材距离的关系的曲线图。
图9是图8的尖峰在碰到单个具有周期10的周期拾放装置时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图10是图8的尖峰脉冲在碰到两个具有周期10的周期拾放装置时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图11是图8的尖峰脉冲在碰到两个分别具有周期10和5的周期拾放装置时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图12是图8的尖峰脉冲在碰到三个分别具有周期10、5和2的周期拾放装置时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图13是图8的尖峰脉冲在碰到一个具有周期10的周期拾放装置,接着一个具有周期5的装置和6个具有周期2的装置时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图14是重复周期10尖峰脉冲缺陷的涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图15是图14的尖峰脉冲碰到具有周期7的周期拾放装置时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图16是图14的尖峰脉冲碰到7个分别具有周期7、5、4、8、3、3和3周期拾放装置列时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图17是图14的尖峰脉冲碰到8个分别具有周期7、5、4、8、3、3、3和2周期拾放装置列时,涂层厚度与基材距离关系的曲线图。
图18使用本发明具有相同直径但不相同驱动接触辊改进站的装置的示意侧视图。
图19是本发明中使用的控制系统的示意侧视图。
图20是显示各种涂覆条件时残留基材电压与基材速度关系的曲线图。
图21是显示沿基材扫描的涂层荧光信号图。
图22是显示涂层荧光与计算涂层高度关系的曲线图。
发明的详细说明
本发明提供一种简单的涂层方法,使用溶剂基、水基、或无溶剂的涂料组合物,用来在导电的、半导电的、绝缘的、多孔或非多孔基材上,施涂基本上均匀无空隙的薄的或厚的膜涂层。本发明的静电喷涂装置对涂敷移动的基材特别有用,但不限于此。如果需要,基材可以是不连续的物体或具有限定尺寸不连续物体的排列。涂层形成时不会在基材上沉积用来施涂涂料的静电喷涂头产生的电荷。参见图1,静电喷涂装置10包括将涂料液体13的液滴图案或薄雾13a喷射送到旋转接地鼓14的静电喷涂头11。鼓14连续地循环通过喷头11,在鼓14的旋转周期决定的时间间隔下,周期地将鼓上相同的点呈现在喷头11下方。可使用许多类型的静电喷头,包括上面专利中所述的。静电喷头优选能产生带电液滴的均匀薄雾。更优选静电喷头(或许多静电喷头以适当的排列联接在一起)能产生许多带电液滴的行。喷头11和鼓14之间的电压使液体13的液滴充电。喷头11和鼓14之间的电场将液滴引向鼓14的表面。当鼓14旋转时,它使施涂的液滴与移动基材在进入点17接触。即使液滴在它们到达进入点17时没有完全铺展成膜,来自进入点17和分离点18之间基材的压力,能帮助铺展和聚结液滴成为涂层。在分离点18,在涂料的残余留在鼓14同时,部分涂料留在基材16上。在鼓14的几个旋转后,达到稳定状态,鼓14的整个表面还被涂料变湿,被基材16除去的涂料的量等于在鼓14上沉积的量。鼓14上的湿表面有助于液体13的新施涂液滴在与基材16接触前的铺展和聚结。由于基材16在鼓14上施加的压力,液滴铺展的问题进一步减少。此时液滴聚结和涂料变成连续的时间比雾化液滴直接喷在基材上、并在依赖液滴本身物理性质的速率铺展的情况下短得多。这对薄的涂层特别有用,此情况下液滴倾向于很广地分开。由于带电液滴在它们接触鼓筒时和在它们转移到移动的基材以前就被中和,克服了基材带电的问题。
本领域的技术人员明白:如果需要,基材可预充电,但本发明能涂敷绝缘的和半导体的基材、而无需基材的预充电或涂敷后的中和。本领域的技术人员也明白:鼓或其他导电性转移面不需接地。取而代之的是,如果需要,导电性转移面只需处于比带电雾化液滴低的电压。然而,将导电性转移面接地和避免对基材带电,一般是很方便的。另外,本领域的技术人员明白;鼓或其他导电性转移面的循环方向或速度不需与基材相同。如果需要,导电性转移面可以以相反的方向循环,或以与基材速度不同的速度循环。
图2显示静电喷涂装置20,包括将涂料液13的薄雾13a喷射到旋转接地鼓14上的静电喷头21。喷头21包括板22和叶板23,它们之间有狭槽24,在它们下面有场调节电极5。液体13供应到狭槽的顶部,作为雾化的液滴排出喷头21。喷头21和鼓14之间的第一电压V1,建立有助于雾化液滴和促使它们射向鼓14的电场。电极25和鼓14之间还可以有第二电压V2,它产生另一个促使液滴射向鼓14的电场。如果需要,可不使用第二电压V2,电极25可接地。夹紧辊26在进入点17顶着鼓14对移动基材加压。此压力有助于在分离点18前,铺展和聚结使成为无空隙涂层。由于此夹紧压力,比图1所示方法和装置情况下涂层会更均匀,聚结会更快。
许多标准可用途来衡量涂层均匀性的提高。例如厚度标准偏差、最小(或最大)厚度除以平均厚度的比、范围(我们定义为在固定观察点,在一定时间范围内的最大厚度减去最小厚度)、以及空隙区的减少。例如,本发明优选的实施方案提供的范围减少大于75%,甚至大于90%。对于不连续的涂层(换句话说,原来有空隙的涂层),本发明能使总空隙区的减少大于50%,大于75%,大于90%乃至完全消除可测出的空隙。本领域的技术人员可以认为:可期望的涂层均匀性改进程度,取决于许多因素,包括涂料的类型,涂敷的设备和涂敷的条件,以及涂层基材的打算用途。
图3a显示静电喷涂装置30,它包括将涂料液13的薄雾13a铺展到旋转接地鼓14上的静电喷头31。图3a的装置30中有个改进站37,它的操作在待审美国专利申请系列号09/757955(2001年1月10日提交)题为“涂敷装置和方法”中有述,其内容参考结合于此。喷头31在美国专利号5326598中显示,有时候称为“电喷头”。喷头31包括具有液体供应廊道33和槽34的模体32。液体13流过廊道33和槽14,然后在线36上,形成液体13的薄膜,该薄膜具有绕线36实质上恒定的曲率半径。喷头31和鼓14之间的第一电压V1,建立有助于雾化液体13和促使薄雾13a的雾化的液滴喷向鼓14的电场。电极35和鼓14之间的还可有第二电压V2,建立另一个有助于促使液滴喷向鼓14的电场。如果需要,可不用第二电压V2,电极35可接地。在施加电压V1时,液体13形成一系列间隔的液体细丝(图13a中未显示),它们在线36上分裂成向下伸展的薄雾13a。对一给定的施加电压,液体细丝在空间上暂时地沿线36固定。薄雾13a含有着陆在旋转的鼓14上的高带电的液滴。夹紧辊26在进入点17顶着鼓14对移动的基材加压。此夹紧压力有助于在分离点18前,使已着陆在鼓14上的液滴铺展和聚结成为无空隙涂层。基材16然后行进通过8-辊改进站37,该站具有惰辊38a-38g和不同直径的拾放辊39a-39h。在改进站中时,基材湿的一面接触拾放辊39a-39h的湿表面,于是涂层在基材前进的方向上将变得更均匀,如下面将要更详细解释的。图13a中所示的装置和方法,对形成沿基材高均匀性的非常薄的涂层特别有用。
图3b从装置30基材进入的一侧,显示图3a的静电喷头31和鼓14的透视图。侧盘12a安装在滑动杆12b和12c上,侧盘15a安装在滑动杆15b和15c上。侧盘12a和15a可移动到一起或分开,控制涂层的宽度。液态薄雾在线36下延伸。过量的涂料液体由坝12d和15d输送出去。如果需要,滑动杆12b,12c,15b,15c可相互移动,直至它们接触,然后各种宽度的盘可沿着杆加上,为的是产生沿基材涂敷的图案。
图3c从装置30基材离开的一侧,显示图3a的静电喷头31和鼓14的透视图。图中为清晰起见,电极35予以省略。鼓14上的中部条纹,被涂料液体13湿润。液态薄雾13a在线36下延伸,但比图3b中沿线36单位长度上的细丝少(因此薄雾13a更少),因为在图3c中电压V1已降低。
由于各薄雾13a之间的空间,液滴降落在鼓14上时,有在鼓的横向上形成或高或低涂敷厚度区域的趋势。对于薄的涂层,厚度小的区域有时表现为弱的条纹13b,如图3b中所示。通过夹紧辊26和分离点18后,条纹在分离点18和薄雾13a的目标区之间鼓14的部分上就不太明显,如在图3c中所看到的。
通过在喷涂过程中改变液滴图案相对于转动的转移面的位置,可降低低的厚度区的存在,从而改进转移面和目标基材上涂层在基材横向上的均匀性,例如,可借助静电喷头的机械运动或振动,如美国专利号2733171,2893894和5049404所述;改变静电喷头与基材之间的距离;或改变静电场,如待审美国专利申请系列号09/841381(2001年4月24日提供,题为“可变的静电喷涂装置和方法”)所述,参考结合于此。
图4a显示本发明的涂层装置40,它使用静电喷头11,将涂料液体的薄雾13a喷射到接地的循环运行的导电性转移皮带41上。装置40利用改进站来循环并实质上均匀地涂敷导电性转移面。皮带41(由导电材料制造,例如金属带)循环于:操纵装置42;惰轮43a,43b,43c和43d;不同直径拾放辊44a,44b和44c;和支承辊45上。目标基材48由电动辊49驱动,并在皮带41绕支承辊45循环时,与皮带41接触。拾放辊44a,44b和44c是非驱动的,因此与皮带41共转动,并分别具有相对直径,例如1.36,1.26和1。皮带41上的涂层在液体填充的夹紧区46a,46b和46c接触拾放辊44a,44b和44c的表面。液体涂料在分离点47a,47b和47c分开,并且一部分涂料在它们从分离点47a,47b和47c转离时留在拾放辊44a,44b和44c上。残留的涂料随皮带41向前运行。在刚离开分离点47a,47b和47c以前,基材前进方向上涂层厚度的差异,是皮带41和拾放辊离开分离47a,47b和47c时皮带41上和拾放辊44a,44b及44c的表面上液体厚度差异的反映。随着皮带41的进一步移动,拾放辊44a,44b和44c上的液体将沿着皮带41的新位置在皮带41上再沉积。
随着装置40的启动和皮带41的旋转几圈后,皮带41与辊44a,44b和44c的表面将涂有液体13的实质上均匀的湿层。一旦皮带41涂上液体后,在施涂的涂料液体的雾化液滴到达皮带41的区域中,不再存在三相(空气,涂料液体和皮带)润湿界线。这使涂料液体13的用途比直接涂干基材的情况容易得多。
当辊45和49夹在一起时,皮带41上的部分湿涂料转移到目标基材48。由于只有大约一半的液体在辊45和49的辊隙中转移,在喷头11下游区中皮带41上厚度不均匀的百分率,与不用转移皮带并且不将这样涂敷的基材经过具有相同数目辊的改进站对于基材涂敷时一般小得多。在稳定状态操作中,涂料液体13由喷头11,以与涂料转移到目标基材48的相同平均速率,加到皮带42上。
虽然图4a所示的皮带41和任何其他辊之间,或皮带41和基材48之间,可以有速度差别,但优选在皮带41和拾放辊44a,44b和44c之间,或皮带和基材48之间没有速度微分。这就简化了装置40的机械结构。
图4b显示图4a的辊45和49的放大图。如在图4b中所述,目标基材48是多孔的。如果需要,目标基材也可以是非多孔的。通过适当调节夹紧压力,可以控制湿涂料渗透到多孔目标基材的孔中,并限制只渗透到多孔基材的上表面,不渗透到基材的反面,优选不渗透到基材的里面部分。而常规的静电或其他喷涂技术用来直接涂敷多孔基材时,施涂的雾化液滴经常渗透到并有时候完全通过基材的孔。对于宽松编织图案的机织基材或对于有不少空隙体积的非织造基材尤其为如此。
图5a和图5b分别显示本发明一个装置的侧视和端视的示意图,它以相邻的重叠或隔开的条纹形式的涂料施涂到基材上。静电喷头51a,51b和51c的系列,在基材53宽度上隔开的各个位置,施涂液体的薄雾52a,52b和52c到基材53上。在转动的导电性鼓55a,55b和55c下面,并转向辊56a,56b和56c上面,基材53通过夹紧辊54a,54b和54c接地板57a,57b,57c和57d有助于减少静电喷头51a,51b和51c之间的静电干扰。鼓55b用作施涂在鼓55a上的涂层的改进站辊,而鼓55c用作施涂在鼓55a和55b上的涂层的改进站辊。
如图5b所示,已装了静电喷头51a,51b和51c,在基材的通径上施涂涂料的条纹。本领域技术人员会知道静电喷头51a,51b和51c可在其他横向位置隔开,可以使用并调节鼓55c上的侧盘或其他遮蔽装置,例如侧盘12a和15a(为了清晰,图55b中只显示这两种侧盘的各一个),来控制每条涂料条纹的横向位置和宽度。这样,涂料条纹可以按照要求全部或部分重叠,相互邻接,或由基材上未涂敷的条纹区域隔开。本领域的技术人员还应知道,静电喷头51a,51b和51c可使用不同化学组成的涂料,这样,几种不同的化学组成的涂料可同时在基材53横向上涂敷。
图5c显示本发明一个装置58的侧视示意图,它可涂敷涂料的条纹,使用一个旋转的导电性鼓14或其它转移面,以及多个静电喷头59a和59b。与图5a和5b的装置50一样,装置58的静电喷头59a和59b可在不同横向位置上隔开,可使用和调节侧盘或其他遮蔽装置,控制每条涂料条纹的横向位置和宽度。这样,按照要求由装置58涂布的涂料条纹可全部或部分重叠,相互邻接,或由基材上未涂布的条纹区域隔开。
两个或多个喷头可位于转移面的上方(例如,在图5c中鼓14的上方),并排列成能沉积两种或多种液体到相同基材的通径上。这将能混合施涂独特的组成差异或成层的涂层。例如,有些无溶剂硅氧烷组合物使用两种不能混溶的化合物。它们可包含两种不同的丙烯酸化聚硅氧烷,它们在混合时变成浑浊状,如果静置足够时间,将分开成两相或多相。而且,许多环氧-硅氧烷聚合物前体和其他可聚合组合物,含有与组合物中其余组分不可混溶的液态催化剂组分。通过从相继的喷嘴不断地喷出这些组合物的组分,我们可操纵这些组分混合的方式和沿基材上组分的浓度和厚度。通过相继安装各喷头,并使涂敷的涂层通过改进站,我们可达到各组分的重复分开和再结合。这对难以混合或快速反应的组合物特别有用。
如果需要,可使用惰性或非惰性气氛,防止或加快液滴在它们从喷头到基材或转移面运行中的反应。而且,可以加热或冷却基材或转移面,加以加快或减慢涂敷液体的反应。
如上面提及的,本发明的方法和装置优选使用包括两个或多个拾放装置的改进站,以改进涂层的均匀性。改进站在上面提到的美国专利申请号09/757955中有描述,并在下面可进一步解释。参考图6,标称厚度h的液体61的涂层在基材(在这一情况下,连续的基材)60上。如果于由某种原因而沉积出标称厚度的上高度H的随机局部尖峰62,或如果由于某种原因产生随机局部凹陷(例如标称厚度以下深度H’的凹陷63,或深度h的空隙),那么涂敷基材的一小段长度是有缺陷的,不能使用。改进站使两个或多个改进装置(在图6中未显示)的涂料湿润的表面与涂层61周期地进行接触,就能使涂层的不均匀部分,例如尖峰62被取下然后放置在基材上的其他位置,或使涂层材料放置到涂层不均匀的部分例如凹陷63或空隙64中。选择拾放装置的放置时间,系使其动作沿基材的涂层缺陷上不致增强。如果需要,拾放装置也可只在出现缺陷时产生与涂层的接触。不管在接触点缺陷是否存在,拾放装置可以接触涂层。
图7显示用于本发明改进移动基材60上涂层的拾放装置70的一种类型。该装置70有个中心毂71,装置70可以绕它旋转。装置70延伸于移动基材60涂敷宽度的横向上,基材在辊72上运输通过装置70。从毂71延伸出来,是两个连接到拾放表面75和76的径向臂73和74。表面75和76是弯曲的,在装置70旋转时在空间产生一个圆弧。由于这两个臂的旋转以及与基材60的空间关系,拾放表面75和76就周期地接触基材60。基材60和表面75和76上的湿涂层(在图7上未显示),在基材60上从开始点78到分离点77,填充着宽度A的接触区。在分离点,在拾放装置70继续旋转而基材60移过辊72时,有些液体留在基材60和表面75上。在完成一个旋转时,表面75将一部分液体放在基材60上新的纵向位置上。同时基材60移动一段等于基材速度乘以拾放表面75旋转一周所需时间的距离。以这种方式,部分液体涂料可从一个基材位置上拾起,在另一个位置和另一个时间在基材上放下。拾放表面75和76就产生这样的动作。
拾放装置的周期,可以装置从沿基材一个位置拾起部分湿涂料、然后在另一个位置放下所需要时间,或以沿基材上装置的表面部分两次相继接触点之间的距离来表达。例如,如果图7中的装置70以60转/分钟旋转,相对于装置的基材的相对运动保持恒定,那么周期是1秒。
使用许多有两个或多个不同周期的拾放装置,更优选三个或多个不同周期。最优选这样的周期对,它们相互不成整数倍的关系。拾放装置的周期可以许多方式改变。例如,改变旋转装置的直径周期;或改变装置旋转或振荡的速度;或相对于固定观察者看到的最初空间位置,重复地(例如连续地)沿基材的长度运行装置(例如朝基材前进的方向或其反方向);或改变相对于旋转装置旋转速度的基材运行速度都可以改变周期。周期不需要是一个平滑变化的,也不需要随时间保持恒定。
许多不同的机构可产生与涂敷基材的周期接触,可使用具有不同形状和配置的拾放装置。例如,可使用往复机构(例如上下移动的装置),造成拾放装置的涂敷湿表面振荡性地与基材接触。拾放装置优选是旋转的,因为赋预装置旋转运动和用轴承或其他载体(较能耐机械磨损)支承装置是容易的。
虽然图7所示的拾放装置具有哑铃形状和两个不连接的接触表面,拾放装置可具有其他形状,并且不需要具有不连接的接触表面。这样,如图3a和图4a所示,拾放装置可以是一系列接触基材的辊,或环形的皮带,这些皮带的湿面接触一系列湿的辊和基材,或一系列湿面接触基材的皮带,或它们的结合。这些旋转的拾放装置优选保持连续与基材接触。
使用旋转辊的改进站,对涂敷移动的基材或其他有移动方向的基材是优选的。辊以与移动基材相同的周边速度旋转,或以较小或较大速度旋转。如果需要,装置以移动基材相反的方向旋转。优选地,至少两个旋转的拾放装置具有相同的旋转方向,并且不是周期地相关。更优选地,对于包括改进基材上或其他具有移动方向基材上涂层的用途,至少两个这样的拾放装置的旋转方向与基材移动的方向相同。最优选地,这样的拾放装置以与基材相同的方向和实质上相同速度旋转。这可共旋转的非驱动辊方便地做到,这些辊顶着基材,并随着基材的移动而旋转。
在涂层与像图7所示拾放装置最初接触时,产生一段有缺陷的材料。在开始,拾放转移表面75和76是干的。在第一次接触时,装置70在基材60的区A上的第一位置接触基材60。在分离点77,在开始点78进入区A大约一半的涂料液体湿润转移面75或76,并从基材上除去。即使进入涂料的厚度是均匀的,并等于要求的平均厚度,这种液体分开会在基材60上产生低的和有缺陷的涂层厚度部位。当转移面75或76在第二位置再接触基材60时,第二涂料液体的接触和分开又发生,产生第二个有缺陷区。但是,它比第一有缺陷区的缺陷要小。逐次相继的接触在基材上产生更小的缺陷区,其与平均厚度的偏差逐渐变小,直至达到平衡。这样,最初涂料在一段时间内在厚度上产生周期的差异。这代表着重复的缺陷,自然是不希望的。
不能保证基材和表面之间的液体分开比始终保持在恒定值。许多因素可影响分开比,但这些因素往往是不可预知的。如果分开比突然变化,即使拾放装置运行了长时间,将造成沿基材周期的厚度差异。如果有外在材料落在拾放装置的转移面上,装置会在每次接触时产生沿基材周期的缺陷。因此,仅使用一个拾放装置有可能产生一长段废料。
为了达到好的涂层均匀性,改进站使用2个或更多拾放装置,优选3个或更多,更优选5个或更多,甚至8个或更多拾放装置。在拾放转移面上的涂料液体建立平衡值后,随机的高、低涂层厚度尖峰可通过站。在这发生时,如果缺陷被接触,那么通过单一拾放装置或通过一系列具有相同接触周期的几个拾放装置,基材的周期接触将在基材上再传播周期性的厚度缺陷。而且,会产生废品,技术人员应避免使用这些装置。在涂敷的基材中只有一个缺陷,比一段基材含有由最初缺陷产生的多重缺陷要好得多。这样的单个装置,或一系列具有相同或增强接触周期的装置,可能是非常有害的。然而,进入站的随机最初缺陷或最初接触产生的任何缺陷,通过使用包括2个以上拾放装置、选择它们的接触周期以便减少而不是再传播缺陷的改进站就可以消除。这样的改进站可使涂层均匀性获得改进,而不是获得缺陷涂层的一段段长度,可消除最初缺陷至这样的程度以致这些微小缺陷是可以接受的。
使用上面所述的静电喷头和改进站的结合,可以在改进站的出口,产生新的沿基材上的涂层形状。即,通过使用多个拾放装置,我们可修正静电喷头涂敷涂层中的缺陷。这些缺陷作为缺陷图象由改进站中第一装置再传播,但由从第二及随后的各装置传播和再传播的附加缺陷图象而获得修正。我们以相长的和相消的叠加方式进行这工作,因此净的结果接近均匀的厚度或受控的厚度差异。我们有效地建立多个波形,它们以一种方式加在一起,使得各个波形的相长性和相消性叠加,结合起来产生要求的均匀性程度。稍换一个角度看,当涂层缺陷通过改进站,来自高点的涂料部分基本上被拾取,并放回到低点。
我们改进过程的数学模拟在获得直观和理解上是有用的。模拟是基于流体动力学,能提供好的观察结果。图8显示液体涂层厚度与基材纵向(机器方向)距离的曲线图,有单个的随机尖峰输入81,位于趋近周期接触拾放转移装置(图8中未显示)的基材上的第一位置。图9至图13显示:当尖峰输入81碰到一个或多个周期拾放接触装置时,数学模型结果阐明的沿基材上液体涂层厚度。
图9显示当尖峰输入81碰到一个周期拾放接触装置时,保留在基材第一位置上减小的尖峰91以及再传播生成的尖峰92,93,94,95,96,97和98,它们置于基材上第二和随后的位置。最初输入尖峰81的峰是1个长度单位长和2个厚度单位高。接触装置周期等于10个长度单位。输入缺陷的图象在大于60个长度单位的长度上以10个长度单位增量周期地重复。因此有缺陷涂敷的或“不合格”涂敷的基材的长度,与有输入缺陷的长度相比,大大增加。确切的缺陷长度,当然取决于要求的使用者的可接受涂层厚度差异。
图10显示当尖峰输入81碰到2个周期性的、相继的、同步的、每个具有10个长度单位周期的拾放转移装置时,保留在基材上第一位置的减小尖峰101的振幅,以及一些再传播产生的尖峰102,103,104,105,106,107,108和109,它们置于基材上第二和随后的位置。与使用单个周期拾放装置相比,较低振幅的尖峰图象出现在基材较长的长度上。
图11显示:使用2个周期性的、相继的、同步的、具有10个和5个长度单位周期的接触装置时形成的涂层。这两个装置具有周期地相关的接触周期。它们的拾放动作将沿基材在周期相关的位置沉积涂料。与图10相比,尖峰图象范围没有很大减短,但产生的不良涂敷基材的长度稍微短一些。
图12显示:使用3个周期性的、具有10、5和2个长度单位周期(简称周期分别为10、5和2)的拾放装置时形成的涂层。具有周期10的装置和具有周期5的装置是周期相关的。具有周期10的装置和具有周期2的装置也是周期相关的。然而,具有周期5的装置和具有周期2的装置不是周期相关的(因为5不是2的整数倍),这样,这一系列装置包括可在基材上第一位置接触涂层,然后再接触基材上第二和第三位置的第一和第二周期拾放装置,这第二和第三位置相对于第一位置的距离不是相互周期相关的。与图9-图11中所示装置的动作相比,产生的厚度偏差低得多,不良涂敷基材的长度短得多。
图13显示一系列8个接触装置的结果,这里第一装置具有周期10,第二装置具有周期5,第三到第八装置具有周期2。与图9-图11所示装置的动作相比,尖峰图象范围进一步降低,得到涂层厚度均匀性有明显改进。
在随机缺陷是凹陷(例如未涂敷的空隙)而不是尖峰时,得到类似的涂层改进结果。
上面讨论的随机尖峰和凹陷是改进站出现的一般类型的缺陷。第二个重要类型的缺陷是周期重复的缺陷。当然,在制造涂层装置中,两种类型同时出现是常见的。如果一系列周期性高、低涂层尖峰、凹陷出现在连续运行的基材上,涂敷设备的操作者通常要寻找缺陷的原因,并试图消除它。如图7所示的单一周期拾放装置可能是无能为力的,反而可能使涂层的质量进一步变坏。然而,当使用2个以上装置并适当选择装置周期时,在作用上类似于图7的一些装置与涂层间歇周期接触,会改进的涂层均匀性。对随机和连续的,周期性差异和两者结合,都发现会有改进。一般,致力于调节一个个装置接触的相对时间,以避免不好的叠加效应,可得到较好的结果。使用连续与涂层接触的运行辊,就避免了复杂性,并提供稍微简单和优选的解决办法。由于运行在基材上周期接触基材的辊表面的每次增量,辊表面可认为是一系列连接的间歇周期性接触表面。类似地,旋转的环形皮带可起与辊相同的作用。如果需要,可使用Mobius带形式的皮带。本领域技术人员知道,可使用其他装置,例如椭圆形辊或刷,作为改进站中的周期拾放装置。装置的严格周期性是不需要的。仅仅重复接触就足够了。
图14显示相继相同振幅重复尖峰输入走近周期接触拾放转移装置时液体涂层厚度与沿基材距离的曲线图。如果拾放装置周期和同步地接触这些重复的缺陷,并且如果其周期等于缺陷的周期,装置最初启动后不会有变化产生。如果装置的周期是缺陷周期的整数倍,也是如此。接触过程的模拟显示;如果装置周期短于输入缺陷周期,单一装置将产生更多缺陷尖峰。图15显示在具有周期10的重复缺陷碰到具有周期7的周期拾放辊装置时的结果。
通过使用多个装置并适当地选择它们的接触周期,我们可显著改进有非常不均匀输入的涂层的质量。图16和图17显示:当具有图14所示缺陷图案的涂层,遇到7或8个具有周期不全部相互相关的周期拾放辊装置时的模拟结果。图16中,装置具有周期7,5,4,8,3,3和3。在图17中,装置具有周期7,5,4,8,3,3,3和2。在这两种情况下,最高尖峰的振幅消除大于75%。这样,即使尖峰的数目增加,涂层厚度均匀性总体上有明显改进。
许多因素,例如随时间再发生的干燥、固化、胶凝、结晶或相变,可会对使用辊数目带来限制。如果涂料液体含有挥发性组分,转移通过许多辊必需的时间,可能会使干燥进行到液体凝固的程度。实际上改进站会加速干燥,如下面更详细解释的。在任何情况下,如果在改进站操作中,涂料相变由于任何原因发生在辊上,将导致基材上涂层的中断和质量变差。所以,通常我们优选使用尽可能少的辊,生产要求程度的涂层均匀性。
图18显示一个均匀性改进站180,它使用一系列相等尺寸的、不相等速度的拾放辊接触器。基材181在进入改进站180以前,在其一个表面上涂层(用图18中未显示的静电喷头)。基材181上液体涂层厚度在它接近拾放接触器辊182时的任何瞬间,在沿基材方向上空间地变化。对一个固定观察者来说,涂层厚度呈现时间变化。变化可包括瞬时的,随机的,周期的,和在沿基材方向上瞬时周期的组分。基材181沿着一路径通过站180,并由惰辊进入与拾放接触器辊182,184,186和187接触。该路径要选择好,使基材湿涂敷的面进入与拾放辊的物理接触。拾放辊182,184,186和187(在图18中显示,全部具有相同的直径)是驱动的,因此它们随基材181旋转、但以相互不同的速度旋转。调节这些速度提供基材181上涂层均匀性的改进。至少2个,优选2个以上的拾放辊182,184,186和187具有不同的速度,并且这些速度相互不是整数倍数。
就拾放辊182上的时刻而言,液体涂料在分离点189分开。部分涂料在基材上运行,剩余的涂料在分离点189以后时随辊182运行。在刚离开分离点189以前涂层厚度的差异,由基材181和辊182离开分离点189时基材181上的液体厚度和辊181表面上的液体厚度反映。在基材181上的涂料第一次接触辊181并且辊182已作一个旋转后,辊182上的液体和基材181上进入的液体在进入点188相遇,由此在点188和189之间形成液体填充的夹紧区196。区196没有空气的夹带。对一个固定的观察者而言,进入区196液体的流量,是进到基材181上的液体和进到辊182上液体的总和。辊182的净动作是在基材上的一个位置从基材181拾取涂料,然后把部分涂料再次在基材的另一个位置放下。
以相同的形式,液体涂料在分离点191,193和195分开。部分涂料在进入点190,192和194再接触基材181,并再涂敷到基材181上。
与上面讨论的间歇拾放接触装置一样,进入基材上的液体涂层厚度中的随机或周期差异的严重性将减小,较好的是差异这些被图18的一些周期接触辊的拾放动作显著地消除。而且,与上面讨论的装置一样,单个辊或一系列周期相关的辊,与基材上液体涂料接触时,一般将传播缺陷,并产生大量昂贵的废品。
通过使用多个拾放辊,我们可同时一起降低并合并连续尖峰或凹陷的范围,形成连续稍微有厚度差异但无尖峰和凹陷的均匀性良好的涂层。如图18所示,这可通过使用相等直径、在不同速度驱动的一些辊装置完成。如图3a和图4a所示,这也可通过改变一系列辊装置的直径完成。如果辊不是独立地驱动,而是随基材牵引旋转,那么每个辊的周期与它的直径及它的随湿基材牵引相关。不同尺寸辊的选择需要额外的时间用于最初的安装,但由于辊是非驱动的,并可随基材旋转,改进站的总体成本将大大降低。
在没有具体数学模拟的情况下,建议实验测定一组拾放辊的直径和周期的步骤如下。首先,连续地测量沿基材的涂料重量,并测定输入到改进站不好的周期缺陷的周期P。然后选择一系列拾放辊直径,周期范围从小于到大于输入周期,要避免该周期的整数倍数或除数。从这一组,确定单独产生最佳均匀性改进的辊。从留下的组,选择与第一所选的辊一起使用时产生均匀性最佳改进的第二辊。在测定了最初的两个辊后,从可用的辊中根据产生最佳改进,继续一根一根地加另外的拾放辊。最佳辊组依赖于使用的均匀性标准和最初未经改进的沿基材的差异。我们优选的开始的辊组包括周期Q的辊,Q的范围从Q=0.26至1.97乘以输入缺陷的周期,增量0.03。但Q=0.5,0.8,1.1,1.25,1.4和1.7不用。还建议周期为(Q+np)和(Q+kp),这里n是整数,k=1/n。
图19显示改进站200中使用的厚度监测和控制系统。这个系统监测涂层厚度变化,从而调节改进站中一个或多个拾放装置的周期,由此达到改进涂层的均匀性或均匀性其他要求的改变。如果输入偏差的周期改变,这特别有用。参考图19,拾放转移辊201,202和203连接到电动的驱动系统(图19中未显示),它可响应来自控制器250的信号,独立地控制辊的旋转速率。旋转的速率不需要完全相互匹配,并且不需要与基材205的速度匹配。传感器210,220, 230和240可测知基材205或其上面的涂层的一个或多个性质(例如厚度),并可放在一个或多个拾放辊201,220,230和240的前面或后面。传感器210,220,230和240经过信号线211,212,213和214连接到控制器250。控制器250处理来自一个或多个传感器210,220,230和240的信号,用途所需的逻辑和控制功能,产生适当的模拟或数字调节信号。这些调节信号发送到驱动一个或多个拾放辊201,202和203的马达,进行一个或多个辊速度的调节。在一个实施方案中,自动控制器250可以是微处理器,它编程计算在辊201输出侧涂层厚度的标准偏差,执行寻找改进的涂层厚度最小标准偏差的控制功能。根据辊201,202和203是一个个控制还是一起控制,来自在剩余拾放辊后放置的传感器的适当的单或多变量闭环回路的运算法则,也可用于来制涂层均匀性。传感器210,220,230和240可使用许多种传感系统,例如光密度表,β表,电容表,荧光表或吸光率表。如果需要,可使用比拾放辊数更少的传感器。例如,一个传感器,例如传感器240,可用来监控厚度,随后或以其他方式实施对拾放辊201,202和203的控制功能。
如上面提到的,改进站可使用驱动的拾放辊,它的旋转速度在改进站操作前或操作期间加以选择或改变。拾放辊的周期也可以其他方式变化。例如,在保持辊表面速度不变时,辊直径可变化(例如通过膨胀或收缩或以其他方式扩张或缩小辊)。辊不必具有恒定的直径;如果需要,它们可具有冠状、碟状、圆锥的或其他截面形状。这些其他形状有助于变化辊组的周期。而且,在操作中,辊的位置或辊之间的基材路径长度可以变化。可定位一个或两个辊,使得它的旋转轴不垂直于(或不是始终垂直于)基材路径。这样的定位会提高效果,因为这样的辊容易拾取涂料,再把它施涂在基材上横向别的位置。供应静电喷头的液体流量也可调整,例如周期地变化,并且其周期可变。所有这些变化对上述的辊尺寸粗略的确定方法是有用的替代或补充。所有这些变化可用来影响改进站的性能和实现涂层厚度均匀性的改进。例如,我们发现:一个或多个拾放装置,或者一个或多个装置与基材之间的相对速度或周期性上的小差异,对提高性能也是有用的。在使用有限的辊尺寸数或有限的周期数时,这特别有用。可使用随机或受控制的差异。这些差异优选通过使用分开的一些马达和改变马达速度来独立驱动各个辊来实现。本领域技术人员知道,旋转的速度也可以其他方式改变,例如,通过使用滑轮或链轮直径可变的,变速传动,皮带和滑轮或联动档链系和链轮系统,或者不直接驱动的、但因与另一辊接触摩擦而驱动的限制的滑动离合器和制动器闸。可使用周期或非周期的变化。非周期变化包括间歇变化,和基于随时间而线性增大的函数,随机行走和其他非周期函数的变化。所有这些变化看来能改进包含固定辊数的改进站的性能。以改变幅度只有平均值的0.5%进行速度变化也能得到改进的结果。
恒定的速度差别也是有用的。这使人们可选择旋转的周期,而避免不良的性能状况。而在固定的旋转速度,这些不良状况优选通过选择辊尺寸避免的。
静电喷头和改进站一起的使用,提供附加的优点。静电喷头施涂液滴到导电性转移面上。如果保持固定的供应喷头的流量,基材移动的速度是恒定的,大多数液滴沉积在基材上,那么液体的平均沉积将接近均匀。然而,由于液体通常以不完美的、分隔开的液滴形式进行沉积,在涂层厚度中存在局部的变化。如果平均液滴直径大于要求的涂层厚度,液滴最初不接触,在它们之间留下没有涂敷的区域。有的时候,这些稀疏隔开的液滴会自动地铺展并聚结成连续的涂层,但这要长的时间,或者,如果液滴大小的分布很宽,以产生非均匀涂层的方式出现。改进站可将液滴转变为连续的涂层,或改进涂层的均匀性,或缩短完成液滴铺展所需的时间和机器长度。用辊或其他选择的拾放装置接触最初液滴的动作,除去部分液滴的液体,然后把除去的部分放回到一些其他位置,增加基材上的表面覆盖率,减小涂敷斑点之间的距离,在一些情况下增加液滴集居密度。改进站还在液滴和基材上产生压力,由此加速液滴铺展的速率。因此,静电喷头和选择的拾放装置的结合使用,使涂敷到基材液滴的快速分布成为可能,并改进最后的涂层均匀性。
如果平均液滴直径小于要求的涂层厚度,喷涂沉积速率又足以产生连续的涂层,喷涂过程的统计本性,仍将在涂层厚度上产生非均匀性。这里,使用辊或其他拾放装置可改进涂层均匀性。
静电喷头和拾放装置的有利结合可对每个特定用途进行实验测试或模拟。通过使用我们的发明,100%固体涂料组合物可转变成无空隙或实质上无空隙的、具有很薄平均厚度的固化涂层。例如,可得到的涂层厚度小于10微米,小于1微米,低于0.5微米,或甚至小于0.1微米。也可得到厚度大于10微米(例如大于100微米)涂层。以其它方式使其对于这些较厚的涂层,对拾放装置的一个或多个表面进行开槽,滚花,蚀刻或具有某种表面织构,这样它们就可适应于增加的湿涂层厚度。
改进站可大大减少产生干基材所需的时间,并大大改善涂层厚度起伏的影响。改进站消除涂层厚度起伏的原因在上面已经解释。即使涂层进入改进站已经是均匀的,改进站也会很大地增加干燥的速率。不想受理论的束缚,我们认为湿涂层与拾放装置的反复接触会增加液体的外露表面面积,由此增加传热和传质的速率。基材上液体的反复分开,除去和再沉积,通过增加温度和浓度的梯度和传热及传质速率,也可提高干燥的速率。另外,拾放装置相对于湿基材的接近和运动,有助于破坏接近湿涂层液体表面的速率限制边界层。所有这些因素显然有助干燥。在涉及移动基材的过程中,这就可从涂敷站沿基材前进方向上使用较小和较短的干燥站(例如干燥炉或吹风机)。如果需要,改进站可延伸到干燥站中。
本发明的方法和装置可用于在许多柔性或刚性基材上施涂涂料,包括纸张,塑料(例如聚烯烃,如聚乙烯和聚丙烯;聚酯;酚类,聚碳酸酯;聚酰亚胺;聚酰胺;聚缩醛类;聚乙烯醇;亚苯基氧化物;聚芳基砜;聚苯乙烯;聚硅氧烷;脲;邻苯二甲酸二烯丙酯;丙烯酸类;乙酸纤维素;氯化聚合物例如聚氯乙烯;碳氟化合物,环氧化合物;蜜胺等),橡胶,玻璃,陶瓷,金属,生物衍生材料,及其结合或组合物。如果需要,基材可在涂敷涂料前预处理(例如,上底漆,电晕处理,火焰处理或其他表面处理),使基材表面容易接受涂料。基材可是基本上连续的(例如基材)或固定长度的(例如片)。基材可有各种表面形貌(例如光滑的,有织构的,有图案的,微结构的或多孔的)和各种体积性质(例如,彻底均匀的,不均匀的,起皱的,机织的或非织造的)。例如,在涂敷微结构的基材时(假定涂料从基材上面涂敷,目标微结构在基材表面的顶部),涂料可涂敷到微结构的最上面部分。涂料液体表面张力,涂敷的夹紧压力(如果有的话),表面能量和微结构的几何情况,将决定在微结构最低部分(例如谷底部分)中是否出现涂料。如果需要,可对基材预充电,帮助在微结构谷底部分中沉积涂料。对于用鼓转移方法涂敷的纤维性基材例如图1-图3c所示,或转移皮带方法例如图4a和图4b所示,灯芯抽吸流作用主要决定涂料渗透的深度。
基材有许多用途,包括带;膜(例如燃料电池膜);绝缘;光学薄膜或元件;照相薄膜;电子薄膜;电路或元件;以及它们的前体等等。在涂料层下面的基材可有一层或许多层。
本发明将进一步用下面的实施方案进行说明,其中除非另行说明,所有的份和百分数都是按照重量。
实施例1
上表面经火焰处理的35微米厚、双轴取向的聚丙烯(BOPP)基材(Douglas-Hanson公司),通过2个7.62厘米直径的惰辊。这两个惰辊在基材运动的纵向上隔开足够的距离,使50.8厘米直径、61厘米宽的一个接地不锈钢鼓能安装在两个惰辊之间的地方。这导致基材接触约一半鼓的圆周,并促使鼓以移动基材表面的速度15.2米/分钟共旋转。如同美国专利号5858545的实施例10,制备无溶剂硅氧烷丙烯酸酯的可紫外固化可剥离组合物,并加入0.3份/100份(pph)的2,2’-(2,5-噻吩二基)双[5-叔丁基苯噁唑](UVITEXTM-OBfluorescing dye,Ciba Specialty Chemicals Corp.)加以改性。
如美国专利号5326598所述的以静电喷涂模式操作的静电喷头,更改成能以限制流模式操作,如美国专利号5702527所述,用接地场调节电极(也称作“抽出杆”)以及喷头模线和地线之间-30kV的电压,进行操作。将上述可剥离组合物静电喷射到旋转的金属鼓上,所喷出的流量足以在鼓上产生1微米厚涂层。鼓旋转几周后,鼓的表面为可剥离的涂料润湿,并达到平衡。当鼓旋转通过静电喷头时,电喷薄雾中的液滴附着到接地的鼓,在那里液滴上的电荷消散掉。可剥离涂料的电导率约为40微西门子/米(μs/m),介电常数约10,这样施涂的涂料只需要几微秒将它的电荷释放到鼓上。于是,着落在鼓上后,液滴上的电荷在小于1厘米鼓表面运动范围内就消散。当鼓旋转通过移动的基材时,其上面涂敷的液滴接触基材表面。在基材离开旋转的鼓时,一些涂料液体留在鼓上,而其余留在基材上形成1微米厚的涂层。在涂敷的基材上观察到一些椭圆形的未涂敷区。它们被认为是由于鼓和基材之间的空气夹带造成的。这些未涂敷区的防止,可通过在鼓首先接触基材的最初涂敷部位,把一片纸巾向里压在基材的背面来做到。可以认为使用较低的基材速度(例如速度低到足以允许润湿行为能跟得上与基材相同的速率前进)或通过改变基材张力、涂料液体化学组成、基材组成,基材微结构或基材表面处理,这些未涂敷区也可减少或消除。例如,非织造或其他多孔基材会对因为空气夹带的未涂敷区不太敏感。
涂敷的基材上看来没有残留电荷。通常,这样基材的静电喷涂会要求预充电。然而,如上所示,涂f可在不需在基材上放置预先充电的或净的电荷,也不需对基材中和的情况下进行。
实施例2
实施例1的装置,通过安装在鼓的下面顶压着液体首先接触基材的最初涂敷行位置的夹紧辊,进行更改。除了小圆凿(缺口)存在于夹紧辊上的两个位置,夹紧辊的使用能消除基材上所有的未涂区,能提供肉眼观察到均匀性获得改进的涂层。改进的均匀性可通过在湿涂层上用型号801“黑光”荧光装置(VisualEffects,Inc.)来照光进行验证。在可剥离涂层中的UVITEKTM OB荧光染料在其照明下会发射蓝光,提供了沉积在基材薄涂层的量和均匀性的可察觉的证明。
实施例3
实施例1的装置,通过在第2惰辊后加上8辊改进站进行更改,并让经涂敷的基材通过此改进站,使得基材湿的一面接触图3a所示的8个拾放辊。8个拾放辊具有各自的直径:54.86,69.52,39.65,56.90,41.66,72.85,66.04和52.53毫米,误差为±0.025毫米。这些辊可从Webex Inc.作为动力平衡钢传动轴辊得到,其镀克罗米的辊面抛光到16Ra。此改进站消除了基材上的未涂区,包括夹紧辊上凹陷造成的沟,用黑光照明评估时,提供目视改进均匀性的涂层。
比较例1
用实施例1的静电喷头和涂料,将涂料液体直接静电喷涂到30.5厘米宽、34.3微米厚的、在旋转接地鼓顶上运行的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材(3M公司)上。为了使液滴沉积和聚结成涂层,基材是在一系列3个2-线电晕管充电器下通过,对基材预充电,每个充电器具有相对于地面的线电压+8.2kV。所有三个电晕管充电器的壳体是接地的。当基材在电晕管充电器下通过时,部分电晕管电流在基材上沉积电荷,而剩余的电流进入接地的电晕管壳体上。只要这些预充电装置沉积的电荷量足够的高,来自静电喷头的雾化液滴将全吸向基材,产生具有可预知平均厚度的涂层。然而,经涂敷的预充电基材一般需要被中和,从基材上除去过量的电荷。为此,通常可使用一个或多个另外的(反号充电)电晕管充电器。预充电和中和装置必须小心设置和调节,中和装置的故障会将残余电荷存留在基材上。
在一系列操作试验中,喷头泵流量保持固定在5.8或8.5毫升/分钟,基材速度为15-152米/分钟,产生各种涂层厚度,列在下面表1中:
                                表1
  试验号   流量,毫升/分钟   基材速度,米/分钟   涂层厚度,微米
  C-1C-2C-3C-4C-5C-6C-7C-8   5.85.88.58.55.85.88.58.5   1561152153061122152   1.00.250.11.00.50.250.1250.1
使用MONROETM 171型静电场测量仪,它的传感头位于在离接地的鼓1厘米的位置,监控电晕管充电器预充电后基材表面上的电压。对此比较例,电场测量仪不连接在带电晕管充电器的反馈回路中,通常在一般涂敷操作中是要这样连接的,因为在一般涂敷操作中要求固定的基材电压或基材电荷。对表1中列出的基材速度,测得的基材电压(电场表读数乘以1cm)为500至1200伏特,在较高的基材速度情况下得到较低的电压。观察到的500至1200伏特/1cm电场表读数对应于413至991μC/m2(按A.E.Seaver的方程7计算,“非导电基材上静电学测量分析”,非导电静力学杂志,第35卷第2期(1995年),第231-243页)。这些电荷值低于为使PET内产生电击穿所需的电压。PET的电击穿强度为295伏特/微米(聚合物手册,第3版,J.Brandrup和E.H.Immergut,Wiley出版社,纽约(1989年),V/100页)。使PET内产生击穿所需的计算电荷为8354μC/m2
一般说来,充电的液滴可以具有直到所谓瑞里充电极限的任何电荷(静电学:原理、问题及用途,Cross,J.A.著,Adam Hilger出版社,不列斯托尔(1987年),第81页)。瑞里充电极限取决于液滴大小和表面张力。在本比较例中使用的静电喷头产生的负电荷液滴具有30微米的尺寸,表面张力为21mN/m。当这些充电的液滴落到基材上时,它们给基材充电。体积守恒计算表明,如果这些液滴被充电到瑞里极限并沉积到基材上,能产生1微米厚的涂层,液滴应把44.5μC/m2的负电荷沉积到基材上。在本比较例中使用的静电喷头大约把液滴至少充电到瑞里极限的一半,对上述1微米厚的涂层,这样就沉积约22至44.5μC/m2的负电荷到基材上。这负电荷大大低于由电晕管充电器充的431至991μC/m2的基材的正的预电荷,且大大低于PET网电击穿所需的电荷8354μC/m2
这些计算有助于预知预充电的基材从鼓上移去以进行下一步加工时预充电基材的行为。如上面指出的,在测得的1200伏特预充电,在涂敷涂层以前基材上存在991μC/m2的正电荷。在涂层沉积后,大约947至991μC/m2的正电荷仍留在基材的涂敷表面上。电场以充电始,充电终。基材的涂敷表面上991μC/m2的正电荷对应于对着接地鼓的未涂敷表面上991μC/m2的负电荷,这些电荷产生涂敷的基材表面和鼓表面之间的电场线,这些电场线通过基材。当基材离开鼓时,这些电场线通过基材,也通过基材的未涂敷表面和接地鼓之间的空气层。因为在空气中击穿只需要25μC/m2的电荷(见Seaver的文章,第236-237页),留在基材上的残余电荷将超过比击穿这空气层所需的表面电荷密度大一个数量级。因此,如果基材在从接地金属鼓离开之前,不进一步通过沉积更多的负电荷对涂敷的表面进行中和,在移动的基材的背面和靠近分离点的鼓之间会发生连续的空气放电。
比较例2
在下面几步操作中,对要涂敷的基材预充电,如在比较例1中一样,然后以各种基材速度进行涂敷,但不中和。基材离开接地鼓时,有意地在基材上仍留有一些残余正电荷。离去过程在分离线附近产生背面放电,而在基材的未涂敷面上沉积负电荷,然后让涂敷的基材穿过一个具有包含不到50ppm氧气的惰性气氛的UV固化室,至少以2mJ/cm2的UVC能量(250-260纳米)进行固化。UVC能量密度和剂量D用UVIMAPTM UM254L-S型UV剂量计(电子仪表技术公司)进行测量,发现与简单方程DS=C相符,其中S是基材速度,对一特定的UV光的总功率输入而言,C是一常数。例如,在基材速度为15米/分时,剂量计算得为32mJ/cm2。经固化的的经涂敷的基材在被卷成一卷前在途中经过几个辊,此时其涂敷的一面接触涂有聚四氟乙烯的浮动辊、一个硅酮辊和三个铝辊。只有金属辊接触基材的背面。因为聚四氟乙烯和硅酮是在摩擦充电系列的低压端或负性端(见Dangelmayer,G.T.,esd Program Management,Van Nostrand Reinhold,New York(1990)第40页),当在这些辊上运送时一般预计会发生一些涂敷表面上的正电荷。对每一基材速度,从涂敷的基材卷上截取大约30.5厘米乘30厘米的样品。每一截取的样品先放在40厘米乘40厘米的接地金属板上,涂敷面朝上。此金属板可在位于截取样品上方5毫米处的TREKTM4200静电电压表的传感器下方朝各个方向水平向滑动。金属板在传感器下移动到各个位置,使得不论样品的那一面朝上,高、低及平均的基材电压均能被记录。涂敷面的平均残余电压与基材速度的关系图见图20中的曲线A。大部分由cortron预充电器沉积在基材涂敷面上的电荷仍留在基材上。类似图20中曲线a,但呈现负电荷的曲线是在基材的背面测得的。这样,此比较例就表明,当中和装置因故失效时,会产生充很多电的基材,即使涂敷的、充电的基材的两面都与金属辊接触。
比较例3
用比较例1和2的方法和实施例1中的涂料,移动的基材先预充电,再用静电喷头涂敷,(未作另外的电荷中和)就通过实施例3中的八个辊改进站。除了如上所述地改进涂层外,也改进站辊还提供了中和基材涂敷表面上残余电荷另外的接地路径。但是,当基材离开接地鼓时,有负电荷沉积在基材的背面,这些负电荷起到保持基材的涂敷面上等量正电荷的作用。
喷头泵流量保持固定在5.8或11.5毫升/分钟,基材速度变化,产生各种涂层厚度,如下面表2中所示:
                                表II
  试验号   流量,毫升/分钟   基材速度,米/分钟   涂层厚度,微米
  C-9C-10C-11C-12C-13C-14C-15   5.85.85.85.85.811.611.6   15306112215261305   1.00.50.250.1250.10.50.1
因为采用了较高的基材速度,电晕管预充电器在+8.8伏特下工作。从以表II中所示各种基材速度涂敷的每一卷中,取一基材样品,象比较例2中一样,再测定基材电压。背面搁在接地板上时涂敷面的平均残余电压对基材速度的图,示于图20中的曲线B。比较曲线A和B可以看出:不论是否采用改进辊,在涂敷基材上都留有相当数量的残余电荷。因而,当在预充电的基材的背面出现反号电荷时,让基材的涂敷面通过一系列金属改进辊将不会除去残余电荷。
实施例4
使用实施例3的装置(它包括夹紧辊和8改进站),将实施例1的涂料涂敷在基材上,并如同比较实施例2和3中一样进行固化,涂敷时使用的泵流量为5.8毫升/分钟,基材速度为15-152米/分钟,夹紧压力为276kPa。样品取自在各种基材速度的涂辊,再次测量残留的基材电压。平均残留电压对基材速度的图,如图20中曲线C所示。将曲线C与曲线A及B比较可以看到,即使在低的基材速度,很少残留电荷留在基材上。
对于1微米厚的涂层,液滴预期沉积至少22μC/m2负电荷,预计静电电压计能在涂敷面上测出27伏特。图20中显示的值是正的而不是负的,这表明由硅氧烷-橡胶和聚四氟乙烯辊的摩擦充电,在涂敷基材上形成了电荷。摩擦充电量与接触时间有关。图20的曲线C显示,在较短的接触时间(较高速度)摩擦充电的效应消除,测出的残留基材电压是零或接近零。
实施例5
用实施例2的装置(不包括改进站)重复实施例5,泵流量为5.8毫升/分钟或11.6毫升/分钟,基材速度为15-305米/分钟,夹紧压力为276kPa。样品取自在各种基材速度涂敷的涂敷基材卷,再次测量残留的基材电压。平均残留电压与基材速度的图,如图20曲线D所示。比较曲线D与曲线A--C可以看到,在低的基材速度,残留基材电压仍是正的,但小于使用改进辊的曲线C。这验证了是在旋转接地鼓上而不是在改进辊上的液滴电荷漏泄掉。可以认为,在涂敷基材通过聚四氟乙烯涂敷的浮动辊和硅氧烷-橡胶夹送辊时,在其环绕的路径上,会产生一些摩擦充电。由于涂料液体的电导率测出的μS/m,所电松弛时间仅大约几个微秒。认识到涂料液体的很短电松弛时间,并在在最低基材速度比较曲线C和D,用本发明的静电喷涂过程,静电喷涂造成的电荷看来完全被旋转接地鼓所中和,残留电荷不会转移到基材上。
实施例6
用实施例3的装置,将实施例1的涂料喷涂到鼓上,然后转移到以15.24米/分钟运行的30.48厘米宽的BOPP基材上。流量改变,用来产生各种厚度渐薄的涂层,然后流量保持固定,基材速度增加到60.96米/分钟,得到均匀的较薄涂层。涂敷的基材通过拾放辊后,将涂层UV固化,并绕在卷绕辊上。此涂敷的基材卷然后松开,可以对每种涂敷条件取下30厘米长的基材样品。每个基材样品的背面用黑墨标上细长的斑点,标明基材中心线。每个样品然后放在LS-50B型亮度光谱仪(Perkin Elmer Instruments)的传感器下。用标出的中心线,每个基材样品的中心,沿基材纵向,拉过传感器,速率约1厘米/秒。此扫描过程中记录荧光强度的平均值。未涂的BOPP基材样品也从供应辊取下,并作为对照测定未涂基材的正常荧光强度。样品号,基材涂敷速度,涂层高度和荧光强度在下面表3中列出。
                        表3
  样品号   基材速度米/分钟   涂层高度微米   荧光强度
  对照   -   -   12.49
  6-1   15.24   2   245.54
  6-2   15.24   1.25   160.98
  6-3   15.24   0.62   89.79
  6-4   60.96   0.16   40.33
样品6-2的沿基材扫描示于图21中,它对其他扫描只有代表性的。扫描结果沿样品长度保持均匀,表示沿基材涂层的高度很均匀。在样品的末端通过传感器时,产生接近扫描末端信号强度的降低。
假定喷头和鼓之间无涂料损失,涂层高度根据供给喷头的流量和基材速度计算出来。图22显示荧光信号与计算涂层高度的曲线图。数据点都落在直线上,这表明本发明的方法在薄膜涂层高度的范围上,提供涂层厚度的良好控制。
实施例7
实施例3的装置,通过在图3a到图3c所示的固定设备中安装一个金属鼓进行更改,并用它将实施例1的涂料施涂到BOPP和PET基材。静电喷头31的线36保持在离鼓14表面10.8厘米的距离。静电喷头槽34是33厘米宽。然而,由于雾化液滴之间的电荷排斥,静电喷头31可在鼓14的横向上喷38厘米宽的薄雾。总外径10.2厘米的夹紧辊26对着鼓12放置,并藉两个空气柱保持在位。夹紧辊26具有0.794厘米厚、肖氏硬度80的聚合物覆盖层。基材16进入装置是首先绕过7.6厘米直径的惰辊,然后通过压紧间隙。在进入点后,基材保持与鼓14在大约61厘米的鼓圆周长度上的接触。基材然后通过两个惰辊进入8辊改进站。从压紧间隙到改进站开始的路径长度为0.86米,在改进站中的路径长度是1.14米。
当-30kV电压施加到线36上时,液体涂料溶液产生一系列薄雾区13a,它们分裂成为液滴13,再吸引到鼓14上。宽度14厘米、长度25.4厘米的一些接地侧盘12a和15a,放在喷头31末端下面和接地鼓12的刚好上面位置。侧盘12a和15a遮蔽了涂敷区,将过量的涂料排出,并可在滑动杆12b和15b上从一侧到一侧调节,使涂层宽度为10-38厘米。只有落在侧盘12a和15a之间的薄雾到达接地鼓12。
23.4微米厚,30.5厘米宽的聚酯(PET)基材通过压紧间隙,将侧盘隔开距离为15.25厘米。基材速度固定在15.2米/分钟。调节供给静电喷头的流量,将实施例1涂料组合物以1微米厚涂敷到基材上,并改变夹紧压力。对这样的基材、涂料液体、夹紧辊直径和不锈钢鼓的结合使用,我们发现:当夹紧压力从0增加到0.55Mpa,总涂层宽度从15厘米增加到24厘米。在第二次试验中,基材变为33微米厚的BOPP,侧盘隔开20.32厘米,夹紧压力再次改变。当夹紧压力从0.0变到0.55Mpa时,总涂层宽度不改变。
下一步,夹紧压力设定在0.275Mpa,BOPP基材用实施例1的涂料以不同厚度涂敷,如比较实施例2一样进行固化,然后绕到一个辊上。涂层厚度按照基材速度和涂料液体供给静电喷头的流量计算。样品号、基材速度、流量、计算的涂层高度和固化时间在表4中列出。
                              表4
  样品号   基材速度米/分钟   流量毫升/分钟   涂层高度微米   固化时间秒
  7-1   91.44   11.67   0.335   1.8
  7-2   60.96   11.67   0.5   2.7
  7-3   30.48   11.67   1   5.4
  7-4   15.24   11.67   2   10.8
  7-5   91.44   7.31   0.21   1.8
  7-6   60.96   7.20   0.31   2.7
  7-7   30.48   7.26   0.625   5.4
  7-8   15.24   7.26   1.25   10.8
  7-9   91.44   3.48   0.1   1.8
  7-10   60.96   3.72   0.16   2.7
  7-11   30.48   3.60   0.31   5.4
  7-12   15.24   3.60   0.62   10.8
小的30.5厘米×25.4厘米的涂敷基材,从个卷上切割出样品,放在黑光下,以便测量涂层宽度。样品号7~4的涂层是27厘米宽,样品号7-8的涂层是25厘米宽。其余的涂层是20.3宽,并且宽度很一致。样品然后用实施例6中使用的光谱仪扫描,发现呈现相当良好的基材宽度上厚度的均匀性,差异一般在约±10%平均涂层厚度以内。
比较例4
用比较例1的方法,用实施例1组合物涂敷非导电多孔布基材(AuroraTextile Finishing Co.)获得0.4微米厚涂层,此时基材速度30.5米/分钟。在电场线的作用下,施涂的液滴通过基材中的孔隙,到达旋转接地鼓,在鼓上形成涂层。这样的涂f转移到基材的背侧,而不是如希望的只留在基材的表面上。所以只涂基材一面的这个试图未获成功。
实施例8
使用实施例7的方法,以实施例1组合物涂敷比较例4中使用的非导电多孔布基材(Aurora Textile Finishing Co.),基材速度30.5米/分钟获得0.4微米厚涂层。涂料喷到旋转接地鼓上,然后转移到多孔基材上。涂料保留在基材的上面而没有芯吸进入基材背面,因为芯吸作用发生所需的时间小于涂敷步骤和固化步骤之间的时间。通过改变过程参数,可以调节施涂到基材上面的涂料量,而不管基材孔隙的尺寸如何。
通过将2.54厘米宽的845号胶粘带(3M)施加到涂敷卷材的上(涂敷)面和背(未涂敷)面上,也施加到未涂敷基材对照样品的相应两面,测出剥离强度。样品在室温或70℃老化7天。通过测量除去该胶粘带所需要的180°剥离力,评估所施涂涂层的性质。带子施加到基材未涂部分的样品,往往从剥离力检测器的平台上翘荇民,导致纤维伸展可能影响剥离强度的测量,将除去的带子样品再粘着到清洁的玻璃板上,然后测量从玻璃板上除去带子所需要的180°剥离力,用来评估涂料的转移。样品说明和剥离强度值在表5中列出。
                        表5
  说明   室温老化7天   70℃老化7天
  剥离力,公斤/米   再粘着,公斤/米   剥离力,公斤/米   再粘着,公斤/米
  涂敷的基材,上面   13.1   31.0   8.2   36.1
  涂敷的基材背面   30.1   26.4   13.4   32.4
  对照,上面   33.4   18.0   20.2   22.0
  对照,背面   31.1   18.0   16.8   25.5
表5中的数据显示:施涂的涂层在涂敷基材的上面上提供良好的剥离性质,不会造成可剥离涂层转移到胶粘带上。涂敷基材的背面表现出的剥离和再粘着性质方面与对照基材一样。即使涂层在70℃加热老化,仍保持胶粘带对施涂涂层的良好剥离和再粘着性质。这些数据由此证明,利用本发明对非传导性多孔基材上进行涂敷,不会不适当地影响基材未涂敷面的性质。
本领域的技术人员不难知道,不偏离本发明范围可以进行各种改进和变化。本发明不限于这里仅为说明而描述的内容。

Claims (59)

1.在基材上形成液体涂层的方法,所述方法包括将液体的液滴静电喷涂到液体湿润的导电性转移面上,从转移面将部分这样涂敷的液体转移到基材上,形成湿的涂层。
2.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述转移面循环运行。
3.如权利要求2中所述的方法,其特征在于,所述转移面是个鼓。
4.如权利要求3中所述的方法,其特征在于,所述鼓是接地的。
5.如权利要求2中所述的方法,其特征在于,所述转移面是个皮带。
6.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,一个或多个夹紧辊把基材顶在转移面上,由此在转移面上铺展涂敷的液滴,减少液滴聚结成涂层需要的时间。
7.如权利要求6中所述的方法,其特征在于,夹紧辊使涂层具有可见改进的均匀性。
8.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述湿涂层与两个或多个拾放装置接触,从而改进涂层的均匀性。
9.如权利要求8中所述的方法,其特征在于,至少一个拾放装置是辊。
10.如权利要求9中所述的方法,包括使用3个或多个拾放辊。
11.如权利要求9中所述的方法,其特征在于,三个或多个辊具有不同的直径。
12.如权利要求11中所述的方法,其特征在于,至少一个辊是非驱动的。
13.如权利要求11中所述的方法,其特征在于,所有辊是非驱动的。
14.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述转移面是个旋转的环形皮带,它与两个或多个改进涂层均匀性的拾放装置接触。
15.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是绝缘性基材。
16.如权利要求15中所述的方法,其特征在于,涂敷基材以前不进行基材预充电。
17.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是选自纸、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、金属、生物衍生材料、或其结合或复合物的材料。
18.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是聚烯烃、聚酰亚胺或聚酯。
19.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述湿涂料从导电性转移面转移到第二转移面,从此再转移到基材上。
20.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是多孔的基材。
21.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是机织的或非织造的卷材。
22.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是在没有涂料显著地渗透通过基材的条件下涂敷的。
23.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述基材是电子薄膜、其元件或前体。
24.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述湿涂层被干燥、固化,或相反,硬化并具有最后厚度。
25.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述液滴具有大于厚度的平均直径,涂层是无空隙的。
26.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,厚度小于10微米。
27.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,厚度小于1微米。
28.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,厚度小于0.1微米。
29.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,厚度大于10微米。
30.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,厚度大于100微米。
31.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,液滴在被转移到基材以前在转移面上进行中和。
32.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述涂料以一条或多条全部或部分重叠的、相互邻接的、或者由未涂敷基材区域隔开的一些条纹形式进行施涂。
33.一种装置,所述装置包括导电性转移面和静电喷头,所述转移面在用涂料组合物湿润时,可转移部分的涂料到基材上;所述静电喷头用于将涂料组合物施涂到导电性转移面上。
34.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述转移面循环运行。
35.如权利要求34中所述的装置,其特征在于,所述转移面是鼓。
36.如权利要求34中所述的装置,其特征在于,所述转移面是皮带。
37.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述转移面接地。
38.如权利要求33中所述的装置,其特征在于:静电喷头,或一系列以适当的形式联接在一起的静电喷头,产生一串的带电液滴。
39.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,许多个静电喷头将涂料组合物施涂到导电性转移面上的一条或多条通径上。
40.如权利要求39中所述的装置,其特征在于,喷头将许多种涂料组合物施涂到一条通径上。
41.如权利要求39中所述的装置,其特征在于,喷头将涂料组合物施涂到许多条通径上。
42.如权利要求33中所述的装置,包括许多循环运行的导电性转移面。
43.如权利要求33中所述的装置,包括一个或多个把基材顶着导电性转移面上的夹紧辊。
44.如权利要求33中所述的装置,还包括一个或多个周期地接触和再接触在基材上不同位置湿涂层的拾放装置,其特征在于,选择这些装置的周期,使基材上涂层的均匀性得到改进。
45.如权利要求44中所述的装置,其特征在于,至少一个拾放装置是辊。
46.如权利要求45中所述的装置,包括三个或多个拾放辊。
47.如权利要求46中所述的装置,其特征在于,三个或多个辊具有不同的直径。
48.如权利要求46中所述的装置,其特征在于,至少一个辊是非驱动的。
49.如权利要求46中所述的装置,其特征在于,所有辊是非驱动的。
50.如权利要求46中所述的装置,其特征在于,所述基材是转动的环状皮带或移动的基材,辊随着皮带或基材转动。
51.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述基材是绝缘性基材。
52.如权利要求51中所述的装置,其特征在于,所述基材是塑料。
53.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,涂料从导电性转移面转移到第二转移面上,从此又转移到基材上。
54.如权利要求54中所述的装置,其特征在于,所述基材是多孔基材。
55.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述基材是在没有涂料显著地渗透通过基材的条件下进行涂敷。
56.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述基材是机织或非织造的基材。
57.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述基材是电子薄膜、部件或电子部件的前体。
58.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述导电性转移面是接地的,并且,静电喷涂装置产生的电荷基本上不转移到基材。
59.如权利要求33中所述的装置,其特征在于,所述喷头产生具有平均液滴直径的液滴,转移面转移具有平均厚度的涂层到基材,平均厚度小于平均液滴直径,转移的涂层是基本无空隙的。
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