CN214021658U - 实验涂布装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种实验涂布装置，包括载台、第一胶带、第二胶带及涂布棒，第一胶带与第二胶带用于将表面待涂覆的基材固定在载台上，第一胶带与第二胶带分别粘贴在基材的相对两侧并沿涂布方向延伸，第一胶带与第二胶带的厚度相等并与待涂覆在基材表面的膜层的厚度相匹配，涂布棒的长度大于第一胶带与第二胶带之间的垂直距离。本申请的实验涂布装置易于搭建，通过对胶带的厚度及涂布液的固含量进行设计可以实现成膜厚度的精准自定义控制，成膜厚度可低至10μm以内，极大提高了科研效率。

Description

实验涂布装置

技术领域

本申请涉及模具技术领域，具体涉及一种实验涂布装置。

背景技术

涂布是将一层或多层具有特定功能的材料附着于目的基材表面，以取代基材原有的固-气界面，赋予其新的功能特性，或者直接利用涂层表面特性提高产品的使用价值与后续可加工性。现有涂布设备，如自动/半自动涂布机，不仅体积偏大、价格昂贵、厚度调控精度低，且涂布液的需求量大，不适用于科研涂布。因此，以精细化、小型、便捷使用与调控为特征的实验用涂布装置，对于功能膜层制备领域的科研活动至关重要。

实用新型内容

针对上述技术问题，本申请提供一种实验涂布装置，易于搭建，可以实现成膜厚度的精准自定义控制，成膜厚度可低至10μm以内，极大提高了科研效率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种实验涂布装置，包括载台、第一胶带、第二胶带及涂布棒，所述第一胶带与所述第二胶带用于将表面待涂覆的基材固定在所述载台上，所述第一胶带与所述第二胶带分别粘贴在所述基材的相对两侧并沿涂布方向延伸，所述第一胶带与所述第二胶带的厚度相等并与待涂覆在所述基材表面的膜层的厚度相匹配，所述涂布棒的长度大于所述第一胶带与所述第二胶带之间的垂直距离。

可选的，所述载台包括依次层叠的减震层与刚性基底，所述刚性基底用于放置所述基材。

可选的，所述涂布棒的中间区域设有凹凸纹路，所述凹凸纹路的分布长度小于所述第一胶带与所述第二胶带之间的垂直距离，所述涂布棒两端的接触所述第一胶带、所述第二胶带的接触面与所述凹凸纹路的最高点之间的高度差小于所述第一胶带、所述第二胶带的厚度。

可选的，所述涂布棒为挤压式线棒或玻璃棒。

可选的，所述涂布棒的长度为240mm-400mm，所述涂布棒的有效涂布宽度为205mm-320mm，所述涂布棒的直径为5mm-20mm。

可选的，所述第一胶带与所述第二胶带的粘贴面均同时接触所述基材与所述载台，所述第一胶带与所述第二胶带的长度均大于所述基材的对应侧的长度。

可选的，所述第一胶带与所述第二胶带的层数大于或等于1层，所述第一胶带与所述第二胶带的层数相等。

可选的，所述第一胶带与所述第二胶带的厚度为10μm-200μm。

可选的，所述第一胶带与所述第二胶带为一侧具有压敏胶的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯中的一种。

可选的，所述基材的待涂覆一侧设有用于指示所述涂布棒的涂布起始位置的标记区。

本申请的实验涂布装置，包括载台、第一胶带、第二胶带及涂布棒，第一胶带与第二胶带用于将表面待涂覆的基材固定在载台上，第一胶带与第二胶带分别粘贴在基材的相对两侧并沿涂布方向延伸，第一胶带与第二胶带的厚度相等并与待涂覆在基材表面的膜层的厚度相匹配，涂布棒的长度大于第一胶带与第二胶带之间的垂直距离。本申请的实验涂布装置易于搭建，通过对胶带的厚度及涂布液的固含量进行设计可以实现成膜厚度的精准自定义控制，成膜厚度可低至10μm以内，极大提高了科研效率。

附图说明

图1是根据第一实施例示出的实验涂布装置的结构分解示意图；

图2(a)至图2(f)分别是根据第一实施例示出的实验涂布装置的使用步骤示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

第一实施例

图1是根据第一实施例示出的实验涂布装置的结构分解示意图。如图1所示，本实施例的实验涂布装置，包括载台1、第一胶带21、第二胶带22及涂布棒3，第一胶带21与第二胶带22用于将表面待涂覆的基材4固定在载台1上，第一胶带21与第二胶带22分别粘贴在基材4的相对两侧并沿涂布方向延伸，第一胶带21与第二胶带22的厚度相等并与待涂覆在基材4表面的膜层的厚度相匹配，涂布棒3的长度大于第一胶带21与第二胶带22之间的垂直距离。

通过上述结构，第一胶带21与第二胶带22可以同时起到固定基材4以及限制涂布液涂布厚度的作用，装置易于搭建，通过对第一胶带21与第二胶带22的厚度及涂布液的固含量进行设计可以实现成膜厚度的精准自定义控制，厚度方向的误差可控制在±2μm以内，采用较薄的胶带并搭配合适固含量的涂布液，成膜厚度可低至10μm以内，极大提高了科研效率。

举例说明，第一胶带21、第二胶带22的厚度为50μm，当涂布液的固含量为10％时，使用单层厚度的第一胶带21、第二胶带22时，成膜厚度则为5μm；当使用两层厚度的第一胶带21、第二胶带22时，则成膜厚度增加至10μm。因此，通过胶带厚度与涂布液固含量的选择，可对最终成膜厚度进行微米尺度的精准调控。

载台1包括依次层叠的减震层12与刚性基底11，刚性基底11用于放置基材4。可选的，减震层12采用质地柔软的高分子材料或其发泡材料，具体可以为聚氨酯、硅橡胶、聚氯乙烯(PVC)中的一种，厚度范围不做限定，可根据实际情况选用。刚性基底11为平板状硬质材料，具体可以为玻璃、钢化玻璃、陶瓷材料中的一种，刚性基底11的纵向投影轮廓小于或等于减震层12，刚性基底11的厚度范围不做限定，可根据实际情况选用，刚性基底11的四周边缘可作倒角处理，防割手。

固定基材4时，第一胶带21与第二胶带22的粘贴面均同时接触基材4与载台1的刚性基底11，第一胶带21与第二胶带22的长度均大于基材4的对应侧的长度。也就是说，当第一胶带21与第二胶带22沿基材4的长度方向设置时，第一胶带21与第二胶带22的长度均大于基材4的长边的长度，当第一胶带21与第二胶带22沿基材4的宽度方向设置时，第一胶带21与第二胶带22的长度均大于基材4的短边的长度。基材4的待涂覆一侧设有用于指示涂布棒3的涂布起始位置的标记区41，第一胶带21与第二胶带22位于标记区41的两侧。

可选的，第一胶带21与第二胶带22的层数大于或等于1层，第一胶带21与第二胶带22的层数相等。通过将第一胶带21与第二胶带22进行一层或多层设置，可以调整两侧胶带的整体高度，进而可以根据需要对涂布液的涂布厚度进行限制。可选的，第一胶带21与第二胶带22的厚度为10μm-200μm，优选为50μm，第一胶带21与第二胶带22为一侧具有压敏胶的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯中的一种，也即为常见办公胶带。

可选的，涂布棒3的中间区域设有凹凸纹路31，凹凸纹路31的分布长度小于第一胶带21与第二胶带22之间的垂直距离，涂布棒3两端的接触第一胶带21、第二胶带22的接触面与凹凸纹路31的最高点之间的高度差小于第一胶带21、第二胶带22的厚度。涂布时，涂布液滴在第一胶带21与第二胶带22之间的基材4表面，涂布棒3的设有凹凸纹路31的区域与涂布液接触但不接触基材4表面，将涂布液推开，涂布棒3的两端接触第一胶带21与第二胶带22，涂布棒3的两端可以是平滑表面或粗糙表面，由于涂布棒3的接触涂布液的部分设有凹凸纹路31，在将涂布液推开时可以使涂布液的流平更加均匀，提高成膜厚度的均一性。可选的，涂布棒3可以是挤压式线棒或玻璃棒。

涂布棒3的长度优选为240mm-400mm，涂布棒3的有效涂布宽度优选为205mm-320mm，此可根据基材4的尺寸进行适应性调整，涂布棒3的直径优选为5mm-20mm，以便于操作人员操作。

涂布液的功能可根据实际情况，进行自定义，如散热、绝缘、屏蔽、防辐射、紫外吸收、疏水、亲水、隔热、导电等。

涂布时，先用洗瓶装无水乙醇冲洗载台1的刚性基底11和涂布棒3，用纸巾或无尘布擦拭干净，亦可用吹风机辅助进行快速干燥，接着，如图2(a)所示，将载台1的减震层12一侧朝下放置，使刚性基底11朝上；之后，再次用洗瓶装无水乙醇适量冲洗刚性基底11；如图2(b)所示，将基材4贴附于刚性基底11上，用纸巾或无尘布面向基材4进行按压擦拭，借助无水乙醇挤出基材4和刚性基底11间的空气，使基材4紧贴刚性基底11；如图2(c)所示，从胶带卷2上取下第一胶带21、第二胶带22，按照所需的层数将第一胶带21、第二胶带22沿涂布方向粘贴在基材4的两侧，将基材4固定在刚性基底11上，用于指示涂布棒3的涂布起始位置的标记区41位于第一胶带21与第二胶带22之间；如图2(d)，用吸管吸取适量涂布液5滴于基材4的上端非标记区域，并呈现水平均匀分布，涂布液5的宽度与基材4的宽度适配，优选小于基材4的宽度，之后，双手分别握持涂布棒3的两端，按压于标记区41，与第一胶带21、第二胶带22紧密贴附，从上至下，缓慢下移，至基材4的末端结束，获得如图2(e)所示的结构，基材4的表面均匀涂布湿膜51；如图2(f)所示，单手按压住基材4的一端，另一只手从上至下，分别揭去第一胶带21与第二胶带22，得到涂布后的基材4，基材4的表面均匀涂布有湿膜51。最后，将涂布后的基材4置于预设实验条件的环境中进行后处理，如烘箱，将湿膜51烘干以在基材4表面进行成膜，成膜厚度≈湿膜51厚度×涂布液5的固含量，湿膜51厚度×涂布液5的固含量＝胶带厚度×涂布液5的固含量。使用后，用纸巾或无尘布擦拭载台1上多余的涂布液，利用无水乙醇进行操作区域的清洁和整理。

本实施例的涂布装置，通过实验室常见的器材即可完成装置的搭建。利用胶带厚度和涂布液5的固含量变化，实现对成膜厚度的精密调控，其中厚度的最小值可达到10μm以内，成膜的厚度均一性高，厚度方向的误差可控制在±2μm以内。此外，成膜过程简洁、易用，提高了科研活动的适用范围与效率。

以下列举制备不同功能膜层的成膜工艺过程。

工艺一：

减震层为质地柔软的高分子材料或其发泡材料，具体为发泡聚氨酯，长和宽分别为25cm和35cm、厚度为2mm。刚性基底为平板状硬质材料，具体为钢化玻璃，纵向投影轮廓小于或等于减震层，长和宽分别为20cm和30cm、厚度为10mm。

第一胶带、第二胶带为常见办公胶带，单层厚度为20μm，涂布棒为金属材质，优选长度为240mm、有效涂布宽度优选为205mm、直径为10mm的挤压式线棒。

使用固含量为15％散热功能涂布液，参考图2(a)至图(f)所示的过程进行成膜，具体的，采用单层胶带时，成膜厚度为3μm；采用两层胶带时，则成膜厚度增加至6μm。

工艺二：

与工艺一相比，差异在于涂布液换成导电功能涂布液，固含量为20％，第一胶带与第二胶带使用单层，厚度为40μm，制备得到8μm的导电功能膜。

工艺三：

与工艺一相比，差异在于涂布液换成紫外线捕捉功能涂布液，固含量为20％，第一胶带与第二胶带使用单层，厚度为50μm，制备得到10μm的紫外线捕捉功能膜。

本申请的实验涂布装置，包括载台、第一胶带、第二胶带及涂布棒，第一胶带与第二胶带用于将表面待涂覆的基材固定在载台上，第一胶带与第二胶带分别粘贴在基材的相对两侧并沿涂布方向延伸，第一胶带与第二胶带的厚度相等并与待涂覆在基材表面的膜层的厚度相匹配，涂布棒的长度大于第一胶带与第二胶带之间的垂直距离。本申请的实验涂布装置易于搭建，通过对胶带的厚度及涂布液的固含量进行设计可以实现成膜厚度的精准自定义控制，成膜厚度可低至10μm以内，极大提高了科研效率。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种实验涂布装置，其特征在于，包括载台、第一胶带、第二胶带及涂布棒，所述第一胶带与所述第二胶带用于将表面待涂覆的基材固定在所述载台上，所述第一胶带与所述第二胶带分别粘贴在所述基材的相对两侧并沿涂布方向延伸，所述第一胶带与所述第二胶带的厚度相等并与待涂覆在所述基材表面的膜层的厚度相匹配，所述涂布棒的长度大于所述第一胶带与所述第二胶带之间的垂直距离。

2.根据权利要求1所述的实验涂布装置，其特征在于，所述载台包括依次层叠的减震层与刚性基底，所述刚性基底用于放置所述基材。

3.根据权利要求1所述的实验涂布装置，其特征在于，所述涂布棒的中间区域设有凹凸纹路，所述凹凸纹路的分布长度小于所述第一胶带与所述第二胶带之间的垂直距离，所述涂布棒两端的接触所述第一胶带、所述第二胶带的接触面与所述凹凸纹路的最高点之间的高度差小于所述第一胶带、所述第二胶带的厚度。

4.根据权利要求1或3所述的实验涂布装置，其特征在于，所述涂布棒为挤压式线棒或玻璃棒。

5.根据权利要求1所述的实验涂布装置，其特征在于，所述涂布棒的长度为240mm-400mm，所述涂布棒的有效涂布宽度为205mm-320mm，所述涂布棒的直径为5mm-20mm。

6.根据权利要求1所述的实验涂布装置，其特征在于，所述第一胶带与所述第二胶带的粘贴面均同时接触所述基材与所述载台，所述第一胶带与所述第二胶带的长度均大于所述基材的对应侧的长度。

7.根据权利要求1所述的实验涂布装置，其特征在于，所述第一胶带与所述第二胶带的层数大于或等于1层，所述第一胶带与所述第二胶带的层数相等。

8.根据权利要求7所述的实验涂布装置，其特征在于，所述第一胶带与所述第二胶带的厚度为10μm-200μm。

9.根据权利要求1、7或8所述的实验涂布装置，其特征在于，所述第一胶带与所述第二胶带为一侧具有压敏胶的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯中的一种。

10.根据权利要求1所述的实验涂布装置，其特征在于，所述基材的待涂覆一侧设有用于指示所述涂布棒的涂布起始位置的标记区。

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