EP1136259B1 - Auftragevorrichtung zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien in definierter Menge - Google Patents

Auftragevorrichtung zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien in definierter Menge Download PDF

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EP1136259B1
EP1136259B1 EP01105517A EP01105517A EP1136259B1 EP 1136259 B1 EP1136259 B1 EP 1136259B1 EP 01105517 A EP01105517 A EP 01105517A EP 01105517 A EP01105517 A EP 01105517A EP 1136259 B1 EP1136259 B1 EP 1136259B1
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EP
European Patent Office
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substrate
applicator
applicator device
liquid
materials
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Nicolae Dr. Bârsan
Stefan Dr. Raible
Udo Dr. Weimar
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Advanced Sensing Devices GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces

Definitions

  • Out DE-U1 91 09 683 is a Impfinate known for spreading a substance on a nutrient medium.
  • the invention has for its object to provide an applicator which avoids the above-mentioned disadvantages and which does not require contact with the substrate.
  • the invention achieves the stated object by means of an application device according to claim 1.
  • the application device according to the invention it is also possible in the future to apply coating material to very thin substrates without the substrate being damaged in the process. In the case of micromechanical membranes, for example, this currently represents a problem.
  • the applicator device according to the invention makes it possible to precisely place the coating and to apply it in any desired shapes. Furthermore, now a well-defined amount of coating material can be applied to the substrate.
  • the application tool can be designed accordingly.
  • the tools may have an elongate cross-sectional shape for applying line-like coatings. It is also possible to apply several layers of different material, wherein the application tool successively receives the various coating materials and then releases all the layers together onto the substrate.
  • this can be operated by machine and preferably computer controlled.
  • the present invention also relates to a method for the local application of viscous or liquid materials in a defined amount and shape with a device according to one of claims 1 or 2.
  • the invention includes a method of applying gas and / or liquid interacting materials to a gas or liquid sensor wherein the materials are applied with an applicator as claimed in any one of claims 1 or 2.
  • metal oxide pastes such as tin oxide, titanium oxide or indium oxide pastes or liquid polymers or solutions of polymers are suitable as materials interacting with gases or liquids.
  • gas-binding materials known to those skilled in the art are also usable depending on the application.
  • FIG. 1a shows an application tool 10 of an applicator not shown here.
  • the application tool 10 is formed as an annular loop.
  • the tool 10 is immersed in a reservoir with coating material 11. Due to the adhesion forces between the tool 10 and the Coating material 11, the coating material 11 remains on the tool 10 after pulling out of the tool 10 stick to the reservoir in a defined amount.
  • the tool 10 with the accommodated coating material 11 is moved over a substrate 12 and then onto the surface of the substrate 12 (FIG. 1b).
  • the coating material 11 is touched on the surface of the substrate 12, a precisely defined amount of the coating material 11 is released on the substrate 12. Either the entire amount of coating absorbed by the tool 10 can be dispensed onto the substrate, as shown in FIG.
  • the amount of coating material 11 picked up by the tool 10 can be left on the substrate 12. In this case, further layers can be applied to the substrate 12.
  • the amount of the coating material 11 discharged from the tool 10 to the substrate 12 depends on how much or how weak the amount of the coating material 11 contained in the tool 10 comes into contact with the surface of the substrate 12. Instead of coating material, a passivation material may also be applied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Description

  • Zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien in definierter Menge sind bisher Screenprintingverfahren, Aufsprühen oder Aufschleudern bekannt. Das Screenprinting erfordert jedoch zum Auftragen von Beschichtungen eine Mindestdicke des Substrates, auf das die Beschichtung aufgebracht werden soll. Bei zu dünnen Substratdicken besteht sonst die Gefahr, dass das Substrat durch das Screenprinting beschädigt wird. Beim lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien in definierter Menge durch Sprühen wird eine Schablone benötigt, um einen Auftrag mit bestimmter Kontur zu erzielen. Dadurch wird das Sprühen relativ aufwendig, zumal für jede neue Kontur eine neue Schablone angefertigt werden muss. Außerdem neigen aufgesprühte Schichten zu unerwünschten Rissen. Schleudern als Alternative zu den beiden anderen genannten Verfahren birgt den Nachteil in sich, dass es besonders beim Auftragen kleiner definierter Mengen schwierig ist, die gewünschte Auftragsmenge aufzubringen und diese zu strukturieren. Außerdem ist die gezielte Platzierung der Beschichtung auf dem Substrat mit einigem Aufwand verbunden.
  • Aus DE-U1 91 09 683 ist eine Impföse zum Aufstreichen einer Substanz auf einen Nährboden bekannt.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Auftragevorrichtung zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeidet und die keine Berührung mit dem Substrat erfordert.
  • Die Erfindung Löst die gestellte Aufgabe durch eine Auftragevorrichtung gemäß Anspruch 1. Mit der erfindungsgemäßen Auftragevorrichtung kann zukünftig auch Beschichtungsmaterial auf sehr dünnen Substraten aufgebracht werden, ohne dass das Substrat dabei beschädigt wird. Bei mikromechanischen Membranen stellt dies beispielsweise derzeit ein Problem dar. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Auftragevorrichtung ein zielgenaues Platzieren der Beschichtung und einen Auftrag in beliebigen Formen. Ferner kann jetzt eine genau definierte Menge an Beschichtungsmaterial auf das Substrat appliziert werden.
  • Abhängig von der aufzutragenden Menge und der Kontur der Schicht kann das Auftragewerkzeug entsprechend ausgebildet sein. Die Werkzeuge können beispielsweise eine längliche Querschnittsform zum Auftragen linienförmiger Beschichtungen aufweisen. Es ist auch möglich, mehrere Schichten unterschiedlichen Materials aufzutragen, wobei das Auftragewerkzeug nacheinander die verschiedenen Beschichtungsmaterialien aufnimmt und anschließend alle Schichten gemeinsam auf das Substrat abgibt.
  • Um den Auftrag der Beschichtung zu automatisieren, kann diese maschinell und vorzugsweise computergesteuert betätigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien in definierter Menge und Form mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2.
  • Das Verfahren ist erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 3 gekennzeichnet.
  • Zusätzlich umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von mit Gasen und/oder Flüssigkeiten in Wechselwirkung tretenden Materialien auf einen Gas- oder Flüssigkeitssensor, bei dem die Materialien mit einer Auftragevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 aufgebracht werden.
  • Als mit Gasen oder Flüssigkeiten wechselwirkende Materialien sind - abhängig von verwendeten Sensor - Metalloxidpasten wie Zinnoxid-, Titanoxid- oder Indiumoxidpasten oder flüssige Polymere oder Lösungen von Polymeren geeignet. Es sind jedoch auch weitere gasbindende, dem Fachmann bekannte Materialien je nach Anwendung verwendbar.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Auftragevorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
  • Fig. 1a zeigt ein Auftragewerkzeug 10 einer hier nicht näher dargestellten Auftragevorrichtung. Das Auftragewerkzeug 10 ist als eine ringförmige Schlaufe ausgebildet. Zur Aufnahme von Beschichtungsmaterial 11 wird das Werkzeug 10 in einen Vorratsbehälter mit Beschichtungsmaterial 11 eingetaucht. Aufgrund der Adhäsionskräfte zwischen dem Werkzeug 10 und dem Beschichtungsmaterial 11 bleibt das Beschichtungsmaterial 11 an dem Werkzeug 10 nach dem Herausziehen des Werkzeuges 10 aus dem Vorratsbehälter in definierter Menge haften. Anschließend wird das Werkzeug 10 mit dem aufgenommenen Beschichtungsmaterial 11 über ein Substrat 12 und anschließend auf die Oberfläche des Substrates 12 zubewegt (Fig. 1b). Bei der Berührung des Beschichtungsmaterials 11 auf der Oberfläche des Substrates 12 wird eine genau definierte Menge des Beschichtungsmaterials 11 auf dem Substrat 12 abgegeben. Es kann entweder die gesamte vom Werkzeug 10 aufgenommene Beschichtungsmenge auf dem Substrat abgegeben werden, wie in Fig. 1b dargestellt, oder auch nur ein Teil der vom Werkzeug 10 aufgenommenen Menge des Beschichtungsmaterials 11 auf dem Substrat 12 hinterlassen werden. In diesem Fall können noch weitere Schichten auf dem Substrat 12 appliziert werden. Die von dem Werkzeug 10 an das Substrat 12 abgegebene Menge des Beschichtungsmaterials 11 hängt davon ab, wie stark oder wie schwach die in dem Werkzeug 10 enthaltene Menge des Beschichtungsmaterials 11 mit der Oberfläche des Substrates 12 in Berührung kommt. Anstelle von Beschichtungsmaterial kann auch ein Passivierungsmaterial aufgebracht werden.

Claims (5)

  1. Auftragevorrichtung zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien (11) in definierter Menge und Form mit einem Auftragewerkzeug (10), wobei das Auftragewerkzeug (10) als mindestens eine Schlaufe derart ausgebildet ist, dass es das aufzutragende Material (11) mittels Kapillar- und/oder Adhäsionswirkung aufnimmt und das Material (11) auf der zu beschichtenden Oberfläche durch Adhäsion und/oder Kapillarwirkung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragewerkzeug (10) als ringförmige Schlaufe ausgebildet ist, die rechtwinklig zu einem Stiel angeordnet und zum Auftragen des Beschichtungsmaterials auf ein Substrat (12) parallel zu dem Substrat (12) ausrichtbar ist.
  2. Auftragevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie maschinell und vorzugsweise computergesteuert betätigbar ist.
  3. Verfahren zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien (11) in definierter Menge und Form mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Material (11) von der Auftragevorrichtung durch Kapillar- und/oder Adhäsionswirkung aufgenommen und anschließend durch die Auftragevorrichtung mit einem Substrat (12) an einer bestimmten Stelle in Berührung gebracht und durch Adhäsion und/oder Kapillarwirkung an dieses abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragewerkzeug (10) als ringförmige Schlaufe ausgebildet ist, die rechtwinklig zu einem Stiel angeordnet und zum Auftragen des Beschichtungsmaterial auf ein Substrat (12) parallel zu dem Substrat ausgerichtet wird.
  4. Verfahren zum Aufbringen von mit Gasen und/oder Flüssigkeiten wechselwirkenden Materialien (11) auf einem Gas- oder Flüssigkeitssensor, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Gas oder der Flüssigkeit wechselwirkende Material (11) mit einer Auftragevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Materialien eine Zinnoxid-, Titanoxid- oder Indiumoxidpaste oder flüssige Polymere oder Lösungen aus Polymeren verwendet werden.
EP01105517A 2000-03-24 2001-03-06 Auftragevorrichtung zum lokalen Auftragen viskoser oder flüssiger Materialien in definierter Menge Expired - Lifetime EP1136259B1 (de)

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