EP2435193A1 - Verfahren zur strukturierten beschichtung von substraten - Google Patents

Verfahren zur strukturierten beschichtung von substraten

Info

Publication number
EP2435193A1
EP2435193A1 EP10724295A EP10724295A EP2435193A1 EP 2435193 A1 EP2435193 A1 EP 2435193A1 EP 10724295 A EP10724295 A EP 10724295A EP 10724295 A EP10724295 A EP 10724295A EP 2435193 A1 EP2435193 A1 EP 2435193A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
liquid phase
substrate
nozzle
organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10724295A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Birger Zimmermann
Michael Niggemann
Hans-Frieder Schleiermacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Albert Ludwigs Universitaet Freiburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Albert Ludwigs Universitaet Freiburg filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2435193A1 publication Critical patent/EP2435193A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/30—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by gravity only, i.e. flow coating
    • B05D1/305—Curtain coating
    • 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
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
    • 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
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0208—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles
    • B05C5/0212—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • B05D1/265—Extrusion coatings
    • 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
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet

Definitions

  • the invention relates to a method for the structured coating of substrates from the liquid phase and a device for structured coating. Furthermore, the invention comprises the use of the method.
  • Coating materials provided.
  • Common methods for applying surface coatings are the so-called slot die coating and curtain coating.
  • slot die casting the material to be applied is pressed through a narrow gap in the liquid phase, for example in solvent or as a thermoplastic, and transferred to the web after emerging from the gap opening.
  • the nozzle and the substrate in this case have a small distance from each other.
  • Curtain casting differs primarily from a larger distance between nozzle and substrate. This leads to the formation of a closed curtain of the coating solution.
  • a structured coating can e.g. by inserting a mask into the coating nozzle.
  • Structuring by means of an insertion mask is known from the prior art.
  • the clean separation of the strips especially in extremely low-viscosity, ie ⁇ 10 mPas, having media and narrow dividing lines (below a few millimeters) is very susceptible to interference.
  • the parameters required for stable coating are technically only with great effort or not adjustable. Due to the defined dimensions of the insert mask, an individual variation of the stripe width as well as the stripe spacing of the structuring during the coating process is not possible. Only through the coating parameters, such as web speed, nozzle spacing, delivery volume, angle of attack of the nozzle, can the widths of uncoated lines or areas be influenced to a limited extent.
  • Claim 21 relates to a device, claim 24, the use of the method. Further advantageous embodiments are contained in the dependent claims.
  • a process for the structured coating of substrates from liquid phase, in which a coating film is deposited from the liquid phase by means of a surface coating process.
  • the exit of the liquid phase is interrupted by targeted disruption of the surface coating method at least partially, whereby coated and uncoated areas are produced on the substrate.
  • Surface coating methods are preferably selected from the group consisting of slot 0, curtain coating, knife coating, extrusion and combinations thereof used. By introducing defined disturbances into a laminar coating process, the tearing of the coating film and thus the formation of coated and uncoated areas is made possible. Depending on the liquid phases used, the appropriate method is chosen from those mentioned above.
  • the interruption of the coating can be effected by a pressure and / or temperature change in the nozzle, at the exit point of the liquid phase and / or after the exit of the liquid phase.
  • the structuring method according to the invention uses the failure mechanism, e.g. the Schlitzdüseng thinkvons by deliberately introduced a pressure fluctuation at the front slot nozzle gap through an air nozzle. As a result, the coating becomes unstable within a defined range and tears off, resulting in a fine dividing line and thus the desired fringe pattern.
  • An air nozzle is understood to mean an arrangement which makes it possible to generate an air flow of defined cross section with a defined volumetric flow.
  • At least one further medium can be fed into the nozzle, at the exit point of the liquid phase and / or after the exit of the liquid phase.
  • the medium is preferably selected from the group consisting of solvents, inert materials, additives, dopants, dielectrics, plastics, organic and inorganic semiconductors in the liquid phase, conductive pastes and / or mixtures thereof.
  • the conductive pastes may include graphite, silver, carbon nanotubes, graphene and / or doped semiconductors.
  • the pressure change is preferably carried out by a directed to the exit point of the liquid phase air flow.
  • the profile and the volume flow of the air flow can thus be adjusted via adjustable nozzles.
  • the width and / or the position of the coating can be varied by changing the speed of the air flow.
  • the width and / or the position of the coating can be effected by the nozzle shape, in particular by changing the nozzle shape by means of a rotating piezo element, and / or by changing the position of the nozzle.
  • the interruption of the coating is produced by an ultrasonic device. Furthermore, this interruption of the coating film or the coating can be generated by at least one laser beam and / or heating wire.
  • At least one insert mask can additionally be used. Furthermore, a structuring parallel to the direction of movement of the substrate can be generated by a targeted disturbance on the gesaraten length of the substrate.
  • a structuring perpendicular to the direction of movement of the substrate can be generated by a targeted disturbance on the entire width of the substrate.
  • the width and position of the strips can be determined by changes in the air currents, e.g. by moving the air nozzles, without changing the slot nozzle or the insertion mask during the coating can be varied.
  • a structure that is more robust against unwanted interference can be achieved.
  • a transverse structuring which is based on the same principle if the coating can be interrupted by a targeted air blast on the entire width of the slot nozzle or the disturbance by the air nozzle (s) can be shifted so quickly that in fact a Cross-structuring arises.
  • the liquid phase is preferably selected from the group consisting of adhesives, paints, metallic paints, lacquers, in particular silver-conducting lacquers, solgels, thermoplastics, organic solvents, organic semiconductors, inorganic semiconductors, organic conductors, inorganic conductors, organic semiconductor nanoparticles, inorganic pigments. ladder nanoparticles, organic conductor nanoparticles, inorganic conductor nanoparticles, precursors and / or mixtures thereof.
  • the substrate is preferably selected from the group consisting of paper, glass, fabrics, fabrics, plastics, plastic films, metal foils, natural materials, in particular leather, cork, latex and / or their compounds.
  • Polymers e.g. Polyethylene or polypropylene and their composites are used. All web-like materials can be used for the process according to the invention.
  • the viscosity of the liquid phase is in the range between 0 and 100 mPas.
  • an optimal coating result of the surface is achieved.
  • the position of the edges of the coating can be determined by detection.
  • the detection is preferably carried out by means of camera, light barrier, infrared, optical methods as well as line detectors.
  • the setting of the air nozzles can be regulated.
  • a precise adjustment of the structuring process (line width and position) by a control loop is possible.
  • the variability of the coating surfaces (width, distance, position) during the coating process and between two consecutive coating batches is thus made possible.
  • the device for the structured coating of substrates consists of liquid
  • Phase containing a surface coater with a Exit point for the liquid phase a unit for targeted and at least partially interrupted interruption of the exit of the liquid phase.
  • the unit is a unit for generating pressure fluctuations before and / or at the exit point, in particular at least one nozzle for an air flow, a unit for generating ultrasound and / or a unit for generating at least one laser beam.
  • a wide range of surface structuring depending on the liquid phase used as well as the substrate is made possible.
  • the distance between the exit point for the liquid phase and the substrate is preferably between 0 and 1 m, preferably between 0 and 5 cm, more preferably between 0 and 5 mm, in particular between 0 and 0, 5 mm.
  • the invention comprises the use of the method already described for the production of chips, solar cells, biochips, LEDS, organic
  • Figure 1 shows a device for structured
  • Figure IA shows a device for structured Coating by slot die casting as side view.
  • FIG. 1B shows a device for structured coating by slot die casting as
  • Figure 2 shows a device for structured
  • FIG. 2A shows a device for structured coating during curtain casting as a side view.
  • Figure 2B shows a device for structured
  • FIG. 1 shows a device for structured coating by means of slot die casting.
  • Positioning units 3, which have air nozzles 4 on their underside, are attached to the slot nozzle 2.
  • the substrate 5 is provided with the coating film 6 and transported via the guide roller 1.
  • FIG. 1A shows the side view of a device for structured coating by means of slot die casting.
  • the substrate 5 is provided with a coating film 6 and guided over the guide roller 1.
  • the liquid phase is over the
  • the positioning unit 3 serves to guide the air nozzles 4.
  • FIG. 1B shows an illustration of the apparatus for structured coating by slot die casting as a frontal view.
  • the air nozzles 4 are over the positioning units 3 are attached to the slot nozzle 2. This is guided over the guide roller 1.
  • FIG. 2 shows a device for structured coating during curtain casting.
  • the substrate 5 is provided with a coating film 6 and passed over a guide roller 1.
  • the liquid phase is applied by means of a slot nozzle 2, which has a positioning unit 3 for positioning the air nozzles 4, which is attached to the slot nozzle 2.
  • FIG. 2A shows this side view of a device for structured coating during curtain casting.
  • the coating film 6 is applied to the substrate 5 via a slot die 2, which is guided over a guide roller 1.
  • the slot nozzle 2 has a positioning unit 3 with air nozzles 4.
  • FIG. 2B shows the frontal view of a device for structured coating during curtain casting.
  • the positioning unit 3, which positions the air nozzles 4, is arranged on the slot nozzle 2.
  • the substrate 5 is guided over the guide roller 1.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur strukturierten Beschichtung von Substraten aus flüssiger Phase sowie eine Vorrichtung zur strukturierten Beschichtung. Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung des Verfahrens.

Description

Verfahren zur strukturierten Beschichtung von
Substraten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur strukturier- ten Beschichtung von Substraten aus flüssiger Phase sowie eine Vorrichtung zur strukturierten Beschichtung. Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung des Verfahrens .
Flächenbeschichtungsverfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Erzeugung definiert strukturierter Flächen kann durch Druckverfahren, wie z.B. Tin- tenstrahldruck, Tiefdruck oder Offsetdruck erfolgen. Bei den jeweiligen Verfahren werden spezifische An- forderungen an die rheologischen Eigenschaften der
Beschichtungsmaterialien gestellt. Gängige Verfahren zum Aufbringen flächiger Beschichtungen sind das sog. Schlitzdüsengießen (slot die coating) und das Vorhanggießen (curtain coating) . Bei dem Schlitzdüsengießen wird das aufzubringende Material in flüssiger Phase, z.B. in Lösungsmittel oder als Thermoplast, durch einen schmalen Spalt ge- presst und nach Austritt aus der Spaltöffnung auf die Warenbahn übertragen. Die Düse und das Substrat haben hierbei einen geringen Abstand zueinander.
Das Vorhanggießen unterscheidet sich hiervon primär durch einen größeren Abstand zwischen Düse und Sub- strat. Dies führt zur Ausbildung eines geschlossenen Vorhangs der Beschichtungslösung.
Entscheidend für eine erfolgreiche Beschichtung mittels des Schlitzgießerverfahrens ist das definierte Wechselspiel der verschiedenen Drücke in den Schlitzdüsen sowie an den sich ausbildenden Menisken zwischen Warenbahn bzw. Substrat und Schlitzdüsenlippen auf der Vorder- und Rückseite der Schlitzdüse.
Häufig werden jedoch nicht vollflächige Beschichtun- gen gewünscht, sondern eine Längsstrukturierung bzw. Separierung geschlossen beschichteter Flächen, um getrennte Streifen und Bereiche einer bestimmten Breite zu erhalten. Eine strukturierte Beschichtung kann z.B. durch Einlegen einer Maske in die Beschichtungs- düse erfolgen.
Eine Strukturierung mittels einer Einlegemaske ist aus dem Stand der Technik bekannt. Allerdings ist die saubere Trennung der Streifen speziell bei extrem niederviskosen, d.h. < 10 mPas, aufweisenden Medien und schmalen Trennlinien (unterhalb einiger Millimeter) sehr störanfällig. Weiterhin sind die zur stabilen Beschichtung erforderlichen Parameter technisch nur mit sehr hohem Aufwand oder gar nicht einstellbar. Aufgrund der definierten Abmessungen der Einlagemaske ist eine individuelle Variation der Streifenbreite wie auch der Streifenabstände der Strukturierung während des Beschichtungsprozesses nicht möglich. Ledig- lieh durch die Beschichtungsparameter, wie Bahngeschwindigkeit, Düsenabstand, Fördervolumen, Anstellwinkel der Düse, können die Breiten unbeschichteter Linien oder Bereiche in einem begrenzten Maße beein- flusst werden.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren zur strukturierten Be- schichtung von Substraten bereitzustellen, das insbe- sondere eine Beschichtung mit niederviskosen Materialien ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 21 betrifft eine Vorrichtung, Anspruch 24 die Verwendung des Verfahrens. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur strukturierten Beschichtung von Substraten aus flüssiger Phase bereitgestellt, bei dem mittels eines Flächenbeschich- tungsverfahrens aus flüssiger Phase ein Beschich- tungsfilm abgeschieden wird. Bei diesem Verfahren wird der Austritt der flüssigen Phase durch gezielte Störung des Flächenbeschichtungsverfahrens zumindest bereichsweise unterbrochen, wodurch beschichtete und unbeschichtete Bereiche auf dem Substrat erzeugt werden.
Bevorzugt werden hier Flächenbeschichtungsverfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schlitzgie- ßen, Vorhanggießen, Rakeln, Extrusion sowie Kombinationen hiervon eingesetzt. Durch das Einbringen von definierten Störungen in einen flächigen Beschich- tungsprozess wird das Aufreißen des Beschichtungsfil- mes und somit die Ausbildung von beschichteten und unbeschichteten Bereichen ermöglicht. In Abhängigkeit von den eingesetzten flüssigen Phasen wird die geeignete Methode aus den oben genannten gewählt.
Die Unterbrechung der Beschichtung kann durch eine Druck- und/oder Temperaturänderung in der Düse, am Austrittspunkt der flüssigen Phase und/oder nach Austritt der flüssigen Phase erfolgen. Das erfindungsgemäße Strukturierungsverfahren nutzt dabei gezielt den Versagemechanismus, z.B. des Schlitzdüsengießverfahrens aus, indem vorsätzlich eine Druckschwankung am vorderen Schlitzdüsenspalt durch eine Luftdüse eingebracht wird. Dadurch wird die Beschichtung in einem definierten Bereich instabil und reißt ab, so dass eine feine Trennlinie und damit das gewünschte Streifenmuster entsteht. Unter einer Luftdüse wird dabei eine Anordnung verstanden, die es ermöglicht, einen Luftstrom von definiertem Querschnitt mit definiertem Volumenstrom zu erzeugen.
In einer Verfahrensvariante kann mindestens ein weiteres Medium in der Düse, am Austrittspunkt der flüssigen Phase und/oder nach Austritt der flüssigen Phase zugeführt werden.
Somit ist eine besondere Variabilität der Oberflä- chenstrukturierung möglich. Weiterhin kann eine Ausweitung des Viskositätsbereiches durch das Zuführen eines weiteren Mediums ermöglicht werden.
Das Medium ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lösungsmitteln, inerten Materialien, Zusatzstoffen, Dotierstoffen, Dielektrika, Kunststoffen, organischen und anorganischen Halbleitern in flüssiger Phase, leitenden Pasten und/oder Mischungen hiervon. Die leitenden Pasten können Graphit, Silber, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen und/oder dotierte Halbleiter enthalten. Durch diese Zugabe können z.B. farbige Streifen wie auch Bereiche erzeugt werden. Auch andere Varianten der Oberflächengestaltung mit variabler Breite und variablem Abstand sind hier denkbar .
Die Druckänderung erfolgt bevorzugt durch einen auf den Austrittspunkt der flüssigen Phase gerichteten Luftstrom. Über einstellbare Düsen kann somit das Profil und der Volumenstrom des Luftstromes eingestellt werden. Weiterhin kann die Breite und/oder die Position der Beschichtung durch Geschwindigkeitsänderung des Luftstroms variiert werden.
Die Breite und/oder die Position der Beschichtung kann durch die Düsenform, insbesondere durch die Veränderung der Düsenform mittels eines rotierenden Pie- zoelements, und/oder durch Positionsänderung der Düse erfolgen.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Unterbrechung der Beschichtung durch eine Ultraschallvorrichtung erzeugt. Weiterhin kann diese Unterbrechung des Beschichtungsfilmes bzw. der Beschichtung durch mindestens einen Laserstrahl und/oder Heizdraht erzeugt werden.
In einer Verfahrensvariante kann zusätzlich mindes- tens eine Einlegemaske eingesetzt werden. Weiterhin kann eine Strukturierung parallel zur Bewegungsrichtung des Substrates durch eine gezielte Störung auf der gesaraten Länge des Substrats erzeugt werden .
Eine Strukturierung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrates kann durch eine gezielte Störung auf der gesamten Breite des Substrats erzeugt werden.
Die Breite und Position der Streifen kann durch Veränderungen der Luftströmungen, z.B. durch Verschieben der Luftdüsen, ohne Wechsel der Schlitzdüse bzw. der Einlegemaske während der Beschichtung variiert werden. Durch Kombination der Einlegemaske und Luftdüsen kann unter Umständen eine gegen ungewollte Störeinflüsse robustere Strukturierung erreicht werden. Denkbar ist so auch eine Querstrukturierung, die auf dem gleichen Prinzip basiert, wenn durch einen gezielten Luftstoß auf der gesamten Breite der Schlitz- düse die Beschichtung unterbrochen werden kann oder die Störung durch die Luftdüse (n) so schnell verschoben werden kann, dass faktisch eine Querstrukturierung entsteht.
Bevorzugt ist die flüssige Phase ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Klebstoffen, Farben, metallischen Farben, Lacken, insbesondere Silberleitlacken, Solgel, Thermoplasten, organischen Lösungsmitteln, organischen Halbleitern, anorganischen Halbleitern, organischen Leitern, anorganischen Leitern, organischen Halbleiter-Nanopartikeln, anorganischen HaIb- leiter-Nanopartikeln, organischen Leiter- Nanopartikeln, anorganischen Leiter-Nanopartikeln, Precursoren und/oder Mischungen hiervon.
Somit ergibt sich eine große Bandbreite für die Be- Schichtung und Kaschierung bahnförmiger Materialien.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Substrat bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pa- pier, Glas, Geweben, Stoffen, Kunststoffen, Kunststofffolien, Metallfolien, Naturmaterialien, insbesondere Leder, Kork, Latex und/oder deren Verbunden.
Hier sind z.B. Folien aus Aluminium, Kupfer oder an- deren Metallen denkbar. Weiterhin können Filme aus
Polymeren, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen und deren Verbünde eingesetzt werden. Für das erfindungs- gemäße Verfahren sind sämtliche bahnförmige Materialien einsetzbar.
Für eine bevorzugte Variante des Verfahrens liegt die Viskosität der flüssigen Phase im Bereich zwischen 0 und 100 mPas . Somit wird ein optimales Beschichtungs- ergebnis der Oberfläche erreicht.
Die Position der Kanten der Beschichtung kann durch Detektion ermittelt werden. Die Detektion erfolgt bevorzugt mittels Kamera, Lichtschranke, Infrarot, optischen Methoden wie auch Zeilendetektoren. Über die Detektion der Position der Kanten kann die Einstellung der Luftdüsen geregelt werden. Somit ist eine präzise Einstellung des Strukturierungsprozesses (Linienbreite und Position) durch einen Regelkreis möglich. Die Variabilität der Beschichtungsflachen (Breite, Abstand, Position) während des Beschich- tungsprozesses und zwischen zwei aufeinander folgenden Beschichtungschargen wird so ermöglicht.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur struktu- rierten Beschichtung von Substraten aus flüssiger
Phase enthaltend einen Flächenbeschichter mit einem Austrittspunkt für die flüssige Phase eine Einheit zur gezielten und zumindest bereichsweisen Unterbrechung des Austritts der flüssigen Phase auf. Diese Vorrichtung ermöglicht die Beschichtung von Oberflä- chen mittels des bereits beschriebenen Verfahrens.
Bevorzugt ist die Einheit eine Einheit zur Erzeugung von Druckschwankungen vor und/oder am Austrittspunkt, insbesondere mindestens eine Düse für einen Luft- ström, eine Einheit zur Erzeugung von Ultraschall und/oder eine Einheit zur Erzeugung von mindestens einem Laserstrahl. Somit wird eine große Bandbreite der Oberflächenstrukturierung in Abhängigkeit von der eingesetzten flüssigen Phase wie auch des Substrates ermöglicht.
Der Abstand zwischen dem Austrittspunkt für die flüssige Phase und dem Substrat liegt bevorzugt zwischen 0 und 1 m, bevorzugt zwischen 0 und 5 cm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 5 mm, insbesondere zwischen 0 und 0 , 5 mm.
Weiterhin umfasst die Erfindung die Verwendung des bereits beschriebenen Verfahrens für die Herstellung von Chips, Solarzellen, Biochips, LEDS, organischer
Elektronik, gedruckter Elektronik wie auch von Dekorelementen.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll der erfindungs- gemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf diese Varianten einschränken zu wollen.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten
Beschichten mittels Schlitzdüsengießens.
Figur IA zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten Beschichten mittels Schlitzdüsengießens als Seitenansicht .
Figur IB zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten Beschichten mittels Schlitzdüsengießens als
Frontalansicht .
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten
Beschichten mittels Vorhanggießens .
Figur 2A zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten Beschichten beim Vorhanggießen als Seitenansicht .
Figur 2B zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten
Beschichten beim Vorhanggießen als Frontalansicht .
In Figur 1 ist eine Vorrichtung zum strukturierten Beschichten mittels Schlitzdüsengießens dargestellt. An der Schlitzdüse 2 sind Positioniereinheiten 3 angebracht, die an ihrer Unterseite Luftdüsen 4 aufweisen. Das Substrat 5 wird mit dem Beschichtungsfilm 6 versehen und über die Führungswalze 1 transportiert.
In Figur IA ist die Seitenansicht einer Vorrichtung zum strukturierten Beschichten mittels Schlitzdüsengießens dargestellt. Das Substrat 5 wird mit einem Beschichtungsfilm 6 versehen und über die Führungs- walze 1 geführt. Die flüssige Phase wird über die
Schlitzdüse 2 auf das Substrat 5 aufgebracht. Die Positioniereinheit 3 dient der Führung der Luftdüsen 4.
Figur IB zeigt eine Abbildung der Vorrichtung zum strukturierten Beschichten mittels Schlitzdüsengießens als Frontalansicht. Die Luftdüsen 4 sind über die Positioniereinheiten 3 an die Schlitzdüse 2 angebracht. Diese wird über die Führungswalze 1 geführt.
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung zum strukturierten Be- schichten beim Vorhanggießen. Das Substrat 5 wird mit einem Beschichtungsfilm 6 versehen und über eine Führungswalze 1 geleitet. Die flüssige Phase wird mittels einer Schlitzdüse 2 aufgetragen, die zur Positionierung der Luftdüsen 4 eine Positioniereinheit 3 aufweist, die an der Schlitzdüse 2 angebracht ist.
In Figur 2A ist diese Seitenansicht einer Vorrichtung zum strukturierten Beschichten beim Vorhanggießen dargestellt. Der Beschichtungsfilm 6 wird über eine Schlitzdüse 2 auf das Substrat 5 aufgebracht, das über eine Führungswalze 1 geführt wird. Weiterhin weist die Schlitzdüse 2 eine Positioniereinheit 3 mit Luftdüsen 4 auf .
Figur 2B zeigt die Frontalansicht einer Vorrichtung zum strukturierten Beschichten beim Vorhanggießen. Die Positioniereinheit 3, die die Luftdüsen 4 positioniert, ist an der Schlitzdüse 2 angeordnet. Das Substrat 5 wird über die Führungswalze 1 geführt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur strukturierten Beschichtung von Substraten aus flüssiger Phase, bei dem mittels eines Flächenbeschichtungsverfahrens aus flüssiger Phase ein Beschichtungsfilm abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Austritt der flüssigen Phase durch gezielte Störung des Flächenbeschichtungsverfahrens zumindest bereichs- weise unterbrochen wird, wodurch beschichtete und unbeschichtete Bereiche auf dem Substrat erzeugt werden.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächebeschich- tungsverfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Schlitzgießen, Vorhanggießen, Rakeln, Extrusion sowie Kombinationen hiervon beinhaltet .
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung der Beschichtung durch eine Druck- und/oder Temperaturänderung in der Düse, am Austrittspunkt der flüssigen Phase und/oder nach Austritt der flüssigen Phase erfolgt.
4. Verfahren gemäß dem vorhergehende Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Medium in der Düse, am Austrittspunkt der flüssigen Phase und/oder nach Austritt der flüs- sigen Phase zugeführt wird.
5. Verfahren gemäß dem vorhergehende Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Medium ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lö- sungsmitteln, inerten Materialien, Zusatzstoffen, Dotierstoffen, Dielektrika, Kunststoffen, organischen und anorganischen Halbleitern in flüssiger Phase, leitenden Pasten und/oder Mischungen hiervon.
6. Verfahren gemäß dem vorhergehende Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Pasten Graphit, Silber, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen und/oder dotierte Halbleiter enthalten.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckänderung durch einen auf den Austrittspunkt der flüssigen Phase gerichteten Luftstrom erfolgt.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und/oder die Position der Beschichtung durch Geschwindig- keitsänderung des Luftstroms variiert wird.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und/oder die Position der Beschichtung durch die Düsenform, insbesondere durch die Veränderung der Düsenform mittels eines rotierenden Piezoelements, und/oder durch Positionsänderung der Düse variiert wird.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung der Beschichtung durch eine Ultraschallvorrichtung erzeugt wird.
11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung der Beschichtung durch mindestens einen Laser- strahl und/oder Heizdraht erzeugt wird.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindes- tens eine Einlegemaske eingesetzt wird.
13. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturierung parallel zur Bewegungsrichtung des Substrats durch eine gezielte Störung auf der gesamten Länge des Substrats erzeugt wird.
14. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strukturierung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Substrats durch eine gezielte Störung auf der gesamten
Breite des Substrats erzeugt wird.
15. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Phase ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Klebstoffen, Farben, metallischen Farben, Lacken, insbesondere Silberleitlacken, Solgel, Thermoplasten, organischen Lösungsmitteln, orga- nischen Halbleitern, anorganischen Halbleitern, organischen Leitern, anorganischen Leitern, organischen Halbleiter-Nanopartikeln, anorganischen Halbleiter-Nanopartikeln, organischen Lei- ter-Nanopartikeln, anorganischen Leiter- Nanopartikeln, Precursorn und/oder Mischungen hiervon.
16. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Papier, Glas, Geweben, Stoffen, Kunststoffen, Kunststofffolien, Metallfolien, Naturmaterialien, insbesondere Leder, Kork, Latex und/oder deren Verbünde.
17. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der flüssigen Phase im Bereich zwischen 0 und 100 mPas liegt.
18. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Kanten der Beschichtung durch Detektion ermittelt wird.
19. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion mittels Kamera, Lichtschranke, Infrarot, optischen Methoden und/oder Zeilendetektor erfolgt.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass über Detektion der Position der Kanten die Einstellung der Luftdüsen geregelt wird.
21. Vorrichtung zur strukturierten Beschichtung von Substraten aus flüssiger Phase enthaltend einen Flächenbeschichter mit einem Austrittspunkt für die flüssige Phase, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ei- ne Einheit zur gezielten und zumindest bereichsweisen Unterbrechung des Austritts der flüssigen Phase aufweist.
22. Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit eine
Einheit zur Erzeugung von Druckschwankungen vor und/oder am Austrittspunkt, insbesondere mindestens eine Düse für einen Luftstrom, eine Einheit zur Erzeugung von Ultraschall und/oder eine Einheit zur Erzeugung von mindestens einem Laserstrahl ist.
23. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Austrittspunkt für die flüssige Phase und dem Substrat zwischen 0 und 1 m, bevorzugt zwischen 0 und 5 cm, besonders bevorzugt zwischen 0 und 5 mm, insbesondere zwischen 0 und 0, 5 mm liegt .
24. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der An- Sprüche 1 bis 20 für die Herstellung von Chips,
Solarzellen, Biochips, LEDS, organischer Elektronik, gedruckter Elektronik, Dekor.
EP10724295A 2009-05-29 2010-05-28 Verfahren zur strukturierten beschichtung von substraten Withdrawn EP2435193A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009023403A DE102009023403A1 (de) 2009-05-29 2009-05-29 Verfahren zur strukturierten Beschichtung von Substraten
PCT/EP2010/003275 WO2010136213A1 (de) 2009-05-29 2010-05-28 Verfahren zur strukturierten beschichtung von substraten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2435193A1 true EP2435193A1 (de) 2012-04-04

Family

ID=42634866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10724295A Withdrawn EP2435193A1 (de) 2009-05-29 2010-05-28 Verfahren zur strukturierten beschichtung von substraten

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120164348A1 (de)
EP (1) EP2435193A1 (de)
DE (1) DE102009023403A1 (de)
WO (1) WO2010136213A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024754A1 (de) 2012-12-18 2014-06-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Dünnschichtsolarzellenanordnung sowie Verfahren zu deren Herstellung
WO2014178818A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Selective slot coating
KR101482655B1 (ko) * 2013-07-10 2015-01-16 한국과학기술원 탄소기반 자기조립층의 열처리를 통한 고품질 그래핀의 제조 방법
DE102014003632A1 (de) * 2014-03-14 2015-09-17 Olbrich Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines bahnförmigen Trägermaterials
DE202016103570U1 (de) * 2016-07-04 2017-10-05 Nordson Corp. lnspektionsvorrichtung zum Inspizieren von Klebstoffmustern auf einem Substrat

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3867901A (en) * 1968-06-03 1975-02-25 Eastman Kodak Co Apparatus for production of photographic elements
DE1951531A1 (de) * 1969-10-13 1971-05-06 Juenkerather Maschbau Gmbh Hubmittel (Spreader) fuer Transportbehaelter
US4106437A (en) * 1977-08-22 1978-08-15 Eastman Kodak Company Apparatus for multiple stripe coating
DE3241831A1 (de) * 1982-11-12 1984-05-17 Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen Verfahren und vorrichtung zur erzeugung der breite oder der streifenbreite von beschichtungen auf bahnen
US4900390A (en) * 1986-05-14 1990-02-13 Slautterback Corporation Quasi-random dot pattern adhesive joining method
US5183508A (en) * 1987-11-23 1993-02-02 Epicor Technology, Inc. Apparatus for patch coating printed circuit boards
US4938994A (en) * 1987-11-23 1990-07-03 Epicor Technology, Inc. Method and apparatus for patch coating printed circuit boards
JP2562941B2 (ja) * 1988-06-02 1996-12-11 富士写真フイルム株式会社 塗布装置
WO1990000939A1 (en) * 1988-07-20 1990-02-08 Eastman Kodak Company Curtain coating edge control method and apparatus
JP2616107B2 (ja) * 1990-03-07 1997-06-04 松下電器産業株式会社 塗布装置
US5147680A (en) * 1990-11-13 1992-09-15 Paul Slysh Laser assisted masking process
CA2098784A1 (en) * 1992-07-08 1994-01-09 Bentley Boger Apparatus and methods for applying conformal coatings to electronic circuit boards
US5700325A (en) * 1994-08-03 1997-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coating device and a method of coating
DE69521673T2 (de) * 1994-12-27 2001-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vorrichtung und Verfahren zur intermittierenden Beschichtung, Herstellungsverfahren von Batterieelektroden, und Zelle mit nichtwässerigem Elektrolyten
US5505995A (en) * 1995-02-02 1996-04-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method and apparatus for coating substrates using an air knife
DE19513531A1 (de) * 1995-04-10 1996-10-17 Du Pont Deutschland Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung von Störungen beim Vorhanggießen
US6423144B1 (en) * 1996-08-07 2002-07-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coating apparatus and coating method
US5725910A (en) * 1997-02-05 1998-03-10 Eastman Kodak Company Edge removal apparatus for curtain coating
US6344088B1 (en) * 1998-12-16 2002-02-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Stripe coating applicator and method
US20030157252A1 (en) * 2002-01-09 2003-08-21 Yasuhiko Tokimasa Apparatus and method for applying coating solution, die and method for assembling thereof
GB0204390D0 (en) * 2002-02-26 2002-04-10 Eastman Kodak Co A method and system for coating
DE102004044576B4 (de) * 2004-09-13 2007-09-27 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Flüssigbeschichtung und deren Verwendung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010136213A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009023403A1 (de) 2010-12-02
US20120164348A1 (en) 2012-06-28
WO2010136213A1 (de) 2010-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69530999T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von substraten durch verwendung eines luftmessers
EP1743707B1 (de) Verfahren zum Auftragen von Beschichtungen auf Oberflächen
EP0003790B1 (de) Vorrichtung zum Beschichten einer sich bewegenden Bahn
EP2435193A1 (de) Verfahren zur strukturierten beschichtung von substraten
DE3434240C2 (de)
DE3246692A1 (de) Beschichtungsvorrichtung
DE3827629A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenvorbehandlung von ein- oder mehrschichtigem formmaterial mittels einer elektrischen koronaentladung
DE4011279C2 (de) Vorrichtung zum Extrusionsbeschichten eines flexiblen Schichtträgers
DE102012207148B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen von Flüssigkeitströpfchen oder Partikeln am Walzenauslauf eines Walzenpaares
EP1718418A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufbringen mindestens zweier chemisch unterschiedlicher fliessfähiger medien
AT519423B1 (de) Verfahren und system zum auftragen einer schicht einer substanz auf eine sich bewegende faserbahn mittels schaumauftragung
EP1744835B1 (de) Verfahren zum auftragen eines films auf ein flächiges substrat, umlenkelement und vorrichtung zum auftragen eines films auf ein flächiges substrat
EP3574144B1 (de) Vorhang-auftragswerk und verfahren zum auftragen eines auftragsmediums
DE60216170T2 (de) System zur Beschichtung mithilfe einer gerillten Gegenwalze und elektrostatischer Unterstützung
AT519414A2 (de) Verfahren und system zum auftragen einer substanzschicht auf eine sich bewegende faserbahn mittels schaumaufbringung
DE2812946C3 (de) Vorrichtung zum Beschichten einer endlosen Bahn
EP1375014B1 (de) Flüssigfilm-Beschichtungsverfahren
DE1652320A1 (de) UEberzugseinrichtung
EP1767282A2 (de) Streichvorrichtung
DE68924321T2 (de) Beschichtungsvorrichtung für Gewebe.
AT517694B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung
DE102019101522A1 (de) Verfahren zum Beschichten eines bahnförmigen Substrats sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3811315A1 (de) Verfahren zum beschichten von ebenen tafeln oder bahnen aus kunststoff
DE3927365A1 (de) Auftragswerk zum auftragen von beschichtungen
DE202008000451U1 (de) Beschichtungsdüse, Beschichtungsanordnung mit der Beschichtungsdüse

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20111228

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: NIGGEMANN, MICHAEL

Inventor name: SCHLEIERMACHER, HANS-FRIEDER

Inventor name: ZIMMERMANN, BIRGER

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWAN

Owner name: ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITAET FREIBURG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20161201