KR100271116B1 - 전기분무 피복 장치 및 방법 - Google Patents

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윌리암알. 버그그렌
다니엘알. 다니엘슨
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로스엠. 케들
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

본 발명은 액체를 성형 구조물 (15)상으로 공급하기 위해서 슬로트(slot) (20) 또는 블레이드(blade)를 포함하는, 기재에 얇은 피막을 적용하는 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)에 관한 것이다. 성형 구조물 (15)에 의해서 액체는 성형 구조물 (15)주위로 연속적이고 거의 일정한 곡율반경을 갖는다. 성형 구조물주위의 액체에 적용되는 전압에 의해서 액체는 일시적으로 공간에 고정되는 일련의 필라멘트를 형성한다. 필라멘트의 수는 적용되는 전압을 단순히 조절함으로써 한정된다. 이러한 필라멘트는 대전된 소적의 균일한 연무로 분해되고 전기장에 의해서 기재로 유도되어 피막을 형성한다. 본 발명은 또한 전기분무 피복 방법에 관한 것이다.

Description

[발명의 명칭]
전기분무 피복 장치 및 방법
[발명의 분야]
본 발명은 기재를 연속적으로 피복시키는 장치 및 기재상에 피막물질을 전기분무시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
전기분무 피복은 일반적으로 약 10 내지 500㎛의 입경을 갖는 소적을 발생시키는 분무헤드를 사용하여 수행한다. 전기분무의 주목적은 수십 내지 수백 ㎛의 균일한 피막을 형성시키는 것이다. 이러한 비복을 위해서, 소적은 기재상의 다른 소적상에 적하되고 합체되어 연속 피막을 형성한다.
통상적인 전기분무에 있어서, 소적은 전기응력하에서 소적을 응력점으로부터 방출시키는 액체로부터 발생된다. 이러한 정전기적 분무공정의 대부분은 먼저 각각의 최대 전기응력점으로부터 액상 필라멘트를 형성시킴으로써 소적을 발생시킨다. 정전기적 분무공정을 이러한 필라멘트 구조중에서 수행할 경우, 이러한 공정은 개별적인 액상 필라멘트중의 유속을 기본으로하여 더욱 세분될 수 있다. 매우 낮은 유속에서 전기분무가 발생한다. 전기분무 양태에서, 필라멘트는 액상 콘(cone)으로부터 방출되고 이러한 콘과 필라멘트는 액상 콘이 니들(needle) 또는 다른 물체의 정점과 같은 고정된 구조물에 부착될 경우 공간중에 고정시킬 수 있다. 이러한 전기분무 양태에서, 레이라이 캐필러리(Rayleigh capillary) 또는 필라멘트의 분해가 발생하여 필라멘트의 정점이 분해되어 소적의 미세한 연무를 형성하는 것으로 생각된다. 하나의 필라멘트에 대한 유속이 증가함에 따라 유속은 증가하며, 이때, 콘의 정점이 투명한 외관을 갖기 시작하지만 액상 콘의 기부는 더욱 불투명한 유지된다. 일반적으로, 이는 카쎄토메터(cathetometer)를 통해서 액상 콘과 필라멘트를 관찰하는 것과 같이, 광학현미경을 사용하여야만 관찰할 수 있다. 이러한 유속은 조화 분무양태로 알려진 형태로 필라멘트가 조작되는 유속범위의 시작을 나타낸다. 필라멘트의 유속이 조화 분무양태의 범위내로 증가할 경우, 이러한 필라멘트의 직경은 더욱 커진다. 결국, 유속이 더욱 증가함에 따라, 콘의 정점의 투명성이 사라지기 시작하고, 유속이 더욱 증가함에 따라 필라멘트는 더욱 길고 직경이 커진다. 콘의 정점의 투명성이 사라지기 시작할때의 이러한 유속은 고유속 양태의 시작을 나타낸다. 요약하면, 정전기적 분무공정을 필라멘트 구조중에서 수행할 경우, 이러한 조작상태를 단일 필라멘트중에 일어나는 유속에 따라 조화 분무양태중에 있거나 그에 미치지 못하거나, 그를 초과하는 것으로 분류할 수 있다. 주어진 액체에 있어서, 조화 분무양태에 대한 실제적인 유속 범위는 액체의 특성, 및 특히, 전도성에 의존한다. 피복용으로 유용한 다수의 액체는 10-7내지 10-3S/m의 전도성을 갖는다. 이러한 전도성 범위를 갖는 액체에 있어서, 가장 높은 전도성 액체는 필라멘트의 유속이 약 O.1 내지 1 ㎖/h에 도달할 경우, 조화 분무양태를 개시하지만, 가장 전도성이 낮은 액체는 필라멘트의 유속이 약 1O 내지 1OO ㎖/h에 도달할때까지 조화 분무양태를 개시하지 못한다.
샘플(Sample) 및 볼리니(Bollini)의 문헌[Journa1 of Colloid and lnterface Science Vol. 41, 1972, pp 185-193]중에는 조화 분무 사이클이 기술되어 있고 이러한 사이클의 개시에서 전기적으로 응력이 적용된 액체가 먼저 신장되기 시작한다는 것을 지적하고 있다. 이어서, 이러한 액체는 콘형태를 형성하고, 이어서, 콘의 정점으로부터 액상 필라멘트가 형성된다. 이러한 액상 필라멘트는 연장되거나 신장되고, 최종적으로 콘 형태의 기부로부터 끊어진다. 이러한 마지막 단계에서, 표면장력으로 인하여 소적을 형성하는 유리된 액상 필라멘트 및 표면장력에 의해서 원래의 상태로 이완되는 콘 형태의 액체가 생성된다. 그러나, 콘의 이완중에, 적용된 전기응력은 또다른 조화 분무 사이클을 개시한다. 광학적으로 확대하여 관찰할 경우, 이러한 콘은 내부에 필라멘트가 거의 고정되어 위치하는 부분적으로 투명한 콘을 갖는 불투명한 액상 반구로서 나타난다. 이러한 콘의 투명성은 액상 필라멘트가 끊어진후 액체가 원래의 위치로 이완되기 때문에 그공간에서 아무것도 존재하지 않는 시간이 존재한다는 사실에 기인한다. 샘플 및 볼리니에 의해서 제시된 바와 같이, 조화 전기분무가 발생하는 액체의 초기량을 신중하게 조절할 경우, 필라멘트로부터 발생되는 소적은 크기가 매우 작을 수 있다. 유속이 조화 분무가 일어나는 범위를 초과하여 증가할 경우, 필라멘트의 길이가 증가하고 레이라이 캐필러리(또는 필라멘트)는 필라멘트가 소적으로 파괴되는 메카니즘에 따라 불안정하게 되기 시작한다. 이러한 더욱 높은 유속에서 긴 필라멘트와 큰 소적이 생성된다. 통상적인 정전기적 분무공정에서, 유속은 일반적으로 조화 분무양태 또는 더욱 높은 유속양태로 조작된다. 그러나, 유속이 너무 높을 경우 단지 액상선이 생성된다. 통상적인 정전기적 분무공정에서, 동일한 직경을 갖는 소적을 얻기 위해서 특별한 주의를 기울이지 않는다. 전기응력이 상당히 일정하기 때문에, 생성되는 소적은 일반적으로 대부분의 비정전기적 분무장치중에서 발견되는 것보다 더욱 좁은 입경분포를 갖는다.
통상적인 정전기적 분무헤드중의 유속이 조화 분무양태아래로 감소하고 피복되는 기재의 속도가 동일하게 유지되는 경우, 피막두께가 감소하고, 결과적으로, 매우 낮은 유속에서 불균일하게 피복된다. 정밀한 조사에 의해서 몇몇 필라멘트는 전기적 조화 분무 또는 펄스(pulse) 양태중에 전개되지만, 다른 필라멘트는 일시적으로 공간중에 고정되는 액상 콘으로부터 전개되기 시작한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 액상 콘 및 그의 필라멘트는 일시적으로 고정되지만, 소적은 필라멘트의 정점로부터 계속 생성된다. 액상 필라멘트는 콘내에서 유동되지만, 특정한 유속범위에서 필라멘트는 불안정하다. 따라서, 레이라이 캐필러리 또는 필라멘트의 불안정성으로 인하여 필라멘트는 소적으로 분해된다. 이러한 낮은 유속에서, 생성되는 필라멘트 및 그의 소적 모두는 높은 유속 양태에서 생성되는 필라멘트와 소적에 비해서 상당히 작은 직경을 갖는다. 산업용 피복에 유용한 액체에 있어서, 이러한 낮은 유속은 유체의 특성에 따라 전형적으로 필라멘트당 약 0.1 내지 100 ㎖/h이고, 이러한 낮은 유속 양태를 전기분무 양태라고 부른다. 이러한 전기분무 양태는 액체의 특성, 액체에 적용되는 전위 및 유속에 따라 1 내지 50 μm의 균일한 입경, 즉, 좁은 입경분포를 갖는 소적을 생성시킨다. 고유속 양태는 전형적으로 약 50 μm의 직경을 갖는 소적으로 생성시키지만, 전기분무 양태는 미세한 분무를 생성한다. 일반적으로, 필라멘트로부터의 정전기적 미립화 또는 정전기적 분무는 전기분무 양태, 조화 분수 양태, 및 고유속 양태를 포함하는 것으로 정의할 수 있다. 전기분무 양태는 예를들면, 박막 피복과 같이, 매우 낮은 유속이 바람직할 경우에만 실용적이다.
밀러(Miller)에게 허여된 미합중국 특허 제 2,695,002 호에는 정전기적 블레이드의 용도가 개시되어 있고 블레이드의 가장자리에서 액체를 미립화시키는 방법에 개시되어 있다. 후에, 상기 발명인은 문헌[Electrostatics and its Applications(1973) pp 255-258]중에서 블레이드의 정점으로부터 균일한 간격으로 액상 필라멘트를 방출하기 위한 장치의 도면을 개시하였다. 이러한 필라멘트는 미세한 소적의 분무를 생성시키도록 고안되었고 블레이드는 전기분무 양태 및 조화양태중에서 작용하는 일련의 필라멘트를 생성시키는 도구로서 개시되었다. 상기 문헌에 관계없이, 관련분야의 숙련인이라면 이러한 필라멘트가 곧 활발하게 움직이고 드래프트(draft)될 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 필라멘트를 일시적으로 공간에 고정시키는 것은 매우 어렵다. 또한, 2개의 인접한 필라멘트는 각각 드래프트되어 그위치에서 미립화된 분무의 온도를 낮출 수 있다. 유사하게, 2개의 인접한 필라멘트는 함께 드래프트되어 그 위치에서 미립화된 분무의 온도를 상승시킬 수 있다. 분무가 기재에 적용될 경우, 이는 피복두께를 각각 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
본 발명은 예를들면, 수십 내지 수백 ㎛의 두꺼운 두께를 갖는 피복물을 형성시키기 이ㅜ해서 수년간 사용되어 온 다수의 통상적인 정전기적 방법과는 상이한 정전기적 분무 방법에 관한 것이다. 본 발명은 약 1/10 내지 수십 ㎛의 두께를 갖는, 연속적이거나 불연속적인 균일한 피복물을 제조하는데 사용할 수 있다. 본 발명은 전기분무 범위내의 안정한 상태에서 수행할 수 있다. 이러한 전기분무 범위란 단일 액상 필라멘트를 형성시키고 균일한 연무를 형성시킬 수 있는 제한된 유속범위를 의미한다. 전체 유속은 생성되는 각각의 필라멘트의 유속의 합이다. 이러한 전기분무 범위는 박막 피복물을 제조하는데 사용할 수 있는 연무를 발생시키는데 유용하다. 그러나, 균일한 피복을 위해서 연무는 균일하여야 하는데, 이를 위해서 필라멘트를 일시적으로 공간에 고정시키는 것이 필요하다. 최근에, 다수의 특허문헌에는 이러한 기준을 충족시킬 수 있는 분무헤드의 개발이 제시되어 있다. 이러한최근의 특허문헌상 기술은 니들 또는 티스(teeth)와 같은 다수의 고정된 지점으로부터 분무시킴으로써 다수의 필라멘트를 고정시키는 방법을 시도하였다. 예를들면, 시버(Seaver)등에게 허여된 미합중국 특허 제4,748,043 호에는 전기분무 피복법에서 매우 얇은 피막을 피복시키는데 필요한 일련의 필라멘트를 형성시키기 위해서 일련의 니들을 저밀도로 사용하는 방법이 개시되었다. 코피(Cofee)등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,846,407 호에는 필라멘트가 이동하는 문제를 극복하기 위해서 블레이드를 따라 티스와 같은 날카로운 일련의 돌기를 배치하는 방법이 개시되어 있다. 콜클로우(Colclough)등에게 허여된 미합중국 특허 제4,788,016 호에는 티스를 갖는 비전도성 블레이드가 개시되어 있고 에스칼론(Escallon)등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,749,125 호에는 무딘 것에서부터 날카로운 티스형 구조물을 갖는 심(shim)이 개시되어 있다. 이러한 장치는 다수의 필라멘트를 고정시키지만, 이들은 기계적으로 피복 헤드를 변화시키지 않고 수행할 수 있는 피복범위를 엄격하게 제한한다. 또한, 고정된 포인트를 갖도록 제조된 장치는 다중 필라멘트가 하나의 포인트에서 형성되고 단일 필라멘트가 인접한 포인트에서 형성될 경우 특정한 전압에서 연무가 불균일하게 된다.
[발명의 요약]
본 발명은 전기분무 피복 공정중에 사용하기 위한 전기분무 피복 헤드 시스템을 제공한다. 요약하면, 이러한 피복 헤드 시스템은 액체를 하부 성형수단으로 분배하기 위한 계량부, 및 하부 성형수단으로부터 신장되는 액상 필라멘트의 수와 위치를 하부 성형수단을 둘러싸는 액체의 표면에 적용되는 전위의 크기에 따라 변화시킬 수 있도록 하부성형수단주위로 계량된 단일 액체의 연속적이고 실질적으로 일정한 곡율반경을 형성시키기 위한 하부 성형수단을 포함한다. 특정한 전위에서, 액상 필라멘트는 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 발생시키기 위해서 일시적으로 공간에 고정된다.
본 발명은 또한 전기분무 피복 공정중에 피복물질로서 적용되는 액체의 균일한 방출을 조절할 수 있는 방법으로 제공한다. 요약하면, 이러한 방법은 액체를 하부 성형수단으로 분배하기 위한 계량부를 제공하고; 하부 성형수단으로부터 신장되는 액상 필라멘트의 수와 위치를 하부 성형수단을 둘러싸는 액체의 표면에 적용되는 전위의 크기에 따라 변화시킬 수 있도록 하부 성형수단주위로 계량된 단일 액체의 연속적이고 실질적으로 일정한 곡율반경을 형성시키기 위한 하부 성형수단을 위치시키고; 특정한 전위가 필라멘트의 바람직한 수와 위치를 형성시킬 수 있도록 액체의 표면에 적용되는 전위를 조절하는 단계를 포함한다. 특정한 전위에서, 액상 필라멘트는 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 발생시키기 위해서 일시적으로 공간에 고정된다. 최종적으로, 이러한 방법은 또한 이동할 수 있는 기재상의 선택된 침착부위를 향해 연무를 유동시킴을 포함한다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명을 하기 도면을 참조로 하여 더욱 상세하게 설명한다.
제 1 도는 하부 성형수단의 주위로 액체막 및 액체의 균일한 공간 곡율반경을 형성시키기 위한 계량수단을 포함하는 분무 헤드 어셈블리의 말단 단면도이다.
제 2 도는 하부 성형수단상으로 및 하부 성형수단주위로 신장되는 액체의 투시도이다.
제 3 도는 하부 성형수단주위로 액체의 연속적이고 일정한 곡율반경과 액체막을 형성시키기 위한 계량수단을 포함하는 분무 헤드 어셈블리의 말단 단면도이다.
제 4 도는 기재상에 소적의 미세한 연무를 전기분무시키는, 제1도에 나타낸 것과 유사한 분무 헤드 어셈블리의 측면 입면도이다.
제 5 도는 액체를 수용하는 제 1 부 및 연속적이고 일정한 곡율반경을 형성시키기 위한 제 2 부를 갖는 하부 성형수단의 확대된 단면도이다.
제 6 도는 분무 헤드 어셈블리의 회로도이다.
제 7 도는 미터당 필라멘트의 수와 적용되는 전압의 함수사이의 비례관계를 나타내는 도표이다.
제 8 도는 본 발명의 전기분무 장치를 사용하여 기재를 피복시키는 전기분무 방법을 나타내는 도면이다.
이러한 도면은 실제크기가 아니고 단지 비제한적으로 예시하는 것이다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 기재를 전기적으로 피복시키기 위한 전기분무 방법에 관한 것이다. 정전기적 분무는 물질의 용도를 조절하기 위해서 피복되는 물질의 대전된 소적상에 형성되고 작용하는 전기장을 사용하지만, 일반적으로는 페인트 분무와 같이 무거운 물질을 피복시킴으로써 실행한다. 본 발명은 구조물로부터 매우 미세한 소적을 분무시키고 기재상으로 전기장의 작용에 의해서 이러한 소적의 균일한 연무를 형성시킴을 포함한다.
본 발명에서 피복물이란 하도제, 저접착성 이면 사이즈(back size), 박리성 피복물, 윤활제, 접착제 및 다른 물질로서 유용한 기재상의 선택된 물질의 필름을 포함한다. 어떤 경우에 있어서, 단지 몇개의 단분자 물질의 층이 요구된다. 미합중국 특허 제 4,748,043 호에는 다양한 두께로 이러한 피복을 적용시키는 하나의 수단에 개시되어 있다. 본 발명은 단일 헤드 배치로 조작할 경우 수분의 1 μm로부터 다중 헤드 배치로 조작할 경우 수백 μm의 목적하는 피복두께로 피막을 기재상에 정확하고 균일하게 적용시키기 위한 비접촉 방법을 제공한다. 본 발명의 목적은 물질의 연무를 발생시키고 이를 기재상에 균일한 방법으로 적용하여 기재상에 상기 물질의 필름 피막을 제공하는 것이다. 더욱 특히, 본 발명의 목적은 균일한 피막을 형성시키기 위해서 일시적으로 공간에 고정되는 일련의 액상 필라멘트를 형성시키고 유지하는 전기 분무 피복 헤드를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 분무헤드의 기계적인 크기와 부분들을 변화시키지 않고 연무 밀도를 형성시키는데 필요한 필라멘트의 수와 위치를 변화시킴으로써 소적 연무의 밀도를 변화시킬 수 있는 전기분무 피복 헤드를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 적용되는 전압을 단순히 조절함으로써 필라멘트의 수와 위치를 변화시킬 수 있는 전기분무 헤드를 제공하는 것이다.
전기분무되는 액체는 바람직하게는 공정을 최적화시키기 위해서 특정한 물성을 갖는다. 전도성은 약 10-7내지 10-3S/m이어야 한다. 전도성이 10-3S/m보다 훨씬 클 경우 전기분무중의 액체 유속은 다양한 피복용도로 사용하기에 너무 낮다. 전도성이 1O-7S/m보다 훨씬 낮을 경우, 액체는 양호하게 전기분무되지 않는다.
(대기압의 공기중에서 수행할 경우) 전기분무되는 액체의 표면장력은 바람직하게는 약 65 mN/m이고, 더욱 바람직하게는 약 50 mN/m이다. 표면장력이 너무 높을 경우, 액상 콘의 정점주위로 코로나(corona)가 발생한다. 이로인하여 전기분무 공정의 조절이 어렵게되고 전기 스파크가 발생할 수 있다. 공기가 아닌 개스를 사용할 경우 이러한 개스의 절연파괴 강도에 따라 허용된 최대 표면장력을 변화시킨다. 유사하게, 대기압으로부터의 압력변화 및 공정중에 기재에 대한 소적의 반응을 방지하는 불활성 개스의 사용이 가능하다. 이는 챔버중에 전기 분무 발생기를 위치시킴으로써 수행할 수 있고 경화수단도 또한 이러한 챔버중에 위치시킬 수도 있다. 액상 필라멘트 또는 소적의 바람직한 반응을 일으키기 위해서 반응성 개스를 사용할 수도 있다.
액체의 점도는 수천 밀리파스칼-초미만이어야 하고, 바람직하게는 수백 밀리파스칼-초미만이어야 한다. 점도가 너무 높을 경우, 필라멘트는 균일한 소적으로 분해되지 않는다.
유전상수와 전도성은 액체의 전기완화성을 한정한다. 그러나, 이러한 전도성은 광범위하게 조절할 수 있기 때문에, 유전상수는 보다 덜 중요한 것으로 생각된다.
본 발명의 전기분무 공정은 선행기술과 비교하여 다수의 유리한 점을 갖는다. 본 발명의 피복방법은 용매를 거의 사용하지 않거나 전혀 사용하지 않기 때문에, 큰 건조 오븐이 필요하지 않고 이에 수반되는 비용이 절감되고, 오염 및 환경적인 문제가 적다. 본 발명의 방법에서, 용매를 소량으로 사용하기 때문에, 건조가 신속하게 진행되고(단지 피막의 경화가 필요하다) 따라서, 단일 공정 라인중에서 다중 피복물을 얻을 수 있다. 또한, 다공성 기재는 반대면으로 침투되는 용매가 거의 없거나 전혀 존재하지 않기 때문에 하나의 면상에 유리하게 피복시킬 수 있다.
경우에 따라서, 전기분무성을 목적하는 바대로 조절하기 위해서 첨가제를 첨가할 수도 있다. 예를들면, 피복되는 물질의 전도성을 증가시키거나/감소시키기 위해서 메탄올을 첨가할 수도 있다. 피복되는 물질의 전도를 감소시키기 위해서 톨루엔을 첨가할 수도 있다. 또한, 반응성 시약을 용매로서 첨가할 수도 있고 생성되는 피막에 목적하는 특성을 부여하기 위해서 첨가할 수도 있다.
제 1 도에서, 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)의 하나의 실시 양태는 액체 (13)을 하부 성형수단 (15)로 분배시키기 위한 계량부 (11)로 구성된다. 하부 성형수단 (15)는 제 1 부(32)에서 액체 (13)을 수용하고 하부 성형수단의 제 2 부 (33)주위로 계량된 액체 (13)의 연속적이고 거의 일정한 단일 곡율반경을 형성하도록 도안된다. 이로 인하여 선택적으로 사용할 수 있는 전기분무 시스템(10)의 조작중에 하부 성형 수단 (15)의 제 2 부 (33)으로부터 신장되는 필라멘트의 수와 위치를 결정한다. 사용할 수 있는 형태는 하부 성형수단 (15)를 둘러싸는 액체 (13)의 표면에 적용되는 전위를 조절함으로써 얻는다. 하부 성형수단의 제 2 부 (33)은 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 발생시키기 위해서 특정한 전위에서 액상 필라멘트가 일시적으로 공간에 고정되도록 액체를 성형시킨다. 하부 성형수단 (15)는 상이한 형태의 부재를 포함하거나, 또는 다른 부재의 일부를 포함할 수도 있지만, 바람직한 하부 성형수단의 형태는 원형 또는 거의 원형에 가까운 단면을 갖는 연장된 와이어형 부재를 포함한다. 제 1 도 및 제 5 도에서, 하부 성형수단 (15)는 바람직하게는 계량부 (11)로부터 액체를 수용하기 위한 제 1 부(32), 및 연속적이고 일정한 곡율 반경을 형성시키기 위한 제 2 부 (33)을 포함한다.
제 1 도의 실시양태에서, 계량부 (11)은 액체 (13)을 수용한 다음 압력에 의해서 좁은 슬로트(slot) (20)을 통해서 액체를 분배하는 공동 벽(17)에 의해서 한정되는 액체 저장 공동을 갖는 연장된 튜브(16)을 포함한다. 이어서, 액체 (13)은 계량부의 길이를 따라 연장되는 외부 구멍 (22)로부터 배출된다. 액체 (13)은 계량부아래에 위치한 하부 성형수단 (15)를 향해 유동한다. 하부 성형수단(15)는 전도성, 반전도성 또는 절연성 물질로 제조될 수도 있다. 바람직한 하부 성형수단은 고전압의 전원과 간단하게 접속시키고 하부 성형수단 (15)의 주위 및 특히, 제 2 도에서 선 A-A'를 따라 위치하는 액체의 표면에서 전하를 용이하게 위치시키기 위해서 스테인레스 강철과 같은 전도성 물질로 제조된다. 제 1 도 및 제 2 도에서, 액체 (13)은 바람직하게는 낮은 유속으로 슬로트 (20)을 통해서 계량부 (11)로부터 유출된다. 이어서, 계량부 (11)과 하부 성형수단 (15)의 제 1 부 (32)사이에 액체막이 형성된다. 고전압 전원과 접속되는 또다른 수단이 고안된다. 예를들면, 고전압 전원이 제 1 도에 나타낸 액체 공급수단 (23)과 같은 전도성 수단에 접속될 경우, 액체의 전도성은 다시 전하를 하부 성형수단 (15)주위의 액체의 표면으로 수송하는데 사용된다.
제 3 도에 개시된 분무 헤드 시스템의 실시양태에서, 계량수단 (11)은 고정된 상부 (38) 및 상이한 폭의 슬로트 (20)과 구멍 (22)를 갖는 분무 헤드 시스템을 더욱 용이하게 재구성하기 위해서 제거가능하고 재배치가능한 하부 (30)을 포함한다. 본 발명의 범위에 포함되는 슬로트 (20)이 고안되고 하기 기술된다.
제 1 도에 나타낸 바와 같이, 계량수단 (11)중에 슬로트 (20)을 사용함으로써 하부 성형수단 (15)의 제 2 부(33)의 길이를 따라 액체 (13)을 균일하게 분포시킬 수 있다. 제 4 도에서 소적 (34)로 나타낸 바와 같이, 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 발생시키기 위해서 하부 성형수단 (15)상의 액체주위로 전위가 형성된다. 그러나, 우선, 하부 성형수단 (15)상의 액체에 고전압이 적용될 경우, 제4도 및 제5도에 나타낸 선 A-A'를 따라 액체에 응력을 인가하는 전기장이 형성된다. 전압이 없거나 낮은 전압에서, 불규칙적으로 이격된 몇개의 반구형 드롭(drop)이 서서히 팽윤되고 그들자신의 중량에 의해서 하부 성형수단으로부터 분리된다. 그러나, 더욱 높은 전압에서, 하부 성형수단 (15)의 선 A-A'를 따라 액체 (13)은 제 4 도에 나타낸 바와 같이, 균일하게 이격된 일련의 콘(39)를 형성한다. 각각의 콘 (39)는 그의 정점으로부터 액상 필라멘트 (40)을 방출한다. 적용되는 전압을 증가시킴으로써 필라멘트의 수가 증가한다. 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)으로의 주어진 전체 유속에 있어서, 각각의 필라멘트의 유속이 전기분무 범위내에 존재하도록 충분한 필라멘트(40)을 생성시키기 위해서 전압을 조절한다. 이어서, 전기분무 범위내에서 필라멘트를 조작하여 필라멘트의 정점 (40)을 전기장에 의해서 이동하는 기재 (43)으로 유도되는 일련의 연속적인 작은 대전된 소적으로 분열시킨다.
평활하고 균일한 선형 표면으로부터 전기분무 소적의 형태를 조절하려는 이전의 노력은 원치않는 필라멘트의 형성 또는 필라멘트의 이동 또는 활발한 움직임으로 인하여 실패하였다. 평활한 액체 표면으로부터 일련의 필라멘트를 형성시키기 위해서 전기장을 사용할 경우 발생하는 물리적 현상은 잘 이해되지 않는다. 그러나, 미트라우어(Mitterauer)의 문헌[IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. PS-15, pp. 593598 (1987)]중에는 슬로트로부터 반실리더 형태로 방출되는 액체가 그의 실린더축을 따라 액상 표면의 특정한 동요에 의해서 불안정하게 된다는 것이 교지되어 있다. 이러한 미트라우어의 이론은 필라멘트사이의 분리가 액상 실린더의 반경과 연관된다고 결론짓고 있다.
불행하게도, 이러한 현상은 전기분무 장치중에 관찰되지만, 실제적으로 이러한 필라멘트의 움직임도 또한 관찰된다. 예를들면, 성형수단 (15)를 갖지않는, 제 1 도에 나타낸 것과 유사한 전도성 계량수단 (11)을 구성하였다. 액체 (13)을 슬로트 (20)의 유출구로 배출시킬 경우, 액체는 슬로트 (20)의 배출구에서 매달린 실린더의 단편을 형성하였다. 이러한 매달린 액체의 실린더형 단편의 표면에 전기적 응력을 적용할 경우, 거의 균일하게 이격된 일련의 필라멘트가 액상 실린더를 따라 형성되었다. 그러나, 필라멘트들은 계속 동요하였다. 이러한 필라멘트의 움직임을 일시적으로 정지시키기 위해서 액체의 유속을 조절하고, 계량수단 (11)을 연마하고, 때때로 벽 (21)에 의해서 한정되는 슬로트의 크기를 변화시켰지만, 수십 초내에 하나이상의 필라멘트가 그의 원위치로부터 이동하기 시작하였다. 액상 실린더 단편의 측면상에서 액체와 계량수단 (11)이 접촉하는 선을 접촉선이라고 부른다. 이러한 실험동안에, 접촉선상의 다양한 점들을 따라 액체의 매우 미세한 이동이 때때로 관찰되었다. 때때로, 액체는 접촉선을 따라 위치하는 지점으로 유입되어 전진접촉각을 형성하고, 다른 때는 그지점으로부터 후퇴하여 후퇴접촉각을 형성하는 것이 관찰되었다. 그러나, 습윤시의 동력학적 분석은 이러한 전진접촉각과 후퇴접촉각은 상이한 것으로 나타난다. 따라서, 액체가 구조물에 접촉되는 부분적인 각은 접촉선을 따라 변하고, 이로인하여 슬로트 또는 방출 구조물에 접촉되는 액상 실린더를 따라 부분적인 곡율반경이 변화된다고 결론짓게 되었다. 미터라우어의 이론에 적용될 경우, 이러한 발견은 필라멘트가 때때로 계속하여 움직이는 것을 설명한다고 생각할 수 있다. 즉, 반경이 부분적으로 변화할 경우, 생성되는 필라멘트사이의 분리도 또한 액상 실린더를 따라 변한다. 일단 필라멘트가 유동하기 시작하면, 그러한 부분적인 영역으로부터 더욱 많은 양의 액체가 방출되고 인접한 영역에서 액체가 손실된다. 이러한 액체의 손실로 인하여 부분적인 동적 접촉각이 후퇴하게 된다. 이러한 후퇴접촉각은 다시 인접한 곡율반경에 영향을 미친다. 이러한 부분적은 유동과 인접한 (부분적인) 동적 접촉각사이의 상호작용은 인접한 (부분적인) 곡율반경에 영향을 미치고 필라멘트 (40)과 같은 필라멘트의 바람직하지 못한 이동을 야기한다.
또다른 실시양태에서, 블레이드형 방출 구조물상의 액체는 거의 유사한 방식으로 행동한다. 액체가 블레이드의 측면모두를 따라 아래로 유동할 경우, 이러한 유동경로를 따라 액상 시이트의 불안정성이 증가할 수 있다. 이러한 시이트의 불안정성은 바다의 해안가로 이동하는 파도와 유사하게 보인다. 블레이드를 따라 형성되는 파동표면의 변화는 블레이드의 정점에서 액체의 곡율반경을 변화시킨다. 블레이드의 정점에서 액체의 곡율반경은 필라멘트사이의 분리를 제한하지만, 곡율반경의 변화는 필라멘트사이에 새로운 분리를 형성시킨다. 따라서, 액상 시이트의 불안정성이 블레이드의 정점에 도달할 경우, 이는 단위길이당 필라멘트의 수를 변화시킨다. 다른 한편으로, 액체가 블레이드의 단지 하나의 측면아래로 유동할 경우, 이러한 액체는 블레이드의 정점을 둘러싸고 블레이드의 다른 측면상에 접촉선을 형성한다. 이러한 경우, 시이트의 불안정성과 부분적인 접촉각은 부분적인 곡율반경에 영향을 미친다. 따라서, 이러한 발견은 슬로트와 블레이드 장치는 그자체만으로는 필라멘트를 일시적으로 공간에 고정시킬 수 없다는 것을 제시한다.
상기 문헌이전에는 슬로트, 블레이드 또는 다른 방출 구조물 상의 필라멘트의 움직임에 대한 기술적인 원인에 대한 이해가 알려지지 않았다. 몇가지 점에서, 이는 여분의 필라멘트의 존재를 감소시키기 위해서 모세관 또는 개별적인 티스를 사용하는 것과 같이, 이러한 필라멘트 조절상의 문제를 해결하기위한 다른 시도들중에 존재하는 구조적인 결점을 설명한다. 이러한 티스형 구조는 분무헤드의 길이를 따라 투스(tooth)당 하나씩 위치하는 필라멘트의 수를 결정한다. 이러한 티스형구조물도 또한 돌출된 지점에서 얼마간의 특정한 전압상으로 적용되는 전압을 증가시킴에 따라 필라멘트의 수가 증가한다는 것이 알려짐에 따라 또다른 문제를 갖는다. 따라서, 티스를 사용할 경우, 연관된 전기장은 티스가 날카로와질수록 격렬하게 증가한다. 티스들이 각각 동일한 곡율반경으로 제조되지 않을 경우, 주어진 전압에서 하나의 투스에서 다중 필라멘트가 형성될 수도 있지만 인접한 투스에서는 단지 하나의 필라멘트가 형성될 수도 있다. 이는 또한 평활한 방출표면을 따라 바람직하지 못한 필라멘트의 움직임을 제거함으로써 자연적으로 발생하는 불안정성을 안정화시키는 기술을 개시하는 것으로 본 발명의 요소와는 거리가 있다. 이러한 안정화에 의해서 액상 필라멘트를 균일하게 분포시켜 전기분무 피복을 균일하게 적용한다. 또한, 티스가 사용될 경우, 이는 방출표면의 단위 길이중에 존재할 수 있는 필라멘트의 수를 엄격하게 제한한다. 다른 한편으로, 본 발명에서 적용되는 전압은 목적하는 피복에 대한 요구사항을 충촉시키기 위해서 필라멘트의 수를 신속하고 용이하게 변화시키는데 사용할 수 있다.
본 발명은 곡율반경을 안정화시키는데 성공함으로써 각각의 필라멘트의 위치를 일시적으로 안정화시킨다. 제 1 도 내지 제 6 도 및 제 8 도중에 도시된 구조적 개념을 사용함으로써 부분적인 액체의 곡율반경은 시스템중에 존재하는 습식라인의 불안정성 또는 다른 액체의 동요로부터 독립적으로 된다. 제 5 도는 액체 (13)이 얇게 피복된 하부 성형수단 (15)의 단면도이다. 이러한 경우, 제 2 부 (33)중에서 액체의 부분적인 곡율반경은 와이어의 반경 r'와 액체 (13)의 두께 r"의 합이다. 계량부로부터 방출되는 액체 (13)은 여전히 액체내에서 동요할 수도 있지만, 두께 r"를 갖는 얇은 액체층을 갖는 하부 성형수단 (15)의 제 2 부 (33)은 액체의 부분적인 곡율반경을 한정한다. 결론적으로, 하부 성형수단 (15)는 얇은 액체층의 동요를 감소시키고 제 2 도에서 바람직한 최대 전기응력 선을 나타내는 선 A-A'에서 필수적으로 일정한 액체의 곡율반경을 유지한다.
제 1 도에 나타낸 본 발명의 구조적 실시양태에서, 플라스틱 튜브형 계량부 (11)은 기부를 따라 절단된 슬로트 (20)을 갖는다. 하부 성형수단 (15)는 슬로트아래에 현가된 와이어를 포함한다. 추출봉 (54)는 거의 동일한 평면에서 와이어에 인접하게 현가된다. 슬로트 (20)은 110 mm의 길이, 0.610 mm의 폭 및 10.15 mm의 높이를 갖는다. 와이어는 2.06 mm의 직경을 갖고 기평면의 105 mm상에 위치한다. 추출봉(54)는 16 mm의 직경을 갖고 와이어의 하나의 측면상에서 50 mm 떨어져서 위치한다. 이러한 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)의 구조에서 슬로트 (20)의 하부 경계 (22)와 하부 성형수단 (15)사이의 거리는 약 1 mm이다. 이는 유체 (13)에 의해서 하부 성형수단 (15)의 용이하고 균일한 습윤을 허용한다. 약 10,000 볼트의 전압을 적용하면, 제 4 도에 나타낸 바와 같이, 발생된 액상 필라멘트 (40)은 그수가 변하고 움직임을 나타낸다. 그러나, 적용되는 전압이 추가로 5,000 볼트상승함에 따라, 필라멘트는 안정화되고 균일하게 이격되고 공간적으로 고정된다. 이어서, 전압을 15,000 볼트에서 19,000 볼트로 상승시킴에 따라, 미터당 필라멘트의 수는 262 에서 459로 안정적으로 증가한다. 이는 단위길이당 필라멘트를 안정적으로 조절하고 단위길이당 필라멘트의 수를 용이하게 조절하는 방법을 나타낸다. 하부 성형수단 (15)의 단위길이당 필라멘트의 수는 바람직하게는 적용되는 전압을 조절함으로써 조절되지만, 이러한 수는 몇가지 다른 조건에 의해서 얼마간 영향을 받을 수도 있다. 이러한 다른 조건은 하부 성형수단과 추출봉 (54)사이의 거리, 하부 성형수단과 기재 (43) 및 그와 인접한 기부 (52)사이의 거리, 분배된 액체 (13)의 점도, 분배된 액체 (13)의 전도성, 분배된 액체 (13)의 유전상수, 분배된 액체 (13)의 표면장력, 및 하부 성형수단 (15)주위의 액체 (13)의 유속을 포함한다. 일반적으로, 더욱 점성이 높은 용액은 와이어를 따라 안정한 필라멘트를 얻기 위해서 하부 성형수단 (15)의 제 2 부 (33)상에 더욱 큰 직경을 필요로한다.
전기분무 피복 헤드 시스템의 또다른 실시양태에서, 일반적으로 삼각형의 비전도성 플라스틱 계량부 (11)은 제 3 도에 나타낸 바와 같이, 와이어가 아래에 현가된 전도성 하부 성형수단 (15)를 갖는다. 하부 성형수단 (15)부위에 전기장을 형성시키기 위해서, 제 1 도, 제 6 도 및 제 8 도에 나타낸 추출봉 (54) 또는 플레이트(평편하거나 곡면을 가질 수도 있음)와 같은 전도성 구조물을 위치시킨다. 전도성 구조물 (54)는 제 6 도와 제 8 도에 나타낸 전원 (57)과 같은 고전압 공급원을 기부으로하는 하부 성형수단 (15)와는 상이한 전위를 갖는다. 전도성 추출봉 (54)는 하부 성형수단 (15)에 평행하게 위치할 수도 있고 그로부터 다양하게 위치할 수도 있지만, 하기 실시예 1 중에 기술된 성분크기를 사용할 경우 약 50 mm의 거리가 바람직하다. 추출봉 (54)를 평행하지 않게 배열할 경우 불균일한 피막이 형성될 수도 있는데, 이는 또한 특정한 경우에 있어서 바람직할 수도 있다. 추출봉 (54)는 고전압 전원 (58) 또는 전기접지 (68)에 접속되고, 제 6 도중에 나타낸 선택사항을 제거하기 위해서 선택적으로 스위치 (51)이 배치될 수도 있다. 전위 (57)은 하부 성형수단 (15)와 추출봉 (54)사이에 적용되어 구조물사이에 목적하는 전기장을 형성한다. 최대 전기응력은 바람직하게는 상기 논의된 바와 같이 제 2 도의 선 A-A'를 따라 적용된다.
액체 (13)은 전기장에 의해서 전기적으로 응력이 적용되어 제 4 도중에 더욱 상세하게 나타낸 바와 같은 일련의 필라멘트 (40)을 형성한다. 필라멘트당 액체의 유속이 전기분무 범위내에 포함될 경우, 이러한 필라멘트의 정점에서 레이라이 제트 분열이 발생하고 소적 (34)의 미세한 연무가 생성된다. 본 발명에 개시된 기술은 용매를 거의 함유하지 않거나 전혀 함유하지 않는 피복법에 부분적으로 사용할 수 있다. 그러나, 소적 (34)는 또한 각각의 소적으로부터 용매가 증발될 경우 크기가 감소될 수도 있다. 이러한 경우, 소적상의 전하는 레이라이 대전 한계를 얼마간 초과하고 이러한 소적은 고도로 대전되지만, 안정한 더욱 작은 몇개의 소적으로 분열된다. 연속적으로 몇차례 분열되어 매우 작은 직경을 갖는 용질 소적이 생성된다. 어떠한 경우에도, 소적 (34)는 전기장에 의해서 조절되고 유도되어 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)아래에 위치하는 기재 (43)의 표면상에 침착된다. 액체 및 조작조건의 특성에 따라, 기재 (43)의 표면상에 전기분무 소적 (34)가 도포되고 거의 연속적인 표면피복이 수행된다. 경우에 따라서, 도포가 장애를 받을 경우 불연속적인 도상 피복물을 얻을 수 있다.
제 6 도는 전기분무 공정의 회로도를 나타내는데, 여기서 제 4 도에 나타낸 기재 (43)과 기평면 (52)의 위치에 패러디(Faraday) 컵 구조물 (66)이 위치한다. 추출봉 (54)는 하부 성형수단 (15)와 같은 수평면내에 위치하지만, 하부 성형수단 (15)로부터 분리되어 현가된다. 제 6 도는 하기 더욱 상세하게 기술된다.
제 8 도는 기재 (43)을 피복하기 위해서 분무헤드 (10)을 사용하는 방법을 나타낸다. 이러한 경우, 목적하는 바대로 평활하거나 거칠 수도 있는, 웹형태의 기재 (43)은 큰 접지 드럼 (72)를 둘러싼다. 여기서, 기재는 드럼 둘레의 적절한 부분을 둘러싸고 이로인하여 드럼 (72)는 전위차이를 구별하기 위한 공통의 참조지점으로서 작용한다. (비전도성으로 가정하는) 기재(43)은 하나의 극성의 이온 (83)을 기재 (43)상에 대전시키는 코로트론(corotron) (80)과 같은 대전장치아래로 이동한다. 단위 면적당 전하는 정전기적 전압계를 사용하여 기재상의 전압을 측정함으로써 간접적으로 측정한다. 이어서, 기재를 연무 (34)를 형성시키는 분무 헤드 (10)아래로 이동시킨다. 연무 (34)는 코로트론 (80)에 의해서 기재 (43)상에 대전된 전하와 반대 극성으로 전원 (57)에 의해서 대전되어야 한다. 이어서, 연무 (34)는 하부 성형수단 (15)주위의 액체상의 전압과 기재 (43)의 표면상의 정전기적 전압 (86)에 의해서 측정되는 전압사이의 전위차로부터 형성되는 전기장에 의해서 기재 니 (43)상에 침착된다. 전기분무 분야의 숙련인에게 잘 알려진 바와 같이, 기재상에 상이한 전압을 적용함으로써 상이한 패턴의 액상 침착이 형성된다.
추출기 전극 (54)의 전압과 정전기적 전압계에 의해서 측정되는 기재의 표면 전압사이의 전위차에 의해서 형성된 전기장도 또한 연무 (34)를 기재 (43)상에 침착시키는데 기여한다. 연무 (34)가 코로트론 (80)에 의해서 기재 (43)상에 대전된 이온과 반대의 전극을 갖기 때문에, 기재의 전하는 피복후 감소된다. 연무(34)에 의해서 대전된 전하의 양이 코포트론 (80)에 의해서 대전된 전하의 양보다 크기 때문에, 기재는 연무와 동일한 전극을 갖고 연무의 침착을 차단하기 때문에 피복 두께를 조절하기 어렵게 된다. 기재가 연무로부터 너무 많은 양의 전하를 수용하지 않도록 하기 위해서, 피복후 정전기적 전압계 (90)을 사용하여 전하를 다시 측정한다. 기재 (43)은 피복후 그의 표면상에 전하를 전혀 갖지 않는 것이 바람직하다. 이를 위해서 코로트론 (93)과 같은 또다른 대전장치를 사용하여 소적과 동일한 극성을 갖는 전하 (96)을 충분히 대전시킴으로써 기재 (43)상의 전체 전하를 0으로 감소시킨다. 이는 정전기적 전압계 (90)이 0을 가르킬때까지 코로트론 (90)에 접속된 전원(도시되지 않음)을 조절함으로써 수행한다. 이어서, 기재 (43)을 목적으로 하는 필름 피막을 형성시키기 위해서 가열 및/또는 경화와 같은 추가의 공정으로 이동시킬 수 있다. 목적하는 피막성질 및 액체의 특성에 따라, 가열은 기재상에 침착된 액체의 유동을 촉진시키거나 차단할 수 있다.
기재 (43) 또는 그의 표면이 전도성이고 적절한 접지에 접촉될 경우, 코로트론 (80) 및 (93)과 같은 대전장치는 필요하지 않다.
제 4 도에서, (모세관 작용에 의해서) 계량부 (11)의 표면 및 하부 성형수단 (15)의 표면을 따라 유동하는 액체 (13)의 경향으로 인하여, 막 (27)의 가장자리 및 이로인한 소적의 시이트 (34)의 말단은 그의 특정한 부분에 있어서 균일하지 않을 수도 있다. 몇몇의 경우에, 습식라인을 고정시킴으로써 더욱 균일한 가장자리를 얻기 위해서 하나이상의 말단 지점 형성 구조물을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 구조물의 예는 계량부 (11)의 층이지거나 모서리가 잘라진 가장자리 (77) 및 댐(dam) (78)(예를들면, 하부 성형수단 (15)의 둘레를 감싸는 가는 와이어 또는 필라멘트)을 포함한다. 전형적으로, 댐은 바깥쪽 필라멘트가 그보다 중앙에 위치하는 필라멘트보다 느린 유속을 갖게 할 수 있기 때문에 모서리가 잘려진 가장자리가 댐보다 바람직하다.
추출봉 (54)는 분무 헤드 (10)을 감소된 전압에서 작동시켜 바람직하지만, 필요하지는 않다. 예를들면, 제 2 도, 제 5 도, 제 6 도 및 제 8 도에서, 추출봉 (54)가 존재하지 않을 경우, 분무헤드 (10)은 추출봉 (54)가 존재할때 발생되는 것과 동일한 전기응력을 액상선 A-A'를 따라 형성시키기 위해서 전원 (57)의 전압이 증가할 경우에도 여전히 기능한다.
하기 실시예는 다양한 물질을 상이한 두께로 피복시키기 위한 본 발명의 전기분무 방법의 개념을 예시한다. 별도의 언급이 없는한 액체중 모든 구성성분의 양은 중량부이다.
[실시예]
본 실시예는 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)을 사용하여 m당 형성된 필라멘트의 수에 대한 적용되는 전압의 효과를 나타낸다. 사용되는 용액은 1991 년 3 월 20 일자로 출원되고 계류중인 "Radiation Curable Vinyl/Silicone Release Coating"이란 제목의 미합중국 특허원 제 07/672,386호중에 기술되어 있다. 이용액은 72.5 부의 이소옥틸 아세테이트, 10 부의 헥산디올 디아크릴레이트, 7.5 부의 트리메틸올프로판트리(β-아크릴옥시프로피오네이트), 5 부의 아크릴산, 및 1.5 부의 분자량 5,000을 갖는 아크릴아미도 실록산을 혼합함으로써 제조하였다. 이 용액에 2 부의 DAROCURE 1173[2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프ㅗㄹ판-1-원으로 구성된 유리 라디칼 UV 게시제(시바 가이기(Ciba Geigy)tkwp)], 및 5 부의 메탄올을 첨가하였다. 전기분무에 적절한 용액의 물성은 1.5 μS/m의 전도도, 6 밀리파스칼-초(mPa-s)의 점도, 11.6의 유전상수, 및 24.5 mN/m의 표면장력이었다.
제 1 도중에 나타낸 것과 유사한 전기분무 피복 헤드 시스템(10)은 기부를 따라 절단된 슬로트를 갖는 플라스틱 튜브, 슬로트아래로 현가된 와이어 및 이러한 와이어와 거의 동일한 평면중에서 와이어와 평행하게 현가된 추출봉으로 구성되었다. 슬로트는 110 mm의 길이, 0.610 mm의 폭 및 10.15 mm의 높이를 가졌다. 와이어는 2.06 mm의 직경을 갖고 기평면으로부터 105 mm상에 위치하였다. 추출봉은 각각 16 mm의 직경을 갖고 제 6 도에 나타낸 바와 같이 와이어로부터 50 mm 높이의 위치에서 와이어의 측면상에 위치하였다.
전기분무 피복 헤드 시스템 (10)을 제 6 도의 회로도에서 나타낸 바와 같이, 크고 평편한 금슥 판 (66)상에 탑재하였다. 판을 접지로부터 절연시키기 위해서 6.4 mm의 플렉시글라스의 시이트상에 위치시켰다. 판으로부터 접지로 키틀리(Keithley) 모델 485 피코암메터(picoammeter) (69)를 접속하였다. 이는 판이 패러디 컵과 같이 작용하도록 하고 와이어 (15)주위의 액체와 판 (66)사이에 전기장 경로 E를 형성하도록한다. 음극 20 kV 글라스맨 파워 서플라이(Glassman power supply) 모델 PS/WG-20N15-DM 을 와이어에 접속하였다. 추출기 전극 (54)를 접지 전위에서 고정시켰다. 필라멘트의 수를 다양한 전위에서 측정하였다. 그결과를 제 7 도의 그래프중에 데이타 점으로서 나타내었다. 잘 알수 있는 바와 같이, 전원 (57)과 전원 (58)은 어떠한 전극에도 작동할 수 있다.
와이어를 따라 필라멘트의 수를 세고 필라멘트를 함유한 와이어의 길이로 나눔으로써 필라멘트 밀도를 얻었다. m당 필라멘트의 수가 적용되는 전압의 제곱에 거의 비례하는 함수 관계를 그래프상의 단일 선 (70)으로 나타내었다. 필라멘트가 최초로 불안정하게 되는 전압 (약 10,O00 볼트)부위에서, 필라멘트의 수가 변하였고 필라멘트들이 동요하였다. 추가로 5,000 볼트를 적용하자 필라멘트들은 안정화되어 균일하게 이격되고 공간에서 고정되었다. 전압을 15,000 볼트이상으로 증가시켜 필라멘트의 수를 조절하였다. 안정화된 필라멘트의 데이타 점들은 m당 필라멘트의 수와 적용되는 전압의 제곱에 접근하는 함수와의 관계를 나타내는 곡선과 양호하게 일치한다. 미합중국 특허 제 4,748,043 호에는 각각의 액체는 안정한 단일 필라멘트가 전기분무 공정중에 형성되는 특정한 유속 범위를 갖는다는 것을 교시하였다. 니들 또는 투스형 전기분무 헤드중에서 단위길이당 필라멘트의 수는 이러한 티스형 돌출부의 수에 의해서 결정된다. 그러나, 본 발명에서, 시스템의 유속범위는 그다지 제한적이지 않고, 단위길이당 필라멘트의 수는 전압수준을 단순히 조정함으로써 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 다수의 액체에 있어서, 필라멘트가 평활한 표면으로부터 전기분무 양태로 형성될 경우, 그의 전기분무 유속범위의 상한은 니들 또는 날카로운 투스형 구조물로부터 필라멘트를 형성하는 동일한 액체로부터 2가지 이상의 인자에 의해서 증가된다.
[실시예 2]
본 실시예는 용액을 침착시켜 거친 표면상에 6 내지 9 μm의 두꺼운 피막을 형성시키는데 있어서 슬로트와 와이어 전기분무 피복 방법의 용도를 기술한다. 90 부의 지환족 에폭시(유니온 카바이드(Union Carbide)사제; 상표명 ERL-4221)와 10 부의 헥산디올아크릴레이트(미합중국 펜실바니아 엑스톤(PA, Exton) 소재의 사토머 인코포레이티드(Sartomer Inc.)사제; 상표명 SR-238)를 혼합하고, 0.25 부의 2,2-디메틸-2-페닐아세토페논으로 구성된 강경화성 광개시제(시바-가이기사제; 상표명 IRGOCURE 651), 및 0.25 부의 사이클로펜타디에닐 큐멘 제 2 철 포스포러스 헥사플루오라이드로 구성된 가시광 경화성 광개시제(시바-가이기사제; 상표명 IRGOCURE 261)를 첨가하고 톨루엔(미합중국 위스콘신 밀워키(WI, Milwaukee) 소재의 알드리히(Aldrich)사제; 카탈로그 No.32, 055-2)을 사용하여 85 중량%의 고형물 함량으로 희석시켰다. 전기분무에 적합한 용액의 물성은 70 μS/m의 전도도, 29 mPa-s의 점도, 11의 유전상수, 및 27 mN/m의 표면장력을 가졌다. 용액을 미합중국 매사츄세츠 캠브릿지(MA, Cambridge) 소재의 사게 인스트루먼트(Sage Instrument)사로부터 구입가능한 사게 모델 355 주사기 펌프를 사용하여 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)중으로 도입하였다.
슬로트는 약 610 ㎛의 균일한 폭과 102 mm의 길이를 가졌다. 19.5 kV의 높은 양극 전압을 와이어에 적용하고 6 kV의 양극 전압을 추출봉에 적용하였다. 추출봉의 직경은 6mm이고 와이어로부터 25 mm 떨어졌다. 와이어의 직경은 3.2 mm이고, 슬로트로부터 약 2 mm 아래, 수송 메카니즘의 필름 표면으로부터 90 mm상에 위치하였다. 수성 메카니즘은 이동하는 금속 벨트상부상에 비전도성 캐리어 웹으로 구성된다. 물질의 샘플 시이트 또는 롤(roll)을 이러한 벨트와 캐리어 웹을 갖는 수송 구조물상으로 위치시키거나 공급할 수도 있다. 금속 벨트를 접지 전위에서 고정하였다.
76 ㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 롤을 수지 피복시킨 다음 12 ㎛의 평균 직경을 갖는 입자의 박층으로 고정되지 않은 상태로 함침시켰다. 이러한 물질의 스트립 102 mm × 914 mm 를 캐리어 웹의 상부로 공급하여 수송 매카니즘중으로 공급하였다. 스트립의 거친 표면을 약 2 kV의 음극 전위로 코로나 대전기 하에서 대전시켰다. 웹 속도를 6.1 m/min으로 고정하였다. 펌프 유속은 295 및 443 ㎖/hr의 두가지로 사용하였다. 필라멘트당 유속은 계량부중으로 도입되는 전체 펌프 유속을 필라멘트의 총수로 나눔으로써 얻었다.
고전압이 적용될 경우, 슬로트아래에서 95 mm의 와이어 길이당 10개의 필라멘트가 형성되었다. 필라멘트당 용액의 유속은 29.5 ㎖/hr 및 44.3 ㎖/hr 이고 생성된 피막의 두께는 각각 6 ㎛ 와 9 ㎛이었다. 본 실시예에서, 투꺼운 와이어를 사용함으로써 m당 105개의 필라멘트가 형성되었다. 이어서, 피복된 스트립을 중압 수은등아래로 통과시키고 61O J/m2의 254 nm 자외선에 노출시켰다.
[실시예 3]
본 실시예는 접착재용으로 사용되는 평활한 플라스틱 필름상에 얇고, 쉽게 박리시킬 수 있는 피막표면을 형성시키는 방법을 기술한다. 2개의 용액을 피복시켰다. 제 1 용액은 다음과 같은 시판용 액체를 혼합함으로써 제조하였다: 40 부의 에폭시실란(미합중국 뉴욕 워터포드(NY, Waterford) 소재의 제네랄 일렉트릭 캄파니(General Electric Company)의 디비젼인 GE 실리콘스(Silicones) 제품, 상표명 "UV9300 Solventless UV Release Polymer"), 20 부의 1,4-사이클로헥산디메탄올디비닐 에테르(미합중국 뉴져지 웨인(NJ, Wayne) 소재의 GAF 케미칼스 코포레이션(Chemicals Corporation)사 제품, 상표명 "Rapi-Cure CHVE Reactive Diluent"), 15 부의 리모넨 모노옥사이드(미합중국 펜실바니아 필라델피아(PA, Philadelphia) 소재의 아토켐(Atochem)사 제품), 및 25 부의 식품-등급 디모넨(미합중국 플로리다 레이크 알프레드(FL, Lake Alfred) 소재의 플로리다 케미칼 캄파니 인코포레이티드(Florida Chemical Co. Inc.)사 제품). 상기 용액에 3 부의 요오도늄 염(GE 실리콘스 제품, 상표명 UV9310C)을 첨가하였다. 이혼합물을 40/20/15/25+3으로 표시하였다. 상기 용액들을 25/20/15/40+3의 비율로 혼합하여 제 2 용액을 제조하였다. 전기분무에 적합한 제 1 용액의 물성은 11 μS/m의 전도도, 19 mPa-s의 점도, 7.5의 유전상수, 및 24 mN/m의 표면장력이었다. 전기분무에 적합한 제 2 용액의 물성은 11 μS/m의 전도도, 9 mPa-s의 점도, 7.6의 유전상수, 및 24 mN/m의 표면장력이었다.
사용된 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)은 기부 가장자리를 따라 절단된 슬로트를 갖는, 제 3 도에 나타낸 것과 유사한, 삼각형 횡단면을 갖는 중공 플라스틱 블록, 및 상기 슬로트아래에 현가된 와이어 및 이러한 와이어와 동일한 평면상에 평행하게 현가된 추출봉으로 구성된다. 상기 슬로트는 305 mm의 길이, 0.610 mm의 폭, 및 19 mm의 높이를 갖는다. 상기 와이어는 2.4 mm의 직경을 갖고 점성이 높은 제 1 용액에 대해 상기 슬로트로부터 2 mm 떨어져서 위치하고 점성이 낮은 제 2 용액에 대해 1 mm 떨어져서 위치한다. 추출봉은 각각 6.4 mm의 직경을 갖고 와이어의 한쪽 측면상에서 25 mm 떨어져서 위치한다. 피복되는 용액은 미합중국 일리노이 시카고(IL, Chicago) 소재의 콜-팔머 인스트루먼트 캄파니(Cole-Palmer lnstrument Company)사로부터 각각 카탈로그 No. N07520-35 및 A-07002-27로서 구입가능한 마이크로펌프(MicroPump) 모델 7520-35 및 자기에 의해 연결된 기어 펌프헤드중으로 도입시켰다.
양극 25 kV의 고전압을 미합중국 뉴욕 브루스터(NY, Brewster) 히포트로닉스(Hipotronics)사의 "High Voltage DC Power Supply Model R60A"를 사용하여 와이어에 적용하였다. 추출봉을 접지하였다. 와이어는 피복되는 필름 표면으로부터 90 mm 상에서 제 8 도에 나타낸 자유롭게 회전하고 610 mm의 직경을 갖는 전도성 금슥 드럼 (72)의 표면위를 통과하였다. 이러한 피복설비는 플라스틱 필름의 롤, 종이 또는 금속 호일을 피복할 수 있다. 또한, 상기 언급된 롤은 시이트 샘플이 위치할 수도 있는 캐리어 웹으로서 사용할 수도 있다. 금속 드럼은 접지 전위에서 고정하였다.
두께가 36 μm인 PET 필름의 폭 305 mm의 롤을 상기 피복 장치에 공급하였다. 필름을 금속 드럼에 고정시키고 필름 시이트를 캐리어 웹에 고정시키기에 충분한 약 1.5 kV의 음극 전위를 필름 표면에 대전시켰다. 305 mm 길이의 슬로트로부터의 펌프유속을 5.5 ㎖/분에서 일정하게 유지하였다. 용액으로 슬로트아래의 와이어 305 mm를 습윤시켰다. 웹 속도는 9.1, 27.4 및 45.7 m/분이었다. 이러한 각각의 속도에서 측정된 피복두께는 2.0, 0.7 및 0.4 μm이었다.
이어서, 피복된 필름을 열 및 자외선에 노출시켜 피막을 내성을 갖는 이형표면으로 전환시켰다. 피복된 필름을 열전달 계수가 62.8J/(sm2C)와 125.5 (J/sm2C)사이인 2.4 m의 길이를 갖는 공기 충돌 오븐을 통과시켰다. 각각의 용액에 대해서 오븐중에 3가지의 공기 온도를 사용하였다(제 1 용액에 대해서 35℃, 42℃ 및 60℃; 제 2 용액에 대해서 24℃, 44℃ 및 59℃). 상기 3가지의 속도에 대해서 오븐중의 잔류시간은 16, 5.3 및 3.2 초였다. 피복된 필름은 낮은 열전달 계수 측정치에서 3.2 초내에 오븐온도에 도달하고 높은 열전달 계수 측정치에서는 1.6 초 내에 오븐온도에 도달하는 것이 관찰되었다. 이어서, 피복된 필름을 중압 수은 증기 램프아래로 통과시키고 (각각 9.1, 27.4 및 45.7 m/분에서) 880, 290 및 180 J/m2의 254 nm 자외선에 노출시켰다.
생성된 경화된 피복물을 (미합중국 미네소타 세인트 폴(MN, St. Paul) 소재의 3M 사로부터 구입가능한 N0. 232 ScotchTM차단 마스크 테이프인) 천연고무/수지 접ckr재 또는 (3M사로부터 구입가능한 No.81O ScotchTMMagicTM테이프인) 아크릴 접착재를 갖는 테이프와 접촉시켜 65℃ 및 50% 상대습도에서 3 일동안 열숙성시켰다. 22.2℃의 온도 및 50%의 상대습도에서 일정하게 유지되는 방에서 4 시간이상 오븐으로부터 꺼내어 방치시킨후 테이프를 샘플로부터 2.286 m/분의 속도에서 180도로 박리시켰다. 재접착력의 손실은 관찰되지 않았다. 각각 A, B 및 C로 표시된 3가지 속도 9.1, 27.4 및 45.7 m/분에서 상이한 에폭시실리콘 농도 및 웹 온도에 대한 박리력을 테이프의 폭 1O-1m당 뉴튼(N)으로 하기와 같이 나타내었다.
피막 적용단계와 피막 경화단계사이의 시간이 중가함에 따라, 이러한 용액 조성물에서 용이하게 박리시킬 수 있는 성질을 얻기위해서 열을 사용하는 것이 유리하다.
이러한 실험동안에 m 당 필라멘트의 수를 측정하지 않고 유사한 헤드형태를 사용한 더욱 용이한 실험에서 필라멘트의 수를 측정하였다. 예를들면, 제 1 용액에 24 kV의 양극 전압을 적용시키는 더욱 용이한 실험에서, 슬로트아래의 와이어 305 mm상에서 약 90개의 필라멘트가 형성되었다. 펌프 유속은 5.5 ㎖/분이고 이를 사용하여 필라멘트당 용액의 유속이 3.7 ㎖/시간인 것으로 계산되었다. 22 kV의 양극 전압이 제 2 용액에 적용될 경우, 약 80 개의 필라멘트가 형성되었다. 펌프 유속은 9.5 ㎖/분이고, 계산된 필라멘트당 유속은 7.1 ㎖/시간이었다.
[실시예 4]
본 실시예는 접착재용으로 사용하기 위해서 거친 기재상에 용이하게 박리시킬 수 있는 피복된 표면을 형성시키기 위한 방법을 설명한다. 피복되는 용액은 실시예 3 의 제 1 용액과 동일하였다. 용액을 기재에 적용하는 방법도 또한 실시예 3 과 동일하였다.
하부면이 접착제로 피복되고 305 mm 폭의 실리콘 피복된 종이에 느슨하게 접착된, 102 mm × 7.6 mm 의 거친 표면을 갖는 스트립을 61 ㎛의 두께를 갖는 PET 캐리어 필름의 폭 330 mm 롤상에 위치시키고 피복장치에 통과시켰다. 거친 표면과 노출된 실리콘 피복된 종이를 약 1.5 kV의 음극 전위로 대전시켰다. 펌프 유속을 305 mm 길이의 슬로트로부터 5.5 ㎖/분에서 일정하게 유지시켰다. 용액은 슬로트아래의 와이어 330 mm를 습윤시켰다. 웹속도는 15.2 m/분에서 일정하였다. 측정된 피복두께는 1.2 μm이었다.
이어서, 피복된 필름을 열 및 자외선에 노출시켜 피막을 내성을 갖는 박리가능한 표면으로 전환시켰다. 피복된 필름을 25mm의 높이, 356 mm의 폭, 및 1.83 m의 길이를 갖는 턴넬(tunnel)에 통과시켰다. 노즐에서의 공기 배출 온도가 187℃ 인 고온 공기 취입기(스위스연방 공화국의 리스터(Leister)사제 모델 6056)를 사용하여 공기를 웹이 이동하는 방향과 반대방향으로 턴넬중으로 공급하였다. 턴넬로부터 배출되는 공기의 온도는 약 10O℃이고 웹의 온도는 미합중국 뉴져지 윅코프(Wyckoff) 소재의 미크론 인스트루먼트 캄파니 인코포레이티드(Mikron Insttument Company, Inc.)사의 미크론 M90 시리즈 휴대용 IR 온도계와 유사한 장치를 사용하여 유사한 조건에서 폴리에스테르 필름을 적외선 측정한 결과를 기초로하여 약 50℃인 것으로 측정되었다. 이어서, 피복된 필름을 중압 수은 증기 램프아래로 통과시키고 400 J/m2의 254 nm 자외선에 노출시켰다.
생성된 경화된 피막은 피복된 기재의 기부상에 위치하는 동일한 천연 고무/수지 접착재에 대해서 시험한 결과 만족스러운 박리성과 재접착성을 나타내었다.
[실시예 5]
본 실시예는 하도를 사용하는 본 발명의 방법을 설명한다.
피복되는 용액을 95 부의 헥산디올디아크릴레이트와 5 부의 벤조페논(알드리히사제 카탈로그 No. B930-0)을 혼합하여 제조하고 이용액을 메탄올(알드리히사제 카탈로그 No. 17933-7)을 첨가하여 90 중량% 로 희석시켰다. 전기분무에 적합한 용액의 물성은 2.6 μm의 전도도, 9 mPa-s의 점도, 10.1의 유전상수 및 34.2 mN/m의 표면장력이었다. 사게 모델 255 주사기 펌프를 사용하여 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)중으로 용액을 도입하였다. 전기분무 피복 헤드 시스템 (10)을 제 6 도에 나타낸 크고 편평한 금속 판 (66)상에 탑재하였다. 슬로트는 410 ㎛의 균일한 폭과 76 mm의 길이를 가졌다. 실시예 3 의 히포트로닉스 파워 서플라이를 사용하여 와이어에 24 kV의 전압을 적용하였다. 와이어는 1.7 mm의 직경을 갖고 슬로트로부터 762 ㎛아래, 금속 판으로부터 90 mm상에 위치하였다. 용액이 슬로트로부터 유출되어 와이어의 89 mm를 피복하였다.
분무 헤드로 유입되는 전체 유속이 1.36 ㎖/분에서 13.56 ㎖/분으로 증가함에 따라 필라멘트의 총수와 필라멘트당 유속을 하기와 같이 얻었다(각각 A, B, C, 및 D로 표시하였다).
상기 필라멘트당 유속이 증가함에 따라. 필라멘트가 소적으로 분해되기 전까지 필라멘트의 길이는 더욱 길어지고 필라멘트의 직경은 더욱 커졌다. 낮은 2개의 유속(A와 B)은 전기분무범위이고 높은 2개의 유속, C와 D는 각각 조화분무범위에 접근하고 조화분무범위에 포함된다.
관련분야의 숙련인이라면 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변화가 가능하다는 것을 이해할 것이다.

Claims (14)

  1. (a) 액체를 하부 성형수단으로 분배하기 위한 계량부; 및 (b) 상기 분배된 액체를 상기 계량부로부터 상기 하부 성형수단상으로 유동시켜 상기 액체가 하부 성형수단을 둘러싸도륵 상기 계량부아래에 위치하고, 상기 하부 성형수단으로부터 신장되는 상기 액체의 필라멘트의 수와 위치를 하부 성형수단을 둘러싸는 액체의 표면에 적용되는 전위의 크기에 따라 변화시키고 상기 특정한 전위에서 상기 액상 필라멘트를 일시적으로 공간에 고정시켜 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 형성시킬 수 있도록, 하부 성형수단주위로 분배된 액체의 연속적이면서도 거의 일정한 부분적인 단일 곡율반경을 갖는 층을 형성시키는 하부 성형수단을 포함함을 특징으로하는, 전기분무 피복 공정에 사용하기 위한 전기분무 피복 헤드 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 계량부가 액체를 수용하기 위한 액체 저장 공동(cavity)을 한정하는 내벽을 갖는 신장된 부재 및 상기 부재의 길이를 따라 상기 액체 저장 공동으로부터 외부 구멍으로 신장된 슬로트(slot)를 포함함을 또한 특징으로 하는 피복 헤드 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 성형수단이 신장된 와이어형 부재를 포함함을 또한 특징으로 하는 피복 헤드 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 와이어형 부재가 전도성 와이어를 포함함을 특징으로 하는 피복 헤드 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 계량부가 상부와 기부를 갖는 대향 측벽을 포함하는 신장된 블레이드(blade)형 부재를 포함하고, 상기 대향 측벽이 상기 분배된 액체가 이러한 상부로부터 기부로 연속적으로 유동하고 하부 성형수단상으로 유동하여 균일하고 연속적인 액체 막으로서 하부 성형수단과 접촉하도록 하나이상의 유동 경로를 제공함을 또한 특징으로 하는 피복 헤드 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 하부 성형수단상에 위치하고, 하부 성형수단의 대향되는 말단상에 습식라인을 고정시키는 말단 지점 형성 구조물을 또한 포함하는 피복 헤드 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 계량부상에 위치하고, 계량부의 대향되는 말단상에 습식라인을 고정시키는 말단 지점 형성 구조물을 또한 포함하는 피복 헤드 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 하부 성형수단을 둘러싸는 액체보다 낮은 전위를 갖고, 하부 성형 수단에 인접하게 위치하는 하나이상의 전도성 구조물을 또한 포함하는 피복 헤드 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, a) 상기 전도성 구조물이 전도성 봉을 포함하거나, 또는 b) 상기 전도성 구조물이 전도성 평판을 포함함을 또한 특징으로 하는 피복 헤드 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 전도성 구조물이 비전도성 외부 표면 피막을 가짐을 또한 특징으로 하는 피복 헤드 시스템.
  11. a) 액체를 하부 성형수단으로 분배시키기 위한 계량부를 제공하는 단계; b) 상기 하부 성형수단으로부터 신장되는 상기 액체의 필라멘트의 수와 위치를 하부 성형수단을 둘러싸는 액체의 표면에 적용되는 전위의 크기에 따라 변화시키기 위해서 하부 성형수단주위로 분배된 액체의 연속적이면서도 거의 일정한 부분적인 단일곡율반경을 갖는 층을 형성시키는 하부 성형수단을, 상기 분배된 액체가 상기 계량부로부터 상기 하부 성형수단상으로 유동하여 상기 하부 성형수단을 둘러싸도록 상기 계량부아래에 위치시키는 단계; 및 c) 특정한 전위로 인하여 상기 액상 필라멘트의 목적하는 수와 위치가 제공되고 이러한 특정한 전위에서 상기 액상 필라멘트가 일시적으로 공간에 고정되어 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 발생시킬 수 있도록 액체의 표면에 적용되는 전위를 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 전기분무 피복 공정에서 피복 물질로서 적용되는 액체의 균일한 방출을 가변적으로 조절하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 하부 성형수단을 둘러싸는 액체의 표면에 적용되는 전위를 조절함으로써 균일한 연무의 소적 수 밀도를 조절함을 또한 특징으로 하는 방법.
  13. a) 액체를 하부 성형수단으로 분배시키기 위한 계량부를 제공하는 단계; b) 상기 하부 성형수단으로부터 신장되는 상기 액체의 필라멘트의 수와 위치를 하부 성형수단을 둘러싸는 액체의 표면에 적용되는 전위의 크기에 따라 변화시키기 우해서 하부 성형수단주위로 분배된 액체의 연속적이면서도 거의 일정한 부분적인 단일 곡율반경을 갖는 층을 형성시키는 하부 성형수단을, 상기 분배된 액체가 상기 계량부로부터 상기 하부 성형수단상으로 유동하여 상기 하부 성형수단을 둘러싸도록 상기 계량부아래에 위치시키는 단계; c) 특정한 전위로 인해 상기 액상 필라멘트의 목적하는 수와 위치가 제공되고 이러한 특정한 전위에서 상기 액상 필라멘트가 일시적으로 공간에 고정되어 고도로 대전된 소적의 균일한 연무를 발생시킬 수 있도록 액체의 표면에 적용되는 전위를 조절하는 단계; 및 (d) 이동가능한 기재상의 선택된 침착부위쪽으로 연무의 유동을 유도하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 전기분무 피복 공정에서 박막 피복 물질로서 적용되는 액체의 방출을 가변적으로 조절하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, a) 상기 액체를 상기 기재상에 침착시킨후 가열하는 단계, 또는 b) 상기 액체를 상기 기재상에 침착시킨후 경화시키는 단계를 또한 포함함을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815302B1 (ko) 2001-04-24 2008-03-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 정전 분사 코팅 장치 및 방법
WO2011002205A2 (ko) 2009-06-30 2011-01-06 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 전극의 제조방법, 이로부터 형성된 전극 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2011062460A2 (ko) 2009-11-23 2011-05-26 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 분리막 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2013012292A2 (ko) 2011-07-20 2013-01-24 주식회사 엘지화학 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
EP4287337A2 (en) 2017-03-16 2023-12-06 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing electrode including polymer electrolyte

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW268969B (ko) * 1992-10-02 1996-01-21 Minnesota Mining & Mfg
US5702527A (en) * 1995-02-22 1997-12-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Restricted flow die
US5817376A (en) * 1996-03-26 1998-10-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Free-radically polymerizable compositions capable of being coated by electrostatic assistance
US5962546A (en) * 1996-03-26 1999-10-05 3M Innovative Properties Company Cationically polymerizable compositions capable of being coated by electrostatic assistance
US5858545A (en) * 1996-03-26 1999-01-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrosprayable release coating
US5891530A (en) 1996-04-19 1999-04-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for producing a coating
JP4433100B2 (ja) 1997-06-20 2010-03-17 ニューヨーク ユニヴァーシティ チップ及びライブラリの大量製造における物質溶液の静電噴霧
US5954907A (en) * 1997-10-07 1999-09-21 Avery Dennison Corporation Process using electrostatic spraying for coating substrates with release coating compositions, pressure sensitive adhesives, and combinations thereof
US6040352A (en) * 1998-06-11 2000-03-21 3M Innovative Properties Company Free radical polymerization process using a monochromatic radiation source
US6224949B1 (en) 1998-06-11 2001-05-01 3M Innovative Properties Company Free radical polymerization method
US6368562B1 (en) 1999-04-16 2002-04-09 Orchid Biosciences, Inc. Liquid transportation system for microfluidic device
US6485690B1 (en) 1999-05-27 2002-11-26 Orchid Biosciences, Inc. Multiple fluid sample processor and system
US6138922A (en) * 1999-11-09 2000-10-31 Progressive Grower Technologies Electrostatic spray module
JP2004517719A (ja) * 2001-01-10 2004-06-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー シート塗布装置
US6737113B2 (en) 2001-01-10 2004-05-18 3M Innovative Properties Company Method for improving the uniformity of a wet coating on a substrate using pick-and-place devices
US6579574B2 (en) * 2001-04-24 2003-06-17 3M Innovative Properties Company Variable electrostatic spray coating apparatus and method
WO2002095362A2 (en) * 2001-05-24 2002-11-28 New Objective, Inc. Method and apparatus for feedback controlled electrospray
KR100479461B1 (ko) * 2001-09-27 2005-03-30 주식회사 에이스랩 정압 유지장치
CA2562097C (en) * 2004-04-02 2014-06-17 Wladimir Janssen Efficient and flexible multi spray electrostatic deposition system
US20060266485A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Knox David E Paper or paperboard having nanofiber layer and process for manufacturing same
KR100684292B1 (ko) 2005-07-25 2007-02-20 박종수 전기분사 방식의 박막 코팅 시스템 및 이를 위한 분사장치
CZ2007108A3 (cs) 2007-02-12 2008-08-20 Elmarco, S. R. O. Zpusob a zarízení pro výrobu vrstvy nanocástic nebo vrstvy nanovláken z roztoku nebo tavenin polymeru
CZ2007729A3 (cs) * 2007-10-18 2009-04-29 Elmarco S. R. O. Zarízení pro výrobu vrstvy nanovláken elektrostatickým zvláknováním polymerních matric a sberná elektroda pro takové zarízení
US8333334B1 (en) 2010-09-20 2012-12-18 Thad Gefert Electro-spray coating head applicator
US20130059105A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 3M Innovative Properties Company Methods for producing an at least partially cured layer
KR101305768B1 (ko) * 2011-12-27 2013-09-06 성균관대학교산학협력단 정전 분무 인쇄 장치
CN104488115B (zh) * 2012-05-31 2018-04-10 龙腾能源公司 用于制造锂离子电池的导电粒子薄膜的过程
US8840241B2 (en) * 2012-08-20 2014-09-23 Xerox Corporation System and method for adjusting an electrostatic field in an inkjet printer
JP6391491B2 (ja) * 2014-02-18 2018-09-19 積水化学工業株式会社 静電塗布用有機薄膜素子封止剤、樹脂保護膜、電子デバイス、及び、電子デバイスの製造方法
US10654056B1 (en) * 2014-04-06 2020-05-19 Clearist Inc. Charge assisted spray deposition method and apparatus
US9757747B2 (en) 2014-05-27 2017-09-12 Palo Alto Research Center Incorporated Methods and systems for creating aerosols
US9782790B2 (en) 2014-12-18 2017-10-10 Palo Alto Research Center Incorporated Devices and methods for the controlled formation and dispension of small drops of highly viscous and/or non-newtonian liquids
US10493483B2 (en) 2017-07-17 2019-12-03 Palo Alto Research Center Incorporated Central fed roller for filament extension atomizer
US10464094B2 (en) 2017-07-31 2019-11-05 Palo Alto Research Center Incorporated Pressure induced surface wetting for enhanced spreading and controlled filament size
DE102017121439A1 (de) * 2017-09-15 2019-03-21 Hecosol Gmbh Anti-mikrobielle Beschichtung
CN108492929A (zh) * 2018-03-13 2018-09-04 深圳市善柔科技有限公司 一种制备透明柔性导电薄膜的装置及方法
CN116559265B (zh) * 2023-07-05 2023-09-01 昆明理工大学 一种监测动态环境下金属粉体机械化学活化的方法及装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2733171A (en) * 1956-01-31 ransburg
US2718477A (en) * 1950-03-20 1955-09-20 Ransburg Electro Coating Corp Method and apparatus for electrostatic atomization
US2723646A (en) * 1950-04-01 1955-11-15 Ransburg Electro Coating Corp Apparatus for electrostatic atomization and coating
US2706964A (en) * 1950-04-14 1955-04-26 Ransburg Electro Coating Corp Apparatus for electrostatic atomization
US2695002A (en) * 1950-06-24 1954-11-23 Ransburg Electro Coating Corp Electrostatic atomizer of liquids
US2809128A (en) * 1953-07-14 1957-10-08 Ransburg Electro Coating Corp Electrostatic method and apparatus for atomizing and for coating
DE1139058B (de) * 1956-03-27 1962-10-31 Ford Werke Ag Vorrichtung zum elektrostatischen Auftragen von Fluessigkeiten
US4435261A (en) * 1981-07-27 1984-03-06 Exxon Research And Engineering Co. Polymerization reaction by charge injection
GB8432274D0 (en) * 1984-12-20 1985-01-30 Ici Plc Electrostatic spraying
GB8504253D0 (en) * 1985-02-19 1985-03-20 Ici Plc Electrostatic spraying apparatus
EP0216502B1 (en) * 1985-09-03 1988-11-09 Sale Tilney Technology Plc Electrostatic coating blade and method of electrostatic spraying
IE56852B1 (en) * 1985-10-04 1992-01-01 Boc Group Plc A method for the preparation of a thin semi conductor film
GB8604328D0 (en) * 1986-02-21 1986-03-26 Ici Plc Producing spray of droplets of liquid
GB8609703D0 (en) * 1986-04-21 1986-05-29 Ici Plc Electrostatic spraying
GB8614566D0 (en) * 1986-06-16 1986-07-23 Ici Plc Spraying
US4748043A (en) * 1986-08-29 1988-05-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrospray coating process
US4749125A (en) * 1987-01-16 1988-06-07 Terronics Development Corp. Nozzle method and apparatus
US4826703A (en) * 1987-06-01 1989-05-02 Polaroid Corporation Method and apparatus for electrically controlling coating layer dimensions

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100815302B1 (ko) 2001-04-24 2008-03-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 정전 분사 코팅 장치 및 방법
WO2011002205A2 (ko) 2009-06-30 2011-01-06 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 전극의 제조방법, 이로부터 형성된 전극 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2011062460A2 (ko) 2009-11-23 2011-05-26 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 분리막 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2013012292A2 (ko) 2011-07-20 2013-01-24 주식회사 엘지화학 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 구비한 전기화학소자
US9287545B2 (en) 2011-07-20 2016-03-15 Lg Chem, Ltd. Separator, manufacturing method of the same, and electrochemical device having the same
EP4287337A2 (en) 2017-03-16 2023-12-06 Lg Energy Solution, Ltd. Method for manufacturing electrode including polymer electrolyte

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Publication number Publication date
DE69307523T2 (de) 1997-08-14
TW233270B (ko) 1994-11-01
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EP0662866B1 (en) 1997-01-15
CN1080141C (zh) 2002-03-06
CN1088135A (zh) 1994-06-22
EP0662866A1 (en) 1995-07-19
JPH08501723A (ja) 1996-02-27
DE69307523D1 (de) 1997-02-27
US5326598A (en) 1994-07-05

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