TW553776B - Electrostatically assisted coating method and apparatus with focused web charge field - Google Patents

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553776 A7 ----B7 —___ 五、發明說明（彳） 技術領域 本發明有關一種靜電輔助塗覆方法及裝置，本發明特別 有關在空覆流體與—移動板片的接觸點使用靜電場以達成 改良的塗覆程序均勾&。 發明背景 ^ 塗覆係爲以—或多層流體取代與一基材（通常爲一種固體 表面&如板片）相接觸的氣體之方法。板片爲一種較長的 挽性基材或材料片，譬如塑膠膜、紙或合成紙、或一金屬 /白或疋二離的元件或薄片。板片可爲一種連續的帶，一 塗復流to田施加至一基材表面時將產生有效的功用，塗覆 流體的範例係爲形成照相感光乳膠層、釋放層、底漆層、 基層、保護層、潤滑層、磁性層、黏性層、裝飾層、及著 色層之液體。 在沉積之後，塗層仍可保持爲流體，譬如在金屬線圈加 工時將潤滑油施加至金^!、或施加化學反應物以活化一基 材表面或使其進行化學轉變。或者，塗層若包含一種揮發 性流體則可呈乾燥狀而留下一固體塗層（譬如漆），或可固化 或以其他方式固體化成爲一種功能性塗層（譬如釋放塗層， 不易與感壓性黏劑產生黏附）。施加塗覆的方法係描述於柯 漢，E.D.及冋多夫，E.B·，現代塗覆及乾燥技術，VCH出版，紐 約1992及沙塔司，D.;板片加工及轉換技術與設備，范福斯 全蘭賀德出版公司，紐約1984。 施加精確塗覆之目的通常爲將一塗覆流體均勻地施加至 一基材上。在板片塗覆方法中，移動的板片通過一塗覆站 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) I I I I . · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 553776 五、發明說明（2 ) ’在此塗覆站處將一層塗覆流體沉積在板片的一個表面上 。塗覆流體施加至板片上的均勻度係取決於包括下列等許 多因素：板片速度、板片表面特徵、塗覆流體黏度、塗覆流 體表面張力、及塗覆流體施加至板片上的厚度。 已在印刷及照相領域中採用靜電·塗覆施加，其中主要採 用滚動與滑動塗覆且採用較低黏度的傳導性流體。雖然施 加至塗覆區域的靜電力可將夾帶空氣的起點往後延並能夠 以更高的板片速度運行，但可將塗覆流體吸引至板片之靜 電場具有很廣的範圍。一種施加靜電場的習知方法係將板 片預先施加電荷（在塗覆站之前先將電荷施加至板片）。另一 種習知方法係於塗覆站往板片下方方向採用一接受能量的 支撑輥，對於板片預施電荷的方法包括：電暈線施加電荷及 電荷刷方式。對於支撑輥供應能量的方法包括：傳導性升高 電位的輥、預施電荷的非傳導性輥表面、及接受電力的半 導體輥。這些方法雖然將靜電電荷確實輸送至塗覆區域， 但在塗覆器上並未產生高度聚焦的靜電場，譬如爲了以一 預施電荷的板片進行簾幕塗覆，係將流體吸至板片且可 由力的平衡來決足流體/板片接觸線（濕潤線）之平衡位置。 靜電場將塗覆流體拉至板片並將塗覆流體朝向板片上方拉 動。板片的動作產生-種易將濕潤線沿板片往下拉之力量 。因此’當其他加工條件料固定時，較高的靜電力或較 低的線速度均造成濕潤線沿著板片往上拉。此外，若在塗 覆流體與板片交叉方向的流動中存在部份的流動變化，則 較低流動區域係沿著板片概括進一步往上㈣，而較高流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 先 閱 背 面 之 注 意 事 項

i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 A7 五、發明說明（3 ) 動區域則沿著板片概括進一步往下拉動。這些情形可能造 成塗覆厚度均勻地減小，並且，因爲濕潤線並不穩定而受 數項因素所影響’所以加工的穩定性並不理想。 已有多項描述靜電輔助塗覆之專利案，其中部份針對塗 覆4份’另一些則針對施加電荷部.份。下列爲某些代表性 的專利案’美國專利3,〇52，131號揭露利用滾動施加電荷或 板片預施電荷方式來塗覆一水性散佈物；美國專利 2,952,559號揭露利用板片預施電荷的滑動塗覆乳劑；美國 專利3,206,323號揭露以板片預施電荷之黏性流體塗覆。 美國專利4,837,045號揭露使用一種膠質用之低表面能量 下方塗佈層，其中在支撑滚子上具有DC電壓。此方法可用 的塗覆流體包括：膠質、磁鐵、潤滑劑、或一種水溶性或 有機性的黏性層，塗覆方法可包括滑動、滚子圓緣、噴霧 、擠製或簾幕塗覆。 EP 390774 B1號有關利用一預施靜電荷以至少25〇公分/秒 (492呎/分鐘）的速度將流體進行高速簾幕塗覆，其中電荷値 (伏特）相對於速度（公分/秒）的比値至少爲1:1 簾 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 美國專利5,609,923號揭露一種將一活動的支撑部予以 幕塗覆之方法，其中可增加最大的實際塗覆速度。可在 復點之别或塗覆點處以一支撑滚子施加電荷，此專利安^ 述所熟知生成靜電電壓的技術，建議採用一種具有^於 覆點後方的滚子之引述範例、或是在塗覆之前發生雨3 電的先前專利案，此專利案亦揭露電暈充電， 尸斤揭露的 術係在塗覆點之前將電荷以一電暈、輥、或剛 J毛刷傳送 -6- 塗 塗 充 技 至 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 553776 A7 五、發明說明（4 ) 板片，以在塗覆加入之前將靜電場設置於板片上。 圖1及2顯示靜電輔助塗覆應用之習知技術。圖1中，一板 片20在縱向（箭頭22方向中）移動超過一塗覆站24，板片2〇具 有一第一主要側26及一第二主要側28。在塗覆站24上，一 塗覆流體施加器30將一股塗覆流體·流32側向配送至板片2〇 的第一側26上。因此，在塗覆站24下游處，板片2〇可支承 住塗覆流體32的一塗層34。 圖1中，藉由在與塗覆站24縱向上游處之一電荷施加站36 將靜電電荷施加至板片20的第一側26(或可將電荷施加至板 片20的第二側28)，以提供對於塗覆程序之靜電輔助塗覆。 在電荷施加站36上，一侧向配置的電暈放電線38將正（或負） 電荷39施加至板片20，電暈放電線38可位於板片2〇的第一 側或第二側上。（譬如藉由將塗覆流體施加器3〇接地）而令塗 覆流體32接地，且以靜電將塗覆流體32吸引至塗覆站以上 之荷電板片20。一側向配置的空氣壩4〇可配置於塗覆站24 附近或上游，以降低&覆泥體_板片介面41上之板片邊界層 空氣干擾。電暈線可沿著板片在自由空間中對準（如圖工所 不）、或者可在板片第一侧附近對準，同時板片係與塗覆站 上之一支撑輥相接觸。 圖2顯示另一種習知的靜電輔助塗覆系統，此配置中，一 較大直徑的支撑輥42將板片20第二側28支撑在塗覆站以上 。支撑輥42可爲一荷電的介電輥、一接收電力的半導體輥 、或一導電輥。導電及半導體輥可由一高壓電源供應器予 以充電。介電輥則可由適當裝置（譬如電暈充電總成43)賦予 (請先閱讀背面之注音J事項3寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ----^---------線 ----------- -7- 553776 A7 ' ' " -----------2Z____ 五、發明說明（5 ) 兒荷。不論支撑輥42的種類或充電方式，外圓柱形表面44 適於將電荷39輸送至板片20的第二側28。如圖2所示，來自 支擇輕42的電荷39爲正電荷，並藉由塗覆流體施加器3〇的 接地來將塗覆流體3 2接地。因此，以靜電方式將塗覆流體 32吸引至留在板片20與輥42的外圓柱形表面44之間介面上 的電荷。空氣壩40降低了塗覆流體·板片介面41處之板片邊 界層空氣介面。 譬如圖1及2所示之習知的靜電輔助塗覆配置係可藉由將 丈7 it氣的起點往後延、並改良塗覆濕潤線上的濕潤特徵 ’來幫助塗覆程序。但是，此配置係在濕潤線上游的一位 置將電荷施加至板片，並產生相當廣的靜電場。當具有在 板片交叉方向的塗覆流體變異、或是與板片交叉方向的靜 私場變異時，大致無法有效保持一條直線狀的濕潤線。嬖 如’簾幕塗覆機中，若在跨越塗覆簾幕的某處發生一種局 部加重的流體流動區域，則較重的塗覆區中之濕潤線可能 回應而往板片下方方向移動，如此可在此區域中由於簾幕 上的應力與應變而產生一種更重的塗覆，特別是對於呈現 彈性特徵之流體（更具彈性的流體係對於剪力具有高延伸性 的黏度）。此外’若靜電場不均勻（譬如具有電暈板片預充電 的不均勾性），則板片上較低電壓區可讓該區域中的濕潤線 往板片下方方向移動’故增加该區域的塗覆重量。當流體 彈性增大時，這些效果更加顯著，因此，與板片交叉方向 的流體流動變兴以及與板片父叉方向的靜電場變異將會造 成濕潤線的不均勻性，因此將不均句的塗覆施加在板片 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注音？事項S寫本頁> r- I I I I--1 訂--I--I--- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 553776 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 """" B7 ^..........五、發明說明（6 ) 上。 習知用β #電輔H力塗覆之裝置或方法均未揭露一種用於 在塗覆站將一聚焦電場從一電場施加器施加至板片以改良 所施加流體塗覆的特徵並達成改良的加工條件之技術。需 要一種可在塗覆站將更爲聚焦的電場施加至板片之靜電2 助塗覆。 發明概論 本發明係爲一種將流體塗覆施加至基材上之方法，基材 具有一第一表面及一第二表面。該方法包括提供基材與一 流體塗覆站之間的相對縱向運動，並藉由在塗覆站將一股 流體流沿著一側向配置的流體_板片接觸區域以〇至18〇度角 導入基材第一側上來形成一流體濕潤線。利用起自大致位 於流體濕潤線下游之基材第二側上的電荷之一電場，在流 體上生成電力。 可藉由將電荷傳送通過一流體介質並將電荷沉積在基材 的第二表面上、從一電荷供源傳送電荷並利用一部份電荷 供源與基材之間的實際接觸將電荷沉積在基材的第二表面 上；或兩者併用，而產生電力。當採用一種流體介質時， 可在塗復站上從流體與基材第二表面緊密相隔之一側向延 伸的電暈放電源傳送電荷，並因爲提供一種用以屏蔽板片 的上板片邵份不受電荷之電阻障，而進一步限制從流體濕 潤線上游傳送電荷的作用。可在流體塗覆站附近將基材支 撑於弟二表面上。 一項實施例中，電荷在遠離基材的一位置處構成第一電 -9 -

丨丨-------- 裝 (請先閱讀背面之注意事項一 寫本頁) · •線； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 553776 A7 - B7 五、發明說明（7 ) 荷，並在流體濕潤線上將電荷傳送至基材第二表面附近之 一側向配置的電荷施加區，且在基材上的一位置及大致在 /死fa濕/閏線及其下游處將電荷施加至基材的第二表面上， 以在流體上生成電力。 流骨a流可设有一塗覆流i體配送器’，譬如：簾幕塗覆器、 圓緣塗覆器、擠製塗覆器、載體流體塗覆方向、一滑動塗 覆态、一刀具塗覆斋、一噴注塗覆器、一凹口桿、一輥塗 覆器或一流體支承塗覆器。流體流可以切線方式導入基材 的第一表面上。 電荷可具有一第一極性，該方法可包括將第二相反極性 的電荷施加至流體。 另一項實施例中，將流體塗覆施加至基材上之方法（其中 基材具有位於一第一側上之一第一表面、以及位於一第二 側上之一第二表面）包括：在基材與一流體塗覆站之間提供 相對的縱向移動。該方法包括：藉由將一塗覆流體流沿著塗 覆站上之一側向配置的流體-板片接觸區域以〇至18〇度角導 入基材第一表面上，而形成一流體濕潤線。該方法進一步 包括：僅在基材上大致位於流體濕潤線下游之一位置處將基 材上的有效靜電荷暴露於流體。 本發明方法中，暴露步驟可進一步包含：在流體塗覆站 的板片上方之一位置處將電荷沉積在基材第一或第二側中 之一側上。暴露步驟可進一步包括：在電荷至少大致位於流 體濕潤線之前，電荷無法對於流體有效作爲電荷。 一項實施例中，本發明方法的暴露步驟進一步包栝：從 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） ---------------^^裝--- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) · -丨線， 553776 A7 B7 五、發明說明（ 流體濕潤線的板片上方處將電荷施加至基材，並在❿荷至 少大致位錢體濕潤線之前，先罩住板片上的電^流體 之間任何的靜電吸力。 另-項實施例中，將電荷施加至基材第一表面，且罩住 步驟進-步包含：_基材第二表面相鄰分隔之一接地 表面，其中接地表面係從恰在流體濕潤線板片上方處的一 尾端邊緣沿基材延伸至板片上方更加分隔處之—先導邊緣 本發明亦爲一種用於將一塗覆流體施加至一基材上之裝 置基材具有一第一側上之一第一表面以及一第二側上之 一第二表面並可相對於裝置呈縱向移動。該裝置包括用於 將-塗覆流體流配送至基材第一表面上之裝置，以沿著一 側向配置的流體-板片接觸區域形成一流體濕潤線；並包括 一電荷施加器，其側向延伸跨越基材第二側。電荷施加器 係W基材第一表面上的流體濕潤線概呈相對狀，以在大致 位於流體濕潤線上以及其下游處之基材上的一位置處將基 材充電。 電荷施加器可包括—側向延伸的荷電線…炎角狀構件 、-尖銳邊緣的導電U列的針、—刷U齒狀 刀緣。 電 側向

電荷施加器可包括一電荷供源以在遠離基材第二表面處 產生身爲第一電荷的電荷，並包括一流體介質。流體介質 配置於電荷供源與基材第二表面之間，以將第/電荷從 荷供源在流體濕潤線上傳送至基材第-表面附近之 •11 本紙!^尺魏时麵家標隼x 297公爱、 553776 A7 B7 五、發明說明（ 配置的電荷施加區，並將笛 , 知罘一電荷施加至基材第二表面上 。=加器可與基材第二表面均句地分隔。 工：軸承可在電荷施加器附近侧向延伸跨過基材，以

將基材第二側相對於泰y、A ;包何她加器予以支撑及對準。一靜電 場阻障可配置於雨尸、> t 、 、弘"了她加器及基材.附近，以屏蔽流體濕潤 、.泉上紅板片部份Η到來自電荷施加器的電荷所影響。 來自電荷施加器的電荷可具有第一極性，並可將具有第 二相反極性的電荷施加至塗覆流體。 圖式簡單 圖馬一種習知的靜電塗覆裝置之示意圖，其中在電荷進 入一塗覆站之前弁尬_ P 、 元從一位於上万板片的電暈線施加至移動 的板片； 圖爲#白知的靜電塗覆裝置，其中在塗覆站於移動的 才片下方4m♦從_支撑輕輸送至移動的板片； 圖3爲本^明之靜電輔助塗覆裝置之一項實施例的示意圖 八中> 包暈供源在塗覆站將電荷施加至移動的板片； 圖4爲圖2的—却/八、一 d切 < 放大示意圖，其中顯示所施加的靜 電荷及力線； ‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 裝· —丨 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 圖5爲圖3的_却γ八、1 , 一 + 、 #知足放大不意圖，其中顯示塗覆操作期 間所施加的靜電荷及力線； 圖6爲本發明的靜電輔助塗覆裝置之另一項實施例的示意 圖，其中-空氣軸承總成係容納一電暈線； 圖7爲具有圖6的電暈線之空氣幸由承總成的放大示意圖； 圖8爲具有一導電條之另一種空氣軸承總成的放大示意 12-

553776 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（10 ) 圖； 圖9爲本發明的靜電輔助塗覆裝置之另一項實施例的示意 圖，其顯示切線式簾幕塗覆之一種應用； 圖10及11爲本發明靜電輔助塗覆裝置之其他實施例的示 意圖，其顯示電荷供源之遠處位置ό 本發明上述較佳實施例的上述某些圖式中，亦具有如上 述的其他實施例’各種情形中，本文以示範而非限制性質 顯示本發明，熟悉本技藝者應可瞭解本發明原理的精神與 範圍内之多種其他的修改及實施例。 詳細描述 本發明包括一種在所塗覆的一基材（譬如板片）與施加至 基材上的一流體塗覆材料之間的介面採用更大聚焦靜電場 之裝置及塗覆方法。發明人已發現：更大的聚焦靜電場可藉 由穩定、加直、及指定塗覆濕潤線的位置來改良塗覆方法 故了達成更寬的加工窗口。譬如，本發明可能產生更寬 範圍的塗覆重量、塗覆速度、塗覆幾何形狀、板片特徵譬 如介電強度、塗覆流體特徵譬如黏度、表面張力、及彈性 、以及壓模至板片的間隙，並可改良與板片交叉方向的塗 覆均勻度。此外，對於導電性流體，可使用遠比採用升高 電位的導電輥之系統更低的能量系統（較低電流）。對於低介 電強度板片（譬如紙），可使用較高的電壓及塗覆速度而不使 板片產生d黾朋’，貝。對於簾幕塗覆，靜電塗覆輔助可具有 較低的簾幕高度（因此具有較大的簾幕穩定度），並可具有若 不夾帶2氣則無法先行塗覆之塗覆彈性溶液。聚焦電場因 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21ϋ χ挪公爱） (請先閱讀背面之注意事項S寫本頁) 裝 . 553776 A7 五、發明說明（Ή 爲更精確地指定濕潤線的位置、線性及穩定度而挎大加工 的穩定度，故可大輻增強操作彈性塗覆流體的能二此外 ，可產生比先前更低的線速度之較薄的塗覆，這對於有限 的乾燥或固化速率之方法是很重要的。 擠製塗覆中，已發現靜電可採用.不具有靜電則無法擠製 塗覆（在擠製模式中）之較低彈性的水基流體（譬如某些水基 乳化黏劑），並可採用較大的塗覆間隙。雖然以簾幕塗覆方 法進行塗覆，其中塗覆步驟包含：以塗覆流體使邊界移動 ，主要的力量係來自於動量；利用擠製塗覆時，主要的力 量則與彈性及表面張力有關。當使用靜電時，主控的力量 可爲靜電。因此，當使用靜電且成爲、塗覆步驟的主控機構 時，可將塗覆器歸類爲靜電塗覆器而非簾幕或擠製塗覆器 。因此，當擠製塗覆备的間隙增大時，在出現靜電之簾幕 塗覆器的操作原理中，間隙將變成無法分辨。 雖然將本發明描述爲平滑的連續性塗覆，本發明亦可用 於施加不連續的塗覆。譬如，不論在相鄰空隙中的塗覆之 間是否具有連續性，均.可使用靜電來幫助塗覆_種具有巨 觀結構（譬如充填有塗層之空隙）之基材。此情形中，在分離 的塗覆區之内、以及逐區之間皆可保持塗覆的均勻度及加 強的可濕潤性。 基材可爲任何需要塗覆的材料（包括板片）之任何表面， 板片可爲任何薄片狀材料譬如聚酯、聚丙晞、紙或非織造 材料。不論是微觀或巨觀性的孔，經過改良的塗覆可濕潤 性對於粗紋理狀或孔狀板片皆特別有效。雖然圖示範例顯 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -------------裝--- (請先閱讀背面之注音？事項^寫本頁) 訂-· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776

、發明說明（ 12 π —種移動超過一靜態塗覆施加器之板片，但塗覆施加器 牙夕動時板片可呈靜態，或者板片與塗覆施加器可相對於一 固定點產生移動。 ' 一般而言，本發明有關一種將一流體塗覆施加在譬如一 板片等基材上之方法，且包括在板·片與一流體塗覆站之間 楗供相對的縱向移動。可在塗覆站上沿著一側向配置的流 體濕潤線於板片第一側上以0至180度之間任何角度導入塗 覆流體。利用來自位於板片第二側上且位於板片上大致流 骨豆濕潤線上以及其下游處的一位置之電荷的一電場，在流 體上生成電力。可藉由已用任何方法傳送並沉積在板片第 二側上之電荷來產生電場。可藉由一流體介質或藉由直接 接觸將電荷傳送至板片第二側。本發明的所有版本中，可 使用負或正電荷來吸引塗覆流體，塗覆流體可包括：基於溶 劑的流體、熱塑性流體融質、乳劑、散佈物、可混合及不 可混合的流體混合物、無機流體、及1 〇〇%固態流體。以溶 劑爲基礎的塗覆流體係包括水基性及無機本質的溶劑。當 處理揮發性溶劑（譬如可燃性）時，因爲靜電放電可能造成起 火或爆炸等危害，必須採取特定的預防措施。已知這些預 防措施可包括：在可能發生靜電放電的區域中使用惰性環 境。 若與已知情形中將板片預先充電且不使用接受供應能量 的支撑輥系統不同，本發明可使用一種聚焦的靜電荷供源 ，譬如在與塗覆流體濕潤線相對的板片側上可能發生濕潤 線且與板片交叉方向呈直線性延伸之狹窄的導電性電極。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I 裝--- (請先閱讀背面之注意事項β寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印黎 553776 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -—_____ ___ 五、發明說明（13 ) 對於簾幕塗覆應用所需要的濕潤線通常爲：當板片爲靜能 時（不施加靜電）以重力決定的塗覆流體濕潤線、（或爲當板 片爲靜態時（不施加靜電），初始的塗覆流體濕潤線）。狹窄 的導電電極譬如可爲：一連續的電暈線（譬如圖3所示的電暈 、-泉5〇)、分離狀相隔的針點、一刷、.或具有可產生電暈放電 的一尖銳邊緣之任何構件。狹窄的電極附近之高靜電場梯 度係仗電極產生一電暈梯度，電荷朝向導電塗覆流體移徙 f受到板片的介電阻障所停止。電荷供源亦可位於遠處， 隨後將電荷傳送至板片後側並大致聚集在濕潤線上或其下 游處。或者，電荷可從與板片後側相接觸之一固體結構、(馨 如-刷、一導電薄膜、或一具有一小半徑部的構们直接^ 積在板片後侧。並且，電荷大致聚焦在濕潤線上或其下游 處’位S板片㈣J的這些電荷將產生比先前靜電輔助塗覆 系統更爲聚焦的一種電場。因爲電場延伸未達板片上方(如 同預充電的板片或接受能量的塗覆輥系統之情形）；並將塗 覆流體抽取至更清楚界定的濕潤線；保持與板片交叉方向 更爲直線性輪靡；並藉由鎖入定位的趨勢來穩定濕潤線， 上述情形代表：可指定關線位£之正f的力平衡較不重要 ，且在濕潤線中具有較不明顯的非直線性。因此，譬如塗 覆流率、與板片交叉方向的塗覆均句度、板片速度的變里 、進入板片電荷的變異、以及其他加工變異等各種加工變 異將對於塗覆方法具有較小影響。 本發明的-種非接觸性靜電荷施加'系統（譬如叫的另一 項優點爲:此系統可與較低介電強度板片以及導電塗覆流體 -16- 本紙張尺度刺+關家標準（CNS)A4規格（21G X 297公f )_

'裝 . 丨線L (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 A7 — B7 五、發明說明（14 ) 良好地配合。系統中（譬如具有導電流體的高電位導電輥）， 因爲輥很接近板片表面，所以可能發生比生成理想吸力所 需要更同私度之習知的靜電輔助塗覆電流流動，這將需要 較南的能量系統並生成較大的電擊危害。此外特別是對於 較低介電強度的材料，更可能發生從電極經過板片至塗覆 流體之電弧。對於藉由將電荷傳送通過一流體介質（如空氣) 至板片第二側而產生聚焦板片電荷之一種非接觸系統，需 要較低的電流且從電極到塗覆流體發生較少的電弧，這將 導致一種更安全的系統且可以更高板片速度運行。電極與 板片的間隙一般爲〇·2公分（010吋）至5公分（2吋）。間隙較佳 爲 A刀（〇·75子）。但是’較靠近的間隙會增加侵略性。 2.5公分（1吋）至5公分（2吋）之較大間隙則可進一步降低電弧 、並增強令低介電強度材料運行之能力。 圖3顯示本發明的靜電輔助塗覆裝置之一項實施例，其中 利用一聚焦板片電荷場，此種聚焦板片電荷場可產生比習 知配置更佳的侵略性（亦即在所需要的濕潤線位置處的塗覆 流體-板片引力）以及濕潤線的直線性。發明人發現：藉由加 大私極與板片的距離並採用小直徑電線以電極作爲電暈線 ’可使電場保持聚焦，同時可降低電孤與電流流動。此情 y中自、、泉本身發散的電場並未在塗覆流體上產生主要引 力王要的力I係來自於電線經由空氣或其他連接介質所 傳iX板片底側並聚集在濕潤線上之電晕充電，板片底側 上的k些電荷將在塗覆流體上產生強烈的引力。並且，因 爲王要的引力係針對濕潤線上的塗覆流體，所以並不易大 -17- 本紙張尺錢財(2K) X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) --------訂---------線 553776 A7 B7

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致在概潤線的板片上古〆上 # 片上万位置將來自線的電荷吸引至板片。 % %可藉由提供阻障或佘形p , 一 y野乂限制電荷從所需的濕潤線 任板片、上方或板片下方的流動’而變得更高度聚焦。 、：3:斤广的配置中’在縱向靠近包括側向塗覆的濕潤線” 心塗覆站2 4處，一側向延伸的雷 甲的私軍放電線50係與板片20第 丨相刀1¾在-對支撑棍54、56之間將板片^支撑在 塗覆站24上。或者，可由支撑板、滑件、軌、或其他支撑 邵將板片2 0支撑在塗Jf & 9 4 ^ ^ ^ 〇殳氣壩4〇可爲限制濕潤線 上的％境$氣干擾之任何適當的實際阻障。圖3顯示具有一 種簾幕塗覆操作之本發明的方法，但亦可以其他塗 形狀運作。 广從塗覆流體施加器3〇將一塗覆流體32流輸送至板片㈣ 第-側26士第一表面上。如圖所示，可將塗覆流體施加 30接地’藉由電暈放電線5〇使塗覆流體32相對於施加至 片20的電荷58接地。或者，譬如可藉由一適當的電極裝 將一種相反電荷施加至塗覆流體32;亦可將施加至塗覆领 體32與板片2〇之電荷極性予以反轉。當使用較低導電性自: 塗覆流《體時’此方法特別有效’譬如對於低導電性塗覆流 體’不論以壓模或電暈方式，均可在塗覆之前將電荷施加 至塗覆流體。由於使用低導電性塗覆流體而出現不足的靜 電侵略性時，可採用此種系統。對於將導電路徑予以隔二 之一種導電塗覆&體ϋ莫電位可上升而^塗覆流體^產 生相反的極性。或者，可沿著導電性的隔離路徑之任何位 置’將相反的極性施加至塗覆流體。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —I 一I· 器 板 置 I---------^--------- A7

553776 五、發明說明（16 ) β當受到啓動時’電暈放電線5G將電荷58施加至板片20的 第二侧28。一項實施例中，一上游側屏蔽部6〇係在電暈放 電線50附近呈側向延伸，以幫助防止放電離子吸引至塗覆 濕潤線52上游之板片2〇第：侧28。上游側屏蔽㈣可由一 種不導電絲緣材制形成，譬如德拉瓦#丨威㈣的U•杜 邦（E.I.du Pont de Nemours)製造的DeldnTM乙縮醛樹脂或 是-種保持地極電位或升高電位之半導體或導電材料。位 於板片上方側的屏蔽部6G可形成任何形狀以達成所需要的 電阻障，而將板片2G的板片上方部份對於電極放電線㈣ 電荷提供厚蔽作用。亦可使用一位於板片下方的屏蔽部， 其可減少將過多的電荷朝向板片下方傳送。板片上方與板 片下方的屏蔽部較佳與線等距分隔，但亦可用其他種間隙 。圖中雖然顯示一種物理阻障型的屏蔽部，亦可使用其他 型屏蔽邵，譬如一抵銷性靜電場。 圖4爲圖2的系統（放大圖，顯示靜電荷39相對於塗覆流 =32所產生的力線66。所需要的濕潤線通常爲當板片爲^ 態時以重力決定的塗覆流體濕潤線（或爲當板片爲靜態時初 始的塗覆流體濕潤線，並如圖2及4所示爲充電輥的上死中 心。但是亦常見其他種濕潤線位置，並依據塗覆壓模的種 類、流體性質、及板片路徑而決定。 力線66顯示：對於一充電輥（如圖2的輥42)，力量並未良好 地聚焦’ JL電荷大致在濕潤線的板片上方處（譬如在板片上 方的區域67上）於塗覆流體上施加力量。譬如，對於'$公分 (3吋）直徑以上的充電輥，電荷將從所需濕潤線的大致板 (請先閱讀背面之注意事項>^寫本頁)

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553776 五、發明說明（17 ) 片上方處施力在塗覆流體上。但是，當輸送至板片的電荷 更加聚焦時，譬如在給定的相同電位下對於-吋直徑的輥 ，、電荷並未將可發揮功能的力量在所需濕潤線大致板片上 方處施加在塗覆流體上，故不利地影響濕潤線的均勻度（亦 即板片上的電荷在相對於塗覆流體的板片上方處並I效 用）。 圖5爲圖3中的本發明系統之放大圖，顯示傳送至板片第 上的第一表面之電荷在接觸流體及板片接觸線的下 万呈現更加聚焦狀，此情形中，力線68更加聚焦，故產生 更清楚界足及直線性的濕潤線，並可藉由跨過板片移行路 徑鎖入定位之趨勢來穩定濕潤線。亦可利用譬如圖3所示的 屏蔽60等聚焦技術來改良聚焦。黏性及彈性流體可能需要 更高度的聚焦，因爲相較於較低黏度及彈性的流體，接觸 線均勻度的變異可能會造成更大的塗覆厚度變異。圖6及7 頜不本發明靜電輔助塗覆裝置之另一種實施例，如圖ό及7 所不，一側向延伸的電極100係沿著板片20第二側28延伸， 電極100可譬如由一種連續的電暈線、分離相隔的針點、一 刷、或具有一可產生電暈放電的尖銳邊緣之任何構件所製 成。電極100較佳配置於可作爲板片上方屏蔽部與板片下方 屏蔽#之一相鄰板片空氣軸承102内。空氣軸承1 〇2可穩定 板片的仫置及板片的振動，板片振動原本可能負面影響塗 覆能力及均勻度。空氣軸承102較佳具有與一空氣歧管室 106主流體導通之一孔狀薄膜1〇4(譬如孔狀聚乙烯）。如箭頭 no所示，將加壓空氣經由一或多個適當入口 1〇8供應予空 -20- 本紙張尺度顧中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱） (請先閱讀背面之注音？事項^^寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 五 、發明說明（ 18 轧歧官至106。空氣流過空氣歧管室1〇6進入孔狀薄膜1〇4， 孔狀薄膜1G4在板片2〇第^侧28附近具有_較平滑及概呈輻 射狀的軸承表面112。離開軸承表面112的空氣在橫跨塗覆 224及電極1〇〇時可支撑住板片2〇，並在電極1〇〇與板片2〇 第一側28之間產生一介質間隔（亦即，空氣）。雖然描述一種主 動3?氣軸承’亦可利用一被動空氣轴承（僅使用板片第二側 上的空氣邊界層作爲軸承介質）以夠高的板片速度運作。如 同®⑷所示的本發明配置’圖…的實施例構成流體濕 潤線附近之靜電場線的财分佈，而將塗覆流體/板片濕潤 、'泉限制在一所需位置上之一直線，靜電效果可增加板片上 之塗覆流體的可濕潤性、並將塗覆流體/板片接觸線鎖入侧 向延伸跨過板片的一條穩定的線中。 進行比較性定量分析以評估本發明靜電輔助塗覆配置之 優點。一系列實驗中，板片20係具有〇.〇13公分（〇〇〇5吋）厚 度的紙支撑件至0.0076公分（0·003吋）厚的紙襯墊且在第二 側上具有一釋放層，塗覆流體32係爲一種約85〇厘泊黏度的 水基散佈物，將簾幕中之塗覆流體的流率設定爲ιη·25公 尺/分鐘（365呎/分鐘）的板片速度，吾人可達成約1〇.6微米 (0.0042吋）的乾塗覆厚度。評估從5.72公分（2.25吋）到〇.64公 分（0.254)的不同簾幕高度，不具有靜f輔助且用於塗覆此 流體之簾幕將造成極低的線速度，若板片速度增大則會產 生夾帶2氣及簾幕破裂的情形。測試數項靜電系統以決定 簾幕塗覆此流體之最佳方法。除非另外説明，所列出的電 壓均具有正的極性。利用一種類似圖2所示的系統，但其具 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I— t--------裝 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) n ϋ n ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 A7 --111--— B7 _ 五、發明說明（19 ) 有一導電性接受電力的輥及約127公分（〇·5吋）的簾幕高度 ，在無靜電情形下不夾帶空氣所能獲得的最大板片速度係 為15.25公尺/分鐘（50呎/分鐘）。此條件下，簾幕接觸線在支 撑輥上的上叱中心往板片下方大約撓曲2·5公分吋）。若速 度進一步增加將會造成簾幕破裂。噹接受能量的支撑輥電 壓增加而產生較高板片速度時，將以約25〇〇伏特發生通過 板片的電弧。2000伏特於板片的介電崩潰之前可獲得 112.78公尺/分鐘（370呎/分鐘）的板片速度。發生電弧時，靜 電的有益效果將大幅減少，而限制了板片的速度。利用一 I合物載體板片或皮帶，可發生較少電弧，但殘留的板片 或皮帶電荷則造成塗覆均勻度的問題。亦可以類似圖丨所示 方式將板片進行預充電，利用一支撑紙作爲板片時很難增 加板片速度。亦評估對於一橡膠或陶瓷覆蓋支撑輥的充電 ，此型系統中，藉由將電暈充電裝置設爲9至丨2千伏特，可 達成最高達137.16公尺/分鐘（450呎/分鐘）的板片速度。但此 系統中，進入的板片上或輥表面上之電荷不均勻度可能會 影響接觸線的直線性及接觸線的穩定度。 利用圖3所示之本發明的配置，可呈現優良的接觸線穩定 度及直線性。電暈放電線係爲通常位於板片2〇第二側28下 方1_9公分（0.75吋）之0.0152公分（0.006吋）直徑的鎢絲。電源 供應器爲紐澤西州白屋站的葛雷斯曼高電壓公司製造之一 種ΕΗ系列高電壓電源供應器。DelrinTM板片上方側的屏蔽 部60係與電暈放電線50相隔1.27公分（〇·5吋），使用15千伏 特可觀察到最高達198·12公尺/分鐘（65〇呎/分鐘）的板片速度 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) --------訂---------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 553776

(請先閱讀背面之注意事項寫本頁) “ 裝--------訂---------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電暈線上具有8千伏特時，接觸線仍保持相當直線狀，其中 一 0.32公分（0.125吋）寬的簾幕在線上的膠帶條區域上方僅 任板片下万撓曲0.076公分（〇〇3〇吋），且僅在撓曲點發生一 狹笮直線狀的空氣承載（若較高電壓施加至線則容易降低或 消除工氣的承載）。頭然，膠帶條附近從線產生之靜電電荷 係直接在膠帶條上方移徙至板片第二側，故在板片與 區域中的塗覆流體之間產生所需要的靜電引力。本發明的 非接觸電暈充電系統（如圖3所示）係產生一轉接系統，其在 塗覆流體濕潤線上將一大致均勻且位於板片交叉方向的電 荷分佈施加至板片第二側上，但濕潤線的板片上方處之第 二側電荷卻極突然地減少。 另一項測試中，板片20爲一種0.0036公分（0.0014忖）聚酯 支撑件，使用本發明系統裝置以類似圖6方式予以塗覆，此 測試中，使用空氣軸承lQ2a(圖8)來支撑一電極1〇〇a。電極 l〇〇a爲約〇·94公分（0.37吋）長（在板片移行方向）之一側向配 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 553776 A7 ~~ -----一 _B7______ 五、發明說明（21 ) 置的導電條’導電條的板片上方與板片下方邊緣係黏著至 二氣軸承102a的軸承表面1 i2a(以在這些邊緣上防止電暈放 電）。塗覆流體32爲一種約800厘泊黏度的水基乳劑，並調 整泥率以304.8公尺/分鐘（1000呎/分鐘）板片速度達成約19微 米（0·00075吋）的乾塗覆厚度。對於.13.34公分（5.25吋）的塗 復簾幕南度，所能達成的最大板片速度（在塗覆均勻度變差 足前）在不使用靜電情形下約爲121.92公尺/分鐘（400呎/分鐘 )°對於啓動的靜電系統，所能達成的最大板片速度在5千 伏特電極電壓時約爲487.68公尺/分鐘（1600呎/分鐘），以更 高速度運行的板片將造成空氣夾帶的氣泡。但是，此系統 的主要問題爲··需要極高程度的電流（約500微安培每吋塗覆 寬度）’當電極100a上的電壓增加以獲得更高板片速度時， 需要更高程度的電流且可能發生電弧。 圖3的本發明的靜電輔助塗覆裝置可使用與上述範例相同 的塗覆流體及聚酯基材（板片2〇爲一種0.0036公分（0.0014吋） 來酿支撑件’塗覆流體32爲一種約800厘泊黏度的水基乳 劑）。碉整塗覆簾幕流率以在9“」公尺/分鐘（3〇〇〇呎/分鐘） 的板片速度產生19微米（0.00075吋）的乾塗覆厚度，其中塗 覆簾幕咼度爲19_37公分（7.625吋）。一〇611*丨11頂板片上方側 屏蔽部60係與電暈放電線50相隔〇·635公分（〇.25吋）。此測 試亦採用一板片下方屏蔽部並與電暈放電線5〇分隔〇.635公 刀（0_25忖）。當靜電系統以19千伏特的電壓啓動時，以一線 性及穩定的濕潤線達成914.1公尺/分鐘（3〇〇〇呎/分鐘）板片速 度且不夾帶空氣，電流流量一般可低達1 〇微安培每吋。 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) I!裝 ----^---------.» 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 A7 丨丨丨1 .......... .......B7__ 五、發明說明（22 ) 使用時，圖3的靜電輔助塗覆系統比預期具有更高的侵略 性，且塗復濕潤線爲直線性及穩定狀。接地的導電塗覆流 體32與電晕放電線5〇之間的相互作用將造成驟然密集的電 荷58沿著一條理想的側向流體濕潤線施加在板片2〇第二側 28上（見圖5)。可利用板片上方的屏.蔽產生更爲驟然的電場 。高密度電荷對於與塗覆流體32接觸板片20第一側26相對 之板片20第一側28之引力（以及上游方向中更降低的電荷密 度）知產生極度聚焦的靜電場線。接觸線的直線性對於圖3 的接觸系統遠比譬如圖2所示之習知介電支撑輥系統更爲良 好。圖3的配置具有挽性且可自行補償生成一靜電聚焦靜電 場梯度’此系、統比習知系、統更簡單、更安全（因爲使用較低 的電流値）、且更不受板片的介電崩潰所影響。 圖3的系統使用水基或導電流體時亦可免除高電流的需求 ，一般而言，對於習知的靜電輔助塗覆當以極高板片速度 進行塗覆且使用一接受能量的導電性支撑輕時，可能需要 大於98.43微安培/公分板片寬度（25〇微安培/吋）的電流。但 在圖3的電暈放電線，對於生成靜電電荷的電流需求一般降 低到9.843微安培/公分（25微安培/吋）寬度或以下。因此，圖 3的系統具有極低的電擊危害而較爲安全。爲了進一步此種 低私擊系統’可串聯使用適當尺寸的電阻器（或其他電流限 制=統）以將高電壓供應至電暈放電、線，如此將降低放電時 的最大電流流動，並將電源供應器的電容能量分散在較長 的時間範圍（而降低放電中的峰値電流）。 圖3系統之本發明的靜電輔助塗覆裝置中，電暈放電線50 -25- 本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（ χ 297公爱） 〈誇先閱讀背面之¾意事項寫本頁) I· r»裝i丨—丨丨丨丨訂ί — — !1· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 五、發明說明（23 ) 與板片第二㈣緊密分隔，電暈放電線5Q應與板片2〇第 二侧28相隔則是供一空氣間隙而獲得有效的電暈放〜支果 。線與板片的間隔取決於譬如包括下列數項因素^厚度 、及介電強度、塗覆流料電性、及板片速度。間隔= 位於0.08公分（G.()3W)至5」公分㈣）範时更佳位於 1.58公分（0.625吋）至1_9公分（0·75吋）範圍中。 、 上游側的屏蔽部60與電暈放電線5〇之間隔較佳爲〇 15公 分（0·㈣）至7.7公分（3树）。#可在電暈放電線5〇下游二 似距離處設置一個側屏蔽部，以進一步限制來自電暈放電 影響的電荷才員失，$可防止不電荷不必要地前往所需要的 塗覆濕潤線的下游。 ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電暈放電線50可直接位於板片2G上之塗覆流體32的初始 濕潤線下方。板片的移動、表面張力、邊界層對於板片2〇 第-側上的影響、及塗覆流體3G的彈性可造成塗覆濕潤線 往板片下方偏移。因爲本發明所能達成的強力靜電引力， 當塗覆輔助電暈放電線50受到啓動時，電暈放電線5〇的位 置可易於指定塗覆濕潤線的操作位置。因此，電暈放電線 50位置（在初始的塗覆濕潤線上游或下游）可造成濕潤線本身 與相對的受吸引電荷對準而產生對應移動。電暈放電線％ 較佳係位於初始濕潤線不受電荷影響時的掉落處上游或下 游不超過2.54公分（ΐ·〇忖）。 使用與濕潤線相隔的一條電暈放電線將可良好地進行切 線性流體塗覆，圖9顯示一種使用一空氣軸承來容納一靜電 塗覆輔助電暈線之切線性塗覆裝置（其中使用如圖7所示之 -26· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 553776 A7 -----— ---—— Β7 _ 五、發明說明（24 ) 一 S氣軸承/電極總成）。空氣軸承102中容納電暈線之通道 的寬度“w”（圖7)較佳係爲〇·635公分（〇25吋）至19公分（〇.75 吋）’但亦可加大所縮小。切線簾幕塗覆一般能夠操作具有 比水平簾幕塗覆幾何形狀更高的延伸性黏度之塗覆流體。 圖9的切線塗覆配£將在濕潤線上產·生較小的塗覆簾幕^向 性變化，且具有下述額外的製造優點：若板片2〇破裂，則電 暈放電線50不易受到塗覆流體32所污染。將配置予以修改 而包括一連續移動或間歇性移動的電暈放電線將可確保具 有清潔的線。此外，亦可使用在線周圍處的一股空氣流， 以保持顆粒不會附著至線（不利於長期耐用性）。 圖10顯示聚焦板片電荷靜電輔助塗覆裝置之另一項實施 例，此實施例中，藉由板片遠處之一電荷產生器來生成施 加至板片20之靜電荷，然後將靜電荷以一種適當介質傳送 至板片20的第二側28。如同圖3的系統，此版本可界定塗覆 濕潤線的位置’並盡量減小空氣邊界層，且加大可接受的 程序參數。 圖10中，一側向延伸的電暈放電線80係位於一筒82内， 電暈放電線80與板片20遠離至少7.62公分（3.0吋）。筒82可 在板片20附近處藉由屏蔽部84、86呈導電性屏蔽，屏蔽部 84、86可接地或升高至所需電位。屏蔽部84、86與一側向 延伸的槽88相分離，且筒82的圓柱形壁具有與槽88概呈對 準之一側向延伸的槽9〇。因此，筒82内部可經由槽88、90 對外邵開放。筒82亦可採用一入口 91使空氣流過筒82。電 暈放電線80放出的離子或電子電荷92係容納在筒82内且可 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項δ寫本頁) 裝 訂------I I I. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 A7 _____________ B7 五、發明說明（25 ) 僅經由槽88、90從筒82跑出（在上部附近）。槽88的板片上方 邊緣通常呈對準狀位於初始的塗覆濕潤線52附近。來自電 暈放電線80的電荷92僅經由槽88、90施加至板片20第二側 28’在電何產生器與板片20之間並未產生接觸，即使電荷 92在板片20遠處形成且在電荷產生.器與板片2〇之間沒有任 何接觸，此系統仍可以驟然且高度聚焦的側向配置方式將 電％ 92施加至板片20。雖然顯示一筒狀，亦可在遠處以其 他幾何形狀施加電荷，譬如以離子吹送器或充電線施加電 流之一種長方形或三角形結構。 圖11顯示本發明的靜電輔助塗覆裝置之另一項實施例， 並顯示在塗覆站24遠處位置提供靜電荷之另一種裝置。一 側向延伸的電荷施加器（譬如電暈放電線13〇)係位於塗覆站 24的板片上方處，且較佳位於板片2〇的第一側26上。電暈 放電線130(或其他適當的電極）在塗覆站24縱向上游處之一 電荷施加站134將靜電荷132施加至板片2〇第一側％。此系 統中，一接地的表面或板130係在塗覆站24板片上方處沿著 板片20第一側28對準、且與其相隔。電暈線13〇可位於接地 板136上方的一點（如圖所示）、或可位於接地板136的一前導 端點137更上游的一位置。暴露的接地板136之一尾端138主 要係終止於初始的側向塗覆濕潤線52略微板片上方處。當 靜電啓動時，尾端邊緣138位置大致形成濕潤線。較佳，尾 端邊緣138位於初始濕潤線的任一側上。板136可在板片下 方方向延伸超過初始的濕潤線，直到有效屏蔽而界定板的 一尾端邊緣爲止。電暈放電線13〇將電荷132施加至板片2〇 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項@寫本頁} r'裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 553776 A7 五、發明說明（ 26 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一側26，電荷132在板片20上對於板130的靜電引力係大 於電荷132對於接地塗覆流體32的引力（因爲板很靠近板片） ’直到電荷13 2比接地板13 6更接近接地的流體3 2爲止，且 在板136的尾端邊緣138處尤其如此（產生更加聚焦的電場）。 在此點上，將接地的流體35吸取至板片2〇中之電荷132，藉 以由本發明的向度聚焦方式及上述附屬優點以靜電輔助界 足出濕潤線。位於板片上方的靜電荷丨32作爲相對於塗覆流 體32的吸引電荷時將在接近接地板136尾端138(此點將使板 片20上的靜電荷132相對於塗覆流體32變成有效（亦即具有 引力）的電荷，根據本發明的上述原理以靜電式輔助界定出 濕潤線前係被“罩住，，或無效。此外，雖然較佳將板136接 地，提供具有略升高的電位之一板或表面亦已經足夠（只要 可使沉積在板片上的電荷在抵達塗覆流體接觸線之前不具 效用即可）。較佳，板的電位係與電荷丨32的電位具有相反 私性。此外，圖U雖然顯示使用一電暈放電線13〇將電荷 132輸迗至板片2〇第一側26，亦可由任何適當的電荷輸送方 式將電荷施加至板片、甚至可沉積在板片2〇的第二側以上 不卿如何將板片20充電，本發明可使電荷僅大致在流體 濕潤線的板片下方處有效用於靜電引力。 進行比較性塗覆（使用甘油作爲塗覆流體）以示範罩住電 何來產生更馬聚焦電場之可行性。所採用的系統類似圖i】 的系、’充八中差*在於：在塗覆站的—惰輕板片上方處完成 板片的預充迅步碟。板片充電線與7·62公分（3…直徑的惰 輥之間隙約爲1·8公分(〇·7吋）。接地的板爲鋁質，而面對板 -29-

本紙張尺錢財關(2i〇r^TiiT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t· r1裝--------訂---------. 553776 Α7 Γ—----—___ Β7 五、發明說明（27 ) 片的表面爲10.8公分（4.25吋）長及30.5公分（12吋）寬，在塗 覆站處接地的板與板片之間隙係約爲0.32公分（0.125吋）， 板的邊緣覆有3M的33型電膠帶以免來自板邊緣之電暈放電 。調整壓模的位置可讓一垂直落下的簾幕流體在接地板具 有膠帶的尾端邊緣處與位於膠帶前·導邊緣上的板片以無靜 電方式產生接觸，並與一靜態板片接觸。板片與壓模之間 隙爲1.43公分（0.56吋），聚酯板片爲30.48公分（12吋）寬及 0.00356公分（0.0014吋）厚，壓模爲具有25.4公分（10吋）塗覆 寬度及0.076公分（0.03 0吋）壓模槽厚度之一滑動簾幕壓模。 塗覆流體爲購自Milsolv®明尼蘇打公司之甘油（99·7%純度） ’將簾幕咼度設爲1.9公分（0.75吋），所測得的塗覆流體黏 度約爲1060厘泊且其具有約46達因/公分的表面張力，將甘 油的流率設爲可在30.5公尺/分鐘（1〇〇呎/分鐘）板片速度達成 51微米（0.002吋）的塗覆厚度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在操靜電情开》下’以1_53公尺/分鐘（5叹/分鐘），濕潤線本 身在垂直的簾幕位置板片下方約2.3公分（〇·9吋）處對準，並 夾帶大量空氣。可用較高速率進一步將接觸線往板片下方 移動且使簾幕破裂。以I2千伏特將板片以靜電預充電並且 沒有電荷將板罩住，濕潤線將往板片上方移動但非常不符 合線性且具有大且不穩定的肋，在肋之間約有2.5至5公分（j 至2对）間隔。肋在垂直位置往板片上方延伸約〇·64公分 (0.25吋）且往板片下方延伸約丨.27公分（〇·5吋），而產生約正 或負0.97公分（0.38吋）的直線性。所施加較低的電壓將造成 濕潤線進一步移往板片下方，較高電壓則使接觸線進一步 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 553776 A7 ______ B7 五、發明說明（28 ) 往板片上方移動而產生更不穩定的濕潤線，增加板片速度 則造成更不穩定以及簾幕的破裂。 利用相同的板片預充電系統以及採用接地板罩住進入的 板片上方的電荷將會產生明顯的改良。對於在板片上方以 相同12千伏特預充電，濕潤線約在垂直位置具有正或負 0.32公分（0.125吋）的直線性並以153公尺/分鐘（5呎/分鐘）的 板片速度呈現穩定狀。進一步增大電壓並不會造成濕潤線 往上移動而增加直線性，此系統亦可增大板片的速度。在 24.4公尺/分鐘（80呎/分鐘）時，濕潤線沿垂直位置保持穩定 且在20千伏特具有約正或負〇〇8公分（1/32吋）的目視直線性 。在此速度可觀察到約〇127公分（〇〇5〇吋）直徑及更小的夾 帶空氣。 爲方便比較’使用圖3所示的系統。並未採用板片預充電 及接地的充電罩板，否則系統則與最後所述的測試相同， 其中簾幕高度約爲1.9公分（0.75吋）。在電極（電暈放電線）上 使用12千伏特的電壓，並具有153公尺/分鐘（5吸/分鐘）的板 片速度，濕潤線位於垂直位置的板片下方〇 32公分（〇125 吋）且爲直線性而不夾•空氣。在15千伏特及2〇千伏特，濕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 潤線位置爲垂直狀（直接位於線的上方）。板片速度隨後在2〇 千伏特增加至30.48公尺/分鐘（100呎/分鐘），且濕潤線保持 在垂直位置而具有一條直線性穩定的濕潤線，目視並未發 現夾帶空氣。-般利用目視方式評估濕潤線的位置及接觸 線的直線性之測量値。 這些測試顯示：圖3及11的系統可將電場聚焦以產生一直 -31 - 本紙張尺㈣ffi + Η目家標準(CNS)A4 £格(210 X 297公釐） 553776 A7 ---------B7 五、發明說明（29 ) 線性穩定的濕潤線並可具有較高的塗覆速度。此外，可瞭 解圖3的系統更具侵略性，且似乎具有更寬的操作窗口。圖 11的系4可在*要較不具侵略性的靜電輔助情形下運作。 4罩住電荷係爲另—種生成更加聚焦的電場之方式，亦可 私用夕種其他方式，包括利用相對電場或電荷供源或任何 其他可將電場定型的系統之電場定型技術。 圖3 6、9、10、11顯不在塗覆站將電荷施加至板片第二 侧之裝置的多種變化中的部份方式。熟悉本技藝者瞭解··用 於達成本發明改良的加工條件之多種其他配置係位於本揭 示的精神與範圍之内。在遠離塗覆站之一位置處產生電荷 、然後將這些電荷傳送通過—流體介f (如空氣）前往板片之 一項顯著優點爲··可簡化結構而容易維修及操作。電荷產 生态不需位於塗覆流體施加器附近或甚至位於塗覆站上。 並且，若板片破裂，則可盡量減少或避免電荷產生器受到 塗覆流體的污染，這些優點將節省操作時間並增進生產力 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明可作各種變化及修改而不背離本發明之精神或範 圍，譬如可使用任何方法產生聚焦板片電荷場。此外，如 上述，多種塗覆方法（甚至包括輥塗覆）可從更聚焦的靜電場 獲得利益，譬如，爲了進行輕觸式塗覆（kiss coating)，初始 的濕/閑線上方之聚焦場將可改良侵略性、可濕潤性、及加 工穩定度。 靜電聚焦場亦可製成側向不連續性，以僅特別塗覆板片 上之板片下方的條、或可接受能量以在一區域中開始塗覆 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 553776 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ?、申請專利範圍 1. -種用於將一流體塗覆施加至一基材上之方法 基材具有位於一第一側上之_ m # ^ 一 、 币w上 < 弟一表面、以及位於一第 一側上I一第二表面，且其中該方法包含： 提供該基材與一流體塗覆站之間的相對縱向移動； 藉由將—股流體流沿著該塗覆站處之一側向配置的流 體-板片接觸區域以0至180度角導入該基材第—表面 上，而形成一流體濕潤線；及 從位於該基材第〕側上且大致位於該流體濕潤線上及其 下游處源自電荷的一電場，在該流體上生成電力。 2.如申請專利範圍第i項之方法，#中該生成步驟包本下 至少一項： 口 將電荷傳送通過一流體介質並將電荷沉積在該基材第 表面上；利用一部份該電荷供源及該基材之間的 理接觸從一電荷供源傳送該等電荷，並將該等電 沉積在該基材第二表面上；及 將孩等電荷傳送通過一流體介質，且在該流體塗覆站處 將该等電荷從與該基材第二表面呈緊密分隔之一 向延伸的電暈放電供源沉積在該基材第二表面上。 3·如申請專利範圍第丨項之方法，其進一步包含：在該流 塗覆站附近將該等基材支撑在該基材第二側上。 4.如申請專利範圍第丨項之方法，其進一步包含將該板片 板片上方部份與該等電荷予以屏蔽。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含：形成該 體流，並將該流體流以切線導入該基材第一表面上。 列 物 荷 側 體 流 ---------------裂--- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -丨線- -34- 本紙張尺度適时關家標準（CNS)A4規格7"21〇 x挪公釐） 六、申請專利範圍 •如申凊專利範圍第1項之方法，其中該等電荷具有一第一 極性’並進一步包含：將第二相反極性的電荷施加至該流 體。 7 ·種用於將一流體塗覆施加至一基材上之方法，其中該基 材具有位於一第一側上之一第一表面、以及位於一第二側 上之一第二表面，且其中該方法包含： 在該基材與一流體塗覆站之間提供相對縱向移動； 藉由沿著該塗覆站處之一側向配置的流體-板片接觸區 域將一股流體流以〇至} 80度角導入該基材第一側上， 而形成一流體濕潤線； 在遠離該基材的一位置處形成電荷作爲第一電荷； 將該等第一電荷傳送通過一流體介質前往該流體接觸區 域上之基材第二表面附近之一側向配置的電荷施加區 ;及 大致在該流體濕潤線上及其下游處基材上的一位置處將 該等第一電荷經由一流體介質施加在該基材第二表面 上，以在該流體上生成電力。 8· —種用於將一塗覆流體施加至一基材上之裝置，其相對於 該裝置具有相對的縱向移動，其中該基材具有一第一側上 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 之一第一表面以及一第二側上之一第二表面，且其中該裝 置包含： ~ 用於將一股塗覆流體流配送至該基材第一表面上之裝置 ，以沿著一側向配置的流體_板片接觸區域形成一流 體濕潤線；及 /lb -35- 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS")A4規格（21G X 297公釐1 ~ ------ 553776 C8 —----____ 、申請專利範圍 ~ — ~ —電1施加器，其側向延伸跨越該基材第二側並與該基 材第一表面上的流體濕潤線概呈相對狀對準，以在 該基材上大致位於該濕潤線上以及其下游處之一位 置將該基材充電。 如申叫專利氣圍第8項之裝置，其中該電荷施加器包含下 列至少一者；一側向延伸的荷電線；一尖銳邊緣的構件 尖銳邊緣的導電片；一系列的針；一刷；一鋸齒狀 刀緣。 〇·如申清專利範圍第8項之裝置，其中該電荷施加器包含； 一電荷供源，其用於在與該基材第二表面相隔處產生電 荷作爲第一電荷；及 一流體介質，其配置於該電荷供源與該基材第二表面 之間，以在該流體濕潤線上將該等第一電荷從該電 荷供源傳送至該基材第二表面附近之一側向配置的 電何施加區’並將該等第一電荷施加至該基材第二 表面上。 11 ·如申請專利範圍第10項之裝置，其中該電荷施加器係與 該基材第二表面均勻地分隔。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12. 如申請專利範圍第8項之裝置，其進一步包含：在該電荷施 加器附近側向延伸跨越該基材之一空氣軸承’以將該基 材第二側相對於該電荷施加器予以支撑ϋ對準。 13. 如申請專利範圍第8項之裝置，其進一步包含一靜電場阻 障，其配置於該電荷施加器及該基材附近，其用以屏蔽 該板片位於該流體濕潤線上游的部份不受到該電荷施加 -36 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 553776

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 器所產生的電荷所影響。 14·如申請專利範圍第8項之裝置，其中該配送裝置係包含選 自下列各物之一種塗覆流體配送器：一簾幕塗覆器、一圓 緣塗覆器、一擠製塗覆器、載體流體塗覆方法、一滑動 塗覆斋、一刀具塗覆器、一噴注塗覆器、一凹口桿、一 輥塗覆器、及一流體軸承塗覆器。 1 5.如申請專利範圍第8項之裝置，其中該電荷施加器產生具 有第一極性之第一電荷，並進一步包含用於將第二相反 極性施加至該塗覆流體流之裝置。 16. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該配送裝置的方向可 將該流體流以0至180度角配送至該基材上。 17. —種用於將一泥體塗覆施加至一基材上之方法，其中該 基材具有一第一表面以及一第二表面，且其中該方法包 含： 該基材與一流體塗覆站之間提供相對縱向移動；藉由將 一股流體流沿著該塗覆站處之一側向配置的流體-板 片接觸區域以0至180度角導入該基材第一表面上，而 形成一流體濕潤線；及 僅在該基材上大致位於該流體濕潤線上及其下游處之— 位置處，將該基材上的有效靜電電荷暴露於該流體。 18·如申請專利範圍第Π項之方法，其中該暴露步驟進一步 包含；在該流體塗覆站的板片上方一位置處，將該等電 荷沉積在該基材第一與第二表面之中的一表面上。 19.如申請專利範圍第18項之方法，其中該暴露步驟進—步 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I - I 1 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) . 553776 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 包含，在該等電荷至少大致户 Ή + h 位於孩流體濕潤％、‘ 該寺笔何對於該流體作爲靜電荷時不具有嗖、、泉，令 20·如申請專利範圍第17項之方 中' =用。 包含： ”中该暴露步驟進—步 在該流體濕潤線的板片上方處將電荷施… 及 土琢基材； 罩住該板片上的電荷與該流體之間任 力，直到該等靜電電荷至少大致 :的靜電引 爲止。 於錢體濕潤線上 21_如申請專利範圍第20項之方法，其中嗲 # 、甲4寺电何係施加至該 基材弟一表面，且其中該罩住步驟進一步包含在嗲基材 第二表面附近及相隔處提供一接地表面，該接地二係 沿著該基材從恰位於該流體濕潤線的板片上方方向的一 尾端邊緣延伸至更朝向板片上方方向的一前導邊。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) »!裝 訂---------" 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 r -38- 本紙張尺度適财_家鮮（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐）