[发明专利]无线可变间隙涂布机装置

说明书

本发明公开用诸如液体、糊剂或粘合剂的粘性材料以期望厚度涂布薄膜的系统和方法。在这样的系统(100)中，两个薄膜(112、114)可选地沿相反方向在两个辊(102、104)的顶部彼此相邻地移动，所述两个辊由限定涂层厚度的已知间隙(20)隔开，其中所述材料从一个膜转移到另一个膜。所述辊可通过弹簧(116、118)和/或线性致动器(124a,124b)保持在它们的相对位置并使用线性编码器(120)定位。在另选的布置中，待涂布的所述材料可以是低粘度材料诸如聚合物溶液。气刀(602a、602b)可设置在所述间隙附近以产生有助于防止低粘度材料在涂布期间自由流动到所述膜的边界之外的气流。

相关申请

本申请要求2020年4月28日提交的美国临时申请号62/704,213的优先权。

技术领域

本发明涉及使用可流动物质形成薄膜涂层，并且更具体地，涉及用于获得具有受控可变间隙的薄膜或涂层的设施。

背景技术

从现有技术已知各种类型的湿膜涂敷器。为了正确确定涂层的某些特殊特性，有必要确保所涂敷涂层将具有预定厚度。此外，期望涂敷器装置将可调节以从具有不同物理特性的各种物质获得期望厚度的膜。

从现有技术已知的一种湿膜涂敷器包括一对楔形元件，它们彼此平行并且承载形成涂层的横向平面刀片。刀片的底部边缘与基平面(衬底)之间的间隙决定所涂敷涂层的厚度。当刀片沿楔形元件移动时，该间隙的厚度发生变化。一旦设置了所需的间隙厚度，装置中零件的相互排列就固定了。刀片垂直于涂敷方向定向，并且在涂敷器相对于衬底表面移动时形成期望厚度的膜。该装置非常通用，并且提供足以形成常规油漆、漆和其他湿膜涂层的精度水平。这种技术的问题是，在机构夹紧期间，拧紧螺钉直接压靠刀片，这赋予刀片扭转运动，并且这继而降低薄膜的精度和质量。

存在用于形成高质量膜的各种已知方法，并且因此存在实现这些方法的各种装置。例如，可使用拉板或刮板(橡胶刷帚)来涂敷湿溶液，所述拉板或刮板可以是刀片(薄片)或圆筒类型。然而，这些装置不确保形成具有可再现特性的高度各向异性膜，并且这种膜形成方法需要长时间的预备工作，以用于确定每批初始原材料的最佳涂敷条件。

解决此类问题的尝试导致产生相当复杂的装置，并且现有技术中已知的涂敷器还包括狭缝挤压涂布系统类型的装置。

描绘现有技术的各种装置的专利包括美国专利号4,869,200、6,174,394和8,028,647。

尽管存在现有的解决方案，但是仍然会遇到问题，这些问题与对在一个装置中结合必要特性(包括高精度、简单的调节、对膜参数(特别是厚度)的控制，以及通过补偿衬底不均匀性来改善所涂敷涂层的质量的可能性)的需要有关。

发明内容

本发明的实施例涉及在两个膜之间的间隙中形成材料层。可相对于彼此移动的两个膜的存在使得能够在膜之间产生均匀的材料层，同时保持在膜脱离时仅通过卷起膜中的每一膜就能容易清洁的可能性，从而在膜之间产生全新的间隙。根据本发明的实施例的装置能够以高涂敷速率产生涂层，其中原材料消耗低并且以非常低的成本对膜厚度进行高精度控制。

根据本发明的实施例配置的系统特别适用于膜质量非常重要的情况。这种应用的一个重要实例是激光增强喷射应用系列(例如，参见美国专利号10,144,034和美国专利号10,099,422)。在此类应用中，需要高度均匀的材料层以便产生稳定且可再现的喷射。为此，Zenou等人在美国专利号10,603,684中介绍了一种使用两个膜的新方法，所述方法使用一对膜，它们之间有线材以控制间隙宽度并由此控制材料层厚度。本发明介绍另一种方法，其中在不存在线材的情况下保持间隙。

因此，本发明的实施例提供用期望材料以期望厚度涂布薄膜。所述材料可以是呈液体或糊剂形式的粘性材料，或低粘度材料。它可以是粘合剂或金属或陶瓷浆料或任何聚合物溶液。