改进的涂覆方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种多组分涂覆设备，所述多组分涂覆设备包括至少两个沉积室。所述腔室中的气溶胶被调整为非撞击状态，其中所述气溶胶的颗粒沉降到在所述气溶胶中暴露有限相互作用时段的表面上。有待涂覆的所述表面在预定义时段内从所述第一腔室输送到所述第二腔室，在所述预定义时段期间，激活了所述第一物质与所述第二物质之间的化学相互作用。所述布置非常简单而且稳固，因此例如处于车辆或机械部件级别的较大规模的物体也可以涂覆有非常薄的膜。

Improved coating methods and equipment

The present invention provides a multicomponent coating device which comprises at least two deposition chambers. The aerosol in the chamber is adjusted to a non-impact state, wherein the aerosol particles settle on the surface of the aerosol exposed to a finite interaction period. The surface to be coated is transported from the first chamber to the second chamber in a predetermined period of time during which the chemical interaction between the first substance and the second substance is activated. The arrangement is very simple and stable, and therefore, for example, a larger object at the vehicle or mechanical component level can also be coated with a very thin film.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的涂覆方法和设备专利技术背景本专利技术涉及如在独立权利要求的前序部分中所定义的涂覆装置和涂覆方法。相关技术描述在现有技术涂覆系统中，气溶胶射流被引向衬底，使得气溶胶射流的滴粒撞击有待涂覆的衬底的表面。通常，雾化头被布置成面向有待涂覆的表面，使得气溶胶射流指向衬底的表面上的撞击点。气溶胶在衬底的表面上行进至另一个点，在该处，尚未参与涂覆过程的气溶胶的部分被移除。在一些其他现有技术解决方案中，两个雾化气溶胶射流彼此相对地定向，使得气溶胶形成为气溶胶射流的撞击点。所产生的气溶胶借助于吹送到碰撞点的气流而移向有待涂覆的衬底。已证明很难使用这些基于现有技术的撞击的涂覆机制来产生两种或更多种组分的薄而均匀的多组分涂覆膜。多组分过程在此上下文中用于表示用于形成涂层的过程由需要两种不同物质之间的化学相互作用的过程产生。常规上，已在多组分过程中通过将单独的物质连续喷涂到彼此顶部，或通过在将多组分过程中所需的物质喷涂到涂覆表面上之前将其彼此混合来产生膜。在这些方法中的任一者中，对具有中空或弯曲形式的复杂物体的涂覆是存在问题的。对于均匀涂层，涂覆表面中的每一个都应均匀地暴露于撞击喷雾。这意味着涂覆装置必须包括能相对于撞击喷雾根据其形状来改变涂覆物体的定向的机构。尤其是针对规模较大的物体实施这类定向改变机构是复杂的和非常昂贵的。另外，即使有了这类移动机构，产生薄而均匀的膜也存在挑战性。为了确保所有表面部件确实都能得到暴露，尽管在喷雾与有待喷涂的当前部件之间存在可能居间的形式，但是许多部件仍可能会多次暴露于喷雾或较长时间暴露于喷雾或两者兼有。因此，涂覆表面上的膜的厚度趋于显著变化。即使是在平坦物体的涂覆中，常规方法也存在挑战性。撞击方法本身就容易有涂层厚度的变化。另外，多层膜的产生包括两个独立的喷涂过程，由此所得的涂层往往更容易有累积变化。另一方面，作为混合物喷涂的物质并不总是能很好地混合，并且往往会导致涂层组成不均匀。原子层沉积(ALD)方法是基于气相化学过程的使用，其中前体以顺序的自限性方式每次与一种材料的表面发生反应。通过重复反应，产生涂覆膜。所得膜即使是在复杂的表面上也是非常均匀的，但是所述过程很缓慢并且不容易扩展到对大型物体的涂覆。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是提供一种系统，所述系统允许在多组分过程中产生薄而均匀的涂覆膜。涂覆方法的实施方案通过如独立权利要求1所述的定义来表征。从属权利要求2至14中定义了涂覆方法的一些实施方案。涂覆设备的实施方案相应地通过如独立权利要求15所述的定义来表征。从属权利要求16至26中定义了涂覆设备的一些实施方案。涂覆物体的实施方案相应地通过如独立权利要求27所述的定义来表征。从属权利要求28和29中定义了涂覆设备的一些实施方案。涂覆方法的一个实施方案描述了在包括第一物质与第二物质之间的化学相互作用的过程中沉积涂层；在第一腔室中产生包括第一物质的颗粒的气溶胶；在第二腔室中产生包括第二物质的颗粒的气溶胶；确定在此期间激活了第一物质与第二物质之间的化学相互作用的有限相互作用时段，所述有限相互作用时段开始于物体的表面开始或结束在第一腔室中暴露于气溶胶之时；将第一腔室中或第二腔室中的气溶胶调整为非撞击状态，其中气溶胶的颗粒沉降到暴露于气溶胶的表面上；将物体的表面加载到第一腔室中；以及在有限相互作用时段终止之前将物体的表面加载到第二腔室中另一个实施方案公开了一种用于包括第一物质与第二物质之间的化学相互作用的过程的设备。所述设备包括第一腔室；第二腔室；第一气溶胶源，所述第一气溶胶源用于将包括第一物质的颗粒的气溶胶供给到第一腔室中；第二气溶胶源，所述第二气溶胶源用于将包括第二物质的颗粒的气溶胶供给到第二腔室中；第二气溶胶源，所述第二气溶胶源用于将包括第二物质的颗粒的气溶胶供给到第二腔室中，其中第一气溶胶源或第二气溶胶源被配置成将气溶胶调整为非撞击状态，其中气溶胶的颗粒沉降到暴露于气溶胶的表面上；加载元件，所述加载元件被配置成将物体的至少一个表面加载到第一腔室中，并且在有限相互作用时段终止之前加载到第二腔室中，其中仅在有限相互作用时段期间激活化学相互作用，所述有限相互作用时段开始于物体的表面开始或结束在第一腔室中暴露于气溶胶之时。另一个实施方案公开了一种涂覆物体，所述物体的至少一个表面具有经由上述涂覆方法沉积的涂层。特定非撞击沉积机构的使用确保涂覆过程不需要用于喷涂撞击角度的复杂的控制机构，并且因此还适用于甚至是在大规模物体上产生非常均匀的涂层。均匀的膜的厚度可以非常简单的方式通过调整暴露于非撞击气溶胶的时间来控制。这还允许容易地控制多组分涂覆过程，尤其是控制所得膜的多组分组成，或对形成所得单组分膜进行控制。在以下公开内容中更详细地论述了本专利技术的另外的实施方案和优点附图简述在下文中，将通过参考附图来更详细地描述本专利技术，在附图中：图1示出了具有两个连续的沉积室的涂覆设备的示例性实施方案；图2示出了在有限相互作用时段与第一相互作用时段之间的关系；图3示出了包括示例性沉积室的涂覆装置；图4示出了包括另一个示例性沉积室的涂覆装置；图5示出了包括两个连续的沉积室的涂覆装置；图6示出了包括三个连续的沉积室的涂覆装置；图7示出了沉积室的直接联接的实例；图8示出了具有一个中间腔室的直接联接的沉积室；图9示出了具有三个中间腔室的直接联接的沉积室。具体实施方式以下实施方案是示例性的。虽然说明书可能会提及“一”、“一个”或“一些”实施方案，但是这不一定意味着每次这种提及都是针对同一个实施方案，或特征仅适用于单个实施方案。不同实施方案的单个特征可以组合来提供其他实施方案。在下文中，将通过装置架构的简单实例来描述本专利技术的特征，对于所述装置架构，可以实施本专利技术的各种实施方案。仅详细描述了用于说明实施方案的相关元素。本领域技术人员通常已知的涂覆方法和设备的各个方面可能并未在本文中进行具体描述。本文描述的多组分涂覆过程包括在第一物质与第二物质之间的化学相互作用。多组分涂覆过程可以通过将物体连续地加载到两个或更多个涂覆单元，即第一腔室和第二腔室来实施。在第一腔室中产生包括第一物质的颗粒的气溶胶，并且在第二腔室中产生包括第二物质的颗粒的气溶胶。图1的示意图示出了包括两个连续的沉积室101、103的涂覆设备的示例性实施方案。图1示出了一个物体105处于其被连续地加载到两个沉积室的进程中的各个阶段。在所需的涂覆中，第一腔室101和第二腔室103中的至少一个中的气溶胶要调整到非撞击状态，其中气溶胶的颗粒沉降到暴露于气溶胶的表面上。非撞击状态通过调整气溶胶产生的参数，诸如颗粒的大小、温度、气流等等来实现。术语沉降因此在此处指代气溶胶的颗粒在没有诱导流的情况下与固体物体的表面接触，即经由重力沉降或在物体附近的颗粒间相互作用导致沉降的过程。第一物质和第二物质可以具有不同的组成以在涂覆过程中实现所需效果或对所得涂层的性质实现所需影响。例如，可以实现限定的涂层类型、涂层到涂覆表面的改进的粘合或过程持续时间的减少。应注意到，物体的表面可以具有彼此经由例如边缘、凹部等等而分开的各种不同的子形式。呈非撞击状态的气溶胶的使用非常适于均匀地涂覆物体的各种子形式或子表面，但是所述过程也适用于仅涂覆选定子形式。例如，物体可以是大的平坦物体，并且在一侧上进行涂覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂覆物体的表面的方法，所述方法包括：在包括第一物质与第二物质之间的化学相互作用的过程中沉积涂层；在第一腔室中产生包括所述第一物质的颗粒的气溶胶；在第二腔室中产生包括所述第二物质的颗粒的气溶胶；确定在此期间激活了所述第一物质与所述第二物质之间的所述化学相互作用的有限相互作用时段，所述有限相互作用时段开始于所述物体的所述表面开始或结束在所述第一腔室中暴露于所述气溶胶之时；将所述第一腔室中或所述第二腔室中的所述气溶胶调整为非撞击状态，其中所述气溶胶的颗粒沉降到暴露于所述气溶胶的表面上；将所述物体的所述表面加载到所述第一腔室中；在所述有限相互作用时段终止之前将所述物体的所述表面加载到所述第二腔室中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.26 FI 201651501.一种涂覆物体的表面的方法，所述方法包括：在包括第一物质与第二物质之间的化学相互作用的过程中沉积涂层；在第一腔室中产生包括所述第一物质的颗粒的气溶胶；在第二腔室中产生包括所述第二物质的颗粒的气溶胶；确定在此期间激活了所述第一物质与所述第二物质之间的所述化学相互作用的有限相互作用时段，所述有限相互作用时段开始于所述物体的所述表面开始或结束在所述第一腔室中暴露于所述气溶胶之时；将所述第一腔室中或所述第二腔室中的所述气溶胶调整为非撞击状态，其中所述气溶胶的颗粒沉降到暴露于所述气溶胶的表面上；将所述物体的所述表面加载到所述第一腔室中；在所述有限相互作用时段终止之前将所述物体的所述表面加载到所述第二腔室中。2.如权利要求1所述的涂覆方法，其特征为所述方法包括：经由位于所述第一腔室或所述第二腔室的顶部部分中的雾化元件在所述第一腔室中或在所述第二腔室中产生所述气溶胶，气溶胶的颗粒分别是所述第一物质或所述第二物质的液滴；调整所述液滴以经由重力沉降而沉降到所述表面上。3.如权利要求1所述的涂覆方法，其特征为所述方法包括：经由位于所述第一腔室的顶部部分中和所述第二腔室的顶部部分中的雾化元件在所述第一腔室中和在所述第二腔室中产生所述气溶胶，所述第一腔室中的气溶胶的颗粒是所述第一物质的液滴，并且所述第二腔室中的气溶胶的颗粒是所述第二物质的液滴；调整所述第一腔室中的所述液滴和所述第二腔室中的所述液滴以经由重力沉降而沉降到所述表面上。4.如权利要求1所述的涂覆方法，其特征为所述第一腔室或所述第二腔室封闭出底部部分和顶部部分，其中所述底部部分在所述顶部部分下方，并且所述方法还包括；将包括气体中的固体或液体颗粒的气溶胶供给到所述底部部分中，从而在所述底部部分中产生逆着所述颗粒的重力沉降在所述腔室中上升的体积流量；调整所述体积流量的速率以使所述颗粒在所述腔室的所述顶部部分中的终端沉降速度最小化，使得在所述腔室的所述顶部部分中产生浮动气溶胶。5.如权利要求1所述的涂覆方法，其特征为所述第一腔室封闭出第一底部部分和第一顶部部分，并且所述第二腔室封闭出第二底部部分和第二顶部部分，其中所述第一底部部分在所述第一顶部部分下方，所述第二底部部分在所述第二顶部部分下方，并且所述方法还包括；将包括气体中的所述第一物质的固体或液体颗粒的气溶胶供给到所述第一底部部分中，从而在所述第一底部部分中产生逆着所述颗粒的重力沉降在所述腔室中上升的第一体积流量；将包括气体中的所述第二物质的固体或液体颗粒的气溶胶供给到所述第二底部部分中，从而在所述第二底部部分中产生逆着所述颗粒的重力沉降在所述腔室中上升的体积流量；调整所述第一体积流量的速率以使所述颗粒在所述第一腔室的所述顶部部分中的终端沉降速度最小化，使得在所述第一腔室的所述第一顶部部分中产生第一浮动气溶胶；调整所述第二体积流量的速率以使所述颗粒在所述第二腔室的所述顶部部分中的终端沉降速度最小化，使得在所述第二腔室的所述第二顶部部分中产生第二浮动气溶胶。6.如权利要求4所述的涂覆方法，其特征在于在所述浮动气溶胶中，所述颗粒的随机运动模式优先于所述颗粒的重力沉降模式。7.如权利要求5所述的涂覆方法，其特征在于在所述第一浮动气溶胶中和在所述第二浮动气溶胶中，所述颗粒的随机运动模式优先于所述颗粒的重力沉降模式。8.如权利要求2至7中任一项所述的涂覆方法，其特征为使用经由化学反应转化成第三物质物质的两种不同的物质作为所述第一物质和所述第二物质。9.如权利要求2至7所述的涂覆方法，其特征为使用所述第二物质的化学反应的催化剂作为所述第一物质，或使用所述第一物质的化学反应的催化剂作为所述第二物质。10.如权利要求2至7所述的涂覆方法，其特征为使用具有明显高于所述第二物质的润湿能力的润湿能力的作为所述第一物质。11.如前述权利要求1至10中任一项所述的涂覆方法，其特征为进一步保持所述物体的所述表面加载在所述第一腔室中，直到产生所述第一物质的具有预定义厚度的层为止；在所述有限相互作用时段终止之后从所述第二腔室移除所述物体的所述表面，由此所述第二物质的层被沉积为最顶端的子层。12.如前述权利要求1至10中任一项所述的涂覆方法，其特征为进一步保持所述物体的所述表面加载在所述第一腔室中，直到产生所述第一物质的具有所述预定义厚度的所述层为止；在所述有限相互作用时段终止之前从所述第二腔室移除所述物体的所述表面。13.如权利要求11或12所述的涂覆方法，其特征在于所述第一物质是经由干燥凝固的液体物质，并且所述方法包括：保持所述物体的所述表面加载在所述第一腔室中，直到产生所述第一物质的具有所述预定义厚度的所述层为止；在所述有限相互作用时段终止于所述第一物质的最顶层的凝固之前将所述物体的所述表面加载到所述第二腔室中。14.如前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其特征为将在所述第一腔室和所述第二腔室两者中的所述气溶胶调整为非撞击状态，其中所述第二物质的颗粒沉降到表面上。15.一种用于包括第一物质与第二物质之间的化学相互作用的过程的涂覆设备，所述设备包括：第一腔室；第二腔室；第一气溶胶源，所述第一气溶胶源用于将包括所述第一物质的颗粒的气溶胶供给到所述第一腔室中；第二气溶胶源，所述第二气溶胶源用于将包括所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿西卡拉，S·塔梅拉，T·梅泰，
申请(专利权)人：倍耐克有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI