多层涂覆的方法技术

当基片沿一条轨道移动途经涂覆工位时将许多同时施加的涂覆液（７２，７４，７６，１３４，１３６）涂覆到基片（３０，９４）上。流动的多层涂液层以相互层叠层的方式形成，并形成一层复合层。所述复合层的流速足以形成一条连续流动的复合层射流，并不管射流的流动方向，在基片表面涂上一定宽度的涂层。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备多层涂层。尤其，本专利技术涉及用同时施加的多层涂覆液来涂覆一基片的系统。专利技术的背景涂覆是用一层液体取代与一基片相接触的空气的过程，该基片通常为一固体表面，例如一带料。有时，多层涂层被一层接一层地涂覆。在涂上一层涂层之后，它能够仍为液体，就象金属卷材加工时将润滑油施加到金属上的情况，或是施加化学试剂来活化或化学变化一基片表面。另外，倘若涂层含有易挥发的液体，涂层能够被干燥留下一固态的涂层比如一层油漆，或者它能被固化或通过其它方式使其固化成具有功能的涂层，例如将不粘附压敏粘结剂的一防粘涂层。往往为了使涂过的基片具有适当的功能，必须要涂上不同成分的多层涂层。关于这点有许多例子。通常在一层油漆之下加一层低漆来改善油漆牢度。在制造彩色胶片中，以具有几乎均匀容差的一特殊层状关系，涂上十二层之多不同成分的涂层。制造高性能记录磁带需要涂覆不同成分的多层磁粉层。顺序涂覆的操作能在基片上产生许多特殊的叠层。然而，代价过高，浪费时间，并且在顺序涂覆和干燥工位上要花费大笔投资。同时涂上多层涂层的方法在1992年纽约VCH出版社出版的由科恩，E.D.和古托夫，E.B.撰写的《现代涂覆及干燥技术》第四章中已详述了。在美国专利2,761,419和2,761,791中揭示了槽或挤压，预先计量的模涂覆器，并在这些年开发出了许多改进之处。使用这些涂覆器，待被涂的带料表面与模表面接触或与模表面靠得很近，带料表面被涂上许多相叠的涂层。计量施加到涂覆模上的每个涂覆成分，涂覆模将涂层涂到带料上。在这些方法中，最高涂覆速度被限制，并且模与带料间空隙的均一性限制了涂层的质量。另一种同时涂上多层涂层的方法是屏幕涂层。美国专利3,508,947揭示了关于使用这种方法来涂覆摄影器材。屏幕涂层使用垂直自由下落的液幕，所述液幕在带料途经涂覆工位时冲击到其上。这个专利揭示了一种从许多特殊涂层中形成屏幕涂层的方法，以便在带料上完成多层涂覆。所述涂覆模与带料间的空隙大于其他方法中的空隙，并且施加的速度也大大地增长。然而，甚至这些技术也存在局限性。为形成具有零或接近于零界面张力的可混合的层成分或涂层成分的多层液幕，液层的流动为避免混合必须保持层流。如果使用较佳的滑动装置的几何结构，则在滑动装置上由层流到湍流的转变限制了最大流速。如果涂层速度是固定的，则此因素限制了可以施加的涂层的最大厚度。如果涂层厚度是固定的，则限制了可以施加的涂层的最大速度。屏幕涂层的另一个局限性是所述自由下落的液幕被常量且受限制的重力加速。利用自由下落获得的动能从带料表面上取代空气，以防止不合需要地夹带有空气。从自由下落中获得的动能随着液幕高度地增加而增加，但是增加液幕高度也就增加了干扰液幕使其易损的可能性。实际上，想获得25厘米以上液幕所形成的高质量的涂层是很困难的。这就限制了涂层厚度与速度的范围。希望高液幕可获得高速度，薄涂层，而低液幕获得高质量涂层是矛盾的，必须进行折衷，这就限制这种方法的应用。另外，屏幕涂覆器不能在低重和失重的环境下使用。屏幕涂层的另一个局限性是液幕永远垂直下落。这限制了涂覆工位的几何结构和定位。另外，如果屏幕涂层将被附加到一个现存的制作过程中，此过程必须适合所述液幕限制的垂直下落方向，而不是将涂覆模及其设备定位在现存过程的现存带料的通道上。美国专利4,348,432中揭示的轴对称涂覆器讲述了如何从相对的冲击圆柱体的多层射流中形成多层径向伸展的涂层，以及如何传送带料通过所述装置以产生同时形成的多层涂层。然而，除其他的局限性之外，这种方法受到由流体动力学所强加的带料最大宽度界限的严格限制。宽度大于1米是被禁止的，并且宽度大于0.75米也是不可行的。在造纸工业中从槽中流出单层液体射流是已知的，在用刮刀涂覆器计量前提供给带料表面过量的涂覆液或者提供给凹版涂覆器的滚花辊过量的涂覆液。然而，并不知道多层射流涂覆的使用情况。需要一种系统，此系统没有已知的涂覆方法中定位，几何结构，以及重力的限制而能以较高的速度同时施加多层薄涂层。还需要一种改进的系统，该系统能够同时在一基片上涂覆多层，其中每一层被精确地计量，并沿基片的宽度方向均匀分布，同时保持该涂层于一受控，层叠层，并列的关系中去。专利技术概述本专利技术系统在一片基片上同时涂上多层涂覆液。所述基片沿一条轨道移动途经涂覆工位，同时许多涂液层以互相层叠层的方式流动来形成复合层。所述复合层作为高速的射流流动足以形成连续流动的液体桥与基片表面相接，并不顾重力方向横过涂层宽度。所述流动的复合层射流冲击基片，并将涂覆液涂至基片上。复合射流液桥比施加的涂覆液的湿厚度要长。所述系统也包括所述复合层在接触基片前，先涂至一个传移表面上，如辊或传送带。同样，所述系统可包括一个阻挡器，它在射流接触到带料前通过拦截射流来阻碍涂覆进程，而不用停下基片和其它的工序。所述液桥至少能被重力，磁力，或静电力中的一个力来加速。然而，这并不是必要的，而且涂层能在低重环境下形成。在不同的实施例中，可能至少存在一种涂覆液不能浸润基片，或者不会与邻近的涂覆液混合，或者具有与邻近涂覆液不同的表面张力，或者是湍流流动，或者会与邻近的涂覆液混合。附图的简要说明附图说明图1所示为射流涂覆模的示意图。图2所示为本专利技术涂覆系统的示意图。图3所示为本专利技术另一实施例的涂覆系统的示意图。详述通过图1所示射流涂覆所用的一个单层模的图解说明，射流涂覆装置能被很好地理解。模10有一个单腔12，用来容纳从入口处(未示)抽入的液体。空腔12与出口槽14相连，所述出口槽14能让液体从模流经槽口16而流出，槽口16形成于槽14在模本体10的出口处。另外，所述的模和它的槽出口用一片其上凿有一个孔口的带料封闭所述空腔的一边即可形成。所示的槽14水平定位，与重力方向垂直。在很低的流速并且槽口旁没有任何基片和障碍物的状态下，液体从槽口16流出将与模的下表面20相接触，并且在脱离下表面及在重力的影响下垂直下落之前，将沿着下表面流过一段可测量的距离。倘若液体从槽口16流出时所产生的动能很大，本专利技术射流涂覆装置即可形成。这在高流速时形成。液体在这些速度下从槽口流出只会与槽口16的上下边缘22和24相接触，完全与模表面18和20脱离，并形成一股水平的射流。所述射流是水平地射出一段可见距离的液带。首先形成所述射流的高流速取决于槽的尺寸，液体密度，液体的表面张力，以及液体的流变性能。涂覆器凸缘界定了槽14的出口，涂覆器凸缘和带料之间的间隙可大于施加给带料的液层厚度的十倍。虽然上述说明描述了一种水平的射流，但是只要在流出槽口的流速足够高，所述射流可在任何的角度上形成。这是射流涂覆器的优点；所述射流能够克服重力向上喷射成任何角度的喷射，并且射流可在失重的环境下形成。多层射流涂覆器能在一片移动的基片上同时涂上三层相叠的液体，如图2所示。所述基片是一连续的带料，它由支撑着它并基本向上引导它的辊32，34引导着经过涂覆工位。射流涂覆模36与带料的轨道横向定位。所述的涂覆模36具有第一个空腔38，它用来容纳由第一台计量泵42恒速地从供液箱41中抽出，并流经第一个入口44而流入其中的第一种涂覆液40。涂覆液40从空腔38流经第一条延伸槽46后流至共用槽48。所述的涂覆模36还具有第二个空腔50，它用来容纳由第二台计量泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用多层涂覆液（７２，７４，７６，１３４，１３６）涂覆一基片的方法，它包括下列工序：沿一条轨道移动基片通过涂覆工位；至少形成第一层和第二层流动图覆液层（７２，７４，７６，１３４，１３６）；从动态的射流涂覆器（３６，９０）的槽 （４８，１２６）的槽口（７８，１２８）中流出至少其中一层液层，其流速足以形成一条连续，水平地从槽口射出的射流；将各液层以层叠层的形式放置，用以形成一复合液层（１３８），而不管各液层的单独流速是否足以形成连续流动的射流；复合液层的流速 足以使所述复合液层形成一条连续，水平流动的射流，并在基片上涂上一定宽度的涂层；以及用流动的复合液层（１３８）的射流与基片（３０，９４）接触来将涂覆液以特殊叠层的形式涂到基片上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：威廉K伦纳德，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]