使用涂覆工艺雾化材料的方法技术

一种雾化液体的方法，其包括提供喷雾器，所述喷雾器含有一端有出口的供液管道、在所述供液管道中的所述出口上游通入端口的供气管道和为所述雾化器赋予振动能的装置。在一个实施例中，所述供液管道和所述供气管道同轴相互替换。所述方法还包括使液体通过所述供液管道流到所述出口，同时使气体流过所述供气管道，并且为所述喷雾器赋予振动能，用以雾化从所述出口喷出的所述液体。在所述端口处导入气体而形成的液滴喷雾具有改善的尺寸特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液体材料的雾化，尤其是产生用于连续化学沉积工艺 的蒸汽。
技术介绍
化学或单体气相沉积技术已被有利地用于制备多种有用的产品。 例如，已经通过将采用溅射技术制备的金属氧化物和釆用气相沉积技 术制备的聚合物交替的层施加到基底，制成有效的、耐湿的和抗氧化的阻透薄膜。这类薄膜的、耐湿的和抗氧化的66阻透特性以及柔韧性 使其适用于多种应用，例如食品和药物的包装以及电子器件(诸如太 阳能电池、OLED (有机发光二极管)器件和有机微电子器件)的保护 膜。众所周知，在利用单体气相沉积技术制造聚合物薄膜层的过程中， 先向喷雾器供应可聚合单体，再使雾化的液滴穿过汽化室，然后将汽 化的单体引导至目标表面上。随后将汽化的单体共聚化(例如，通过 紫外线辐射)，用以形成具备有利特性的聚合材料薄层。众所周知，在利用化学气相沉积技术制造无机薄膜层的过程中， 先向喷雾器供应有机或有机金属前体，再使雾化的液滴穿过汽化室， 然后将汽化的前体引向目标表面。在目标表面处，汽化的前体与其他 气态或汽态材料发生反应(例如，利用热能或等离子)，用以形成具 备有利特性的无机材料薄层。众所周知，在利用喷雾涂覆技术制造聚合物或生物活性薄膜层的 过程中，先向喷雾器供应聚合物或生物活性材料与(有机的或含水的)溶剂组成的溶液，然后将雾化的液滴直接引向目标表面，用以形成具 备有利特性的聚合物或生物活性材料薄涂层。
技术实现思路
本公开涉及使液体雾化和汽化的装置和方法，以及由该雾化方法 制成的制品。当与蒸汽涂覆工艺一同使用时，本专利技术所公开的方法可 提供较小的液滴尺寸，提高液滴尺寸的一致性并增加液滴尺寸在时间 上稳定性。和原先的方法比较，改善的液滴尺寸一致性和稳定性提高 了汽化速率、蒸汽流量和涂层厚度的一致性。超声喷雾器已被用于为各种应用提供液滴的细小喷雾。然而，超 声喷雾器及其他传统类型的喷雾器无法获得较小的液滴尺寸、良好的 液滴尺寸一致性和液滴尺寸在时间上的稳定性。在一个实施例中，公开了一种雾化液体的方法，其中该方法包括 (1)提供喷雾器，其包括一端含有出口的供液管道、在出口的上游通入 供液管道的通气管道和为出口赋予振动能的装置；(2)使液体通过供液 管道流至出口，同时使气体流过供气管道；以及(3)为喷雾器赋予振动能，用以雾化从出口喷出的液体。在一个实施例中，供液管道和供 气管道同轴相互替换。在另一个实施例中，公开了一种涂覆基底的方法，其中该方法包括(1)提供基底；(2)提供喷雾器，其包括一端含有出口的供液管道、 在出口的上游通入供液管道的通气管道和为出口赋予振动能的装置；(3) 使液体通过供液管道流至出口，同时使气体流过供气管道；以及(4)为 喷雾器赋予振动能，用以雾化从出口喷到基底上的液体。在另一个实施例中，公开了一种涂覆基底的方法，其中该方法包 括(1)提供基底；(2)提供喷雾器，其包括一端含有出口的供液管道、 在出口的上游通入供液管道的通气管道和为出口赋予振动能的装置；(3)使液体通过供液管道流至出口，同时使气体流过供气管道；以及(4)从 该装置为喷雾器赋予振动能，用以雾化从出口喷出的液体，蒸发液体 形成蒸汽，并将蒸汽冷凝到基底上。在又一个实施例中，公开了一种涂覆基底的方法，其中该方法包 括(1)提供基底；(2)提供喷雾器，其包括一端含有出口的供液管道、 在出口的上游通入供液管道的通气管道和为出口赋予振动能的装置；(3) 使液体通过供液管道流至出口，同时使气体流过供气管道；以及(4)从 该装置为喷雾器赋予振动能，用以雾化从出口喷出的液体，蒸发液体 形成蒸汽，并在活性气体存在的情况下使蒸汽和基底表面相接触。(注上述步骤的编号是为了清楚起见，并非旨在表示必须按照 任何具体顺序执行上述步骤)。附图说明图1示出喷雾器的剖视图2示出使用图1所示喷雾器的滚筒式工艺的示意图。 具体实施例方式现在参见图1，示出的是喷雾器38的剖视图。喷雾器38包含 喷嘴主体55，喷嘴主体部分被容纳在外部外壳46中，并被图示为在 一端通过液体传送管36与液体材料34的源相连。在另一端，喷雾 器喷嘴本体55包含雾化表面60，进入喷雾器38的液体材料34从 该雾化表面。液体传送管36连接到供液管道50上，向喷雾器38供应液体 材料，该供液管道位于喷雾器38的雾化表面60的中心，其一端于 出口 52处终止。供气管道54将气体从气体传送管42供应到喷雾 器38。在出口 52上游的端口 56处，供气管道54通入供液管道50 中。在一个实施例中，供气管道54通入供液管道50，占供液管道的孔的至少80%。在另一个实施例中，供气管道54通入供液管道，占 供液管道的孔的80%以下。正如本领域中的技术人员所理解的那样，可使用多种构造实施该方法。在另一个实施例中，供气管道54通入供液管道，占供液管道的 孔的100%。在该实施例中，供液管道50和供气管道54同轴相互替 换。液流和气流在端口 56和出口 52之间的喷雾器区域掺混后，从 出口 52喷出，并且从喷雾器38的雾化表面60雾化。喷雾器38还包含为喷嘴主体55赋予振动能的装置58。赋予振 动能的适用装置包括能够将电能转变为机械能或振动能的换能器。在 一个实施例中，釆用的是利用压电换能器将电能转变为机械能的超声 喷雾器。换能器接收来自功率发生器的电气输入，并转换电能为相同 频率的振动运动能。邻近出口 52的雾化表面60的锥形头部会形成扩展开的喷雾模 式64，使得这种类型的雾化装置非常适合那些要求在表面形成均匀的 薄层覆盖的应用。在其他实施例中，雾化表面60可被构造为平坦或 几乎平坦的表面，用以形成更狭窄的喷雾模式。在一些实施例中，冷 却空气从冷却剂供给口 62进入，并从冷却剂出口 63排出，用于防 止压电超声振子过热。示例性的压电超声喷雾器在美国专利No. 4，337，896 (Berger等人)中公开，该专利以引用方式并入本文。本文所公开的可用于雾化工艺的适用材料包括单体、低聚物、树 脂、蜡、有机化合物、有机金属化合物、生物活性材料以及它们的组 合。这些材料可以在室温下是液体，或者在高温下是熔融的固体。在 一个实施例中，采用本文所述的雾化方法沉积(甲基)丙烯酸酯单体。 适用的(甲基)丙烯酸酯单体在以下专利中公开，这些专利以引用方 式并入本文5，440，446(Shaw等人)；5，725，909(Shaw等人)；6,231,939 (Shaw等人)；6,420,003 (Shaw等人)。可用于雾化工艺的其他适用材料包括但不限于，环氧树脂、乙烯 基醚、含氟聚合物、含苯乙烯的聚合物、乙炔、聚酰胺、丙烯酰胺、 聚对二甲苯、蜡、含氟聚醚、聚胺、己二烯二苯硅垸、金属醇盐、烷 基金属、硅氧烷、油、染料、蛋白质、肽、多肽、类脂物、碳水化合 物、酶、核酸、多核苷酸、药物、药物代谢物、细胞、细胞材料和微生物，如以引用方式并入本文的以下美国专利所述6，468，595 (Mikhael 等人);6，660，339 (Datta等人);6,544,600 (Affinito等人);6，811，829(Affinito等人);6,682,782 (Jung等人)；6,656,537 (Affinito等 人);6,475,571 (Echigo等人);6,28本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雾化液体的方法，包括：　提供喷雾器，其包括　供液管道，在其一端含有出口，　供气管道，在所述出口的上游通入所述供液管道，和　为所述出口赋予振动能的装置；　使液体通过所述供液管道流到所述出口，同时使气体流过所述供气管道；以及　从所述装置为所述喷雾器赋予振动能，用以雾化从所述出口喷出的所述液体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-29 60/754,9141.一种雾化液体的方法，包括提供喷雾器，其包括供液管道，在其一端含有出口，供气管道，在所述出口的上游通入所述供液管道，和为所述出口赋予振动能的装置；使液体通过所述供液管道流到所述出口，同时使气体流过所述供气管道；以及从所述装置为所述喷雾器赋予振动能，用以雾化从所述出口喷出的所述液体。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述供液管道和所述供气 管道同轴相互替换。3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述液体由内管道供应， 并且所述气体由外管道供应。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述气体为对所述液体呈 惰性的气体。5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述气体选自由氮气、氩 气、氦气和氖气组成的组。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述气体为活性的。7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述气体选自由氧气、臭 氧、 一氧化二氮、氢、硫化氢、四氟化碳、甲烷和氨气组成的组。8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述液体为单体。9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述液体为(甲基)丙烯 酸酯单体。10. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在真空下实施。11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述方法在约l(T4到约 2托的压强下实施。12. 根据权利要求1所述的方法，其中流经所述供气管道的所述 气体被加热到90°C以上。13. 根据权利要求1所述的方法，其中流经所述供液管道的所述 液体被加热到30°C以上。14. 根据权利要求1所述的方法，其中所述供气管道通入所述供 液管道，占所述供液管道的孔的至少80%。15. 根据权利要求2所述的方法，其中所述供气管道通入所述供 液管道，占所述供液管道的孔的至少80%。16. 根据权利要求1所述的方法，其中所述气体以低于500 SCCM的速率向所述供气管道供应。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述气体以低于20 SCCM的速率向所述供气管道供应。18. 根据权利要求1所述的方法，其中所述液体以低于10毫升 /分钟的速率向所述供液管道供应。19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述液体以低于5毫升 /分钟的速率向所述供液管道供应。20. 根据权利要求1所述的方法，其中用于赋予振动能的所述装置为压电换能器。21. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在化学气相沉积 工艺中使用。22. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在单体气相沉积 工艺中使用。23. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在喷雾涂覆工艺 中使用。24. —种涂覆基底的方法，包括 提供基底；提供喷雾器，其包括供液管道，在其一端含有出口，供气管道，在所述出口的上游通入所述供液管道，和 为所述出口赋予振动能的装置； 使液体通过所述供液管道流到所述出口 ，同时使气体流过所述供 气管道；以及从所述装置为所述喷雾器赋予振动能，用以雾化从所述出口喷到 所述基底上的所述液体。25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述供液管道和所述供 气管道同轴相互替换。26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述液体由内管道供应， 并且所述气体由外管道供应。27. 根据权利要求24所述的方法，其中所述基底为聚合物。28. 根据权利要求27所述的方法，其中制成所述基底的材料选 自以下材料组成的组聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 含芴聚酯(FPE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、聚醚砜(PES)、聚酯碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳酯 (PAR)、聚酸亚胺(PI)和多环烯烃。29. 根据权利要求24所述的方法，其中所述基底包括电子器件。30. 根据权利要求24所述的方法，其中所述液体为单体。31. 根据权利要求30所述的方法，其中所述液体为(甲基)丙 烯酸酯单体。32. 根据权利要求31所述的方法，其中所述(甲基)丙烯酸酯 单体通过暴露于固化源中进行聚合。33. 根据权利要求32所述的方法，其中所述基底还涂覆金属氧 化物层。34. —种根据权利要求24所述方法制成的阻透薄膜。35. —种根据权利要求24所述方法制成的光学薄膜。36. —种根据权利要求24所述方法制成的生物活性薄膜。37. —种根据权利要求24所述方法制成的织物涂层。38. —种根据权利要求24所述方法制成的电子器件。39....

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华J安德森，赫苏斯R拉莫斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]