使用喷涂方法来涂覆物品的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种使用喷涂方法来涂覆物品的方法和装置。可通过将流体涂覆前体材料雾化成平均直径在０．５至５微米的液滴而产生涂层。以超过临界冲击速度的速度将液滴引入到待涂覆的物品上。可通过控制喷雾腔室中流体前体材料溶剂的浓度来控制液滴的蒸发。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用喷涂(spray-coating)方法来涂覆物品。用根据本专利技术的方法和 装置，能有利地通过将流体涂覆前体材料雾化成平均直径范围在0. 5至5微米的液滴并以 超过临界冲击速度的速度将液滴引入到待涂覆物品上来产生涂层。根据本专利技术，可通过控 制喷雾腔室中流体前体材料溶剂的浓度来控制液滴蒸发。
技术介绍
就此而言，喷涂是一种用于施加涂层的已知方法。喷涂的典型实例为(例如)纸 的喷漆和颜料涂覆。Metso Paper公司的2000年7月19日的专利公告FI 111478 B公开了一种用于 纸张涂覆的喷涂方法，在该方法中，利用喷嘴将涂覆混合物施加到纸幅表面上，涂覆混合物 在喷涂到纸幅上之前在喷嘴中雾化成小液滴。该专利公告公开了下面这样的方法在封闭 罩内执行喷涂，可将封闭罩的内壁制成可冷却的，且罩的温度和湿度可被设置为所需值。该 专利公告并未提及流体滴大小和喷雾速度。Takashi Yonehara 等人的 1987 年 4 月 14 日的专利公告 US 4，656，963 公开了一 种在物体表面上形成极薄膜的方法。在该方法中，从前体材料产生气溶胶且将气溶胶引入 到待涂覆的基片表面上，且在溶剂蒸发之后，在表面上形成膜。该专利公告公开了通过超声 生成粒度范围在1. 5至10微米的气溶胶颗粒。该专利公告并未描述如何通过冲击将气溶 胶颗粒引入到待涂覆的基片表面上。Glaverbel的1988年3月1日的专利公告US 4，728，353公开了一种用于在热玻璃 基片上形成热解金属化合物涂层的装置。对于该装置的操作，必须通过向玻璃基片面供应 预热气体来控制在玻璃基片面紧邻处的气体气氛，预热气体在玻璃基片面附近形成保护性 气氛。保护性气氛使得能防止周围空气进入到涂覆区域。该专利公告公开了预热气体为预 热空气，表示涂覆反应发生于富含氧的气氛中。通过喷雾来进给涂覆前体材料公开于该公 告中，但并未公开雾滴直径。因为在1988年，喷雾器不够先进以产生小液滴，所以在当时对 于本领域技术人员显然雾滴直径在数十微米的范围。美国的1989年的Arthur H. Lefebvre 的公告(Atomization and Sprays,Taylor&Francis)公开了一组不同喷雾器。在该专利公 告中频繁使用的词语“薄雾”是指大约100微米直径的液滴(在该公告的第80页)且在所 述公告中公开的压力与空气分散喷雾器的液滴大小分布(尤其是第201-273页)从未示出 小于10微米的液滴，平均直径通常在30至80微米的范围。在该公告中提到这种液滴蒸发 能在10秒周期内进行，只要空气温度为数百度，如在该公告中所述。但是，空气加热使得溶 液较为昂贵，特别是当使用大量空气时，如在该公告中所述。Xingwu Wang的1996年6月30日的专利公告US 5，540，959，公开了一种使用雾粒来制备涂覆基片的方法。在该方法中，产生小液滴，利用射频能量来加热小液滴以使液滴 汽化，之后，将蒸汽沉积到基片上。所述公告并未提及流体滴撞击、碰撞或冲击到基片表面 上。James J. Sun等人的2002年8月1日的专利申请公开US 2002/0100416 Al公开了一种使用气溶胶来涂覆基片的方法，其中使用冲击板从流中移除大于特定液滴大小的液 滴。所述公告并未提供使用冲击将液滴沉积到基片上的描述。1999 年 3 月 16 日的专利公告 US 5，882，368 (Vidrio Piaano De Mexico, S. A. DE C. V.)公开了一种使用小液滴来涂覆热玻璃基片的方法。所述公告并未提及使用冲击用于 涂覆目的。现有技术并未公开将流体分散成小液滴且使液滴冲击到待处理基片上的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供下面的方法涂覆是基于小液滴冲击，从而能利用小液滴 的有利特征。这通过根据权利要求1所述的特征部分的喷涂方法来实现，其中产生小液滴的流 体前体材料被进给到喷雾器，喷雾器使流体雾化成小液滴。平均液滴直径的范围在0. 5至 5 μ m,且液滴速度使得液滴冲击到待涂覆表面上。对于直径通常大约0. 5微米的液滴，液滴 速度必须为至少100至120m/s。在正常气氛中(即并不使用在涂覆表面递送侧上的显著 负压)，直径小于0. 5微米的液滴冲击可实际上仅以低效率实现。当液滴大小增加时，冲击 所需最小速度降低，且直径为5微米的液滴以大约20m/s的速度连续冲击。但是，就涂覆而 言，优选地具有尽可能小的液滴大小，因为液滴直径对于液滴特征具有显著影响。0. 5微米 的液滴和100微米液滴的特征在表1中进行比较。表 权利要求一种喷涂方法，其中，产生小液滴的流体前体材料被进给到喷雾器内，所述喷雾器将流体雾化为小液滴，其特征在于，平均液滴直径的范围在0.5至5μm，且液滴的速度使得液滴被冲击到待涂覆的表面上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，液滴的速度为20至120m/s。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述流体前体材料包括至少一种溶剂和 溶解于溶剂中的至少一种材料。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述溶剂是乙醇且所溶解的材料是金属盐。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述流体前体材料包括至少一种单体。6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述液滴在喷雾腔室中被喷雾，在所述 喷雾腔室中控制流体前体材料溶剂的蒸汽压力。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述喷雾腔室中控制液滴蒸 发使得在液滴冲击到待涂覆的表面上之前平均液滴直径范围在0. 5至1 μ m。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在喷雾腔室中控制液滴蒸发使 得存在于液滴中的溶剂在冲击之前基本上完全蒸发。9.一种喷涂装置(1)，至少包括用于在喷雾腔室(10)中喷雾流体前体材料(20)的附 件，其特征在于，所述喷雾腔室(10)至少具有用于控制喷雾腔室(10)的气氛(13)使得所 述喷雾腔室(10)适应溶剂(16)的所需蒸汽压力的相关联附件，和与所述喷雾腔室(10)相 关联用于喷雾所述流体前体材料使得所喷雾的流体的平均液滴大小为0. 5至5微米的喷雾 器(5)。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述喷雾腔室(10)包括用于控制喷雾腔室 温度在20至650°C范围的附件(23)。11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述喷雾腔室(10)被形成为使得在 流体滴(8)冲击到基片(12)上之前流体滴(8)的速度加速。12.如权利要求9至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于将气体流 引入到所述喷雾腔室(10)内的附件(9)。全文摘要本专利技术涉及一种使用喷涂方法来涂覆物品的方法和装置。可通过将流体涂覆前体材料雾化成平均直径在0.5至5微米的液滴而产生涂层。以超过临界冲击速度的速度将液滴引入到待涂覆的物品上。可通过控制喷雾腔室中流体前体材料溶剂的浓度来控制液滴的蒸发。文档编号B05D1/02GK101980794SQ200980112557 公开日2011年2月23日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月3日专利技术者M·拉贾拉, S·阿霍南, T·瓦尼奥 申请人:本尼克公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷涂方法，其中，产生小液滴的流体前体材料被进给到喷雾器内，所述喷雾器将流体雾化为小液滴，其特征在于，平均液滴直径的范围在０．５至５μｍ，且液滴的速度使得液滴被冲击到待涂覆的表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S阿霍南，T瓦尼奥，M拉贾拉，
申请(专利权)人：本尼克公司，
类型：发明
国别省市：FI[]