本發(fā)明涉及基于物理或者化學(xué)蒸鍍(Physical Vapor Deposition Chemical Vapor Deposition)方法且用于制造薄膜群的薄膜群制造裝置和薄膜群、薄膜及紫外線阻隔劑。
物理或者化學(xué)蒸鍍方法也稱作干式鍍金,相比于濕式鍍金方法,由于具有環(huán)保和不引發(fā)公害,因此作為形成薄膜的方法廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。
背景技術(shù):
最近,使用薄膜片(Flake)制造產(chǎn)品的技術(shù)應(yīng)用于很多領(lǐng)域。
通過調(diào)查可知,需要和應(yīng)用薄膜片及其制造方法的領(lǐng)域如下。使用由銀(Ag)或者銅(Cu)或者銀和同的復(fù)合層構(gòu)成的薄膜片作為制造導(dǎo)電膏的原材料,而且稱之為綠色產(chǎn)品的LED芯片的水泥漿、油漆和油墨中混合的顏料、化妝品原料、防曬霜粒子、色素粒子、燒結(jié)粒子、電池活性物質(zhì)、太陽能電池、熱電元件、絕緣元件、催化劑粒子、納米復(fù)合物質(zhì)等不勝枚舉的領(lǐng)域,作為制造各種產(chǎn)品的重要材料和技術(shù)之一而使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
所述薄膜片為了提高其質(zhì)量和純度及所要實(shí)現(xiàn)的特征,而優(yōu)選通過物理或者化學(xué)蒸鍍工序的干式鍍金方法生產(chǎn)。但是,基于所述物理或者化學(xué)蒸鍍工序的干式鍍金方法大部分是在真空容器內(nèi)實(shí)現(xiàn),從而效率降低而生產(chǎn)成本變高。因此,工廠使用基于化學(xué)濕式工序的薄膜片生產(chǎn)方法而非所述干式鍍金方法。
雖然成產(chǎn)成本很高但是出于不得已的理由,利用物理蒸鍍方法生產(chǎn)薄膜片時(shí),生產(chǎn)效率非常低,導(dǎo)致單個(gè)產(chǎn)品的價(jià)格飆升,由此使用領(lǐng)域和產(chǎn)品受到極大的限制。
韓國(guó)公開專利公報(bào)第10-2004-0068564號(hào)(2004.07.31.)包括了本發(fā)明所要解決的所有主要技術(shù)問題的薄膜粒子制造裝置和制造方法。但是,所述引用發(fā)明具有很多問題,很難在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)施,只是初步的概念構(gòu)思層面上的構(gòu)成。實(shí)際上,具有該構(gòu)成的生產(chǎn)設(shè)備不能在生產(chǎn)中使用。
利用物理或者化學(xué)蒸鍍方法大量生成薄膜粒子的現(xiàn)有技術(shù)從技術(shù)的角度概括為,大體分為兩類,所述兩類皆為在原位(Insitu)狀態(tài)下涂布大面積或者更多的薄膜層后,將其粉碎并制成薄膜群或者薄膜粒子的方法。
以下進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)分析。
首先,第一類是如艾利丹尼森公司的美國(guó)專利6,398,999BI類型,在原位狀態(tài)下,利用大量的多層薄膜層制造所要獲取的薄膜層后,利用所述獲取的薄膜層,獲取薄膜群或者薄膜粒子的裝置,更具體而言,為了制造大量的所述多層薄膜,在薄膜層和薄膜層之間通過蒸鍍方法蒸鍍可溶性或者離型性的薄膜層以制造所要獲取的,由薄膜層和可溶性薄膜層交替排列的,大量的多層薄膜群后,將其卸載到真空容器外部,并進(jìn)行一次粉碎后,在溶劑或者溶液中溶解以溶解所述可溶性薄膜層,并基于進(jìn)一步的粉碎方法而獲得薄膜粒子的裝置。
第二類是如寶麗來公司的美國(guó)專利4,168,986或者韓國(guó)公開資料公報(bào)第10-2004-0068564號(hào)(2004.07.31.)裝置,在蒸鍍所要獲取的薄膜層之前,首先,在被涂層材料上真空容器內(nèi)蒸鍍可溶性或者離型性薄膜層之后,蒸鍍所述所要獲取的薄膜層,為了在原位狀態(tài)下從被涂層材料分離所述薄膜層,并移送至分離腔室,在溶劑中溶解所述蒸鍍的可溶性或者離型性薄膜層并分離之后,重新將被涂層材料移送至蒸鍍腔室,重新蒸鍍可溶性薄膜層和所要獲取的薄膜層的工序,重復(fù)以上步驟,以大量生成薄膜粒子的裝置。
所述兩類大量生產(chǎn)裝置基于物理蒸鍍方法在一定程度上具有提高了薄膜粒子的生產(chǎn)效率,而且降低了生產(chǎn)成本的效果,但是基于以下問題不適用于實(shí)際的生產(chǎn)中或者依然存在嚴(yán)重的缺陷需要解決。
現(xiàn)有技術(shù)中所述第一類裝置交替且依次地蒸鍍所述所要獲取的薄膜層和可溶性薄膜層,且由于是在一個(gè)循環(huán)周期同時(shí)蒸鍍的方式,因此除了用于蒸發(fā)所要獲取的薄膜層的蒸發(fā)源(Evaporation Source)之外,還另外需要用于蒸發(fā)可溶性薄膜層的蒸發(fā)源,用于供應(yīng)所述蒸發(fā)用能量的蒸發(fā)用電源裝置和/或結(jié)合于附加的蒸發(fā)源的附加的蒸發(fā)阻隔關(guān)閉裝置(Shutter)等附加裝置,因此導(dǎo)致真空裝置的制造和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜且大型化,而且工序的實(shí)施和運(yùn)營(yíng)管理也十分困難。
更大的問題在于,為了交替所述所要獲取的薄膜層蒸鍍和可溶性薄膜層蒸鍍,需要在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)同時(shí)蒸發(fā)所述兩個(gè)物質(zhì)。同時(shí)蒸發(fā)兩個(gè)物質(zhì)必然導(dǎo)致在同一個(gè)真空容器內(nèi)進(jìn)行,使所述兩個(gè)物質(zhì)的蒸汽互相擴(kuò)散并干涉,從而導(dǎo)致各薄膜層中不可避免地包括不同的物質(zhì)的結(jié)果。這是導(dǎo)致各薄膜層的純度和質(zhì)量和特征大大降低的原因。
作為決定性的問題,在所述問題基礎(chǔ)之上,所述可溶性薄膜層主要利用蒸氣壓高的有機(jī)物形成,基于所述有機(jī)物蒸汽的真空容器內(nèi)部,真空排管及尤其是真空泵系統(tǒng)等污染,隨著時(shí)間的推遲漸漸地引發(fā)更加驗(yàn)證的問題,由此對(duì)于系統(tǒng)全部,引發(fā)致命的問題。
通過所上述程,基于所述污染源導(dǎo)致真空泵及系統(tǒng)受到致命的污染,結(jié)果導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備功能的最終停止。因此所述第一類生產(chǎn)設(shè)備,對(duì)于所述裝置和薄膜污染問題,薄膜特征降低等存在巨大的問題及克服所述問題的巨大的挑戰(zhàn)。
現(xiàn)有技術(shù)中的所述第二種裝置,在蒸鍍所述所要獲取的薄膜層之前,首先在被涂層材料上蒸鍍可溶性薄膜層之后,在蒸鍍有所述可溶性薄膜層的被涂層基材上蒸鍍所要獲取的薄膜層,然后將其移送至用于卸載薄膜的分離容器區(qū)域,使用指定溶劑從所述被涂層基材卸載所述所要獲取的薄膜層之后,將卸載薄膜層之后的被涂層基材重新移送至蒸鍍區(qū)域,通過重復(fù)進(jìn)行蒸鍍和卸載工序,在執(zhí)行所述卸載工序的分離容器內(nèi)能夠大量收集薄膜粒子的裝置。所述方法的薄膜粒子生產(chǎn)裝置理論上的構(gòu)思雖好,實(shí)際實(shí)施上存在很多問題,因此,因其裝置的制造和運(yùn)行和產(chǎn)品的質(zhì)量污染等問題難以實(shí)現(xiàn)。
此外,所述兩類大量生產(chǎn)裝置由于采用以蒸汽狀態(tài)蒸鍍可溶性薄膜層的工序,因此為了提高所述可溶性物質(zhì)的蒸氣壓,需要加熱工序以加熱至高溫。為了實(shí)施所述加熱工序,作為額外增加的加熱源,需要提供電力,因此隨之而來的是能量浪費(fèi)的問題。
更大的問題在于,為了卸載所述可溶性薄膜層,即不僅需要將完成薄膜層蒸鍍的被涂層基材移送至分離容器區(qū)域,而且需要將完成薄膜卸載的被涂層基材重新移送至蒸鍍?nèi)萜鲄^(qū)域,所述蒸鍍?nèi)萜骱托遁d容器即使真空度不同,但應(yīng)該共享對(duì)等的真空環(huán)境和相同的空間。因此為了卸載所述可溶性薄膜層,所使用的溶劑的蒸汽以十分嚴(yán)重的程度向所述蒸鍍?nèi)萜鲄^(qū)域擴(kuò)散,作為污染源,在各種部分和領(lǐng)域引發(fā)問題。
為了解決所述問題,本發(fā)明涉及的薄膜群制造裝置和方法及基于此制造的薄膜群,作為不引發(fā)所述問題的的制造裝置,為了能夠提供高效的生產(chǎn)效率和高質(zhì)量,提供在原位狀態(tài)下制造大量的薄膜群的制造裝置及利用其制造的薄膜群和薄膜。薄膜層和薄膜層之間插入被涂層材料的方法通過與能夠全部去除基于所述各個(gè)物質(zhì)的高蒸氣壓引起的污染問題的方法結(jié)合,從而能夠提供不引發(fā)所述問題且獲得薄膜層和被涂層材料處于混合狀態(tài)的薄膜群的制造裝置和手段及利用其制造的薄膜群和薄膜,紫外線阻隔劑及化妝品,因此,能夠全面解決說是問題。
根據(jù)本發(fā)明,可以十分出眾的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的價(jià)格提供用于獲得具有高質(zhì)量和特性,環(huán)保且對(duì)人體無害的薄膜片(Flake)的薄膜群制造裝置和制造方法及薄膜群和薄膜,紫外線阻隔劑及包含其而制造的化妝品等。
另一個(gè)效果是不僅能夠縮減用于制造所述薄膜群和薄膜粒子的真空裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)及設(shè)備自身的制造成本,而且能夠大大減小生產(chǎn)所需的空間,從而縮減初期投資,能夠更加經(jīng)濟(jì)地生成薄膜。
又一效果是,對(duì)于制造所述薄膜群和薄膜粒子,能夠改善產(chǎn)品的質(zhì)量,能夠大大降低使用的真空裝置的污染現(xiàn)象和故障率,能夠縮減運(yùn)營(yíng)維護(hù)所需人力和部件購(gòu)買費(fèi)用和消耗的時(shí)間,因此,最終能夠提高生產(chǎn)效率,從而能夠提供物美價(jià)廉的薄膜群和薄膜,紫外線阻隔劑及化妝品。
附圖說明
圖1是為了實(shí)施本發(fā)明而具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的真空蒸鍍腔室的概略圖。
圖2是側(cè)面的中央位置開放的圓筒形的旋轉(zhuǎn)型的載體內(nèi)裝有被涂層材料的狀態(tài)的示意圖。
圖3是圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體向箭頭方向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)在被涂層材料供應(yīng)手段的外側(cè)和載體的內(nèi)側(cè)面形成被涂層材料薄膜的形狀的示意圖。
圖4是圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體向箭頭方向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)被涂層材料膜表面上形成蒸鍍的涂布薄膜層,基于收集手段混合所述蒸鍍涂布的薄膜層與被涂層材料的狀態(tài)的示意圖。
圖5是在圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體外表面涂布被涂層材料和薄膜層后收集的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6是通過從裝有指定量的被涂層材料的容器上部向下部方向移動(dòng)涂層物質(zhì),從而在被涂層材料的上部表面形成,且涂布指定厚度的薄膜層后通過基于移動(dòng)工具被涂層材料和薄膜層向指定方向移動(dòng)并收集的特征(一例子),并且基于所述移動(dòng)工具的運(yùn)行方向的轉(zhuǎn)換交替變更供給部37和收集部39并執(zhí)行制造的工序。
圖7是與圖4至圖6具有不同特征的制造裝置,薄膜層沒有涂布在被涂層材料表面,而是涂布在被涂層基材表面后并基于分離材料而分離的特征的制造裝置的概略圖。
圖8是具有類似于圖7的特征,并省略分離材料供給及收集用傳送帶107的制造裝置的概略圖。
圖9是具有與圖8類似的特征的其它組成的制造裝置的概略圖。
圖10是具有與圖8類似的特征的其它組成的制造裝置的概略圖。
圖11不同于圖7至圖10,沒有單獨(dú)準(zhǔn)備收集部,而是具有將分離材料和薄膜層的分離結(jié)果物以網(wǎng)(Web)狀纏繞(Winding)并收集的特征的制造裝置的概略圖。
圖12是具有將在被涂層材料表面涂布的薄膜層從連續(xù)旋轉(zhuǎn)的載體向被涂層材料內(nèi)部插入并收集的結(jié)構(gòu)的制造裝置的概略圖。
附圖標(biāo)識(shí)
1:真空容器3:側(cè)面的中央位置開放的圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體5:圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體的開放部(一實(shí)施例中通過所述開放部被涂層材料和蒸鍍?cè)醇氨∧と嚎沙鋈胨鰣A筒)7:被涂層材料供應(yīng)及變形手段(也可以是滾筒或者刷子的形狀)(供應(yīng)手段7可兼將被涂層材料膜以指定厚度范圍形成的變形手段而使用)9:收集手段(也可以是輾子或者刷子的形狀)11:用于真空蒸鍍腔室的真空泵系統(tǒng)13:被涂層材料15:流動(dòng)性被涂層材料不經(jīng)過蒸鍍工序(作為一例)而是基于圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的物理的力粘貼在載體內(nèi)面或者外面的被涂層材料的膜17:在形成于載體內(nèi)面或者外面的被涂層材料膜的表面上蒸鍍形成的蒸鍍薄膜層19:與被涂層材料混合的蒸鍍薄膜層21:薄膜層涂層源23:分離材料25:變形區(qū)中供給手段外表面上形成的被涂層材料的膜27:涂布區(qū)28:被涂層材料13的表面上涂布的薄膜層29:與分離材料混合的蒸鍍薄膜層37:被涂層材料或者分離材料供給部38:移動(dòng)工具39:收集部53:用于在外表面上涂布被涂層材料和薄膜層而形成的圓筒形的旋轉(zhuǎn)型載體55:載體的外表面上涂布的被涂層材料的膜57:被涂層材料膜55表面上涂布的薄膜層59:分離用刀(或者手段)101:被涂層基材103:被涂層基材表面上形成的薄膜層105:基于用于分離材料供給及變形的段形成的分離材料膜107:用于分離材料供給及收集傳送帶109:從收集部將分離材料和/或薄膜層重新回歸至供給部37的管道手段115:指定時(shí)間點(diǎn)上以插入兩層以上薄膜層的狀態(tài)在內(nèi)部收集的被涂層材料119:薄膜層插入工具177:分離材料供給及變形用手段201:用于纏繞的輔助輾子211:與薄膜層接合的分離材料從被涂層基材分離后,在被涂層基材和輔助輾子201上開始纏繞且外徑還小的網(wǎng)狀的收集結(jié)果物213:與薄膜層接合的分離材料從被涂層基材分離后在被涂層基材和輔助輾子201上開始纏繞并經(jīng)過一定時(shí)間后形成的所述收集結(jié)果物211的外徑變?yōu)橹写蟮木W(wǎng)狀的收集結(jié)果物
具體實(shí)施方式
為了解決所述問題,如本發(fā)明的第一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其用于制造由兩層以上的薄膜層層疊且中間有被涂層材料的薄膜群,所述薄膜群制造裝置包括:真空容器,提供用于制造所述薄膜群的真空環(huán)境的空間;真空膨脹手段,至少能夠使所述真空容器的內(nèi)部處于真空狀態(tài);一個(gè)以上(多個(gè))涂層源,每個(gè)涂層源具有在所述真空容器內(nèi)在指定表面上涂布一層以上的指定物質(zhì)的薄膜的功能;供給部,至少將被涂層材料向指定的地方供應(yīng);收集部,至少收集被涂層材料;涂布區(qū),是基于一個(gè)以上涂層源,在被涂層材料的指定表面上可涂布薄膜的區(qū)域;被涂層材料,其至少在指定期間內(nèi)同時(shí)存在于所述供給部、收集部及涂布區(qū)中,且至少在供給部和收集部中的厚度、結(jié)構(gòu)、形狀、狀態(tài)、移動(dòng)形態(tài)中的一個(gè)以上的狀態(tài)相互不同;所述被涂層材料通過引導(dǎo)至少能夠從供給部移動(dòng)至收集部,移動(dòng)中在所述涂布區(qū)的所述被涂層材料表面中一部分以上涂布一層以上的薄膜層后,至少包括所述收集部且在指定場(chǎng)所收集的結(jié)構(gòu),其特征在于,至少在指定時(shí)間點(diǎn)所述供給部、涂布區(qū)、收集部的排列如果以從所述供給部出發(fā)的被涂層材料為基準(zhǔn),則至少是以供給部、涂布區(qū)、收集部的順序移動(dòng)的排列結(jié)構(gòu),所述涂布區(qū)中涂布成包含涂層源物質(zhì)且一層以上的薄膜的被涂層材料中至少一部分是由所述供給部供應(yīng)的被涂層材料,由所述收集部收集的被涂層材料中至少一部分是由所述供給部供應(yīng)且在所述涂布區(qū)中涂布后連同所述薄膜層的一部分以上被收集的被涂層材料,從所述供給部至收集部的路徑中的至少一處具有被涂層材料變形區(qū),所述變形區(qū)是引起所述被涂層材料的厚度、結(jié)構(gòu)、形狀、狀態(tài)、移動(dòng)形態(tài)中的一個(gè)以上發(fā)生變化的的區(qū)域,所述被涂層材料是在從所述供給部至收集部的路徑中的所述變形區(qū)中發(fā)生1次以上變形后收集的,所述被涂層材料上涂布的薄膜具有在被涂層材料的表面上涂布的最大長(zhǎng)度是薄膜層厚度的兩倍以上的狀態(tài),由所述供給部向涂布區(qū)供應(yīng)的被涂層材料的至少一部分不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,通過向維持所述被涂層材料物質(zhì)的流動(dòng)性且具有指定范圍粘度的狀態(tài)移動(dòng),從而在原位狀態(tài)下供應(yīng),所述薄膜層的厚度是0.1納米以上50微米以下,所述收集部收集的被涂層材料中的至少一部分也不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,不需要加入溶液,以具有維持所述被涂層材料物質(zhì)的流動(dòng)性且具有指定范圍粘度的狀態(tài)移動(dòng),從而在原位狀態(tài)收集,所述被涂層材料包括流體、常溫流體、可塑性物質(zhì)中選擇的一種以上的物質(zhì),在攝氏25度中飽和蒸氣壓為100托以下的同時(shí)熔點(diǎn)是攝氏度650度以下,所述薄膜層涂布在被涂層材料表面后通過引導(dǎo)至少向收集部移動(dòng),匯集在所述收集部的收集結(jié)果物至少包括所述被涂層材料和所述薄膜層,至少在指定時(shí)間點(diǎn),所述薄膜層以兩層以上的形狀層疊且中間有被涂層材料。
本說明書中,'薄膜層(Thin Film Layer)'是指'薄膜(Thin Film)',但主要在強(qiáng)調(diào)所述薄膜的層結(jié)構(gòu)時(shí)使用,薄膜粒子主要在強(qiáng)調(diào)作為所述薄膜的小粒子的形狀存在時(shí)使用。
所述被涂層材料雖然不使用基于加熱的蒸發(fā)工程,但是,至少在真空裝置內(nèi)的常溫狀態(tài)中,飽和蒸氣壓優(yōu)選為越低越好。同樣至少在真空裝置內(nèi)的常溫狀態(tài)中飽和蒸氣壓在100托以下的物質(zhì)中,優(yōu)選為越低越好。將超過100托的物質(zhì)作為被涂層材料使用時(shí),雖然基于物理或者化學(xué)蒸鍍裝置的構(gòu)成和特征而存在差異,但是,基于被涂層材料的蒸汽會(huì)妨礙薄膜層的形成或者污染薄膜層,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的問題。
所述被涂層材料由于在原位狀態(tài)下至少指定期間內(nèi)需要施加物理的力量使其變形和/或移動(dòng)的工序,因此,需要使用流體或者使用可塑性物質(zhì),軟化或者熔化所述被涂層材料為可變形和/或可移動(dòng)的狀態(tài)的溫度優(yōu)選為越低越好。
但是,為了放寬被涂層材料物質(zhì)的選擇范圍,優(yōu)選地,所述熔點(diǎn)為攝氏度650以下。如果使用高于該熔點(diǎn)的被涂層材料時(shí),為了將溫度提升至所述熔點(diǎn),需要消耗大量的能量,而且蒸鍍裝置的結(jié)構(gòu)和為了處理高溫的被涂層材料需要十分復(fù)雜和棘手的結(jié)構(gòu)和材料。
在原位狀態(tài)下,與所述薄膜層混合的被涂層材料不包括溶液。大部分溶液物質(zhì)具有過高的蒸氣壓,不僅成為污染真空裝置內(nèi)的真空環(huán)境的因素,而且會(huì)對(duì)包括真空泵在內(nèi)的很多部件產(chǎn)生惡劣影響。因此,所述被涂層材料在不加入溶液的狀態(tài)下,需要引起變位且移動(dòng)且與所述薄膜層一同被收集的工序。
基于本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其用于制造薄膜層中間有被涂層材料且薄膜層被圍繞10圈以上的薄膜群,所述薄膜群制造裝置包括:真空容器,提供用于制造所述薄膜群的真空環(huán)境的空間;真空膨脹手段,至少能夠使所述真空容器的內(nèi)部處于真空狀態(tài);一個(gè)以上(多個(gè))涂層源,每個(gè)涂層源具有在所述真空容器內(nèi)在指定表面上涂布一層以上的指定物質(zhì)的薄膜的功能;供給部,將被涂層材料向指定的地方供應(yīng);收集部,至少能夠收集網(wǎng)狀被涂層材料;涂布區(qū),是基于一個(gè)以上涂層源,在被涂層材料的指定表面上可涂布薄膜的區(qū)域;被涂層材料,至少在指定期間同時(shí)存在于所述供給部、收集部及涂布區(qū)中,而且至少在供給部和收集部中的厚度、結(jié)構(gòu)、形狀、狀態(tài)、移動(dòng)形態(tài)中的一個(gè)以上的狀態(tài)互相不同;動(dòng)力裝置,至少誘發(fā)被涂層材料的移動(dòng)和/或變形且傳遞動(dòng)力;被涂層材料的移動(dòng)從供給部開始至少移動(dòng)至收集部,移動(dòng)中在所述涂布區(qū)的所述被涂層材料表面中的一部分以上,涂布一層以上的薄膜層后,至少包括收集部且在指定場(chǎng)所收集的結(jié)構(gòu),其特征在于,至少在指定時(shí)間點(diǎn)所述供給部、涂布區(qū)、收集部的排列如果以從所述供給部出發(fā)的被涂層材料為基準(zhǔn),則至少是以供給部、涂布區(qū)、收集部的順序移動(dòng)的排列結(jié)構(gòu),所述涂布區(qū)中涂布成包含涂層源物質(zhì)且一層以上的薄膜的被涂層材料中至少一部分是由所述供給部供應(yīng)的被涂層材料,由所述收集部收集的被涂層材料中至少一部分是由所述供給部供應(yīng)且在所述涂布區(qū)中涂布后由收集部收集的網(wǎng)狀被涂層材料,從所述供給部經(jīng)涂布區(qū)至收集部的路徑中至少一處具有被涂層材料變形區(qū),所述變形區(qū)是引起所述被涂層材料的厚度、構(gòu)成、形狀、狀態(tài)、移動(dòng)形態(tài)中的一個(gè)以上變形的區(qū)域,所述被涂層材料是在從所述供給部至收集部的路徑中發(fā)生1次以上變形后收集的,所述被涂層材料上涂布的薄膜具有在被涂層材料的表面上涂布的最大長(zhǎng)度是薄膜層厚度的兩倍以上的狀態(tài),由所述供給部向涂布區(qū)供應(yīng)的被涂層材料的至少一部分不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,向維持所述被涂層材料物質(zhì)的流動(dòng)性且具有指定范圍粘度的狀態(tài)移動(dòng),從而在原位狀態(tài)下供應(yīng),所述薄膜層的厚度是0.1納米以上50微米以下,所述收集部收集的被涂層材料中至少一部分也不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,不需要加入溶液,在原位狀態(tài)下纏繞成網(wǎng)狀并收集,所述被涂層材料包含流體、常溫流體、可塑性物質(zhì)中選擇的一種以上的物質(zhì),攝氏25度中飽和蒸氣壓為100托以下的同時(shí)熔點(diǎn)是攝氏度650度以下,所述薄膜層具有在被涂層材料表面涂布后,至少向收集部移動(dòng)的結(jié)構(gòu),匯集在所述收集部的收集結(jié)果物至少包括所述被涂層材料和所述薄膜層,至少在指定時(shí)間點(diǎn),所述薄膜層以中間間夾有被涂層材料且被纏繞十圈以上的狀態(tài)收集。
本發(fā)明的制造裝置中包括被涂層材料的制造裝置作為非局限性的部分例子,可例舉圖1至圖6進(jìn)行說明。
所述特征的制造裝置包括必要組成要素,即,真空蒸鍍腔室1、真空泵系統(tǒng)11、作為非局限性例子,側(cè)面中央位置上具有開放部5的圓筒型的旋轉(zhuǎn)型載體3、朝向載體的側(cè)向設(shè)置的被涂層材料供給和/或變形手段7、被涂層材料收集手段9、所述載體3的內(nèi)部具有的被涂層材料13,薄膜層涂層源21、與至少裝有被涂層材料的旋轉(zhuǎn)型載體3連接的動(dòng)力裝置(未圖示)。制造裝置的工作原理如下:
在真空蒸鍍腔室內(nèi)部,在原位狀態(tài)下裝載(Loading)所有制造薄膜群所需的組成要素后,利用真空泵系統(tǒng)11對(duì)真空蒸鍍腔室1的內(nèi)部進(jìn)行抽氣,使其滿足指定程度的真空條件。
在指定時(shí)間點(diǎn)啟動(dòng)動(dòng)力裝置,使所述旋轉(zhuǎn)型載體3旋轉(zhuǎn)。聚在載體的底部的被涂層材料13基于載體的旋轉(zhuǎn)在載體內(nèi)側(cè)面一部分以上形成被涂層材料的膜15并涂布。
利用薄膜層涂層源21,在所述被涂層材料的膜15上面涂布薄膜層17。
被涂層材料的膜15和薄膜層17一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng),從而侵入聚在載體內(nèi)側(cè)底部的被涂層材料13內(nèi),進(jìn)一步一邊旋轉(zhuǎn)一邊移動(dòng),從而重新朝向涂層源21。此時(shí),所述被涂層材料的膜15基于厚度、粘度或者載體的旋轉(zhuǎn)速度等諸多因素,在匯聚于所述載體內(nèi)側(cè)底部的被涂層材料內(nèi)收集薄膜層中的一部分以上,從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的制造裝置的目的,即,收集并制造薄膜群。此時(shí),所述薄膜層包括侵入所述被涂層材料13內(nèi)的被涂層材料的膜。當(dāng)然,基于諸多因素收集的所述薄膜層中的一部分在包含在所述被涂層材料的膜15內(nèi)部的狀態(tài)下,重新向涂層源移動(dòng),從而中間夾有被涂層材料的薄涂層且涂布追加的薄膜層。這種工序在沒有所述被涂層材料供給及變形手段7和收集手段9的情況下也能實(shí)現(xiàn),但是基于不同的目的,可以導(dǎo)入所述手段7和手段9。所述手段7和手段9作為非局限性例子,可制成如刀片,圈,刷子,刀等各種形狀,且與動(dòng)力裝置連接并驅(qū)動(dòng)。
此外,當(dāng)所述被涂層材料為可塑性材料或者流動(dòng)性材料時(shí),可能需要以指定溫度加熱所述被涂層材料的加熱裝置,但是,如果是常溫流動(dòng)性材料時(shí),可省略加熱裝置。如上所述的加熱裝置的導(dǎo)入與否,同樣也適用于本發(fā)明的另一特征中使用的分離材料的情況。
與其具有不同特征的情況下,即圖5所示的制造裝置的情況下,除了被涂層材料的膜55在載體的外表面上涂布和使用形成被涂層材料的膜的供給手段7和使用分離用刀59之外,與所述的薄膜群制造裝置的結(jié)構(gòu)大同小異。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,一種薄膜群制造裝置,其備用于制造由兩層以上的薄膜層層疊且中間有被涂層材料的薄膜群,所述薄膜群制造裝置包括:真空容器,提供用于制造所述薄膜群的真空環(huán)境的空間;真空膨脹手段,至少能夠使所述真空容器的內(nèi)部處于真空狀態(tài);一個(gè)以上(多個(gè))涂層源,每個(gè)涂層源具有在所述真空容器內(nèi)在指定表面上涂布一層以上的指定物質(zhì)的薄膜的功能;涂布區(qū),是基于一個(gè)以上涂層源,在被涂層材料的指定表面上可涂布薄膜的區(qū)域;被涂層材料,其以指定厚度以上或者以自立型裝在載體或者容器;薄膜層插入工具,用于將所述被涂層材料表面涂布的薄膜層連續(xù)地或者間歇地向所述被涂層材料內(nèi)插入;通過將所述薄膜層插入所述被涂層材料內(nèi)并收集的結(jié)構(gòu),其特征在于:
至少在指定時(shí)間點(diǎn)在所述涂布區(qū)涂布的被涂層材料的內(nèi)部包括一層以上的被插入的薄膜層,所述被涂層材料上涂布的薄膜具有在被涂層材料的表面上涂布的的最大長(zhǎng)度是薄膜層厚度的兩倍以上的狀態(tài),所述薄膜層插入工具將涂布在被涂層材料表面的所述薄膜層在指定時(shí)間內(nèi),間歇地或者連續(xù)地插入被涂層材料內(nèi),從而在所述被涂層材料內(nèi)收集薄膜層,所述薄膜層的厚度是0.1納米以上50微米以下,所述涂布區(qū)具備的被涂層材料的至少一部分不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,向維持所述被涂層材料物質(zhì)的流動(dòng)性且具有指定范圍粘度的狀態(tài),在原位狀態(tài)下向指定特征移動(dòng),所述被涂層材料包含流體、常溫流體、可塑性物質(zhì)中選擇的一種以上的物質(zhì),攝氏25度中飽和蒸氣壓為100托以下同時(shí)熔點(diǎn)是攝氏度650度以下,所述被涂層材料內(nèi)匯集的收集結(jié)果物中的所述薄膜層以兩層以上層疊且中間夾有被涂層材料的狀態(tài)收集。
根據(jù)如上所述的特征,可提供如圖6或者圖12所示的結(jié)構(gòu)。包括裝有被涂層材料13的容器、薄膜層插入工具119、涂層源21、基于涂層源在被涂層材料13的表面涂布薄膜層28,當(dāng)達(dá)到指定厚度時(shí),將所述薄膜層插入工具119從現(xiàn)有位置向相反方向移動(dòng),從而將所述薄膜層28插入被涂層材料13的內(nèi)部并收集,當(dāng)被涂層材料13表面上的薄膜層28重新被涂布至指定厚度時(shí),重新使其向相反方向移動(dòng),從而將所述薄膜層28插入被涂層材料13的內(nèi)部并收集,重復(fù)上述過程。這種裝置能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成制造裝置,但是,所述薄膜層28不能形成連續(xù)的薄膜層,而是具有間歇地間斷的部分。但是,涂布具有這種間歇地間斷部分的薄膜層,在大部分的薄膜群的使用中,不會(huì)帶來任何問題,非特殊的情況下,應(yīng)該被廣泛使用。參照?qǐng)D6或者圖12有助于理解這種結(jié)構(gòu)的制造裝置。圖12所示的制造裝置與圖6中具有間歇地移動(dòng)的插入工具119成對(duì)比,是將連續(xù)涂布的薄膜層連續(xù)地插入連續(xù)旋轉(zhuǎn)的容器或者載體內(nèi)的被涂層材料中,從而在被涂層材料內(nèi)收集的制造裝置。這種特征的制造裝置中,無需區(qū)分供給部和收集部。
所述被涂層材料可以是至少一部分裝在載體或者容器中的狀態(tài),是熱可塑性或者熱流動(dòng)性物質(zhì),具有自立型(Free-standing)特征,可制成指定形狀。具有所述自立型特征的被涂層材料通過利用指定薄膜層插入工具,將所述薄膜層插入所述自立型被涂層材料內(nèi)部并收集。
所述薄膜層的插入工序可使用壓入薄膜層的方式,也可使用將被涂層材料移動(dòng)至薄膜層上面的方式插入。在此,作為非局限性例子,移動(dòng)至薄膜層上面的被涂層材料可以是存在于所述薄膜層底部的被涂層材料,或者額外通過其他供給部提供的被涂層材料。而且除了機(jī)械地插入所述薄膜層的方法之外,還可以使用噴射被涂層材料而插入薄膜層的方法。使用所述噴射方法時(shí),可將附圖中未圖示的噴射泵等視為薄膜層插入工具。
作為非局限性例子,可提供在制造更加多樣化的形狀的或者更加接近的式樣的薄膜群是主要使用的裝置,為此,根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其用于制造層疊兩層以上的薄膜層且中間夾有分離材料的薄膜群,所述薄膜群制造裝置包括:真空容器,提供用于制造所述薄膜群的真空環(huán)境的空間;真空膨脹手段,至少能夠使所述真空容器的內(nèi)部處于真空狀態(tài);一個(gè)以上(多個(gè))涂層源,每個(gè)涂層源具有在所述真空容器內(nèi)在指定表面上涂布一層以上的指定物質(zhì)的薄膜的功能;被涂層基材,設(shè)置在涂層源的周圍且提供表面用于涂布所述薄膜面;分離材料供給部,用于在所述薄膜和/或被涂層基材的指定表面上提供所述分離材料;分離材料收集部,至少用于收集所述分離材料;涂布區(qū),是基于一個(gè)以上涂層源,在被涂層基材的指定表面上可涂布薄膜的區(qū)域;接合區(qū),用于接合分離基材、薄膜及被涂層基材的區(qū)域;分離區(qū),所述分離材料與薄膜一起從被涂層基材分離的區(qū)域;分離材料,至少指定期間同時(shí)存在于所述供給部、接合區(qū)及收集部且至少在供給部和收集部中的厚度、結(jié)構(gòu)、形狀、狀態(tài)、移動(dòng)形態(tài)中的一種以上的狀態(tài)相互不同;分離材料變形區(qū),在從所述供給部經(jīng)接合區(qū)至收集部的路徑中的至少一處形成;分離材料從供給部開始至少移動(dòng)至收集部,移動(dòng)中與所述被涂層基材上涂布的薄膜接觸后,與所述薄膜一起從被涂層基材分離,并在至少包括收集部的指定場(chǎng)所收集的結(jié)構(gòu),其特征在于:
至少在指定時(shí)間點(diǎn)所述接合區(qū)是分離材料與薄膜(即,涂布在被涂層基材上的薄膜)接合地點(diǎn)至分離材料與所述被涂層基材分離的地點(diǎn)形成的區(qū)域,所述分離材料用于將涂布在所述被涂層基材上的薄膜從被涂層基材分離,所述變形區(qū)是引起所述分離材料的厚度、結(jié)構(gòu)、形狀、狀態(tài)中一種以上變形的區(qū)域,所述薄膜涂布在所述被涂層基材的表面上的時(shí)的最大長(zhǎng)度是薄膜層厚度的兩倍以上,由所述收集部收集的分離基材中至少一部分由所述供給部供應(yīng)且在所述接合區(qū)與所述薄膜接合并重新從被涂層基材分離后被收集,由所述供給部供應(yīng)用于與薄膜接合的分離材料中的至少一部分不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,向維持所述分離材料物質(zhì)的流動(dòng)性且具有指定范圍粘度的狀態(tài)移動(dòng),并在原位狀態(tài)下供應(yīng),所述薄膜層的厚度是0.1納米以上50微米以下,由所述收集部收集的分離材料中至少一部分也不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,不需要加入溶液,在原位狀態(tài)收集,所述接合區(qū)、分離區(qū)及收集部的排列如果以從所述供給部出發(fā)的分離材料為基準(zhǔn),則至少是以接合區(qū)、分離區(qū)及收集部的順序移動(dòng)的排列結(jié)構(gòu),所述分離材料包含流體、常溫流體及可塑性物質(zhì)中選擇的一種以上的物質(zhì),攝氏25度中飽和蒸氣壓為100托以下同時(shí)熔點(diǎn)是攝氏度650度以下,匯集在所述收集部的收集物至少包括所述分離材料和所述薄膜層,至少在指定時(shí)間點(diǎn),所述薄膜層以兩層以上層疊且中間有分離材料的形態(tài)收集。
如上所述利用被涂層基材在其上面先涂布薄膜后,利用分離材料將所述薄膜層從被涂層基材分離并收集的特征不同于使用被涂層材料的特征。
作為非局限性例子,該特征的制造裝置通過圖7示例進(jìn)行說明。
為了實(shí)施,首先,準(zhǔn)備具有與被涂層材料13不同概念的被涂層基材101,在蒸鍍薄膜層103時(shí),在非被涂層材料13的所述被涂層基材101的一個(gè)以上的表面上進(jìn)行蒸鍍。蒸鍍?cè)谒霰煌繉踊牡谋砻嫔系谋∧拥暮穸仁直。霰煌繉踊牡谋砻媸菆?jiān)固的固體材料,因此,不容易通過使用刀、刷子等工具將所述薄膜層從所述被涂層基材的表面取下。因此,本發(fā)明通過導(dǎo)入具有指定范圍以上的粘接力的分離材料23,并接合在蒸鍍?cè)谒霰煌繉踊谋砻娴谋∧?03的表面上,并連同與所述分離材料接合的薄膜層重新揭下的工序,通過重復(fù)以上步驟,可集中收集蒸鍍?cè)谒霰煌繉踊纳喜⑷∠碌姆蛛x材料和薄膜層,由此,基于本發(fā)明的制造裝置可制造薄膜群。優(yōu)選地,所述分離材料至少在與所述薄膜層接合的期間具有流動(dòng)性或者柔軟性。所述特征的工序可不受限制地使用,但是作為非局限性例子,作為蒸鍍薄膜層的條件,需要加熱被涂層基材或者施加偏置電壓時(shí),蒸鍍微小圖案或者三維圖案或者長(zhǎng)絲形狀的薄膜層并收集時(shí),生產(chǎn)以指定模樣的定型化或者規(guī)格化的微小薄膜片時(shí)等的情況下,十分有用。作為非局限性例子,例如可以是制造銀絲或者石墨烯、電池活性物質(zhì)、紫外線阻隔劑、電磁波阻隔劑或者吸收劑、珍珠顏料等中需要的薄膜層。
將所述分離材料23接合在所述薄膜層上時(shí)和將接合在分離材料上的所述薄膜層從所述被涂層基材分離時(shí),可使用在所述分離材料上施加物理的力的手段而不使用蒸鍍分離材料的方法。為了與薄膜層接合或者分離而在所述分離材料上施加物理力時(shí)可使用的工具,雖然沒有特別的限制,但是作為非局限性的例子,可由刀片、刀、刷子、砂紙、輾子(Roller)等構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,用于制造中間夾有分離材料且環(huán)繞10圈以上形態(tài)的薄膜群,所述薄膜群制造裝置包括:真空容器,提供用于制造所述薄膜群的真空環(huán)境的空間;真空膨脹手段,至少能夠使所述真空容器的內(nèi)部處于真空狀態(tài);一個(gè)以上(多個(gè))涂層源,每個(gè)涂層源具有在所述真空容器內(nèi)在指定表面上涂布一層以上的指定物質(zhì)的薄膜的功能;被涂層基材,設(shè)置在涂層源的周圍且提供表面用于涂布所述薄膜;分離材料供給部,在所述薄膜和/或被涂層基材的指定表面上提供所述分離材料;分離材料收集部,至少收集所述分離材料;涂布區(qū),是基于一個(gè)以上涂層源,在被涂層基材的指定表面上可涂布薄膜的區(qū)域;接合區(qū),用于接合分離材料、薄膜和被涂層基材的區(qū)域;分離區(qū),所述分離材料與薄膜一起從被涂層基材分離的區(qū)域;分離材料,至少在指定期間同時(shí)存在于所述供給部、接合區(qū)及收集部且至少在供給部和收集部中的厚度、結(jié)構(gòu)、形狀、狀態(tài)、移動(dòng)形態(tài)中的一種以上的狀態(tài)相互不同;分離材料變形區(qū),在從所述供給部經(jīng)接合區(qū)至收集部的路徑中至少一處形成,分離材料的移動(dòng)從供給部開始至少移動(dòng)至收集部,移動(dòng)中與所述被涂層基材上涂布的薄膜接觸后,與所述薄膜一起從被涂層基材分離,在至少包括收集部的指定場(chǎng)所收集的結(jié)構(gòu),其特征在于:
至少在指定時(shí)間點(diǎn)所述接合區(qū)是分離材料與薄膜(即,涂布在被涂層基材上的薄膜;)接合地點(diǎn)至分離材料從所述被涂層基材分離的地點(diǎn)形成的區(qū)域,所述分離材料用于將涂布在所述被涂層基材上的薄膜從被涂層基材分離,所述變形區(qū)是引起所述分離材料的厚度、構(gòu)成、形狀、狀態(tài)中的一種以上變形的區(qū)域,所述薄膜涂布在所述被涂層基材的表面上的最大長(zhǎng)度是薄膜層厚度的兩倍以上,由所述收集部收集的分離材料中至少一部分由所述供給部供應(yīng)且在所述接合區(qū)與所述薄膜接合且重新從被涂層基材分離后被收集,由所述供給部供應(yīng)用于與薄膜接合的分離材料中的至少一部分不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,向維持所述分離材料物質(zhì)的流動(dòng)性且具有指定范圍粘度的狀態(tài)移動(dòng),從而在原位狀態(tài)向供應(yīng),所述薄膜層的厚度是0.1納米以上50微米以下,由所述收集部收集的分離材料中至少一部分也不經(jīng)過以蒸汽狀態(tài)蒸鍍的過程,不需要加入溶液,在原位狀態(tài)下收集,如果以從所述供給部出發(fā)的分離材料為基準(zhǔn),至少排列成以接合區(qū)、分離區(qū)、收集部的順序移動(dòng),所述薄膜層涂布在被涂層基材后,通過引導(dǎo)使其至少以接合區(qū)、分離區(qū)、收集部的順序移動(dòng),匯集在所述收集部的收集物至少包括所述分離材料和所述薄膜層,至少在指定時(shí)間點(diǎn),所述薄膜層以中間夾有分離材料且環(huán)繞10圈以上的狀態(tài)收集。
這種特征的結(jié)構(gòu)中使用的所述被涂層基材是與所述被涂層材料具有完全不同概念的組成要素。作為非局限性例子,優(yōu)選地,所述被涂層基材的表面由與所述薄膜間具有較小的粘接力的物質(zhì)制成或者由皮膜處理表面制成分離性優(yōu)秀的表面,從而使所述薄膜層更加容易地從所述被涂層基材的表面分離。
蒸鍍?cè)谒霰煌繉踊谋砻嫔系谋∧拥暮穸仁直。宜霰煌繉踊牡谋砻媸菆?jiān)固的固體材料,因此,不容易通過使用刀、刷子等工具將所述薄膜層從所述被涂層基材的表面取下。因此,本發(fā)明通過導(dǎo)入具有指定范圍以上的粘接力的分離材料23,并在所述被涂層基材表面蒸鍍的薄膜層103的表面上接合,并連同與所述分離材料接合的薄膜層重新揭下的工序,并通過重復(fù)以上步驟,可集中收集所述被涂層基材上蒸鍍并取下的分離材料和薄膜層。因此,基于本發(fā)明的制造裝置可制造薄膜群。
如上所述,本發(fā)明的特征中使用分離材料和被涂層基材的制造裝置如圖7至圖11所示。圖7至圖9中,具有連通分離材料供給部37和收集部39的管道手段109。但是,如圖10所示,在裝有分離材料的一個(gè)容器中,可同時(shí)具有所述分離材料供給部37和收集部39的結(jié)構(gòu)。
使用分離材料和被涂層基材的制造裝置的工作原理是:首先,如同本發(fā)明的第一特征,基本上在抽氣至指定真空程度范圍的真空容器內(nèi)在被涂層基材101的表面上使用涂層源21涂布薄膜層103。
所述薄膜層103上接合或者形成分離材料膜105。
與所述分離材料膜105接合的薄膜層103從被涂層基材101分離。
所述分離的薄膜層103和分離材料膜105收集在收集部中,從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的制造裝置的收集及制造薄膜群的目的。
特別如圖11所示,如上所述特征的裝置中,還可以提供獲得纏繞成網(wǎng)狀收集的分離材料和薄膜層的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中,所述供給部、變形區(qū)、接合區(qū)、分離區(qū)、收集部等的各個(gè)部分和/或區(qū)域可安置在十分接近的場(chǎng)所,也可以通過兼用手段將兩個(gè)功能在一地點(diǎn)實(shí)施。
雖然所述分離材料也沒有使用加熱蒸發(fā)的工序,但是,至少真空裝置內(nèi)的常溫狀態(tài)下的飽和蒸氣壓優(yōu)選為越低越好。同樣至少真空裝置內(nèi)的常溫狀態(tài)下的飽和蒸氣壓為100托以下的物質(zhì)中,飽和蒸氣壓優(yōu)選為越低越好。以超過100托的物質(zhì)作為分離材料使用時(shí),雖然基于物理或者化學(xué)蒸鍍裝置的結(jié)構(gòu)和特征而存在差異,但是分離材料的蒸汽會(huì)引起妨礙形成或者污染薄膜層的致命的問題。
所述分離材料需要在原位狀態(tài)下至少指定期間內(nèi)施加以物理的力使其變形和/或移動(dòng)的工序,因此,需要使用流體或者使用可塑性物質(zhì),優(yōu)選地,所述分離材料以可變形和/或可移動(dòng)的狀態(tài)軟化或者熔化且溫度越低越好。
但是,為了放寬分離材料物質(zhì)的選擇范圍,優(yōu)選地,所述熔點(diǎn)為攝氏度650以下。如果使用高于該熔點(diǎn)的分離材料時(shí),為了將溫度提升至所述熔點(diǎn),需要消耗大量的能量,而且為了處理高溫的分離材料,蒸鍍裝置的結(jié)構(gòu)和材料本身的需求變得十分復(fù)雜和苛刻。
在原位狀態(tài)下,與所述薄膜層混合的分離材料不包括溶液。大部分溶液物質(zhì)具有過高的蒸氣壓,不僅成為污染真空裝置內(nèi)真空環(huán)境的因素,而且會(huì)對(duì)包括真空泵在內(nèi)的很多部件產(chǎn)生惡劣影響。因此,所述分離材料在不加入溶液的狀態(tài)下,需要引起變位、移動(dòng)及與所述薄膜層一起被收集的工序。
作為非局限性的實(shí)施例,通過如所述特征的工序,可實(shí)施本發(fā)明的薄膜群制造工序,但是,所述收集工序不需要使用特殊的所述特征進(jìn)行限制。即,基于重力自然地收集或者在基于所述重力收集之前的步驟中,通過利用能夠施加物理的力的收集工具如刀片(Blade)、刀(Knife)、刷子(Brush)等以變位包括所述薄膜層的被涂層材料或者分離材料的位置,從而可強(qiáng)制實(shí)施所需特征的收集工序,但是如前所述,不必對(duì)此設(shè)定特定的限制。
如上所述的本發(fā)明的被涂層材料和分離材料的形成工序在形成的過程中,以非蒸鍍方法形成為特征。
此外,如上所述,本發(fā)明能夠從源頭上阻斷蒸鍍被涂層材料過程中,加熱蒸鍍?cè)此a(chǎn)生的涂層材料蒸汽和蒸鍍?cè)捶懦鰺彷椛涞纫鹫婵昭b置致命影響的因素,從而在產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性等方面,提供十分有益的效果。
此外,本發(fā)明不僅省略了所述被涂層材料蒸鍍?cè)醇捌溆嘘P(guān)的附屬裝置,通過不加入溶液,在原位狀態(tài)下的收集工序,從而能夠提供額外的各種益處。
此外,本發(fā)明涉及的薄膜群制造裝置具有的所述被涂層材料和/或分離材料的物性和結(jié)構(gòu)不僅完全解決了引用發(fā)明中的各種問題,而且使引用發(fā)明中不能解決的實(shí)質(zhì)性的問題(即,在原位狀態(tài)下的連接生產(chǎn)工序)成為可能,從而能夠大大的提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性。
在與所述薄膜層接合的期間,所述分離材料至少優(yōu)選具有流動(dòng)性或者柔韌性。使用如所述特征的工序不受任何限制,但是,作為非局限性的例子,作為蒸鍍所述薄膜層的條件,當(dāng)需要加熱被涂層基材或者以細(xì)微的圖案或者精密的三維圖案蒸鍍薄膜層的情況,當(dāng)需要制造以指定形狀規(guī)格化的薄膜粒子情況等時(shí),十分有用。
將所述分離材料9接合在所述薄膜層上時(shí)和將接合在分離材料上的所述薄膜層從所述被涂層基材分離時(shí),可使用在所述分離材料上施加物理的力的手段取代使用蒸鍍分離材料的方法。為了與薄膜層接合或者分離而在所述分離材料上施加物理力時(shí),可使用的工具,雖沒有特別的限制,但作為非局限性的例子,可由刀片,刀,刷子,砂紙,輾子等構(gòu)成。
所述中,至少通過在被涂層材料或者分離材料的一部分施加物理的力,從而與所述薄膜層一同收集的工序和向涂布區(qū)移動(dòng)的工序中至少一部分需要在真空腔室內(nèi)在原位狀態(tài)下實(shí)施。
基于本發(fā)明的制造裝置制造的薄膜群包括至少兩層的薄膜層和使所述薄膜層維持分離狀態(tài)的被涂層材料或者分離材料。
作為非局限性的一個(gè)例子,所述真空容器可以是真空蒸鍍腔室,但是不限由此,本發(fā)明的真空容器可使用用于實(shí)施如濺射的物理蒸或者化學(xué)蒸鍍工序的真空裝置。
所述被涂層材料的形態(tài)不限于特定的條件或者模樣,需要具有至少在一個(gè)表面上基于物理或者化學(xué)蒸鍍可形成指定的薄膜層的形態(tài)和物性。
基于所述薄膜群制造裝置制造的薄膜群或者薄膜粒子可以是單層結(jié)構(gòu)、2層以上且包括不同物質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)、三維薄膜群,且可具有應(yīng)用于化妝品材料、顏料、涂料、醫(yī)學(xué)材料、電子材料、催化劑粒子、電池活性化物質(zhì)、印刷電子用油墨材料等十分多樣的領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)。此外,作為所述薄膜的十分有用的形態(tài),可提供一種薄膜群或者薄膜粒子,其特征在于至少一層的電子傳導(dǎo)度或者熱傳導(dǎo)度大于其他一層的電子傳導(dǎo)度或者熱傳導(dǎo)度。這種結(jié)構(gòu)在印刷電子領(lǐng)域或者作為電子電氣部件的安裝或者布線、接觸、接合、錫焊,焊接,釬焊,燒結(jié)等電子連接手段廣泛地應(yīng)用,作為具有能夠減少貴金屬的使用量等各種優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu),將會(huì)受到廣泛的應(yīng)用。
此外,還提供具有各種有益效果的特殊特征的紫外線阻隔劑。有利于制造主要由無機(jī)物組成的紫外線阻隔劑。本發(fā)明提供的紫外線阻隔劑包括紫外線阻隔主物質(zhì)及至少一個(gè)其他物質(zhì)。
本發(fā)明的制造裝置提供的薄膜群或者薄膜粒子由于被涂層材料是流動(dòng)物質(zhì)或者可塑性物質(zhì),因此,在指定時(shí)間點(diǎn)指定期間內(nèi)所述各薄膜層中至少一部分無需其它溶液,可相互分離且相互間的相對(duì)位置可發(fā)生變化。如上所述,被涂層材料可選擇性地使用流體或者可塑性物質(zhì),且使用充分低的飽和蒸氣壓以防止妨礙物理蒸鍍薄膜的形成。
當(dāng)與所述被涂層材料或者分離材料混合的狀態(tài)收集的薄膜層的長(zhǎng)度/厚度之比小于2時(shí),幾乎是納米粒子(Nano Particle)形態(tài)而非薄膜形態(tài),因此不能生產(chǎn)本發(fā)明所要提供的具有片特征的薄膜粒子。
此外,基于濕式薄膜鍍金法生產(chǎn)的薄膜不僅不環(huán)保,而且薄膜自身的純度也存在問題,因此,薄膜層需要基于物理蒸鍍方法形成。為了維持薄膜形態(tài),薄膜蒸鍍需要基于被涂層材料表面的形狀而形成。
為了生成大量的具有指定厚度的薄膜層,需要混合在原位狀態(tài)下能夠區(qū)分所述薄膜層與薄膜層的被涂層材料或者分離材料。所述被涂層材料或者分離材料的混合不經(jīng)蒸汽狀態(tài),這一點(diǎn)十分重要。因?yàn)?,通過在蒸汽狀態(tài)下蒸鍍薄膜層與薄膜層之間的方法進(jìn)行混合時(shí),所述各個(gè)不同物質(zhì)的蒸汽相互擴(kuò)散并混合,作為彼此的污染物不僅引起薄膜的純度和質(zhì)量的嚴(yán)重下降,而且如上所述會(huì)引起真空裝置和部件的污染和增加制作成本等諸多問題。
因此在不經(jīng)過蒸汽狀態(tài)情況下,為了在所述薄膜層和薄膜層之間混合被涂層材料或者分離材料,本發(fā)明中的被涂層材料或者分離材料使用流體或者可塑性物質(zhì),并很好地利用所述的物質(zhì)特征,引導(dǎo)所述薄膜層和薄膜層使其以互相分離的狀態(tài)蒸鍍。所述被涂層材料或者分離材料是流體,特別是常溫流體時(shí),無需加熱因此工序十分簡(jiǎn)單。
但是,為了使所述薄膜層具有三維形狀或者指定形狀,當(dāng)所述被涂層材料是流體時(shí),不能精確進(jìn)行形狀調(diào)整。這種情況下,通過使用熱流體或者熱可塑性物質(zhì)并利用印刷方法,使用加熱的模型(Mold)可在所述被涂層材料的表面上印刷所要制作的薄膜三維形狀,因此,可連續(xù)地生產(chǎn)與所述模具具有的三維形狀對(duì)應(yīng)的薄膜。
如上所述,使用可流動(dòng)的被涂層材料或者分離材料時(shí),通過蒸發(fā)工序,經(jīng)過蒸汽狀態(tài)而無需蒸鍍工序,在所述薄膜層之間基于機(jī)械的力能夠混入被涂層材料或者分離材料,從而提供一種能夠解決上述說明中指出的由于蒸汽分子相互污染或者連帶發(fā)生的所有問題的薄膜的制造裝置。
薄膜層的厚度為0.1納米以下時(shí),很難維持薄膜層的形態(tài),50微米以上時(shí),所述薄膜層粉碎為微小薄膜的工序要求十分苛刻,而且材料浪費(fèi)十分嚴(yán)重,薄膜蒸鍍費(fèi)用過多,不是很理想。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其特征在于,所述薄膜層中一部分以上是至少2層且包含不同物質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)的薄膜層。例如,可提供一種薄膜群制造裝置,其特征在于,所述薄膜層包含的至少一層的化學(xué)穩(wěn)定性大于另一層的化學(xué)穩(wěn)定性或者人體穩(wěn)定性或者刺激性至少大于另一層的人體穩(wěn)定性或者刺激性。
根據(jù)本發(fā)明的又一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其特征在于,在蒸鍍所述薄膜層的時(shí)間點(diǎn)上,所述被涂層材料或者被涂層基材的表面具有指定形狀且至少兩處包括三維形狀的下陷區(qū)和/或突出部的形狀,所述薄膜層中至少一部分以三維形狀形成。這種情況下,所述薄膜十分有利于制造以指定形狀規(guī)格化的薄膜粒子。作為非局限性例子,所述薄膜層首先形成三維形狀之后,原位或者在卸載的狀態(tài)下在制造規(guī)格化的薄膜粒子的過程中能夠以二維或者接近二維的形狀微分。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其特征在于,所述被涂層材料或者分離材料向指定載體或者容器的一部分以上提供,所述載體或者容器是薄膜、圈或者循環(huán)帶、圓筒、容器中選擇的特征。
本發(fā)明的最優(yōu)選的特征如上所述,其目的不是以獲取層疊兩層以上的薄膜群,而是獲取中間夾有被涂層材料或者分離材料且層疊盡可能多層的薄膜群。在相同容積的真空容器內(nèi),通過收集盡可能多的薄膜群并制造,從而可提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明提供的薄膜群或者薄膜粒子由于被涂層材料是流動(dòng)物質(zhì)或者可塑性物質(zhì),因此,在指定時(shí)間點(diǎn)的指定期間內(nèi),所述各薄膜層中至少一部分無需其它的溶液而相互分離,并可改變相互間的相對(duì)位置。如上所述,被涂層材料可選擇性地使用流體或者可塑性物質(zhì),且使用充分低的飽和蒸氣壓以防止妨礙物理蒸鍍薄膜的形成。
此外,基于濕式薄膜鍍金法生產(chǎn)的薄膜不僅不環(huán)保,而且薄膜自身純度也存在問題,因此,薄膜層需要基于物理蒸鍍方法形成。為了維持薄膜形態(tài),薄膜蒸鍍需要基于被涂層材料或者被涂層基材表面的形狀而形成。
為了生成大量的具有指定厚度的薄膜層,需要混合在原位狀態(tài)下能夠區(qū)分所述薄膜層與薄膜層的被涂層材料或者分離材料。所述被涂層材料或者分離材料的混合不經(jīng)蒸汽狀態(tài),這一點(diǎn)十分重要。因?yàn)?,通過在蒸汽狀態(tài)下蒸鍍薄膜層和薄膜層之間的方法進(jìn)行混合時(shí),所述各個(gè)不同物質(zhì)的蒸汽相互擴(kuò)散并混合,作為彼此的污染物不僅引起薄膜的純度和質(zhì)量的嚴(yán)重下降,而且如上所述會(huì)引起真空裝置和部件的污染和增加制作成本等諸多問題。
因此,在不經(jīng)過蒸汽狀態(tài)情況下,為了在所述薄膜層和薄膜層之間混合被涂層材料,本發(fā)明中的被涂層材料使用流體或者可塑性物質(zhì),并很好地利用所述的物質(zhì)特征,引導(dǎo)所述薄膜層和薄膜層使其以互相分離的狀態(tài)蒸鍍。所述被涂層材料是流體,特別是常溫流體時(shí),無需加熱,因此工序十分簡(jiǎn)單。
但是,為了使所述薄膜層具有三維形狀或者指定形狀,當(dāng)所述被涂層材料是流體時(shí),不能精確地進(jìn)行形狀調(diào)整。這種情況下,通過使用熱流體或者熱可塑性物質(zhì)并利用印刷方法,使用加熱的模型可在所述被涂層材料的表面上印刷所要制作的薄膜三維形狀,因此,可連續(xù)地生產(chǎn)與所述模具具有的三維形狀對(duì)應(yīng)的薄膜。
如上所述,使用可流動(dòng)的被涂層材料時(shí),通過蒸發(fā)工序,經(jīng)過蒸汽狀態(tài)而無需蒸鍍工序,在所述薄膜層之間基于機(jī)械的力能夠混入被涂層材料,從而提供一種能夠解決在上述說明中指出的由于蒸汽分子相互污染或者連帶發(fā)生的所有問題的薄膜群制造裝置。
所述被涂層材料雖然不使用基于加熱的蒸發(fā)工程,但是至少在真空裝置內(nèi)的常溫狀態(tài)中,飽和蒸氣壓優(yōu)選為越低越好。同樣,至少在真空裝置內(nèi)的常溫狀態(tài)中飽和蒸氣壓在100托以下的物質(zhì)中,優(yōu)選為越低越好。將超過100托的物質(zhì)作為被涂層材料使用時(shí),雖然基于物理蒸鍍裝置的構(gòu)成和特征存在差異,但是基于被涂層材料的蒸汽會(huì)妨礙薄膜層的形成或者污染薄膜層,導(dǎo)致的嚴(yán)重的問題。
所述被涂層材料由于在原位狀態(tài)下至少指定期間內(nèi)需要施加物理的力量使其移動(dòng)的工序,因此,需要使用流體或者使用可塑性物質(zhì),軟化或者熔化所述被涂層材料為可移動(dòng)的狀態(tài)的溫度,優(yōu)選為越低越好。
但是,為了放寬被涂層材料物質(zhì)的選擇范圍,優(yōu)選地,所述熔點(diǎn)為攝氏度650以下。如果使用高于該熔點(diǎn)的被涂層材料時(shí),為了將溫度提升至所述熔點(diǎn),需要消耗大量的能量,而且為了處理高溫的分離材料,蒸鍍裝置的結(jié)構(gòu)和材料本身的需求變得十分復(fù)雜和苛刻。
在原位狀態(tài)下,與所述薄膜層混合的被涂層材料不包括溶液。大部分溶液物質(zhì)具有過高的蒸氣壓,不僅成為污染真空裝置內(nèi)的真空環(huán)境的因素,而且會(huì)對(duì)包括真空泵在內(nèi)的很多部件產(chǎn)生惡劣影響。因此,所述被涂層材料或者分離材料在不加入溶液的狀態(tài)下,需要引起變位、移動(dòng)及與所述薄膜層一起被收集的工序。
作為非局限性的例子,最終,所述薄膜群包括的薄膜層中至少一部分基于蒸鍍工序步驟中的尺寸的1/100以下的尺寸被粉碎并使用,所述的粉碎過程的一部分在原位狀態(tài)下可與所述混合工序同時(shí)實(shí)施,但是,根據(jù)需要向真空容器外部取出后,利用粉碎和識(shí)別專用裝置實(shí)施。作為非局限性一實(shí)施例,在原位狀態(tài)下利用基于發(fā)動(dòng)機(jī)(Motor)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)型刷子,向所述被涂層材料和薄膜層施加物理的力進(jìn)行混合并粉碎,其結(jié)果是:將蒸鍍薄膜層時(shí)面積約為1平方米(m2)寬的片狀薄膜層中的至少一部分粉碎為單位面積為1至100平方微米的微小薄膜層。為此所使用的所述旋轉(zhuǎn)型刷子的至少一部分,優(yōu)選地,以與所述被涂層材料和薄膜層的至少一部分重疊的狀態(tài)安裝。如上所述,由于所述被涂層材料為流動(dòng)性物質(zhì)或者可塑性物質(zhì),因此,使用如所述刷子的混合工具,在完全排出溶液介入的狀態(tài)下,基于物理的力不僅可以充分混合所述薄膜層和被涂層材料,而且根據(jù)所述混合工序,向一層以上的薄膜層上部或者與薄膜層蒸鍍?cè)聪鄬?duì)的蒸鍍區(qū)域的表面方向(即,涂布區(qū))移動(dòng)或者重新供給所述被涂層材料物質(zhì)。
薄膜層的厚度為0.1納米以下時(shí),很難維持薄膜層的形態(tài),50微米以上時(shí),所述薄膜層粉碎為微小薄膜的工序要求十分苛刻,而且材料浪費(fèi)十分嚴(yán)重,薄膜蒸鍍費(fèi)用過多,不是很理想。作為非局限性的例子,基于所述條件獲得的薄膜群相比于在原位狀態(tài)下或者在真空容器外部卸載(Unload)的狀態(tài)下,開始蒸鍍的時(shí)間點(diǎn)上的面積,進(jìn)一步粉碎至1/100以下尺寸的薄膜粒子并使用。
同時(shí)本發(fā)明中,為了調(diào)節(jié)被涂層材料的粘度、飽和蒸氣壓、熔點(diǎn)等物理特征,可使用通過混合兩種以上物質(zhì)的方法。
本說明書中,作為非局限性例子,為了使本發(fā)明的制造裝置更容易理解,對(duì)于所述結(jié)構(gòu)的說明,僅僅對(duì)具有代表性的組成要素進(jìn)行說明。為了實(shí)施該裝置,所需要的具體部件和工序可通過本技術(shù)領(lǐng)域的公知常識(shí),很容易地增加或者變形,從而可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)思想。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群制造裝置,其特征在于,所述涂層源為復(fù)數(shù)個(gè),所述復(fù)數(shù)個(gè)涂層源中至少一個(gè)涂層源相比于其它一個(gè)以上涂層源,用于涂布不同物質(zhì)的薄膜,所述薄膜是包括至少兩個(gè)互不相同的物質(zhì)的薄膜。具有該特征的制造裝置主要有利于生產(chǎn)多層結(jié)構(gòu)的薄膜或者分等結(jié)構(gòu)的薄膜或者如合金的混合結(jié)構(gòu)的薄膜。具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜,作為非局限性例子,可以是紫外線阻隔薄膜的至少一面優(yōu)選為兩面全部涂布保護(hù)層和/或色素層的結(jié)構(gòu)的紫外線阻隔薄膜,或者越靠近表面色素層和/或保護(hù)層的濃度變得更深的分等結(jié)構(gòu)的紫外線阻隔薄膜等。具有另一結(jié)構(gòu)的薄膜,舉例如,銅薄膜的至少一面優(yōu)選為兩面全部以銀和/或金薄膜涂層的結(jié)構(gòu)的用于電子材料的薄膜,或者越靠近表面銀和/或金的濃度變深的分等結(jié)構(gòu)的銅薄膜等。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜群,其特征在于,基于所述薄膜群制造裝置制成。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜,其特征在于,通過從所述薄膜群去除被涂層材料或者分離材料的至少一部分而獲得。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜,其特征在于,所述薄膜包括主功能材料M和至少一種的輔助材料S并形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜,其特征在于,所述主功能材料M的主功能是導(dǎo)電功能、紫外線阻隔功能、熱傳導(dǎo)功能、光電功能、熱電功能、催化劑功能、防腐蝕功能、反射功能、絕緣功能、焊接功能、燒結(jié)功能、表皮鍍功能中的一個(gè)以上的功能。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種薄膜,其特征在于,所述薄膜包括多層結(jié)構(gòu)、分等(Gradation)結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)中的一個(gè)以上結(jié)構(gòu)并構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種紫外線阻隔薄膜,其特征在于,所述薄膜包括紫外線阻隔物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種紫外線阻隔薄膜,其特征在于,所述薄膜包括由無機(jī)紫外線阻隔物質(zhì)構(gòu)成的主阻隔物質(zhì)A和至少一種的輔助材料S。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征,提供一種紫外線阻隔薄膜,其特征在于,所述輔助材料S的紫外線阻隔率低于主阻隔物質(zhì)A的紫外線阻隔率,包含一種以上的具有指定顏色的調(diào)色物質(zhì),且所述調(diào)色物質(zhì)中至少一部分在所述薄膜的表面露出。作為其它特征,可能的結(jié)構(gòu)是所述輔助材料S為保護(hù)層,或者輔助材料S的一面以上額外具有保護(hù)層或者所述主阻隔層A,以及輔助材料S之間另外具有一層以上保護(hù)層。
作為本發(fā)明的另一特征,提供一種紫外線阻隔薄膜,其特征在于,所述輔助材料S中包括的一個(gè)以上的調(diào)色物質(zhì)的顏色包括黃色、赤色、黑色中一個(gè)以上的顏色,從而所述紫外線阻隔薄膜即使無需再添加調(diào)色材料進(jìn)行混合,所述薄膜自身也能具有指定色素特征,從而能夠減少或者去除動(dòng)態(tài)散射。
作為本發(fā)明的另一特征,提供一種紫外線阻隔劑,其特征在于,所述紫外線阻隔劑由所述薄膜制成。
作為本發(fā)明的另一特征,提供一種化妝品,該化妝品含有所述薄膜。
產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用可能性
如上所述,利用或者包括本發(fā)明的薄膜而制造的產(chǎn)品多的不能一一例舉,基于相同領(lǐng)域的一般性常識(shí),顯而易見能夠提出無限多的方案。