專利名稱：使用線繞棒的涂布裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來在基材上進行涂布以及改善不均勻或有缺陷的涂層的均勻性的裝置和方法。
背景技術(shù)：
已有許多已知的用來涂布移動的卷材和其它固定的或移動的基材的方法和裝置。例如，稱為“Mayer Bar”的線繞棒涂布器(參見Mayer的美國專利1,043,021)可用來在小的試驗片材上形成手工攤鋪層。造紙機和紙張涂布機在紙幅的一面或兩面裝有線繞涂布棒(有時稱為“刮棒”)，如Booth，G.L.的“The Coating Machine”，Pulp and Paper Manafacture，第8卷，Coating，Converting and Processes，第76-87頁(1990年第3版；參見“Champion Rod Coater”第78頁)；Booth，G.L.的Evolution of Coating，第1卷(Gorham International公司)；美國專利1,043,021、2,229,620、2,229,621、2,237,068和2,245,045；以及http//www.ferron-magnetic.co.uk/coatings/meterrod.htm.中所揭示的。有時，這種機器中的線繞涂布棒在涂布時緩慢旋轉(zhuǎn)，以便使繞線上裹著的涂料均勻。
涂布長度有限的基材(如小的片材)的裝置也是有的，可以用它來制備實驗或試驗涂層，而無需設(shè)置或操作卷材涂布設(shè)備。它們通常由刮涂裝置構(gòu)成，其中在刮刀邊緣和底板之間有一個間隙，充有隨涂布液的片材則移動通過此間隙。
發(fā)明概要上面提到的‘955申請描述了通過使用移放(pick-and-plane)涂布裝置來消除或至少顯著地減少重復(fù)及隨機涂層缺陷的涂布裝置和方法。在’955申請中，旋轉(zhuǎn)輥(尤其是非驅(qū)動輥，在被涂布的基材通過它時能與其同步旋轉(zhuǎn))是優(yōu)選的一類移放裝置。特別優(yōu)選的是不同尺寸的輥子，或以不同速度操作的輥子，其大小或速度(因此定義為裝置上的點與基材相繼接觸的時間間隔的接觸周期)不是周期性互相相關(guān)的。通過使涂層上的第一位置與周期性移放裝置的潤濕表面接觸，并使涂層與基材上不同于第一位置且在與第一位置的距離方面不是周期性相關(guān)的一些位置上的潤濕表面再接觸，這樣可以改進基材上涂層的均勻性?！?55申請的涂布裝置和方法可以以非常高的速度提供極其均勻且極薄的涂層。
與本申請同日提交，題為COATING DEVICE AND METHOD USING PICK-AND-PLACEDEVICES HAVING EQUAL OR SUBSTANT IALLY EQUAL PERIODSD的待審批美國專利申請(律師備案編號55476US003)描述了其它使用移放裝置的涂布裝置和方法，該移放裝置與基材的接觸周期彼此相等或基本相等，其全文參考結(jié)合于此。
這兩個待審批申請都聲稱，在涉及較厚涂層的涂布情況下，將一個或多個(或者甚至是所有)移放裝置的表面開槽、壓花、蝕刻或進行其它紋理化加工是很有用處的，因為這樣它們可增加濕涂層厚度。本發(fā)明涉及在涂布設(shè)備和方法(如這些待審批申請中描述的那些方法)中作為移放裝置的多線繞涂布棒的應(yīng)用?？捎玫突ㄙM從各種途徑獲得繞線涂布棒，并得到有良好性能的涂布裝置。可以仔細計量所用的涂料而避免浪費或過量。最終的涂料重量可以容易地微調(diào)。在涂布棒上未受控制的涂布液滾動積累的形成可以避免。
因此，一方面，本發(fā)明提供了改進基材上濕涂層均勻性的方法，它包括使涂層上的第一位置與至少兩個旋轉(zhuǎn)式線繞涂布棒的潤濕表面部分接觸，并使此涂層與基材一個或幾個不同位置上的這種濕的表面部分再接觸。
本發(fā)明還提供了用來實行這些方法的裝置。一方面，本發(fā)明提供了一種裝置，它包括2個或2個以上能在基材上的不同位置與濕涂層周期性接觸及再接觸的旋轉(zhuǎn)式繞線涂布棒，這些裝置的周期要選擇使得涂層的均勻性獲得改善。另一方面，本發(fā)明提供了一個向基材施加不均勻(最好是不連續(xù))涂層的涂布裝置和一個改進裝置，所述改進裝置包括2個或2個以上在基材上的不同位置與濕涂層接觸及再接觸的旋轉(zhuǎn)式繞線涂布棒。再一方面，本發(fā)明提供一種涂布設(shè)備，它包括一個向第一基材施加不均勻(最好是不連續(xù))的涂層的涂布裝置；一個改進裝置，所述改進裝置包括2個或2個以上在第一基材上的不同位置與涂層接觸及再接觸的旋轉(zhuǎn)式繞線涂布棒；以及一個將涂層從第一基材轉(zhuǎn)移到第二基材的轉(zhuǎn)移裝置。
本發(fā)明的方法和裝置還能促使基材上的濕涂層更快地干燥。這樣，再另一方面，本發(fā)明的方法還包括通過使涂層與多個旋轉(zhuǎn)式繞線涂布棒接觸和再接觸，來使涂層干燥，并且本發(fā)明的裝置包括具有許多與具有濕涂層的基材接觸及再接觸的旋轉(zhuǎn)式繞線涂布棒的干燥裝置。
本發(fā)明的裝置和方法有助于以廉價的設(shè)備得到連續(xù)的無空穴、均勻且極薄的涂層。
附圖簡述

圖1是卷材上涂層缺陷的側(cè)視示意圖。
圖2是本發(fā)明一個裝置的透視圖，其中，環(huán)形卷材上的涂層與兩個繞線涂布棒接觸。
圖3是本發(fā)明一個裝置的側(cè)視示意圖，此裝置使用了一套5個非驅(qū)動型同步旋轉(zhuǎn)的繞線涂布棒。
圖4是本發(fā)明一個裝置的側(cè)視示意圖，此裝置使用了一套6個驅(qū)動型繞線涂布棒。
圖5是本發(fā)明一個裝置一部分的局部側(cè)視示意圖，此裝置使用了一套20個非驅(qū)動型同步旋轉(zhuǎn)的繞線涂布棒。
圖6是本發(fā)明一個裝置的側(cè)視示意圖，它使用了一個傳遞帶。
圖7是用于涂布有限長度基材的本發(fā)明一個裝置的側(cè)視示意圖。
圖8是安裝在可旋轉(zhuǎn)支持輥上的有限長度片材的透視圖。
圖9是用來涂布有限長度基材的本發(fā)明一個裝置的透視圖。
詳細描述本發(fā)明特別適合用來(但不限于)涂布移動的環(huán)形(或基本上環(huán)形)的卷材和帶材。為簡便起見，且除非文中另有說明，這種卷材或帶材在這里統(tǒng)一稱為“卷材”。本發(fā)明還可用來涂布有限長度的基材。為簡便起見，且除非文中另有說明，這種基材在這里將被稱為“片材”。卷材和片材(也可統(tǒng)稱為“基材”)可以是事先未涂布過的、可以是事先施涂過硬化涂層的、或者可以是事先施涂了濕涂層但未硬化的。
在本發(fā)明中，濕涂層被施涂上基材或者是已經(jīng)施涂在基材上，通過多個旋轉(zhuǎn)式線繞涂布棒(如Mayer Bar涂布棒)的作用使其厚度更加均勻。當(dāng)基材和涂布棒相對運動時，涂布棒作用于濕的涂層。通常，這種相對運動是使卷材在涂布棒上移動或者將片材固定于一旋轉(zhuǎn)支持物上并使涂布棒頂住該片材而實現(xiàn)的。涂布棒可以與基材相同的周邊速度旋轉(zhuǎn)，也可以以較小或較大的速度。如果需要的話，涂布棒可以與基材的運動方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選的是，在涉及改進在有一定移動方向的基材上進行涂布的用途中，至少一個涂布棒的旋轉(zhuǎn)方向與基材的移動方向相同。更加優(yōu)選的是，至少兩個涂布棒的旋轉(zhuǎn)方向與基材的移動方向相同。再優(yōu)選的是，所有的涂布棒以與基材相同的方向、并以與基材基本相同的速度旋轉(zhuǎn)。這通?？梢酝ㄟ^使用同速旋轉(zhuǎn)式非驅(qū)動型涂布棒來實現(xiàn)，這些涂布棒頂住基材并隨其一起運動。
現(xiàn)在試看圖1，標稱厚度為h的液體涂層11存在于卷材10上。如果由于某種原因以高度H高過標稱厚度的一個隨機局部尖峰12出現(xiàn)，或者由于某種原因出現(xiàn)一個隨機局部凹陷(例如標稱面以下深度為H’的局部凹陷13或者深度為h的空穴14)，則涂布的基材的一小段長度將是有缺陷的，不能使用。
圖2顯示了移動卷材10上的涂布液11，此時它與同速旋轉(zhuǎn)的線繞涂布棒15和17接觸。涂布棒15具有輪轂16，線20以螺旋方式纏繞著輪轂16。涂布棒15超出了移動卷材10的涂布寬度。涂布棒15是非驅(qū)動的，它圍繞中心軸19和卷材10的的運動同速旋轉(zhuǎn)。涂布棒17具有輪轂18，線22以螺旋方式纏繞著輪轂18。如圖2所示，涂布棒17的直徑小于涂布棒15，但如果需要的話可以有較大或相等的直徑。和涂布棒15一樣，涂布棒17超出了卷材10的涂布寬度，它是非驅(qū)動的，圍繞中心軸21和卷材10的的運動同步旋轉(zhuǎn)。起動該設(shè)備并讓涂布棒15和17轉(zhuǎn)動幾圈后，涂布棒15和17被線覆蓋的表面，被卷材10轉(zhuǎn)移過來的涂布液11弄濕。涂布液11充滿了入口點24和液體分流點25之間以及入口點26和液體分流點27之間的涂布棒接觸區(qū)。在這兩個分流點，一部分涂布液留在卷材10上，一部分留在涂布棒15或17上，而涂布棒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時卷材10移動通過涂布棒15和17。完成一次旋轉(zhuǎn)后，涂布棒15和17分別將分流的液體置于卷材10上新的縱向位置上。用這種方法，部分液體涂料可以從一個卷材位置移取而在另一時刻放到卷材的另一位置上。涂布棒15和17都有這種作用。
如果需要的話，涂布棒可以僅在缺陷出現(xiàn)時和涂層11接觸?；蛘?，無論接觸位置是否有缺陷存在，涂布棒都與涂層11接觸。優(yōu)選的是，旋轉(zhuǎn)式涂布棒與基材連續(xù)接觸，該線繞涂布棒表面的任何給定部分與基材周期性接觸并再接觸。
在圖2中只顯示了兩個涂布棒。然而，優(yōu)選使用兩個以上的涂布棒(如3、4、5、10或20或者更多的涂布棒)。當(dāng)多個旋轉(zhuǎn)式線繞涂布棒(如涂布棒15和17)被涂層打濕的表面與濕的液體涂層(如涂層11)接觸時，則過多的涂料(如圖1中的尖峰12)被移去，然后放在基材的其它位置上。這些其它的位置包括涂料缺之的位置，如圖1中的凹陷13或空穴14，以及涂布厚度低于平均厚度的位置。這種移放作用產(chǎn)生了更加均勻的涂層。線繞移放涂布棒的應(yīng)用使得施加的涂料有可能仔細地預(yù)先計量，不致浪費或過量。因此最后的涂層重量容易微調(diào)。在涂布棒入口側(cè)或出口側(cè)未受控制的涂布液滾動積累可以避免或防止。
多個涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期最好經(jīng)過選擇，以使它們的作用不會增強基材的涂布缺陷。涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期可以表達為涂布棒從基材一個位置取出一部分濕涂料、然后將其放在另一位置所需的時間，或者表達為與涂布棒表面部分接觸的基材上兩個相繼接觸點之間的距離。例如，如果涂布棒15以60rpm旋轉(zhuǎn)，且基材10相對于涂布棒15的移動保持恒定，則周期是1秒。本發(fā)明使用了多個這種旋轉(zhuǎn)式涂布棒，它們優(yōu)選有兩個以上，更優(yōu)選有三個以上不同的周期。通過使用合適數(shù)目的涂布棒，并適當(dāng)選擇它們與基材接觸的周期，在極高的速度下可得到非常均勻的涂層。最優(yōu)選的是，若干對這種周期相互之間不成整數(shù)倍。
可以用許多方法改變旋轉(zhuǎn)式涂布棒的周期。例如，可以改變旋轉(zhuǎn)速度；相對于固定的觀察者看到的涂布棒的最初空間位置，沿著基材的長度(如延著卷材向前或向后)重復(fù)(如連續(xù))移動涂布棒一段距離；或者改變基材相對于旋轉(zhuǎn)式涂布棒的旋轉(zhuǎn)速度的移動速度，來改變涂布棒的周期。所述周期不必是平穩(wěn)變化的函數(shù)，且不必在隨時間保持恒定。
涂布棒不一定需要有不同的周期。本發(fā)明可以采用大量有相同或基本相同放置周期的涂布棒，即放置周期在所需精密度內(nèi)相同的涂布棒。所需的精密度取決于涂布棒的總數(shù)和所需的涂層厚度均勻性。通常，使用的涂布棒越多，在給定的放置周期精密度內(nèi)就能得到越好的結(jié)果。例如，各周期可以是互相在±0.01％、±0.05％、±0.1％、±0.5％或±1％以內(nèi)，較多涂布棒以較高的周期精密度(如±0.05％)提供的結(jié)果通常與用較少涂布棒以較低的周期精密度(如±0.5％)獲得的的結(jié)果相當(dāng)。當(dāng)先在基材上施涂不連續(xù)或有意不均勻的涂層時，可以采用許多有相同或基本相同周期的涂布棒來獲得厚度均勻的涂層。優(yōu)選的涂層不連續(xù)性或不均勻性的周期要經(jīng)過選擇或控制，使得在通過這些涂布棒后得到均勻的涂層。當(dāng)涂層最初的不勻性是帶狀時，優(yōu)選控制或選擇帶的寬度，或者同時控制或選擇帶的寬度和帶的周期，或者是帶的寬度、帶的周期和涂布棒周期，使得在最終的涂層中獲得所需的厚度均勻性程度。
有關(guān)本發(fā)明裝置基本操作原理的其它細節(jié)詳細描述在上述‘955申請和申請序列號(律師備案編號55476US003)中。
圖3顯示了本發(fā)明一個裝置30的側(cè)視示意圖，它采用了一列5個非驅(qū)動的同步旋轉(zhuǎn)的線繞涂布棒。這些涂布棒可稱為“改進裝置”。這些涂布棒可改善卷材31的上表面濕涂層的厚度均勻性。在卷材31進入改進裝置30之前用圖3中未示的涂布裝置對卷材31進行涂布。當(dāng)液體涂層接觸線繞涂布棒32時，卷材31上液體涂層的厚度在卷材的下游方向上呈即時的空間改變。對于固定的觀察者，涂層厚度是隨時間變化的。這種變化在卷材下游方向上可以包括暫時、隨機、周期性和暫時周期性的成分。卷材31沿著一條通道通過裝置30，并通過惰輥35和38與線繞涂布棒32、33、34、36和37接觸。通道是經(jīng)過選擇的，使得卷材上濕的涂布面和線繞涂布棒物理接觸。線繞涂布棒32和34有同樣的直徑。線繞涂布棒34、36和37的直徑各不相同，且與涂布棒32和34的直徑不同。每個涂布棒都是非驅(qū)動的并隨卷材31的運動而旋轉(zhuǎn)。
且看一看線繞涂布棒32，液體涂料在起離點即分流點32a處分流。一部分涂料和卷材一起向前移動，當(dāng)涂布棒32旋轉(zhuǎn)離開起離點32a時，其余的涂料，隨同涂布棒一起轉(zhuǎn)動。在分離點32a之前涂層厚度的差異，反映在當(dāng)卷材和涂布棒32在起離點32a分離時卷材31上液體層的厚度和涂布棒32表面液體層的厚度上。在卷材31上的涂層第一次接觸涂布棒32且涂布棒32旋轉(zhuǎn)一周后，涂布棒32上的液體和卷材31上進入的液體在最初的接觸點32b位置相遇，從而在接觸點32b和32a之間的輥隙區(qū)32c充滿了液體。區(qū)域32c中沒有夾帶的空氣。對于固定的觀察者而言，液體進入此輥隙接觸區(qū)32c的流量是卷材31上進入的液體流量和涂布棒32上進入的液體流量之和。涂布棒32的實際作用是在一個位置從卷材31上取出物質(zhì)并將一部分物質(zhì)再放到另一位置上。用類似的方法，液體涂料在起離點33a、34a、36a和37a分流，一部分涂料在接觸點33b、34b、36b和37b和卷材31再接觸，重新施涂于卷材31上。最終結(jié)果是，離開改進裝置30的卷材涂層更加平整。
一個隨機的嚴重初始缺陷(例如，巨大的涂料驟增或者涂料的完全缺失)可以通過本發(fā)明的改進裝置而顯著地減少。輸入缺陷可減少到不再成為是缺陷的程度。使用本發(fā)明的方法和裝置，可在改進裝置的出口形成卷材前進方向上新的涂層輪廓。即是說，由于使用多個涂布棒，由第一涂布棒傳播和再傳播的許多缺陷圖像可用由第二涂布棒和隨后的涂布棒和再傳播傳播的附加的許多缺陷圖像來修正。這種情況可以以相長的和相消的疊加方式進行，使得最終的結(jié)果是更為均勻的或受控的厚度差異。在效果上，許多個波形疊加在一起，使得各個波形的相長和相消疊加結(jié)合起來產(chǎn)生了所需程度的均勻性。多少換一個角度來看，當(dāng)涂層厚度不均勻的部位通過改進裝置時，來自高位的涂料部分實際上被移去而向下放置到下面的低位上。
圖4是本發(fā)明一個裝置的側(cè)視示意圖，它使用了一套6個驅(qū)動型繞線涂布棒。在卷材41進入改進裝置40之前用圖4中未示的涂布裝置在其兩面進行了涂布。這兩個涂布面在圖4中被稱為A和B。卷材41沿著一條通道通過裝置40，與線繞涂布棒42、43、44、45、46和47接觸。通道經(jīng)過選擇，使得涂布面A和涂布棒42、44、46和47物理接觸，并使涂布面B和涂布棒43和45物理接觸。如圖4所示，涂布棒42、43、44、45、46和47直徑都相同。在涂布面A，涂布棒42、46和47被驅(qū)動，使它們和卷材41一起旋轉(zhuǎn)，但旋轉(zhuǎn)速度各不相同，同時涂布棒44也被驅(qū)動，使其以與卷材41運動方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。涂布棒42、44、46和47的旋轉(zhuǎn)速度都經(jīng)過調(diào)節(jié)，以便在涂布面A上提供改進的涂布均勻性。同樣，在涂布面B上，涂布棒43被驅(qū)動，使其和卷材41一起旋轉(zhuǎn)，同時涂布棒45也被驅(qū)動，使其以與卷材41運動方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。涂布棒43和45的旋轉(zhuǎn)速度都經(jīng)過調(diào)節(jié)，以便在涂布面B上提供改進的涂布均勻性。
圖5一個是均勻性改進裝置50的局部側(cè)視圖，它使用了一列20個轉(zhuǎn)繞線涂布棒，其中的8個顯示在圖5中。用振蕩涂布機52通過一柔性針頭53在卷材51的上表面涂布以往復(fù)條紋式樣的間隙式圖案。針頭53的開口端接觸卷材51并沿著卷材51的寬度往復(fù)掃涂。振蕩速度和液體流過針頭53的流量決定了進入改進裝置50時所涂條紋的厚度的間距。振蕩速度和液體流量還決定了離開改進裝置50后卷材51上的最終涂層厚度。卷材51上液體涂層的厚度在卷材下游方向當(dāng)它達到惰輥56和旋轉(zhuǎn)式線繞涂布棒57時會瞬時變化。對于固定的觀察者而言，涂層厚度會隨時間變化并有不連續(xù)性。卷材51沿著一條通道通過裝置50，并通過惰輥56、58、60、63、67、68、70和72與線繞涂布棒57、59、61、62、64、66、69和71接觸。線繞涂布棒57、59、61、62、64、66、69和71(和圖5中顯示的一樣，直徑都相同)是非驅(qū)動型的，隨著卷材51的運動同步旋轉(zhuǎn)。卷材51繼續(xù)通過圖5中未示的另外12個涂布棒(如果需要的話還通過其它的惰輥)前述。適當(dāng)調(diào)節(jié)或選擇輥子的旋轉(zhuǎn)周期和所涂上條紋的寬度，涂層可以均勻得多。
圖6是本發(fā)明一個裝置78的側(cè)視示意圖，它采用了傳遞帶80。傳遞帶80環(huán)繞在轉(zhuǎn)向裝置81，惰輥83、85、87、89和91，非驅(qū)動型同步旋轉(zhuǎn)線繞涂布棒82、84、86、88、90和92，以及驅(qū)動型型支撐輥93上。涂布棒82、84、86、88、90和92有不同的直徑和不同的旋轉(zhuǎn)周期。間歇式涂布裝置94的柔性針頭95在傳遞帶80的帶狀涂布區(qū)域96上往復(fù)擺動。所施涂的條紋在傳遞帶80上形成了Z形圖案，因此在裝置94下游產(chǎn)生了間歇的涂層缺陷。起動此裝置并在傳遞帶80旋轉(zhuǎn)幾周后，傳遞帶80和涂布棒82、84、86、88、90和92的表面已潮濕。涂布棒92和支撐輥93之間傳遞帶上的涂層將變得非常均勻。至此已經(jīng)描述的圖6的實施方案，可用來在傳遞帶自身上形成均勻的涂層，或者用來在已經(jīng)涂布過的傳遞帶上改進涂層均勻性。濕的傳遞帶80也可用來將涂層轉(zhuǎn)移到濕的目標卷材基材97上。例如，目標卷材97可由動力輥98驅(qū)動，并在傳遞帶80圍繞支撐輥93循環(huán)時與傳遞帶80接觸。為了涂布卷材97，輥子93和98被夾在一起，使得傳遞帶80與卷材97面對面接觸。在通過這一夾合點之后，一部分液體涂料將從傳遞帶80分離轉(zhuǎn)遞到卷材97表面上。當(dāng)使用這個此裝置連續(xù)涂布目標卷材97時，優(yōu)選在傳遞帶每旋轉(zhuǎn)一周后將液體連續(xù)加到傳遞帶80的區(qū)域96上，并在輥子93和98間的夾合點將其連續(xù)除去。由于在開動后，傳遞帶80已經(jīng)被液體涂布，則在條紋涂布區(qū)96上不會有三相(空氣、涂布液和傳遞帶)濕線。這使得涂布液的涂布比直接涂布干燥卷材更加容易。由于只有約一半的液體在93、98輥子夾入處被轉(zhuǎn)移，與沒有傳遞帶時涂布干燥卷材并使如此涂布的卷材通過有相同數(shù)目涂布棒的本發(fā)明的改進裝置而形成的條紋相比，區(qū)域96下游厚度不均勻的比例通常很小(如最多只有一半左右)。
當(dāng)對濕的傳遞帶80或其它目標基材間斷施涂所需平均涂層厚度需要的液體的量時，線繞涂布棒的周期和數(shù)目應(yīng)經(jīng)過選擇，以便適合下游卷材上任何兩個相鄰的涂料沉積區(qū)之間的最大間距。此方法一個突出的優(yōu)點是，通?？梢匀菀椎卦趥鬟f帶或其它目標基材的寬度上形成厚的條紋或涂層區(qū)域，但不易制成薄而均勻的連續(xù)涂層。這一方法另一重要特征是，它具有預(yù)計量特征，即可以通過調(diào)節(jié)施涂在傳遞帶或其它目標基材上液體的量來控制涂層厚度。
盡管圖6中所示的傳遞帶80和任一涂布棒，或者傳遞帶80和卷材97之間可以采用速度差異，但優(yōu)選傳遞帶80和涂布棒82、84、86、88、90和92，或者傳遞帶80和卷材97之間不采用速度差異。這樣可簡化裝置的機械結(jié)構(gòu)。卷材97也可與傳遞帶80呈逆向運轉(zhuǎn)(如通過輥子98)。
圖7是用來涂布有限長度基材的一個本發(fā)明裝置100的側(cè)視示意圖。線繞涂布棒112和114由置在基座118上支座115和116中的低磨擦軸承(未顯示在圖7中)支撐。涂布棒112和114相互平行水平放置。在圖7顯示的實施方案中，涂布棒112和114大小相等。如果需要的話，此涂布棒可以有不同的大小。此外，可以使用兩個以上的涂布棒。涂布棒112或114或這兩者可以，例如以每分鐘1-1000轉(zhuǎn)的速度由圖7中未示的可變速驅(qū)動裝置驅(qū)動。旋轉(zhuǎn)式支持輥或固定輥120上包有橡膠覆蓋層122和片材124。片材124為有限的長度，且片材124的兩個末端126、128在區(qū)域130稍微重疊。輥子120放置在涂布棒112和114之間的缺口中并由它們支撐。要仔細控制并對準涂布棒112和114以及固定輥120的直徑和軸，最好是±10微米的直徑公差和直度公差。輥子120的重量提供了夾持力，使得片材124和涂布棒112和114在夾持點132和134處緊密接觸。輥子120的止動裝置136和其另一端的又一個止動裝置(未顯示在圖7中)可以防止輥子120的軸作橫向移動。當(dāng)驅(qū)動型涂布棒112旋轉(zhuǎn)時，涂布棒114和輥子120以與涂布棒112幾乎相同的表面速度因表面牽引力而驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
來自注射泵138的涂布液由供應(yīng)管140和給料套管142供應(yīng)到針頭144中。振蕩機構(gòu)146使針頭144在輥子120表面上往復(fù)移動。在振蕩沖程的每端都有靜止位置。擋板148和輥子120另一端的另一個擋板(未顯示在圖7中)阻止了涂布液在裝置146沖程的兩端的繼續(xù)流動。兩個擋板之間的距離控制輥子120上涂層的寬度，擋板能將過量的涂布液排出進入收集槽150中。
圖8是安裝在可旋轉(zhuǎn)固定輥120上的有限長度的片材124的透視圖。如圖8所示，片材124的兩端126和128以對接關(guān)系放置。然而，如圖7所示，末端126和128可以對疊，如果需要的話兩端之間也可以有一小段空隙。軸干167支撐著輥子120。
圖9是本發(fā)明一個裝置170的透視圖。裝置170類似圖7中的裝置110，但它結(jié)構(gòu)是使涂布液施涂在涂布棒120上的上凸部分168，而不是施涂在輥子120上的片材124上。裝置170很輕便，可以用在例如工作臺上。輥子120置于涂布棒112和114之間并由它們支撐。涂布棒112和114由支座115和116中的低磨擦軸承(未顯示在圖7中)支撐，支座115和116分別位于基座118上。支柱137上的止動裝置135限制著輥子120的軸橫向移動。變速傳動馬達172通過連接器174將旋轉(zhuǎn)力施加給涂布棒112。馬達172的轉(zhuǎn)速(因而涂布棒112的轉(zhuǎn)速)由箱子178中的開關(guān)175和電位計176控制。指示燈177說明馬達172在工作。由于螺旋形導(dǎo)螺桿182的旋轉(zhuǎn)作用，振蕩機構(gòu)146使供應(yīng)管140和針頭144沿著鋼軌180往復(fù)移動。電源開關(guān)184和常規(guī)的速度調(diào)節(jié)裝置(未顯示在圖9中)可以調(diào)節(jié)螺桿182的速度和機構(gòu)146的振蕩速度。可以使用水準氣泡186和調(diào)平螺釘188來調(diào)節(jié)裝置170的水平。把手190則可用來用手將裝置170由一處移至另一處。
與本專利同日提交、題為SHEET COATER的待審批美國專利申請序列號(律師備案編號56445US002)中更加詳細地描述了圖7-圖9所示裝置的基本操作原理，其全文參考結(jié)合于此。使用此裝置，先用合適的固定方法將片材124固定在輥子120上，這樣可實現(xiàn)樣品片材的涂布。如果片材124有合適的介電特性，則靜電力就足以將片材124固定而不需要其它固定措施。然后，將輥子120放在涂布棒112和114(以及可能存在的其它涂布棒)附近，這樣片材124就被夾在輥子120和涂布棒之間。可以預(yù)先計算為得到所需涂層厚度所需要的涂布液的總體積。假設(shè)恒定厚度膜的涂料在夾持點(比如圖7中的夾持點132和134)分流，則總的涂布液體積將等于所需厚度乘以潤濕表面的面積。潤濕表面的面積等于所有涂布棒(例如涂布棒112和114)的潤濕面積與輥子120的潤濕面積之和。然后將所需體積的涂布液以一層或多層條紋的形式施涂在至少一個涂布棒(如涂布棒112和114)的長度上，或施涂在輥子120上片材124的表面上。涂布液的施涂通?？梢栽卺橆^144往復(fù)運動的情況下使涂布液流經(jīng)針頭144。通過改變所施涂條紋的數(shù)目和流出針頭144的流量，可以非常準確地控制片材124上所需的最終厚度。所施涂的涂布液條紋可在一個或多個涂布棒或片材124上隨機施加，也可以施涂在一些特定位置上。如果條紋的寬度和施涂位置適當(dāng)，則在旋轉(zhuǎn)數(shù)次后就可使均勻性改進。條紋狀涂布比設(shè)法均勻涂布在涂布棒或片材124上較好，因為與施涂均勻的薄涂層相比，施涂較厚條紋的不均勻涂層較為容易。在涂布時液體的流量最好保持穩(wěn)定，為的是在最終涂層中得到較好的卷材寬度上的均勻性。在輥子120旋轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)時，因為片材124和涂棒的潤濕表面部分和將被潤濕的表面部分將在依次的不同位置上互相接觸并再接觸，所以涂布棒或片材124上最初的縱向不平整涂層就變成了均勻的涂層。這時可從片材124上移取涂布液再將其再放置在片材124上，涂層迅速變得更加均勻。例如，在圖9所示的裝置中，當(dāng)給變速傳動馬達172通電后，涂布棒112和114以及固定輥120都以大致相同的表面速度旋轉(zhuǎn)。使輥子120旋轉(zhuǎn)適當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)(如10轉(zhuǎn)以上、20轉(zhuǎn)以上或100轉(zhuǎn)以上)，并對所施涂的條紋的寬度和涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期進行適當(dāng)控制，就可得到厚度非常均勻的涂層。旋轉(zhuǎn)所需轉(zhuǎn)數(shù)后，將片材124從輥子120上取下，如果需要的話可使其干燥或硬化。為便于取下片材124，可將輥子120抬高離開本發(fā)明的裝置，將其置于合適的架子或工作臺上。然而，由于輥子120的重量，用手將輥子120抬起可能有些困難。本發(fā)明的裝置可配有適當(dāng)?shù)奶b置(如氣動千斤頂，它可以抬升輥子120)來幫助片材124的剝離。
對于本發(fā)明的任何裝置，涂布液的行為例如隨著時間推移發(fā)生的干燥、固化、凝膠化、結(jié)晶或相變等會帶來一些限制。如果涂布液含有揮發(fā)性成分，則應(yīng)涂布棒旋轉(zhuǎn)數(shù)百或數(shù)千周的時間內(nèi)，涂布液會干燥到硬化的程度。當(dāng)涂布棒和基材接觸時，由于某種原因產(chǎn)生的相變通常會在所施加的涂層中產(chǎn)生斷裂和花紋。因此，一般優(yōu)選在盡可能少的旋轉(zhuǎn)次數(shù)內(nèi)達到所需程度的涂層均勻性。
通過采用周期性或隨機的速度差異，以可變的速度來操作涂布棒可在本發(fā)明的裝置中得到進一步的性能改進。例如，可以用各自獨立的馬達分別驅(qū)動各個輥子并用電改變馬達速度，來實現(xiàn)速度變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會知道，可以使用許多機械變速裝置，包括變速傳送裝置、皮帶和滑輪或者聯(lián)動檔鏈系和鏈輪裝置(其中滑輪或鏈輪的直徑可以改變)、以及使用止滑離合器或制動裝置來減慢旋轉(zhuǎn)周期。其它改變某一旋轉(zhuǎn)體相對于另一旋轉(zhuǎn)體的表面旋轉(zhuǎn)周期的技術(shù)包括，在使第一旋轉(zhuǎn)體表面速度恒定情況下，改變它的大小(例如，在圖9所示的裝置中使固定輥120膨脹或壓縮或者擴大或縮小)。如果線繞涂布棒是由熱膨脹材料制成的，則同樣可以用不同溫度下操作涂布棒來修改涂布棒的大小(因此涂布棒的周期)。同樣，在操作過程中也可以改變涂布棒的位置。例如，可對涂布棒15輪轂16施加與輪轂平行的力使涂布棒15相對于圖1的卷材10往復(fù)振蕩。這種運動可導(dǎo)致涂布液在片材寬度方向上運動，從而改善整個涂層的均勻性，尤其是當(dāng)卷材最初被不十分均勻的橫跨卷材寬度方向上施加的條紋涂布時。所有上述變化都是有用的，它們都可用來影響并改進本發(fā)明裝置和方法的效果以及最終涂層厚度的均勻性。
可以使用各種函數(shù)形式的速度變化，例如，隨機或受控變化，包括有周期性或非周期性特征的游走式變化，隨機變動，時間和間歇變化的線性斜坡函數(shù)。所有這些都可用來減少在基材上形成均勻涂層所需的涂布棒數(shù)目或旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)涂布棒旋轉(zhuǎn)周期或表面速度的微小變化是極其有用的。例如，在圖7-圖9所示的裝置中，優(yōu)選的速度變化模式是當(dāng)輥子120旋轉(zhuǎn)時，正弦改變涂布棒112或114和固定輥120之間的表面速度差異。幅度小到平均值0.5％的微小速度變化變能得到改進的效果。通常需要避免較大幅度的變化，尤其是當(dāng)輥子120需要旋轉(zhuǎn)較多周數(shù)時，為的是避免非常高的速度差產(chǎn)生的熱量。
一開始可采用除上面討論的振蕩式針式涂布器以外的方法，將涂布液施涂成條帶以外的各種不均勻圖案。例如，可以用合適的非接觸式噴頭或其它液滴產(chǎn)生裝置在基材或涂布棒上噴出由液滴組成的圖案。合適的液滴產(chǎn)生裝置的例子包括點源噴嘴，如真空、靜電、旋流片和氣動噴嘴。線源霧化裝置也是已知的，可以使用。液滴的尺寸可以從非常大(例如大于1mm)到非常小。一個或多個噴嘴可往復(fù)振蕩，例如，以類似于上述針式涂布器的方式。特別優(yōu)選的液滴產(chǎn)生裝置描述在都是在2001年4月24日提交的待批美國專利申請序列號Nos.09/841,380(題為“靜電噴敷涂布裝置和方法”)和09/841,381(題為“可變的靜電噴敷涂布裝置和方法”)中，它們的全文參考結(jié)合于此。
本發(fā)明的周期性移放裝置的好處可以就各種具體的用途通過實驗或者模擬來確定。許多標準可用來判定涂層均勻性改善的效果。例如厚度的標準偏差、最小(或最大)厚度與平均厚度之比、范圍(定義為在長時間范圍內(nèi)在固定的觀測點觀測到的最大厚度減去最小厚度的值)、以及空穴面積的減小。例如，采用了本發(fā)明，可上述定義的范圍的減小大于75％、大于80％、大于85％、或者甚至是大于90％。對不連續(xù)的涂層(或者換句話說，起先具有空穴的涂層)而言，本發(fā)明能使總的空穴面積的減小大于50％、大于75％、大于90％、或者甚至是大于99％。本發(fā)明方法的應(yīng)用可生產(chǎn)無空穴的涂層。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認識到，所需程度的涂層厚度均勻性的改善取決于許多因素，包括涂料的類型、涂布設(shè)備和涂布條件、以及涂布的基材打算的用途。
采用了本發(fā)明，100％固體涂料組合物可轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄穸确浅Ｐ〉臒o空穴或基本上無空穴的固化涂層。例如，容易得到厚度小于5微米、小于1微米、小于0.5微米、甚至是小于0.1微米的涂層。也可以得到厚度大于5微米的涂層。在這些情況下，涂布棒的線繞表面對于提供增加的濕涂層厚度特別有用。
具有其中涂布物質(zhì)有欠缺的隨機或周期性區(qū)域的涂層，可以將其視作是組成相同的有空穴的涂層下面有一均勻基礎(chǔ)涂層的疊加來分析。本文中所述的改進裝置將用與在單獨的有空穴涂層上起相同作用的方法，在上部的有空穴涂層上移去及重新放置涂料。這樣，本文中提供的用于有空穴的涂層的方法還可應(yīng)用在含有凹陷但無空穴的不均勻涂層上。用類似的方法，涂層中的周期性的或隨機出現(xiàn)的涂料過厚的缺陷情況，可將該涂層視作是不連續(xù)的上部涂層下面有相同的基礎(chǔ)涂層的疊加來分析。這樣，本文中提供的用于有空穴的涂層的方法還可應(yīng)用于含有涂層驟增部位的無空穴不均勻的涂層。
本發(fā)明的另一個方面是本發(fā)明的裝置和方法可以對增加基材上揮發(fā)性液體進行干燥的速度。干燥通常在基材被清洗后或者通過一種處理液處理之后進行。這里過程的主要目的不是施涂液體涂料，而是移去液體。例如，液滴、小片狀或膜狀的液體一般在卷材的處理操作如電鍍、涂布、蝕刻、化學(xué)處理、印刷和水針開槽過程后，以及電子工業(yè)使用的卷材的沖洗和清潔后，會殘留在卷材上。當(dāng)液體以不同均勻性的液滴、小片狀或膜狀的液體存在在基材上時，此時如果需要干燥的基材的話，則液體當(dāng)然必須移去。這種移去可通過例如，蒸發(fā)或者將液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w殘余物或膜的方式來進行。在工業(yè)處理中，干燥通常使用烘箱來完成。生產(chǎn)干燥卷材所需的時間，由最厚液層干燥掉所需的時間來決定。常用的強制通風(fēng)烘箱能產(chǎn)生均勻的熱傳遞，但不能為較厚液層提供較大的干燥速度。因此，烘箱的結(jié)構(gòu)和尺寸必須考慮最大的預(yù)期干燥負載。
本發(fā)明的裝置和方法能大大增加基材的干燥速度，并大大減少獲得干燥基材所需的時間。不想受理論解釋的限制，可以認為卷材涂層與移放裝置的重復(fù)接觸會增加外露液體的表面積，由此增加傳熱和傳質(zhì)速度。基材上液體的重復(fù)分離、移去和再放置，還可通過提高溫度和濃度梯度以及傳熱和傳質(zhì)速度來增加干燥速度。另外，涂布棒與卷材基材很靠近而且其移動，還有助于破壞濕涂層表面鄰近的限速邊界層。所有這些因素都會促進干燥。
本發(fā)明的方法和裝置可用來在各種柔性或剛性基材，包括紙張、塑料、玻璃、金屬和復(fù)合材料基材上施加涂層，使涂層更均勻或?qū)ν繉舆M行干燥。這些基材可以是基本上連續(xù)的(例如卷材)或具有有限長度(例如一段片材)。這些基材可具有各種表面形貌，包括光滑的、有結(jié)構(gòu)的、有圖案的、微結(jié)構(gòu)的和多孔的表面(例如，光滑膜、有皺紋的膜、棱柱光學(xué)膜、電子線路和非織造織物)。這些基材可以有各種用途，包括用作帶子、膜(例如燃料電池膜)、絕緣物、光學(xué)膜或部件、電子膜、它們的部件或前體等?；目稍谄渫繉酉旅孢€有一層或許多層。本發(fā)明的各個實施方案對于制造100％固體涂層、精確涂層和非常薄的涂層特別有效。列在圖7-圖9中的本發(fā)明的實施方案可以在將大面積卷材制造過程放大之前，用來快速評估一系列涂布的基材，準備校準標準，以及在不采用手工攤鋪或者不用溶劑或水對涂料組合物進行極度稀釋的情況下來修改片材表面的光學(xué)、化學(xué)、機械或電學(xué)特性。
本發(fā)明還可用來在基材上形成一條或多條清晰的涂布帶。例如，本發(fā)明可在基材上提供一條涂布帶，其一側(cè)或兩側(cè)是基材上未被涂布的帶形區(qū)域。本發(fā)明還可提供兩條或兩條以上由未被涂布的一條或多條帶形區(qū)域隔開的涂布帶，這些涂布帶是相同的涂料組合物或者有兩種或兩種以上不同的涂料組合物。本發(fā)明還可提供兩條或兩條以上含有兩種或兩種以上不同組合物的鄰接涂布帶。由于所用涂布液的量可以預(yù)先確定，可預(yù)防或阻止液體在涂布棒后滾動堆積，這樣可預(yù)防或防止涂料在卷材上混合以及涂布帶邊緣的模糊。與此不同，常規(guī)的Mayer涂布棒涂布的涂布液要多于一般所用的量，且它難以行成清晰的涂布帶。涂布帶邊緣會模糊，或者涂料在卷材上混合發(fā)生在涂布棒后面液體的滾動堆積中。
盡管已經(jīng)就線繞涂布棒描述了本發(fā)明，但也可以使用其它合適的不光滑的涂布棒結(jié)構(gòu)來得到相同的結(jié)果。例如，可在一個圓柱狀涂布棒上刻出一系列平行的徑向切紋或一條螺旋形凹槽。當(dāng)這樣做時，其結(jié)果通常與那些使用具有同樣體積因子的線繞涂布棒得到的結(jié)果是類似的。對于線繞涂布棒，體積因子是截留在涂布棒上外露的繞線表面和恰好接觸繞線外面的光滑的柱狀相對表面之間，每單位面積的液體的體積。對于開槽的涂布棒，體積因子是當(dāng)光滑的圓柱狀相對表面恰好接觸涂布棒時截留在切槽中的每單位面積的液體體積。其它不光滑的涂布棒結(jié)構(gòu)也可根據(jù)它們的表面體積因子做類似的表征，并用來代替線繞涂布棒。然而，考慮到線繞涂布棒的成本低而且容易獲得，其它不光滑的棒結(jié)構(gòu)顯然是不大用的本發(fā)明將在下述實施例中作進一步說明，除非另有說明，所有的份數(shù)和百分數(shù)均為重量的。
實施例使用裝備了本發(fā)明改進裝置的一種改進的涂布機，用一種涂布液在卷材橫向上施涂上一些間歇的、周期性的、稀疏的條紋，然后轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞B續(xù)均勻涂層的卷材。卷材是厚0.05mm、寬153mm的雙軸取向的聚酯膜。涂布液含有2600體積份的丙三醇、260體積份的異丙醇、以及1體積份的氟化合物濕潤劑(3MTM FLUORADTMFC-129氟表面活性劑，明尼蘇達州St.Paul的3M公司產(chǎn)品)。將涂布液直接施涂在卷材上。涂布裝置使用一個將柔性聚丙烯針在轉(zhuǎn)移輥上往復(fù)擺動的空氣驅(qū)動擺動機構(gòu)。該擺動機構(gòu)是具有線性執(zhí)行器(購自明尼蘇達州Hamel的Tol-O-Matic公司)的Model BC406SK13.00 TOLOMATICTM Pneumatic Band Cylinder。用齒輪泵以2.92cc/rev的容量預(yù)先計量涂布液。購自新澤西州費爾勞恩的I & J Fisnar公司的部件號為560105的聚丙烯針具有0.48mm的針頭。使用4mm外徑的柔性塑料管將注射泵和針連接。針放置的位置使得針頭與卷材接觸。卷材的速度為每分鐘3.5米，涂布液流量由計量泵的速度所控制，沖程長度為127mm，卷材上計量涂布了狹窄條紋的圖案。
經(jīng)涂布卷材然后和含有四個線繞涂布棒、兩個背面惰輥的改進裝置接觸，然后再和三個線繞涂布棒接觸。涂布棒接觸卷材上涂有條紋的一面。涂布棒獲自紐約州羅徹斯特的Specialty Coating公司。涂布棒的直徑為12.7毫米。由于到達第一個涂布棒時，卷材上條紋涂層的厚度很薄，而當(dāng)通過隨后的各涂布棒后變得更薄，較好是以后的涂布棒尺寸越來越小，或者其上的繞線直徑越來越小，至少到可實現(xiàn)連續(xù)涂布時為止。因此，涂布棒1-7的線號數(shù)各為75、50、36、34、30、24和22。涂布棒的兩端都固定在自由滾動的球軸承上，這樣涂布棒就能因卷材的牽引力隨卷材一起旋轉(zhuǎn)。卷材的通道確定為使得第1、4、5和7個涂布棒以30°的包角與卷材接觸，而第2、3和6個涂布棒以90°的包角與卷材接觸。
以每分鐘38-73毫升的流量給振蕩式針式涂布器連續(xù)供應(yīng)液體。在針每次往復(fù)運動時，針頭超出卷材邊緣時會繼續(xù)輸送液體。多余的涂布液被收集到卷材邊緣外位于針式涂布器位置的的收集盤中。當(dāng)流量超過每分鐘41毫升時，液體的滾動堆積物積累在一些涂布棒后并從卷材邊緣滴下。通過將流量降低至每分鐘約38-41毫升，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的涂布，同時當(dāng)卷材通過涂布棒時，所施加的涂料會留在卷材上。在這些流量下，一半的泵送流量沉積在卷材上，一半沉積在收集盤中。
初始涂上的很不連續(xù)涂層在通過改進裝置之后，變?yōu)闊o空穴的連續(xù)涂層。通過各個涂布棒前后，對卷材上的涂層進行肉眼觀察可看出改進的情況。呈Z字形條紋涂層的卷材到達第一個涂布棒，然后在同步旋轉(zhuǎn)的涂布棒下面通過。從卷材-涂布棒接觸區(qū)離開后，一部分液體留在第一涂布棒表面，一部分留在卷材上。液體帶紋被變成兩個圖象，一個在第一涂布棒上，一個在卷材上。當(dāng)?shù)谝煌坎及粜D(zhuǎn)一周后，第一涂布棒上的圖象隨后和卷材上新的位置再接觸，在卷材上產(chǎn)生了厚度較小的第二圖象。用類似的方法，涂布液條紋及其后來的圖象在卷材和以后的涂布棒之間分流，在與卷材上的新位置再接觸，產(chǎn)生厚度更加薄的其它圖象。這種重復(fù)的接觸、分流和再接觸產(chǎn)生了厚度非常均勻的連續(xù)涂層。
和用常規(guī)的Mayer棒涂布一樣，由于繞線的存在，在卷材的下游方向上涂層上可能產(chǎn)生一些的趨勢。對于有適當(dāng)粘度的涂料，這些線將會自動平整。如果它們沒有自動平整，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認識到，用平整刮刀或其它裝置進行后處理可以有效降低或消除這些線。
不偏離本發(fā)明的范圍和精神，對本發(fā)明進行各種修改和改變對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。本發(fā)明不應(yīng)限制于本文中上述僅為了達到說明目的的那些內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種改進基材上濕涂層均勻性的方法，所述方法包括，使涂層在第一位置與至少兩個旋轉(zhuǎn)的線繞涂布棒的潤濕表面部分接觸，并使涂層與所述潤濕的表面部分在所述基材的一個或幾個不同位置上再接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述涂布棒與所述基材沒有相同的接觸周期。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述一些涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期不是周期性相關(guān)的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，它用到至少3個涂布棒。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述各涂布棒都有不同的旋轉(zhuǎn)周期。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述涂布棒有越來越小的繞線直徑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，它用到至少5個涂布棒。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，它用到至少10個涂布棒。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述涂布棒與基材有相同的接觸周期。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，它用到至少4個涂布棒。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，它用到至少10個涂布棒。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基材有個移動方向，且至少一個涂布棒的旋轉(zhuǎn)方向與基材的移動方向相同。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，至少兩個涂布棒的旋轉(zhuǎn)方向與基材的移動方向相同。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所有涂布棒以與所述基材基本相同的速度并按相同的速度旋轉(zhuǎn)。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述基材是卷材，所述涂布棒是非驅(qū)動的、承載所述基材并被此基材的運動帶動而旋轉(zhuǎn)。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基材是固定在旋轉(zhuǎn)的支持物上的片材。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，它還包括改變涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期，來減少涂層缺陷或使其減至最少。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，它還包括以固定或可變的相對于所述支持物表面速度的表面速度差異來操作涂布棒。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述表面速度差異是正弦變化的。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基材最初有不連續(xù)的涂層。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述涂層包括條紋式的圖案。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，它還包括選擇或改變條紋寬度來形成更加均勻的涂層。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述涂層包括液滴狀圖案。
24.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述涂層由有空穴的涂層變?yōu)闊o空穴的連續(xù)涂層。
25.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述涂層轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄穸刃∮?微米。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述涂層在基材上是一條或多條涂布帶。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述涂層包含兩條或兩條以上由未涂布的一個或多個帶形區(qū)域隔開的涂布帶，這些涂布帶是相同的組合物或是兩種或多種不同的組合物。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述涂層包含兩條或兩條以上含有兩種或多種不同組合物的鄰接涂布。
29.一種裝置，所述裝置包括兩個或多個在基材上不同位置的濕涂層周期性接觸并再接觸的旋轉(zhuǎn)的線繞涂布棒，所述裝置的周期經(jīng)過選擇，使得涂層的均勻性獲得改進。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述涂布棒與所述基材的接觸周期不同。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述各涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期不是周期性相關(guān)的。
32.如權(quán)利要求29所述的裝置，它包括至少3個涂布棒。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中，所述所有涂布棒都有不同的旋轉(zhuǎn)周期。
34.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中，所述涂布棒有越來越小的繞線直徑。
35.如權(quán)利要求29所述的裝置，它包括至少5個涂布棒。
36.如權(quán)利要求29所述的裝置，它包括至少10個涂布棒。
37.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述涂布棒與基材有相同的接觸周期。
38.如權(quán)利要求37所述的裝置，它包括至少4個涂布棒。
39.如權(quán)利要求37所述的裝置，它包括至少10個涂布棒。
40.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述基材有個移動方向，且至少一個涂布棒的旋轉(zhuǎn)方向與基材的移動方向相同。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，至少兩個涂布棒的旋轉(zhuǎn)方向與基材的移動方向相同。
42.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所有涂布棒以與所述基材基本相同的按與所述基材相同的方向旋轉(zhuǎn)。
43.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中，所述基材是卷材，所述涂布棒是非驅(qū)動的、承載所述基材并被此基材的運動帶動而旋轉(zhuǎn)。
44.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述基材是固定在旋轉(zhuǎn)的支持物上的片材。
45.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述涂布棒的旋轉(zhuǎn)周期可以改變，來減小涂層缺陷或使其減至最少。
46.如權(quán)利要求29所述的裝置，它還包括以固定或可變的相對于所述支持物表面速度的表面速度差異來操作涂布棒。
47.如權(quán)利要求46所述的裝置，其中，所述表面速度差異是正弦變化的。
48.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述涂布棒可與基材上一個或多個涂布帶接觸并再接觸。
49.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述涂布棒可與兩條或兩條以上由未涂布的一個或多個帶形區(qū)域隔開的、有相同組合物或有兩種或多種不同組合物的涂布帶接觸并再接觸。
50.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中，所述涂布棒可與兩條或兩條以上含有兩種或多種不同組合物的鄰接涂布帶接觸并再接觸。
51.一種涂布設(shè)備，它包括對基材施涂不平整涂層的涂布裝置和包含權(quán)利要求29所述裝置的改進裝置。
52.如權(quán)利要求51所述的涂布設(shè)備，其中，所述涂布裝置施涂不連續(xù)涂層。
53.如權(quán)利要求51所述的涂布設(shè)備，其中，所述涂布裝置施涂條紋的圖案。
54.如權(quán)利要求51所述的涂布設(shè)備，其中，所述條紋的寬度可經(jīng)過選擇或改變以便制造更加均勻的涂層。
55.如權(quán)利要求51所述的涂布設(shè)備，其中，所述涂布裝置施加液滴狀圖案。
56.如權(quán)利要求51所述的涂布設(shè)備，其中，所述涂層由有空穴的涂層轉(zhuǎn)變?yōu)闊o空穴的連續(xù)涂層。
57.如權(quán)利要求51所述的涂布設(shè)備，其中，所述涂層轉(zhuǎn)變?yōu)槠骄穸刃∮?微米。
58.一種涂布設(shè)備，它包括對基材施涂不平整涂層的涂布裝置、權(quán)利要求29所述裝置的改進裝置和用來將涂層由第一基材轉(zhuǎn)移到第二基材上的轉(zhuǎn)移裝置。
全文摘要
通過使第一位置上的基材與至少兩個旋轉(zhuǎn)的線繞涂布棒(15，17)的潤濕的表面部分接觸，并使此基材再接與基材一個或幾個不同位置上的這種潤濕的表面部分再接觸，由此可在基材上形成連續(xù)的無空穴的均勻涂層。涂料被重復(fù)地從基材上移取并放置在基材上，由此變得更加均勻。用低花費的設(shè)備可以快速簡單地得到極均勻極薄的涂層。
文檔編號B05D3/00GK1484553SQ02803536
公開日2004年3月24日 申請日期2002年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月10日
發(fā)明者W·K·倫納德, W K 倫納德 申請人:3M創(chuàng)新有限公司