Tecnologia de pulverização ultrassônica em revestimento de filme

Tecnologia de pulverização ultrassônica em revestimento de filme

A presente invenção refere-se a um método para preparação de filmes finos por pulverização por atomização ultrassônica. Ele utiliza um dispositivo simples de atomização ultrassônica para atomizar o líquido de pulverização em gotículas ultrafinas, que são então depositadas de maneira mais uniforme na superfície do substrato com o auxílio de um fluxo de ar auxiliar. Este método consegue um revestimento com espessura uniforme e controlável e aparência de alta qualidade. Este método aborda os problemas de baixa uniformidade da superfície do revestimento, má qualidade do revestimento, volume de pulverização incontrolável e baixa produtividade encontrados nas tecnologias de pulverização existentes, atingindo o objetivo de pulverização precisa. Em comparação com as tecnologias existentes, a presente invenção oferece vantagens como alta eficiência de pulverização, alta qualidade de revestimento, excelente reprodutibilidade do produto, alta utilização da solução e controle preciso da área de pulverização e espessura do revestimento.

Campo técnico

A presente invenção refere-se ao campo da tecnologia de pulverização, especificamente à tecnologia de processamento de pulverização de filmes nanofinos, e especificamente a um novo método para preparar filmes finos por pulverização por atomização ultrassônica.

Arte de fundo

A pulverização por atomização ultrassônica é um método de preparação de filme fino usado para pulverizar filmes finos em superfícies de substrato. O processo geralmente inclui três etapas: atomização ultrassônica, pulverização e pós-processamento. A atomização ultrassônica utiliza o efeito de cavitação do ultrassom para fazer com que pequenos núcleos de cavitação (bolhas) em uma solução oscilem, cresçam e migrem em direção à superfície da solução sob a influência da energia ultrassônica. Ao chegarem à superfície, estouram, formando minúsculas gotículas (névoa). A atomização ultrassônica produz gotas finas, distribuição uniforme e excelente atomização, facilitando o controle e evitando desperdícios desnecessários na produção. Os processos de revestimento por pulverização existentes utilizam principalmente ar comprimido para espremer o líquido de revestimento através de uma pistola de pulverização e pulverizá-lo sobre a superfície do substrato. No entanto, este processo tem desvantagens inevitáveis, tais como uniformidade de pulverização insuficiente, espessura de revestimento incontrolável, má qualidade do filme, recuperação significativa da solução e desperdício significativo.

CN102019264A divulga um método de pulverização por atomização ultrafina. Usando bicos ultrassônicos ou de dois fluidos, dois ou mais bicos realizam um movimento de varredura bidimensional ao longo do eixo XY. O líquido químico atomizado é aplicado em todo o wafer. O wafer é então girado para uma segunda pulverização, e o processo de pulverização rotacional é repetido até que a espessura alvo seja alcançada. CN103143472A divulga um bico atomizador ultrassônico para fluxo de soldagem, composto por cinco partes. Na primeira parte, uma câmara de armazenamento de névoa e um canal guia de névoa são separados por uma parede lateral. Uma saída de névoa é fornecida em uma parede lateral da câmara de armazenamento de névoa e uma abertura superior do canal guia de névoa é fornecida na outra parede lateral da câmara de armazenamento de névoa. A segunda parte está localizada abaixo da primeira parte e inclui uma cavidade espaçadora com uma abertura inferior para canal de guia de névoa. Uma entrada de fluxo é instalada na parede lateral, através da qual o fluxo é injetado. A terceira parte está localizada abaixo da segunda parte. A quarta parte está localizada abaixo da terceira parte, com um transdutor ultrassônico localizado na parte inferior desta parte e uma entrada de ar inferior na outra extremidade. A quinta parte é a montagem do bico. Uma fonte de ar externa entra pela entrada de ar do bocal e é então ejetada pelo bocal. A pressão negativa gerada ejeta simultaneamente o fluxo atomizado armazenado na câmara de armazenamento de névoa através do bocal.

Embora tenham sido desenvolvidos vários processos e equipamentos de pulverização por atomização ultrassônica para pulverização por atomização ultrassônica, esses processos ou equipamentos têm limitações em seu escopo e aplicação. Alguns equipamentos de pulverização por atomização ultrassônica não conseguem controlar uniformemente a quantidade de névoa emitida no bico, dificultando o controle preciso da espessura do revestimento pulverizado. Alguns processos de pulverização por atomização ultrassônica são adequados apenas para pulverização de filmes em substratos menores. Contudo, a presente invenção pode ser utilizada para pulverizar substratos maiores, tais como paredes de cortina de vidro, bem como para revestir substratos menores ou mesmo extremamente pequenos. Ele também controla com precisão a espessura do revestimento e a amplitude de pulverização (especificamente, ajustando os parâmetros do bico de camada dupla), mantendo a qualidade de aparência desejada.

A presente invenção visa abordar as deficiências da tecnologia existente, fornecendo um método de formação de filme por pulverização por atomização ultrassônica que pode ser melhor aplicado à produção industrial, produção agrícola e pesquisa científica, onde o processamento fino é necessário. Ele pode pulverizar o líquido de revestimento na superfície do substrato com máxima precisão. A presente invenção emprega as seguintes soluções técnicas:

Um método de formação de filme por pulverização por atomização ultrassônica emprega um atomizador ultrassônico para atomizar ultrassonicamente um líquido de pulverização em gotículas ultrafinas. O método utiliza então um sistema de bico de atomização ultrassônico, guiado por um fluxo de ar auxiliar externo, para pulverizar o filme na superfície do substrato.

O sistema de bocal de atomização ultrassônico compreende um bocal de camada dupla compreendendo um tubo auxiliar de entrada de fluxo de ar como tubo externo, um tubo de entrada de vapor líquido atomizado como tubo interno e um bocal de atomização na extremidade. O bocal atomizador compreende um bocal de pulverização de camada dupla conectando o tubo de entrada de fluxo de ar auxiliar e o tubo de entrada de vapor líquido atomizado.

O método de formação de filme por pulverização por atomização ultrassônica emprega um sistema de bocal de atomização ultrassônica projetado independentemente. Ondas ultrassônicas são usadas para quebrar o líquido de pulverização normalmente usado em pistolas de pulverização de ar em gotículas ultrafinas, que são então transportadas por um fluxo de ar auxiliar externo e pulverizadas na superfície do substrato, formando uma película fina mais uniforme. O fluxo de ar auxiliar externo serve para moldar o padrão de pulverização. A presente invenção controla o tamanho das partículas das gotículas e o volume de atomização controlando a frequência e a potência da onda ultrassônica. A taxa de fluxo de pulverização é controlada controlando a taxa de fluxo do vapor líquido atomizado no tubo interno. O controle do fluxo de ar auxiliar externo garante o fluxo uniforme do vapor líquido atomizado dentro do bocal atomizador ultrassônico. A presente invenção utiliza uma estrutura de bocal de camada dupla para criar um fluxo de névoa uniforme no bocal que é pulverizado sobre a superfície do substrato, formando um revestimento com espessura uniforme e controlável e aparência de alta qualidade.

Vídeos de equipamentos de pulverização ultrassônica do RPS-Sonic: