Покрытие пазовых штампов Это метод нанесения покрытий для нанесения раствора, суспензии или экструдированной тонкой пленки на обычно плоские подложки, такие как стекло, металл, бумага, ткань или пластиковая пленка.
 |
 |
Щелевое покрытие позволяет получать тонкие пленки путем обработки раствором. Желаемый материал покрытия обычно растворяют или суспензируют в растворе прекурсора или суспензии (иногда называемой «чернилами») и подают на поверхность подложки через точную головку покрытия, известную как щелевая матрица. Щелевая матрица имеет выходное отверстие с высоким соотношением сторон, контролирующее конечную подачу жидкости для покрытия на подложку. Это приводит к непрерывному производству широкого слоя материала с покрытием на подложке, с регулируемой шириной в зависимости от размеров выпускного отверстия щелевой матрицы. Тщательно контролируя скорость осаждения раствора и относительную скорость подложки, покрытие с помощью щелевой матрицы позволяет получать покрытия из тонких материалов с легко контролируемой толщиной в диапазоне от 10 нанометров до 100 микрометров после испарения растворителя-прекурсора.
К наиболее часто упоминаемым преимуществам процесса нанесения покрытий с помощью щелевой матрицы относятся предварительно дозированный контроль толщины, бесконтактный механизм нанесения покрытия, высокая эффективность материала, масштабируемость областей нанесения покрытия и скоростей производительности, а также совместимость с рулоном. Этот процесс также позволяет использовать широкий рабочий диапазон толщины слоя и свойств раствора-предшественника, таких как выбор материала, вязкость и содержание твердых веществ.
Контроль толщины пленки
Покрытие щелевой матрицей — это метод бесконтактного нанесения покрытия, при котором щелевой кристалл обычно удерживается над подложкой на высоте, в несколько раз превышающей целевую толщину влажной пленки. Жидкость для нанесения покрытия переносится со щелевой матрицы на подложку через жидкостный мостик, который охватывает воздушный зазор между кромками щелевой матрицы и поверхностью подложки. Этот жидкостный мостик обычно называют мениском покрытия или валиком покрытия. Толщина полученного слоя с мокрым покрытием контролируется путем настройки соотношения между применяемой объемной скоростью насоса и скоростью площадного покрытия. В отличие от методов нанесения покрытий с автоматическим дозированием, таких как нанесение покрытия лезвиями и стержнями, шлицевая матрица не влияет на толщину слоя с мокрым покрытием в результате какого-либо разрушительного физического контакта или соскабливания. Таким образом, высота шлицевой матрицы не определяет толщину слоя с мокрым покрытием. Высота шлицевой матрицы имеет важное значение для определения качества пленки с покрытием, поскольку она контролирует расстояние, которое должно быть пройдено мениском для поддержания стабильного процесса нанесения покрытия.
К наиболее часто упоминаемым преимуществам процесса нанесения покрытий с помощью щелевой матрицы относятся предварительно дозированный контроль толщины, бесконтактный механизм нанесения покрытия, высокая эффективность материала, масштабируемость областей нанесения покрытия и скоростей производительности, а также совместимость с рулоном. Этот процесс также позволяет использовать широкий рабочий диапазон толщины слоя и свойств раствора-предшественника, таких как выбор материала, вязкость и содержание твердых веществ.
Контроль толщины пленкиПокрытие щелевой матрицей — это метод бесконтактного нанесения покрытия, при котором щелевой кристалл обычно удерживается над подложкой на высоте, в несколько раз превышающей целевую толщину влажной пленки. Жидкость для нанесения покрытия переносится со щелевой матрицы на подложку через жидкостный мостик, который охватывает воздушный зазор между кромками щелевой матрицы и поверхностью подложки. Этот жидкостный мостик обычно называют мениском покрытия или валиком покрытия. Толщина полученного слоя с мокрым покрытием контролируется путем настройки соотношения между применяемой объемной скоростью насоса и скоростью площадного покрытия. В отличие от методов нанесения покрытий с автоматическим дозированием, таких как нанесение покрытия лезвиями и стержнями, шлицевая матрица не влияет на толщину слоя с мокрым покрытием в результате какого-либо разрушительного физического контакта или соскабливания. Таким образом, высота шлицевой матрицы не определяет толщину слоя с мокрым покрытием. Высота шлицевой матрицы имеет важное значение для определения качества пленки с покрытием, поскольку она контролирует расстояние, которое должно быть пройдено мениском для поддержания стабильного процесса нанесения покрытия.
Промышленные системы нанесения покрытий
Покрытие со щелевой штамповкой изначально было разработано для промышленного использования и до сих пор применяется в основном в производственных масштабах. Это связано с его потенциалом для крупномасштабного производства высококачественных тонких пленок и покрытий при низких эксплуатационных расходах за счет интеграции линий «рулон в рулон» и «лист в лист». Такие системы покрытий «рулон-в-рулон» и «лист-в-лист» схожи по своему назначению для крупносерийного производства, но отличаются друг от друга физической жесткостью подложек, с которыми они работают. Рулонные системы предназначены для нанесения покрытия и обработки рулонов гибкой подложки, такой как бумага, ткань, пластик или металлическая фольга. И наоборот, системы «лист-лист» предназначены для нанесения покрытия и обработки жестких листов подложки, таких как стекло, металл или оргстекло. Также возможны комбинации этих систем, такие как рулонные линии на лист.
Покрытие со щелевой штамповкой изначально было разработано для промышленного использования и до сих пор применяется в основном в производственных масштабах. Это связано с его потенциалом для крупномасштабного производства высококачественных тонких пленок и покрытий при низких эксплуатационных расходах за счет интеграции линий «рулон в рулон» и «лист в лист». Такие системы покрытий «рулон-в-рулон» и «лист-в-лист» схожи по своему назначению для крупносерийного производства, но отличаются друг от друга физической жесткостью подложек, с которыми они работают. Рулонные системы предназначены для нанесения покрытия и обработки рулонов гибкой подложки, такой как бумага, ткань, пластик или металлическая фольга. И наоборот, системы «лист-лист» предназначены для нанесения покрытия и обработки жестких листов подложки, таких как стекло, металл или оргстекло. Также возможны комбинации этих систем, такие как рулонные линии на лист.
Как промышленные системы «рулон-в-рулон», так и «лист-лист» обычно имеют щелевые матрицы шириной покрытия от 300 до 1000 мм, хотя сообщалось о щелевых матрицах шириной до 4000 мм. Утверждается, что коммерческие системы со щелевой матрицей работают со скоростью до нескольких сотен квадратных метров в минуту, при этом рулонные системы обычно обеспечивают более высокую пропускную способность из-за снижения сложности обработки подложки.
Промышленное применение
Покрытие со щелевой штамповкой изначально было разработано для коммерческого производства фотопленки и бумаги. В последние несколько десятилетий это стало критически важным процессом в производстве адгезивных пленок, гибкой упаковки, трансдермальных и пероральных фармацевтических пластырей, ЖК-панелей, многослойных керамических конденсаторов, литий-ионных аккумуляторов и многого другого.
Покрытие со щелевой штамповкой изначально было разработано для коммерческого производства фотопленки и бумаги. В последние несколько десятилетий это стало критически важным процессом в производстве адгезивных пленок, гибкой упаковки, трансдермальных и пероральных фармацевтических пластырей, ЖК-панелей, многослойных керамических конденсаторов, литий-ионных аккумуляторов и многого другого.
Применение в научных исследованиях
В связи с растущим интересом к потенциалу наноматериалов и функциональных тонкопленочных устройств, покрытие щелевой матрицей становится все более распространенным в области исследования материалов. В первую очередь это связано с гибкостью, предсказуемостью и высокой повторяемостью процесса, а также с его масштабируемостью и происхождением из проверенной промышленной технологии. Покрытия со щелевой штамповкой наиболее широко используются в исследованиях, связанных с гибкой, печатной и органической электроникой, но остаются актуальными в любой области, где требуется масштабируемое производство тонких пленок.
В связи с растущим интересом к потенциалу наноматериалов и функциональных тонкопленочных устройств, покрытие щелевой матрицей становится все более распространенным в области исследования материалов. В первую очередь это связано с гибкостью, предсказуемостью и высокой повторяемостью процесса, а также с его масштабируемостью и происхождением из проверенной промышленной технологии. Покрытия со щелевой штамповкой наиболее широко используются в исследованиях, связанных с гибкой, печатной и органической электроникой, но остаются актуальными в любой области, где требуется масштабируемое производство тонких пленок.
Примеры исследований, которые стали возможными с помощью покрытий со щелевой штамповкой, включают:
- Тонкопленочные солнечные элементы, для создания электронно-транспортных слоев, дырочных транспортных слоев, фотоактивных слоев и пассивирующих слоев
- Твердотельные аккумуляторы и аккумуляторы нового поколения, для производства электродов, твердых электролитов, ионоселективных мембран, защитных покрытий и покрытий для модификации границ раздела
- Топливные элементы и электролиз воды, для производства электролитов и покрытий электродных катализаторов
- Гибкие сенсорные поверхности, для производства прозрачных проводящих пленок
- OLED-устройства, для создания слоев для переноса электронов, слоев переноса дырок и электроактивных слоев.
- Печать диагностики и молекулярные сенсоры для получения активных слоев и ионоселективных мембран
- Микрофлюидика и устройства «лаборатория на чипе» для производства гидрофобных/гидрофильных покрытий поверхности для улучшения потока жидкости
- Очистка воды, для производства нанофильтрационных мембран
- Упаковка на биологической основе и биоразлагаемая упаковка, для производства многослойной барьерной пленки из экологически чистых материалов
Основное содержание цитируется изВикипедия