采用聚焦板材电荷场的静电辅助涂覆方法和装置的制作方法

专利名称：采用聚焦板材电荷场的静电辅助涂覆方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及静电辅助涂覆方法和装置。更具体地说，本发明涉及利用在涂覆液体与移动的板材相接触位置上的静电场来达到改善涂覆工艺。均匀性的目的。
背景技术：
涂覆是采用一层或多层液体来替代与基材相接触的气体的工艺，基材通常是诸如板材一类固体的表面。板材可以是相对较长且柔软的基材或片状材料，例如，塑料薄膜，纸张或化纤纸张，或金属箔，或分列的部分或薄片。板材可以是连续带材。当液体涂覆在基材的表面时，该液体就能起到功能上的作用。涂覆液体的例子可包括适用于形成照相感光乳胶液、释放层、底漆层、基层、保护层、润滑层、导磁层、粘结层、装饰层、和彩色层的液体。
在沉积之后，涂覆可以继续保持液态的形式，例如，在金属线圈加工中将润滑油加在金属上的应用，或将化学反应物激活或化学转移成基片表面的应用。另外，如果涂覆中包含挥发性的液体，则可以干燥该涂覆，以留下固体的涂覆，例如，油漆，或者也可以固化或采用某种其它方法使之固体化，使得涂覆具有多功能，例如，可以使释放层涂覆成为压力敏感粘结层不会侵蚀性地粘住的涂覆。涂覆的方法在Cohen，E.D.和Gutoff，E.B.编撰的VCH出版的1992年纽约版的《现代涂覆和干燥技术》(Modern Coating and Drying Technology)以及Statas.D编撰的Van Vorstrand Reinhold出版公司出版的1984年版的《板材处理和转化技术和设备》(Web Processing and Converting Technology and Equipment)的著作中都作了描述。
精细涂覆应用的目的主要目的是均匀地将涂覆液体涂覆在基材上。在板材的涂覆处理中，板材通过使一层涂覆液体能沉积在板材一个表面的涂覆台。涂覆在板材上的涂覆液体的均匀性会受到许多因素的影响，例如，板材的速度，板材表面的特性，涂覆液体的粘性，涂覆液体表面的张力，以及涂覆在板材上的涂覆液体的厚度等。
在印刷和照相感光的领域中，已经采用了静电涂覆的应用方法，在该领域，滚动和刮片的涂覆占主导地位且常常使用较低粘性的导电性液体。尽管施加在涂覆区域的静电力可以滞后于残留空气开始之后且具有能较高的板材运行速度的能力，但是吸引涂覆液体到板材的静电场还相当宽。一种已知的施加静电场的方法是采取对板材预先充电(即，在涂覆台之前对板材进行预先充电)。另一种已知的方法是在涂覆台的位置上对板材之下的支撑滚筒进行储能。对板材预先充电的方法包括电晕放电导线充电或充电的电刷。储能支撑滚筒包括导电性自举电位滚筒，预先充电的非导电性滚筒表面，以及动力驱动的半导体滚筒。虽然，这些产生静电的方法都对涂覆区域充电，但该充电不能在涂覆机处呈现出较高的聚焦静电场。例如，对于采用预先充电的板材来丝膜涂覆来说，液体被吸引到板材上且液体/板材接触线(湿线)的平衡位置取决于力的平衡。静电场将涂覆的液体拉向板材且将涂覆的液体拉向板材的上部。板材的移动会产生一个趋于使湿线拉向于板材下部的力。于是，当其它工艺条件维持恒定时，较高的静电力或较低的线速度会使湿线趋向于板材的上部。此外，如果在板材中部流动的涂覆液体中存在着一些流动的变化，那么较低的流动区域一般会进一步趋向于板材的上部，而较高的流动区域一般会进一步趋向于板材的下部。这些状态都会引起涂覆厚度均匀性的下降。同样，由于湿线的不稳定且取决于众多因素，所以工艺的稳定也低于所期望的要求。
已经有许多专利讨论了静电辅助涂覆。有些专利讨论了涂覆的细节，有些专利则讨论了充电的细节。以下是部分具有代表性的专利。美国专利号No.3,052,131披露了采用滚筒充电或板材预先充电的任意方法来涂覆水性扩散，美国专利号No.2,952,559披露了采用板材预先充电的方法进行片状涂覆感光乳剂，以及美国专利号No.3,206,323披露了采用板材预先充电的方法进行粘性的液体涂覆。
美国专利No.4,837,045讲授了使用能支承滚筒上的DC(直流)电压凝聚的低表面能量的内层油漆层。该方法所能使用的涂覆液体包括水溶性的或有机性的凝胶层、磁层、润滑层、或粘结层。涂覆的方法可以包括刮片、滚筒涂覆、喷撒、挤压、或丝膜等方法。
EP 390774 B1涉及采用预先施加静电充电以至少250cm/sec(492ft/min)的速度液体高速丝膜涂覆的方法，该方法的充电电压(伏)和速度(厘米/秒)的幅值之比至少为1∶1。
美国专利No.5,609,923披露了在最大的实际涂覆速度增加的情况下丝膜涂覆移动支撑的方法。该方法可以在涂覆的位置之前或在支承滚筒的涂覆位置上开始充电。该专利参考了众所周知的产生静电电压的技术，提出了一些所参考列举的在涂覆位置之下的滚筒的例子以及在涂覆之前发生电晕放电充电的先前的专利。该专利也披露了有关电晕放电充电技术。所披露的技术是在涂覆位置之前用电晕放电转移电荷的板材、滚筒、或短而硬的毛刷，在施加涂覆之前对板材建立静电场。
图1和图2显示了适用于静电辅助涂覆应用的一些已经被大家所了解的技术。在图1中，板材20以纵向的方向(即以箭头22所指的方向)移动通过涂覆台24。板材20有第一主要的面26和第二主要的面28。在涂覆台24，涂覆液体涂覆机30以横向方向在板材20的第一面26上喷洒出涂覆液体流。因此，从涂覆台24的下游开始，板材20就已经具有涂覆液体32的涂覆了。
在图1中，辅助于涂覆工艺的静电涂覆是通过设置在涂覆台24上游且纵向隔开的充电施加站36对板材20的第一面26充电来实现的(该充电也可交替地施加在板材的第二面28)。在充电施加站36，横向设置的电晕放电导线38对板材20施加正的(或负的)电荷39。导线38可以设置在板材20的第一面也可设置在第二面。涂覆的液体32接地(例如，通过将涂覆液体涂覆机30接地)，且在涂覆台24的位置上静电吸引到充电的板材20上。横向设置的空气隔板40可以设置在涂覆台24的附近和上游位置，以减少在涂覆液体-板材的界面41上板材的表面层空气的影响。可以将电晕放电导线调整到沿着板材方向上(如图1所示)的任意空间中，或者，也可以在涂覆台24位置上当板材与支承滚筒相接触时，调整到接近板材的第一面。
图2显示了另一种众所周知的静电辅助涂覆系统。在该结构中，较大直径的支承滚筒42在涂覆台24的位置上支撑着板材20的第二面28。支承滚筒42可以是充电的绝缘滚筒，储能的半导体滚筒，或者导电的滚筒。导电的和半导体的滚筒都可以采用高电压电源进行充电。对绝缘的滚筒来说，该滚筒可采用适当的方法使之具有电能电荷，例如，电晕放电充电组件43。不论支承滚筒的类型以及它的充电方式，支承滚筒的外圆周表面44都可以适用于对板材20的第二面28释放电能电荷39。正如图2所示，来自支承滚筒42的电荷可以是正的电荷，可通过涂覆液体涂覆机30的接地将涂覆的液体接地。因此，涂覆液体可静电吸引在板材20和滚筒外周表面44之间界面上的剩余电荷。空气隔板40减少了板材界面层空气对液体-板材界面41涂覆的影响。
诸如图1和图2所示的已知的静电辅助涂覆结构有助于涂覆工艺能滞后空气卷吸以及在涂覆的湿线上改善润湿的特性。然而，他们在湿线的上游位置上对板材进行充电，且产生相当宽阔的静电场。当存在着板材中间涂覆流动的变化或通过板材的静电场变化时，这些电场对维持笔直的湿线并不能起到很大的效果。例如，在采用丝膜涂覆机的情况下，如果在通过涂覆的丝膜位置处发生较厚的涂覆液体流动的区域，那么在较厚涂覆区域内的湿线就会随之而移向板材的下部。这样，由于丝膜的应力和丝膜上的应变，就会在该区域产生更加厚的涂覆，对于呈现出弹性特性的液体就更是如此(大多数弹性的液体具有与切变相比更高的扩展粘性)。此外，如果静电场是不均匀的(例如，存在着电晕放电板材预先充电的非均匀性)，则板材上的较低电压区域也会使得该区域内的湿线移向板材的下部，从而就会增加该区域内的涂覆厚度。这些现象会随着液体弹性的增加而越发变得更加显著。因此，在板材中间液体流动的变化和板材中间静电场变化都会引起湿线中的非均匀性，其结果是将非均匀的涂覆涂覆在板材上。
尽管有许多大家所熟悉的适用于静电辅助涂覆的装置和方法，但还没有任何一项披露过有关对离开电场涂覆机且在涂覆台位置上的板材施加聚焦电场以改善涂覆液体涂覆的性能以及也试图提高处理条件的技术。因此，就需要能对涂覆台位置处的板材施加多个聚焦电场的静电辅助涂覆技术。

发明内容
本发明是采用液体来涂覆基板的方法。基板具有第一表面和第二表面。本方法包括提供在基板和涂覆台之间的相对纵向移动以及形成液体湿线的方法，液体湿线是通过将液体的流体以0至180度的角度沿着在涂覆台位置上横向设置的液体-板材接触区域引入到基板的第一表面上所形成的。由电场对液体产生电力，该电场起源于基板第二面基本上处于以及在液体湿线的下游处的电荷。
通过液体媒介的电荷与设置在基板第二面上的电荷的转移，来自电荷源的电荷与设置在基板第二表面上的电荷利用电荷源部分和基板之间的物理接触来实现电荷转移，以及上述两种方法来产生电力。当使用液体媒介时，电荷可以从横向延伸的电晕放电电荷源转移出来，该电荷源可设置在接近液体涂覆台处与基板第二表面隔开的附近。来自液体湿线上游的电荷转移会进一步受到电场障板的限制，该障板使板材的上部部分屏蔽了电荷。在邻近液体涂覆台的附近，以基板的第二表面支撑着基板。
在一个实施例中，在远离基板的位置上，形成电荷作为第一电荷，且转移到接近液体湿线上的基板第二表面的横向设置的充电应用区域，以及施加在基本处于液体湿线和液体湿线下游位置处的基板第二表面上，以产生对液体的电力。
液体流体的形成可以采用涂覆液体分配器，例如，丝膜涂覆机、滴珠涂覆机、挤压涂覆机、载体液体涂覆的方法、刮片涂覆机、刀式涂覆机、喷射涂覆机、凹口杆，滚筒涂覆机或液体支承涂覆机。液体的流体可以切线方向引入到基板的第一表面上。
电荷可以具有第一极性且该方法可以包括将第二相反极性的电荷施加到液体上。
在另一个实施例，将液体涂覆涂覆在基板上的方法(其中，基板具有在第一侧上的第一表面和在第二侧上的第二表面)包括提供在基板和液体涂覆台之间的相对纵向移动。该方法进一步包括通过以0至180度的角度将涂覆液体的流体在涂覆台位置处沿着横向设置的液体-板材相接触区域引入到基板的表面。该方法进一步包括暴露对液体起作用的基板上的电荷，其中，液体仅仅是在基本上处于液体湿线上的和处于液体湿线下游的基板位置上的液体。
在本发明的方法中，暴露的步骤可以进一步包括对处于液体涂覆台的板材上部位置的基板的第一或第二边设置电荷。暴露的步骤可以进一步包括将无效的电荷作为相对于液体的静电电荷，直至电荷至少基本上都处于液体湿线上。
在一个实施例中，本发明方法所述的步骤进一步包括将电荷施加在液体湿线的板材上部的基板上，且屏蔽掉在板材上的电荷和液体之间的任何有效的静电引力，直至电荷至少基本上都处于液体湿线上。
在另一个实施例中，将电荷施加到基板的第一表面上且屏蔽的步骤进一步包括提供接近但又与基板的第二表面相分隔的接地表面，接地表面沿着基板从液体湿线的板材上部的后沿进一步延伸到相间隔的板材上部的前沿。
本发明也是适用于将液体涂覆在基板上的装置，其中，基板具有在第一侧的第一表面和第二侧的第二表面且以相对于装置作纵向的移动。该装置包括适用于将涂覆液体的流体分布在基板的第一表面且沿着横向设置的液体-板材相接触区域形成液体的湿线的分配器，还包括横向延伸到基板的第二表面的电荷涂覆机。电荷涂覆机一般可调整到面对着基板第一表面的液体湿线，以便于对基本上处于液体湿线上和下游的基板位置上的基板充电。
电荷涂覆机可以包括横向延伸的充电导线、尖锐边缘的构件、尖锐边缘的导电刮片器、一系列的针、刷、或锯齿状的刀口。
电荷涂覆机可以包括电荷源，它适用于在离开基板的第二表面和液体媒介的位置上产生作为第一电荷的电荷。液体媒介设置在电荷源和基板的第二表面之间，以便于将电荷源所产生的第一电荷转移到液体湿线处接近基板第二表面且横向设置的电荷涂覆区域，以及将第一电荷施加到基板的第二表面上。电荷涂覆机可以均匀地与基板的第二表面隔开。
空气支承可以横向延伸穿过接近电荷涂覆机的基板，用于支撑和调整相对于电荷涂覆机的基板的第二侧。静电场的障板可以设置在电荷涂覆机和基板的附近，以对液体湿线上游的板材部分屏蔽电荷涂覆机的电荷。
电荷涂覆机所产生的电荷可以具有第一极性，且可以将具有第二，相反极性的电荷施加到涂覆液体上。


图1是一种已知的静电涂覆装置的简图，在该装置中，在板材进入涂覆台之前，电荷从板材上部的电晕放电导线施加到移动的板材上。
图2是一种已知的静电涂覆装置的简图，在该装置中，在涂覆台处移动板的下面，电荷从支承滚筒释放到移动的板材上。
图3是本发明静电涂覆装置的一个实施例的简图，在该装置中，电晕放电源对在涂覆台位置上移动的板材提供电荷。
图4是图2部分的放大简图，用于说明所施加的静电电荷和电力线。
图5是图3部分的放大简图，用于说明在涂覆过程中所施加的静电电荷和电力线。
图6是本发明静电涂覆装置的另一个实施例的简图，在该装置中，空气支承组件安装了电晕放电导线。
图7是图6具有电晕放电导线的空气支承组件的放大简图。
图8是具有导电带的另一种空气支承组件的放大简图。
图9是本发明静电涂覆装置的另一个实施例的简图，用于说明它在切线丝膜涂覆中的一种应用。
图10和图11是本发明静电涂覆装置的另一个实施例的简图，显示了使用于电荷的源的远程位置。
在上述附图用于本发明最佳实施例的说明时，也可以期望另外一些实施例，正如讨论所提到的那样。在所有的情况中，这只是籍助于说明本发明而不是限制本发明。应该理解到，本专业的技术人士都可以在本发明的原理精神和范围内得到众多的其他改进和实施例。
具体实施例方式
本发明包括装置和涂覆的方法，它利用在要涂覆的基板(例如，板材)和涂覆基板的液体涂覆材料之间界面的多个聚焦静电场。发明者已经发现多个聚焦静电场能够通过稳定，拉直和支配涂覆湿线的位置来改善涂覆工艺，且允许获得所要的加宽工艺的窗口。例如，本发明有可能使涂覆的重量，涂覆的速度，涂覆的几何尺寸，板材特性(例如，绝缘强度)，涂覆液体的特性(例如，粘性，表面张力，和弹性)以及模板和板材之间的间隙等范围变得更宽，以及还有可能改善整个板材涂覆的均匀性。另外，对于导电的液体来说，与采用自举电位的导电滚筒的系统相比，可以使用非常小的能量系统(低电流)。对于低绝缘强度的板材(例如，纸张)来说，可以在板材没有被绝缘击穿的条件下，采用较高的电压和较高的涂覆速度。采用丝膜涂覆，静电涂覆辅助装置有助于使用更低的丝膜的高度(因此，更好的丝膜稳定度)，以及有助于在没有空气介入的条件下使用一些不能预先涂覆的涂覆弹性溶液。聚焦的电场大大增强了运行弹性涂覆液体的能力，因为它能够更精确地支配湿线的位置，线性，和稳定性，这些都会进一步提高工艺的稳定性。另外，也有可能以比以前低的线速度来实现更薄的涂覆，这点对干燥和固化速率受到限制的工艺来说是十分重要的。
采用喷射的涂覆技术，已经发现静电允许使用一些在没有静电(在喷射模式中)不能用于喷射涂覆的低弹性水基性液体(如某些水基感光乳剂)，以及允许采用较大的涂覆间隙。在采用丝膜涂覆工艺的过程中，涂覆的步骤涉及采用涂覆的液体来替代边界层中的空气，主要的力是以动力为基础的，而采用喷射涂覆工艺，主要的力是相关的弹性和表面张力。当使用静电时，所支配的力可以变成为静电。于是，当涂覆步骤采用静电且静电成为主要的控制机械时，该涂覆机就可以归类为静电涂覆机，而不是丝膜或喷射型涂覆机。于是，随着喷射涂覆机的间隙的增大，丝膜涂覆机与现在的静电在工作原理上就会变得不可区分。
尽管本发明只是讨论了有关平滑的，连续的涂覆，但是本发明也可以适用于非连续的涂覆。例如，采用静电可有助于具有宏结构基板的涂覆，例如，可采用涂覆来填满一些空洞，且不论是否在相邻空洞的涂覆之间存在着连贯性。在这种情况下，可以在分离的涂覆区域内，以及区域与区域之间都能维持涂覆的均匀性和提高的可润湿性。
基板可以是要求涂覆的任意材料的任意表面，可包括板材。该板材也可以是任意片状材料，例如，聚酯，聚丙烯，纸张，或者是非纺织的材料。对于粗糙质地或多孔的材料来说，且不论这些毛孔是细微的还是粗大的，所提高的涂覆可润湿性都是特别有用的。尽管所说明的例子仅仅显示了移动通过固定涂覆机的板材，但是，也可以固定板材而移动涂覆机，或者板材和涂覆机都可以相对固定的位置移动。
一般来说，本发明涉及将液体的涂覆涂覆在诸如板材之类基板上的方法，以及该方法还包括提供在板材和液体涂覆台之间的纵向移动。涂覆液体的流体在涂覆台沿着横向设置的液体湿线引入到板材的第一边上。涂覆液体可以从0至180度的任意角度引入。由电荷发源的电场对液体产生电力，该电荷处于板材的第二边且设置在基本上在液体湿线上和在液体湿线下游的板材上。电场可以由电荷产生，且该电荷可以任意的方式转移以及设置在板材的第二边。电荷可以通过液体媒介或采取直接接触的方式转移到板材的第二边。在本发明的所有实施例中，都可以使用负的或正的电荷来吸引涂覆的液体。涂覆的液体可以包括溶剂类的液体，热塑性液体熔料，感光乳剂，分散体，可混合和不能混合的液体化合物，无机液体，以及100％的固体液体。溶剂类的涂覆液体包括水基的溶剂，也包括有机属性的溶剂。在处理挥发性溶剂时，必须考虑一些安全防范措施，例如，溶剂的易燃性，因为静电放电易引发一些危险，例如，火灾或爆炸。这一类防范措施都是大家所熟悉，且可以包括在可能发生静电放电的区域内采用惰性气体。
为了取代已知道的板材的预充电或使用充了电的支撑滚筒系统，本发明使用了电荷的聚焦源，例如，在面对着涂覆液体的板材一边，在应该发生湿线的位置上以穿过板材的方向线性延伸狭窄的导电电极。对丝膜涂覆应用而言，所要求的湿线在板材固定了之后(或当板材固定时初试的涂覆液体湿线(没有施加静电))是典型的重力决定的涂覆液体湿线。狭窄的导电电极可以是，例如，连续的电晕放电导线(例如，图3中的电晕放电导线50)，分离间隔的针状位置，刷子，或能够产生电晕放电的尖锐边缘。随着电荷向导电涂覆液体的迁移，但又被板材的绝缘障板所阻止，产生在电极附近的高的静电场梯度，从而使电极产生电晕放电。电荷的源也可以设置在远程位置上，随后电荷转移到板材背后一边且可以聚焦在基本为湿线的位置和湿线的下游位置上。另外，可以从与板材背后一边相接触的固定构件，例如，刷子，导电薄膜，或具有小半径部分的构件，将电荷直接设置在板材的背后一边。其次，电荷聚焦在基本为湿线的位置和湿线的下游位置上。这些在板材背后一边的电荷产生了比早先静电辅助涂覆系统更多的聚焦电场。因为这些场不能(像大家所熟悉的预充电板材或充了电的涂覆滚筒系统那样)向更远的板材上延伸，所以涂覆的液体涂出了更尖锐地确定的湿线，保留了线性的穿过板材的剖面，以及通过趋于锁定位置来稳定湿线。这意味着控制湿线位置的电力线的正常平衡并不是很重要，以及湿线的非线性也不是很明显。于是，工艺的变量，例如，涂覆流量的速率，涂覆横截面的均匀性，板材的速度变量，介入板材的电荷变量，以及其他一些工艺变量，对涂覆工艺只有很小的影响。
当使用本发明非接触静电电荷施加系统(即，诸如图3所示)时，另一个优点是该系统可以很好地适用于较低绝缘强度的板材和导电的涂覆液体。对于诸如采用导电液体使用的高电位导电滚筒的系统来说，已知静电辅助涂覆的电流流动要大于产生所需吸引力的电流，因为该滚筒靠近板材的表面。这就势必需要更高的能量系统，并且更容易发生更大的电击危险。另外，从电极通过板材到涂覆液体的电弧也更容易发生，特别对低绝缘强度的材料。对非接触的系统来说，在聚焦板材的电荷是通过液体媒介(例如，空气)向板材的第二边转移电荷而产生的情况下，就要求更小的电流以及更少产生从电极到涂覆液体的电弧。以产生安全的系统和能够以更高板材速度运行的系统。电极与板材之间间隙的典型值为0.2cm(0.10in)至5cm(2in)。该间隙最好为1.9cm(0.75in)。然而，更小的间隙会增加侵占性，而更大的间隙2.5cm(1in)至5cm(2in)则能够进一步减小电弧和增强运行低绝缘强度材料的能力。
图3说明了所发明静电辅助涂覆装置的一个实施例，该装置使用了聚焦的板材电荷场，它能够获得比一些已知的结构更好的侵占性(即，在所要求的湿线位置上的涂覆液体与板材之间的吸引力)和湿线的稳定性。发明者发现通过拉开电极与板材之间的距离以及使用小直径的导线能够使得电极起到电晕放电导线的作用，在减小了电弧和电流的同时仍保持着电场的聚焦。在这种情况下，从导线本身发散的电场不会对涂覆的液体产生主要的吸引力。主要的力是来自于电晕放电的电荷，该电荷发生于导线通过空气或其他连接媒介转移到板材的背后一边且聚集在湿线上。这些在板材背后一边的电荷对涂覆的液体产生强烈的吸引力。同样，来自导线的电荷并不会去吸引基本上处于湿线以上位置的板材，因为主要的吸引力是对湿线上的涂覆液体。通过提供障板或尖锐的电场来限制电荷从所要求的湿线流向板材上或板材下，就能使该电场变得更加聚焦。
在图3所说明的结构中，横向延伸的电晕放电导线50与板材20的第二边28相分隔，在纵向上接近于包括横向的涂覆湿线52的涂覆台24。板材20支撑在一对支撑滚筒54，56之间的涂覆台24上。另外，也可以通过支撑面板，滑板，轨道或其他支撑结构将板材20支撑在涂覆台24上。空气隔板40可以是任意适用于限制外界空气对湿线影响的物理屏障。图3展示了采用丝膜涂覆操作的本发明方法，但它也可以具有其他涂覆结构的功能。
涂覆液体的流体32湿从涂覆液体涂覆机30释放到板材20的第一边26的第一面上。正如所示的，涂覆液体涂覆机30是接地的，相对于通过电晕放电导线50施加到板材20上的电荷58，将涂覆液体32接地。另外，可以将正电荷施加到涂覆液体32上，例如，通过适用的电极设备；同样，也可以将施加到涂覆液体32和板材20上的电荷极性反转过来。该方法在适用较低导电性的涂覆液体时特别有效。例如，对低导电涂覆液体来说，可以在涂覆之前就将电荷施加到液体中，且不论是通过模板的方法还是采用电晕放电的方法。由于使用了低导电性涂覆液体，当感到静电的侵占性不够充分时，可以采用本系统。对导电的涂覆液体来说，在导电的路径被隔离的情况下，可以升高模板的电位，以在涂覆的液体中产生相反的极性。另外，也可以沿着导电，隔离的任意路径将相反的极性施加到涂覆的液体中。
当工作时，电晕放电导线50对板材20的第二边28施加电荷58。在一个实施例中，上游边的屏蔽板60水平延伸至接近电晕放电导线50的位置，以助于防止放电的离子从涂覆湿线52被吸引在上游板材20第二边28上。上游边的屏蔽板60可以由非导电的或绝缘的材料制成，例如，DelrinTM乙缩醛二乙醇树脂(由Wilmington Delaware的E.I.du Pont de Nemours公司出品)，或者由半导体的或导电的材料制成，它可保持在接地的电位或升高的电位上。也可以将板上的屏蔽板60制成任意形状，以产生所要求的电势屏障，来屏蔽电晕放电导线50的电荷对板材20的板上部分的影响。也可以使用板下的屏蔽，它可以减小剩余的电荷向板下转移。板下的屏蔽和板上的屏蔽都最好保持与导线的等距离间隔，尽管也可以采用其它间隔使其具有多功能。虽然知识显示了物理屏障类的屏蔽，但是也可以采用其它类型的屏蔽，例如，抵消的静电场。
图4是图2中的系统的放大视图，显示了由静电电荷39所产生的相对于涂覆液32的电力线66。一般来说，当固定了板材时(或板材固定时，初试的涂覆液体湿线)，所要求的湿线都是重力确定的涂覆液体湿线，且处于充电滚筒的上部静止的中心位置上(如图2和4所示)。然而，其它的湿线位置也可以采用且取决于涂覆模板，液体性能和板材路径的类型。
电力线的66表明，对充电滚筒(类似于图2中的滚筒42)来说，力并没有被很好地聚焦，电荷对基本处于在湿线板上(即，在板上区域67)的涂覆液体发挥着力。例如，对直径大于7.5cm(3in)的充电滚筒来说，电荷对基本处于所要求的湿线板上的涂覆液体发挥力。然而，随着释放到板材上的电荷越来越聚焦，即使达到1英寸直径滚筒所给出的相同电荷，当该电荷不能对基本处于所要求的湿线板上的涂覆液体发挥作用力，则相反影响到湿线的均匀性(即，板材上的电荷不能在相对于涂覆液体的板上具有作用)。
图5是图3中本发明系统的放大视图，它显示了转移到板材第二侧的第二表面上的电荷更多地聚焦在涂覆液体和板材接触线之下的情况。在这种情况下，电力线68就会更加聚焦，于是会产生更加明确限定的和线性的湿线，且这样能通过固定穿过板材的传播路径来稳定湿线。更多的聚焦技术，例如，图3中所示的屏蔽60，也可以用于提高聚焦的能力。粘性的和弹性的液体就要求具有更高的聚焦等级，因为于较低粘性的和弹性的液体相比，接触线均匀性上的变化会引起涂覆厚度上较大的变化。图6和图7说明了本发明静电辅助涂覆装置的另外一个实施例。正如图6和图7所说明的那样，横向延伸的电极100沿着板材20的第二边28延伸。电极100可以由，例如，连续电晕放电的导线，分别隔开的针，刷，或任何具有能够产生电晕放电的尖锐边缘的构件所构成。最好将电极100设置在靠近板材空气支承102的位置，这样能起到板上屏蔽和板下屏蔽的作用。空气支承102稳定了板材的位置和板材的变化，否则会相反影响涂覆的稳定性和均匀性。空气支承102最好具有多孔性的隔膜104(例如，多孔的聚乙烯)，用于液体与空气支管腔室106的沟通。通过一个或多个适合的输入支管108向空气支管腔室106提供压缩的空气，如箭头110所示。空气通过空气支管腔室106流动且流入多孔的隔膜104。多孔隔膜104具有相对平滑且一般呈圆弧的支承表面112，定位靠近于板材20的第二边28。存在于支承表面112的空气支撑着板材20，使之能传输到涂覆台24和电极100，且在电极100和板材20的第二边28之间产生媒介间隔(即，空气)。虽然讨论有源空气支承，但无源的空气支承(仅仅利用板材第二边上的空气边界层作为支承媒介)也可以足够高的板材速度来工作。类似于图3和图5本发明的结构，图6和图7的实施例形成了靠近液体湿线的狭窄电场线的分布，这在所要求的位置上使涂覆液体/板材之间的湿线成为直线。静电的效果增加了板材上的涂覆可润湿性，且将涂覆液体/板材之间的相接触线锁定成为横向延伸穿过板材的稳定线。
为了能评估所发明的静电辅助涂覆结构，进行了比较的定量分析。在一系列的实验中，板材20的范围从0.013cm(0.005in)厚的纸板直至0.0076cm(0.003in)厚的纸衬，都在第二边上具有释放层，以及涂覆的液体是约为850厘泊粘性的水基喷散剂。设定在丝膜中涂覆液体的流动速率，使得板材的速度为111.25m/min(365ft/min)，我们能够获得约为10.6微米(0.0042in)的干燥涂覆的厚度。评估了不同丝膜的高度，从5.72cm(2.25in)下降到0.64cm(0.25in)。在没有静电辅助的情况下，丝膜涂覆这类液体只能在空气介入下非常低的线速度下进行，如果提高板材的速度就会导致丝膜破裂。为了能确定丝膜涂覆这类液体的最好方法进行了几个静电系统的测试。除非另有说明，所列出的电压都是正极性的。利用图2所示的系统，但采用导电储能的滚筒以及丝膜的高度约为1.27cm(0.5in)，在没有静电的条件下，所能获得的没有空气介入的最大板材速度为15.25m/min(50ft/min)。在这样的情况下，丝膜的接触线从支撑滚筒的上部静止中心位置向板下偏置约2.5cm(1in)。线速度的进一步提高也会引起丝膜的破裂。为了允许采用更高的板材速度，随着储能支撑滚筒的电压增加，会在约2500伏发生贯穿板材的电弧。在板材的绝缘击穿之前，可在2000伏的电压下获得112.78m/min(370ft/min)的板材速度。当发生电弧时，静电的一系列有益的效应都大大地减少，因此，这也就依次限制了板材的速度。使用聚合体载体的板材或带材，电弧的发生会少些，但剩余的板材或带材上的电荷会引起涂覆均匀性的问题。也研究了采用类似于图1所示的方法对板材进行预充电，当利用纸板作板材时，只具有很小的提高速度的能力。也评估了对橡胶或陶瓷覆盖的支撑滚筒的充电。采用这类系统时，电晕放电器件设定在9至12千伏时，板材的速度可高达137.16m/min(450ft/min)。然而，采用这类系统，在输入板材或在滚筒表面的电荷非均匀性会影响到接触线的线性和接触线的稳定性。
采用图3说明的本发明结构，可观察到良好的接触线的稳定性和线性。电晕放电导线为直径0.0152cm(0.006in)的钨丝，一般置于板材20第二边28之下的1.9cm(0.75in)的位置上。电源采用EH系列的高电压电源(制造商GlassmanHigh Voltage Inc.of Whitehouse Station，New Jersey)。DelrinTM板上边屏蔽60与电晕放电导线50间隔1.27cm(0.5in)。采用15千伏的电压时，可观察到板材的速度高达198.12m/min(650ft/min)。丝膜的流动速率翻倍且采用17千伏时，最高的板材速度可达到618.16m/min(1700ft/min)。电流的使用小于采用充电支撑滚筒系统所能观察到的数值，一般为每英寸宽度小于15毫安。该系统也是一个使用最具有进取性的系统，且对工艺变化的敏感性最小。
进一步说明本发明结构的功能，特别是该系统在电晕放电导线50产生的静电场中有意产生大的横向非连续的现象。将0.15cm(0.06in)宽的3M型33电工带放置在导线上，用来模拟一些受到污染的导线。在板材的速度约为635cm(250ft/min)以及电晕导线的电压为8千伏的条件下，接触线保持着相当好的直线性，0.32cm(0.125in)宽的丝膜在导线的带状带子的区域仅仅向板下偏转.076cm(0.030in)，仅仅在偏转点上发生空气介入的狭窄的线(将较高的电压施加在导线上趋向于消除空气的介入)。很显然，从邻近带状带子的导线上产生的电荷直接通过带状的带子迁移到板材的第二边，于是就会在板材和涂覆区域内的涂覆液体之间产生所需要的静电吸引力。本发明的非接触的电晕放电充电系统(例如，如图3所示)产生了一个自适应的系统，它可以基本上均匀地将穿过板材的电荷分布在涂覆液体湿线位置上的板材第二边上，但在湿线板上第二边的电荷会突然急剧下降。
在另一些测试中，板材20是0.0036cm(0.0014in)的聚酯衬底，它是采用类似于图6所示的本发明系统装置涂覆的。在该项测试中，采用了空气支承102a(见图8)，由空气支承支撑着电极100a。电极100a是横向设置的约0.94cm(0.37in)长(以板材的传输的方向)的导电带，并具有导电带的板上的和板下的边缘，可粘附在空气支承102a的支承表面112a上(以防止电晕放电对这些边缘放电)。涂覆的液体32是约800厘泊粘性的水基感光乳剂，且将流动的速率调整到在板材速度为304.8m/min(1000ft/min)时干燥的涂覆厚度为约19微米(0.00075in)。采用13.34cm(5.25in)的涂覆丝膜高度，在没有使用静电时，可得到的最大板材速度(在涂覆的均匀性下降之前)为121.92cm(400ft/min)。采用工作的静电系统，在电极电压为5千伏时，可获得的最大板材速度为487.68m/min(1600ft/min)。以更高的速度来运行板材将会产生空气介入的泡沫。然而，对该系统所关心的是它需要非常大的电流(每英寸的涂覆宽度约为500毫安)。随着电极100a上的电压增加，允许采用更高的板材速度，也需要更高等级的电流，以及也可能发生电弧。
图3的本发明的静电辅助涂覆装置可采用与上述例子相同的涂覆液体和聚脂基板(板材20是0.0036cm(0.0014in)的聚脂衬底，以及涂覆液体32是约800厘泊粘性的水基感光乳剂)。涂覆丝膜流动速率调整到采用19.37cm(7.625in)的涂覆丝膜高度以板材速度为914.1m/min(3000ft/min)来产生19微米(0.00075in)的干燥涂覆厚度。DelrinTM板上边的屏蔽60与电晕放电导线50相隔0.635cm(0.25in)。在该项测试中也采用了板下边的屏蔽，且与电晕放电导线50相隔0.635cm(0.25in)。采用在19千伏电压工作的静电系统，可获得914.1m/min(3000ft/min)的板材速度，且具有直线性和稳定的湿线以及没有空气介入。所用的电流一般低于每英寸10毫安。
在使用中，图3的静电辅助涂覆系统具有比想象更多的进取性，且涂覆湿线是直线和稳定的。在接地的导电涂覆液体32和电晕放电导线50之间的相互作用将沿着所要求的横向液体湿线(见图5)在板材20的第二边28上产生电荷58突然和剧烈的作用。利用板上屏蔽可进一步增加场的陡度。在涂覆液体32接触到板材20的第一边26(以及在上游方向所增加的低密度的电荷)的位置上，高密度的电荷吸引着相反电势的板材20的第二边28，并产生强烈聚焦的静电场线。图3所示涂覆系统的接触线的直线性要比诸如图2所解释的大家所熟悉的绝缘支持滚筒系统好得多。图3的结构是灵活的和自补偿的，且能产生静电聚焦的静电场梯度。与一些众所周知的系统相比，该系统是简单的，安全的(因为采用低的电流等级)，或许承受板材绝缘击穿的效应要差些。
在使用水基或导电的液体时，图3的系统也能够消除大电流的需求。一般来说，当将导电储能的支承滚筒用于众所周知的静电辅助涂覆且以非常高的板材速度涂覆时，就会要求电流大于每厘米宽度(的板材)98.43毫安(即，每英寸250毫安)。然而，采用图3的电晕放电导线，则用于静电电荷产生的电流要求一般会减少到每厘米宽度9.843毫安(即，每英寸25毫安)或更小。因此，图3的系统具有非常小的电击危险，同样，也是很安全的。为了进一步增强该低电击的系统，可以采用合适大小的电阻器(或其它电流限制系统)将高电压电源与电晕放电导线相串联。这样在放电的瞬时减小了最大电流，且在一个较长的时间间隙消散了电源的电容性能量(减小了放电的峰值电流)。
在本发明的图3系统的静电辅助涂覆装置中，电晕放电导线50与板材20的第二边28的间隔较小。电晕放电导线50应该与板材20的第二边28分隔开，以提供一个空气间隙，便于获得有效的电晕放电的效果。导线与板材之间的间隔取决于多种因素，包括，板材的厚度和绝缘强度，涂覆液体的导电性和板材的速度。间隔的距离最好是在0.08cm(0.031in)到5.1cm(3in)的范围内，最佳的范围是从1.58cm(0.625in)到1.9cm(0.75in)。
上游边屏蔽60与电晕放电导线50的间距最好为0.15cm(0.06in)到7.7cm(3.0in)也可以在与电晕放电导线50下游的相似距离提供边屏蔽，以进一步限制由电晕放电效应所产生的电荷的损失。这也阻止了流到所要求涂覆湿线下游的不需要的电荷。
电晕放电导线50可以直接定位在板材20上涂覆液体32的初始湿线的下方。板材移动，表面张力，板材20第一边的边界层效应，以及涂覆液体的弹性都会引起涂覆湿线向板下移动。由于采用本发明所能够获得的强烈的静电吸引，当涂覆辅助的电晕放电导线50工作时，电晕放电导线50会趋于控制涂覆湿线的工作位置。于是，在电晕放电导线50以相对吸引的电荷来调整自身时，电晕放电导线50的位置(偏离初始涂覆湿线的上游或下游)能够引起湿线的相应的移动。如果不受电荷的影响的话，最好能将电晕放电导线50定位在偏离初始湿线的上游或下游不超过2.54cm(lin)的位置上。
接近于湿线且与板材相分隔的电晕放电导线的使用也能很好地有助于切线方向液体的涂覆。图9显示了切线方向涂覆装置利用空气支承来安装静电辅助涂覆的电晕放电导线(利用了如图7所说明的空气支承/电极组件)。在空气支承102中安装电晕导线的沟道宽度“W”最好为0.635cm(0.25in)到1.9cm(0.75in)，当然也可以更大些或更小些。切线方向丝膜涂覆一般具有能运行比采用水平丝膜涂覆尺寸可能更高扩展粘性的涂覆液体的能力。图9切线方向涂覆结构也能在湿线上产生较小的丝膜涂覆方向上的变化，并且即使在板材破裂的情况下也具有其他一些生产优点，电晕放电导线50也不易由涂覆液体的污染。包括连续移动或间歇移动电晕放电导线的改进结构能够确保导线的清洁。另外，也可以采用在导线周围的空气流动的方法使得粒子不吸附在导线上(这也是长期生产运行中所要求的)。
图10说明了采用聚焦板电荷的静电辅助涂覆装置的另一实施例。在该实施例中，由与板材相分开较远的电荷发生器产生施加在板材20上的静电电荷，随后静电电荷通过适当的媒介转移到板材20的第二边28。类似于图3的系统，本系统确定了涂覆湿线的位置，减小了空气边界层，以及放大了可接受的工艺参数。
在图10中，横向延伸的电晕放电导线80设置在圆筒82中。电晕放电导线80与板材20的间隔远到至少为7.62cm(3.0in)。该圆筒82可以在电性能上屏蔽邻近的板材20，例如，可采用屏蔽84，86。屏蔽84，86可以是接地，或升高到所需要的电位上。通过横向延伸的槽88将屏蔽84，86相分开，且在圆筒82的圆形壁上有一个横向延伸的槽90，该槽一般与槽88相对准。于是，通过槽88，90使圆筒82的内部对外部形成开路。圆筒82也能结合入口91，以通过圆筒82形成空气的流动。电晕放电导线80放电形成的离子或电荷容纳在圆筒82中，且只能通过槽88，90从圆筒82中逸出(在接近圆筒的上部)。一般可以将槽88的上部边缘调整到靠近初始的涂覆湿线52。电晕放电导线80产生的电荷92只能通过槽88，90施加到板材20的第二边28。电荷发生器和板材20之间没有接触。即使电荷92在远离板20处产生、电荷发生器与板20之间并无任何接触的条件下，该系统也能够对板材20产生急剧变化和高度聚焦的横向设置的电荷92的涂覆。虽然显示圆筒，但也可以设想其它适用于远距离产生电荷的涂覆，例如，具有采用离子鼓风机或电荷导线来提供电流的矩形或三角形的结构。
图11说明了本发明静电辅助涂覆装置的另一个实施例，该实施例显示了适用于在距离涂覆台24较远位置上提供静电电荷的另一种设备。横向延伸的电荷涂覆机(例如，电晕放电导线130)与板上的涂覆台24相隔开，最好能设置在板材20的第一边26上。电晕放电导线130(或其它适用的电极)在电荷涂覆台134对板材20的第一边26施加静电电荷132，其中电荷涂覆台134与在上游的涂覆台24纵向隔开。在该系统中，接地的表面或平板136可沿着且与板材20的第二边28隔开，以及板上的涂覆台24来排列。电晕导线130可以定位在接地平板(如所显示的)上的点上，或定位在接地平板136引导端137上游的位置上。暴露的接地平板136尾端138基本上终止在初始的横向涂覆湿线52稍前一些。当静电工作时，尾边缘138的位置的大部分将建立湿线。尾边缘138最好能处于初始湿线的任意两边中的一边中。平板36可以在板下延伸到初始的湿线，只要它能有效地对所确定的平板尾边缘进行屏蔽就行。电晕放电导线130对板材20的第一边26施加电荷132。板材20上的电荷132对平板136的静电吸引力大于电荷132对接地涂覆液体32的静电吸引力(因为平板接近于板材)，直至电荷132变得比接地平板136更接近于接地液体32，且特别是在平板136的尾边缘138(这里产生更加聚焦的电场)。这时，接地液体就会随后吸引板材20上的电荷132，因此，静电有助于采用本发明高聚焦方式来确定湿线以及它的优点，正如以上所讨论的。作为相对于涂覆液体32的吸引电荷，板上的静电电荷132是被“屏蔽”的或转化成无效的电荷，直至电荷接近接地平板136的尾端138(在该位置上，板材20上的静电电荷132又变成为相对于涂覆液体是有效的(即，吸引的)，以便于根据上文所暴露的本发明的原理，静电辅助确定湿线)。另外，虽然平板136最好接地，但也能提供具有稍又升高电位的平板或表面(只要它能用于将设置在板材上的电荷转变成无效电荷，直至它们到涂覆液体的接触线)。平板136的电位最好是电荷132的电位的相反极性。另外，虽然图11说明了使用电晕放电导线130对板材20第一边26释放电荷132，但是也可以采用任何适当的电荷释放方案将电荷施加到板材20上，甚至是释放到板材20的第二边28上。与板材如何被充电无关，本发明只有在基本上是在液体湿线上和在液体湿线的板下，才将这些电荷转变为有效的电荷，用于吸引的目的。
为了验证屏蔽电荷来产生电场的可行性和效用，特地进行比较涂覆的运行(采用甘油作为涂覆液体)。所使用的系统类似于图11的系统，除了板材的预充电步骤是在涂覆台板上的空转滚筒上完成的。在板材充电导线和7.62cm(3in)直径的空转滚筒之间的间隙约为1.8cm(0.7in)。接地的平板是铝材，其面对板材的表面为10.8cm(4.25in)长和30.5cm(12in)宽。在涂覆台位置处接地平板和板材之间的间隙约为0.32cm(0.125in)。平板的边缘采用3M的33型电工带覆盖，以防止平板边缘的电晕放电。可调整模板的位置，使得能在没有静电和固定板材的条件下，让涂覆液体垂直落下的丝膜在接地平板带状尾边缘上的带的引导边缘位置上接触到板材。板材和模板之间的间隙为1.43cm(0.56in)。聚脂板材的宽度为30.48cm(12in)，厚度为0.00356cm(0.0014in)。模板是一个滑板丝膜模板，它具有25.4cm(10in)的涂覆宽度和0.076cm(0.030in)的模板狭槽厚度。涂覆液体可以是MilsolvMinnesota公司出品的甘油(99.7％的纯度)。丝膜的高度设定在1.9cm(0.75in)。测试到的涂覆液体的粘性约为1060厘泊以及它的表面张力约为46达因/厘米。将甘油的流动速率设定到在板材速度为30.5m/min(100ft/min)时能得到湿涂覆厚度为51微米(0.002in)。
在没有静电的条件下，当速度为1.53m/min(5ft/min)时，将湿线调整到垂直丝膜位置的板下约2.3cm(0.9in)，可有大量的空气介入。更高的速度会进一步向板下移动接触线，且会引起丝膜的破裂。采用以12千伏对板材静电预充电和没有电荷的屏蔽平板时，湿线会向板上移动，但会非常不均匀且会有大的不稳定的凸缘，凸缘之间具有的间隔约为2.5至5cm(1至2in)。凸缘向垂直位置的板上延伸约0.64cm(0.25in)，向板下延伸约1.27cm(0.5in)，得到的直线性约为正或负0.97cm(0.38in)。较低的施加电压使得湿线进一步向板下移动，而较高的电压将接触线进一步移向板上且产生更不稳定的湿线。增加板材的速度会引起更大的不稳定性和丝膜的破裂。
使用相同的板材预充电系统但也采用接地平板，以屏蔽进入板上的电荷产生实质性的提高。采用相同的12干伏板上的预充电，在板材的速度为1.53cm(5ft/min)时，湿线在垂直位置上具有正负0.32cm(0.125in)的直线性和稳定性。进一步提高电压并不会引起湿线向板上移动以及引起增加线性度。该系统也允许板材的速度进一步提高。在24.4m/min(80ft/min)时，湿线在垂直位置上是稳定的，在20千伏时，可见的直线性约为正负0.08cm(1/32in)。在该速度下，观察到的介入空气约为0.127cm(0.050in)直径或更小些。
出于比较的目的，使用了如图3所示的系统。没有使用板材的预充电和接地的电荷屏蔽平板，在其他方面，系统与以上最好测试的系统相同，采用的丝膜高度约为1.9cm(0.75in)。采用在电极(电晕放电导线)上施加12千伏电压，以及板材的速度为1.53m/min(5ft/min)，湿线为垂直位置板下的0.32cm(0.125in)并且是直线的和稳定的以及没有空气的介入。在15千伏和20千伏时，湿线位置是垂直的(直接在导线上)。随后将板材的速度提高到在20千伏时为30.48m/min(100ft/min)，且湿线保持着具有直线性和稳定性湿线的垂直位置以及没有可见的空气介入。湿线位置的测量和接触线的直线性一般是由视觉所确定的。
这些测试验证了图3和图11的系统能够聚焦电场以产生直线的和稳定的湿线以及允许较高的涂覆速度。因此，可以看到图3的系统具有更多的侵占性且呈现出更宽的操作窗口。图11的系统能够在要求较小侵占性静电辅助的场合下具有更多的功能。
屏蔽电荷也是另一种产生更加聚焦电场的方法。也有很多其它方法具有可行性，包括可采用场成形技术，该技术利用能成形电场的相反的电场或电荷源或任何其它系统。
图3，6，9，和11说明了适用于在涂覆台对板材的第二边施加电荷的装置的许多变形，但只是部分的。很显然，对本专业的专业人士而言，可以在本披露的范围内有许多其它的结构可达到提高本发明的工艺条件的目的。在远离涂覆台的位置上产生电荷，以及随后通过液体媒介(如空气)将这些电荷转变到板材上的明显优点是简化了便于维修和操作的结构。电荷发生器不再需要靠近涂覆液体的涂覆机或甚至在涂覆台上。此外，如果板材破裂了，但电荷发生器被涂覆液体的污染可减小或避免。这些优点可节省操作时间以及提高生产率。
可以在没有脱离本发明范围的条件下，在本发明内可有各种不同的变化和改进。例如，任何其它方法都可以用于产生聚焦板材的电荷场。此外，正如以上所提到的，许多涂覆工艺(包括滚筒的涂覆)都可以得益于更加聚焦的静电场。例如，对接触涂覆来说，在初始湿线上的聚焦电场能够提高侵占性，可润湿性和工艺稳定性。
静电聚焦电场也能够做到横向上的不连续，来仅仅涂覆在板材上涂覆液体的部分板下的条纹，也可以在一个区域内充电来涂覆和在一个区域内不充电停止涂覆，以在板材上形成涂覆液体的岛或在板材上形成自然属性的涂覆液体的图形。静电场也可以是非线性的，例如，通过横向非线性的电晕放电源，来产生非线性的接触线和非均匀的涂覆。于是，如果电极在部分横向设置的区域向板下弯曲，则在该区域内的涂覆与相邻区域相比就会变得较厚。所有被引用的材料都作为参考与本披露合并。
权利要求
1.一种在基板上施加液体涂覆的方法，其中，基板具有在第一边上的第一表面和第二边上的第二表面，其特征在于，该方法包含提供在基板和液体涂覆台之间的相对纵向移动；通过将液体流以0至180度的角度引入到基板的第一表面而形成液体湿线，该湿线沿着涂覆台上横向设置的液体-板材接触区域；以及产生对液体的电力，该电力来自在基板第二边上的且基本上在液体湿线处和在液体湿线下游的电荷所产生的电场。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于产生步骤至少包含以下之一通过液体媒介转移电荷且将该电荷设置在基板的第二表面；转移来自电荷源的电荷且采用电荷源部分和基板之间的物理接触将电荷设置在基板的第二表面；以及通过液体媒介转移电荷且将来自横向延伸电晕放电源的电荷设置在基板的第二表面，该横向延伸电晕放电源在液体涂覆台上与基板的第二表面隔开。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在靠近液体涂覆台的位置上，利用基板的第二边支撑基板。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括对板材的板上部分屏蔽电荷。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括形成液体流且将液体流以切线方向引入到基板的第一表面。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于电荷可具有第一极性，且进一步包括将第二相反极性的电荷施加到液体中。
7.一种在基板上施加液体涂覆的方法，其中，基板具有在第一边上的第一表面和第二边上的第二表面，其特征在于，该方法包含提供在基板和液体涂覆台之间的相对纵向移动；通过将液体流以0至180度的角度引入到基板的第一边而形成液体湿线，该湿线沿着涂覆台上横向设置的液体-板材接触区域；在远离基板的位置上形成作为第一电荷的电荷；通过液体媒介将第一电荷转移到邻近液体接触区域处基板第二表面的横向设置的电荷涂覆区域；以及在基板上基本在液体湿线处和在液体湿线下游的位置上，通过液体媒介将第一电荷施加到基板的第二表面上，以产生对液体的电力。
8.一种适用于将涂覆液体施加到基板上的装置，基板可相对于装置纵向移动，其中，基板具有在第一边上的第一表面和第二边上的第二表面，其特征在于，该装置包括用于将涂覆液体流分配在基板第一表面上以形成沿着横向设置的液体板材接触区域的液体湿线的装置；以及，横向延伸穿过基板的第二边且一般调整到面对着基板第一表面上的液体湿线以便于在基板上基本处于液体湿线处和液体湿线下游的位置上对基板充电的电荷涂覆机。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于电荷涂覆机至少包括下列之一横向延伸的充电导线，边缘尖锐的组件，边缘尖锐的导电片，一系列的针，刷，和锯齿状的刀口。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于电荷涂覆机包括电荷源，用于对隔开的基板第二表面产生作为第一电荷的电荷；以及，设置在电荷源和基板第二表面之间的液体媒介，以用于将电荷源所产生的第一电荷转移到横向设置的邻近液体湿线处基板第二表面的电荷涂覆区域，以及用于将第一电荷涂覆在基板的第二表面。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于电荷涂覆机与基板的第二表面是均匀地相隔开。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括横向延伸且穿过邻近电荷涂覆机的基板的空气支承，用于支撑和调整相对于电荷涂覆机的基板第二边。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括在靠近电荷涂覆机和基板的位置上所设置的静电场屏障，使得在液体湿线上游部分的板材能屏蔽掉电荷涂覆机所产生的电荷。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于用于分配的设备包括了从一系列的丝膜涂覆机、滴珠涂覆机、挤压涂覆机、载体液体涂覆的方法、刮片涂覆机、刀式涂覆机、喷射涂覆机、凹口杆，滚筒涂覆机或液压支承涂覆机中选出涂覆液体分配机。
15.如权利要求8所述的装置，其特征在于电荷涂覆机产生具有第一极性的第一电荷，以及进一步包括用于将第二相反极性的电荷施加到涂覆液体的流体中的设备。
16.如权利要求8所述的装置，其特征在于用于分配的设备适合于将液体流体以0至180度的角度分配到基板上。
17.一种在基板上施加液体涂覆的方法，其中，基板具有第一表面和第二表面，其特征在于，该方法包含提供在基板和液体涂覆台之间的相对纵向移动；通过以0至180度的角度将液体流引入到基板的第一表面而形成液体湿线，该湿线沿着液体涂覆台上横向设置的液体-板材接触区域；以及，将基板上的有效静电电荷暴露给只在基本处于液体湿线处和在液体湿线下游位置上的液体。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于暴露步骤进一步包括将电荷设置在液体涂覆台板上位置的基板第一和第二表面中的一面。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于暴露步骤进一步包括将无效的电荷转变成相对液体的静电电荷直至电荷至少都处于液体湿线处。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于暴露步骤进一步包括将电荷从液体湿线施加到板上的基板；以及屏蔽在板上的电荷和液体之间的任何有效静电吸力直至电荷至少都处于液体湿线处。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于将电荷施加到基板的第一表面，以及，其屏蔽步骤进一步包括提供与基板的第二表面相接近但又隔开的接地表面，接地表面沿着基板从正处于液体湿线的尾边缘至相隔开的板上的引导边缘延伸。
全文摘要
用于将液体涂覆在基板上的系统包括沿着横向设置的液体－基板接触区域将液体的流体介入到基板的第一边上而形成液体湿线。基本处于液体湿线上的和处于液体湿线下游的电场(起源于在基板第二边上的电荷)对液体产生电力。转移到远离电荷发生器的基板第二边上的电荷能够产生电场。
文档编号B05D1/30GK1429138SQ01807717
公开日2003年7月9日 申请日期2001年3月29日 优先权日2000年4月6日
发明者J·W·卢卡斯, N·J·W·希伯特, L·E·埃利克森, P·T·本森 申请人:3M创新有限公司