用于涂覆波状外形表面的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于涂覆诸如波状外形表面的表面的装置。装置为手持式的并且具有 柔性地附连到柄部的涂覆器，所述涂覆器包括多个间隔开的几何形状。与波状外形表面接 触时，所述几何形状与所述波状外形表面点接触。
【背景技术】
[0002] 当今存在设计用于临时保护各种表面或制品免受附带损坏和/或环境污染影响 的多种产品。保护汽车表面值得特别关注，因为与对清漆涂层的任何损坏相关联的修复方 法广泛而昂贵。一种保护车辆表面的当前常见方法是使用直接施加到要保护的表面并与要 保护的表面紧密接触的压敏粘合剂背衬膜。尽管这些类型的膜（即，运输带、油漆保护膜） 可有效地保护所述表面免受物理损坏和环境沉降物（粉尘、昆虫、焦油、岩石、沙子、花粉、 铁轨粉尘等）的影响，但其很难施加。这些压敏粘合剂背衬膜为二维的，并且当被施加到典 型的三维车辆表面时形成皱褶和气泡。这些皱褶和气泡可以是，而且经常是清漆涂层变形 问题的根源。另外，与基板紧密接触的压敏粘合剂的存在本身可引起基板变形。
[0003] 市场上的附加产品包括可施加以在不油漆车辆表面的情况下修改其外观的材料。 例如，存在用以改变车辆或其部分的光泽和颜色的糙面黑膜。这些膜加工起来具有与任何 二维膜相同的施加难度。这些膜通常必须由专业人员施加以获得视觉上可接受的效果，并 且往往是相当昂贵的。
[0004] 可使用液体施加成膜涂层来解决与将预成形膜施加到表面上相关联的一些问题。 液体是无限可贴合的，并且因此容易施加到三维车辆表面上。此为相对于任何二维压敏粘 合剂背衬膜的显著施加优点。
[0005] 然而，使用液体材料对将其施加到汽车的三维表面同时特别是在整个汽车上保持 一致的涂层厚度提出了挑战。传统的涂料涂覆器，包括但不限于油漆刷、油漆辊、油漆垫、标 准自动化油漆泵、泡沫辊、泡沫刷、粘合剂辊、油灰刀、橡皮扫帚等，不提供均匀的涂层。具体 地讲，迈耶棒用于单平面施加，并且缺乏用于涂覆三维表面的适宜贴合性。
[0006] 喷涂是用于将液体涂料施加到基板，具体地讲汽车的车身面板的典型涂覆方法。 喷涂施加技术和设备零件包括无空气喷涂器、空气辅助无空气喷涂器、常规空气喷枪、HVLP 空气喷枪、汽车接缝封口枪、汽车舒茨枪（用于底涂层）、气溶胶喷涂器、压缩气缸（北极 星）喷涂器、触发瓶和手泵式喷涂器。适当的喷涂技术可在三维基板上产生均匀且一致的 涂层厚度。然而，在喷涂施加涂层时总是产生过喷，有时是大量过喷。因此，必须屏蔽掉周 围区域以防止当喷涂感兴趣的面板时过喷液滴的沉积。具体地讲，在汽车上，整个车辆通常 由屏蔽层覆盖以保护所有邻近表面。此屏蔽方法会很昂贵且很耗时。
[0007] 因此，能够均匀地且以不需要屏蔽时间和材料的这样一种方式将液体涂料施加到 例如波状外形表面的三维基板具有重大价值。
【发明内容】
[0008] 本发明提供用于涂覆波状外形表面或三维结构的装置及其制备和使用方法。所述 装置具有与所述波状外形表面点接触的几何形状。所述几何形状为大体刚性的并且由柔性 涂覆器提供。如此，所述柔性涂覆器允许与所述表面轮廓的贴合、以及刚性点接触，所述刚 性点接触提供均匀且一致的液体材料覆盖。
[0009] 在第一方面，一种用于涂覆波状外形表面的装置包括：柄部；涂覆器，所述涂覆器 柔性地附连到所述柄部，所述涂覆器包括多个间隔开的几何形状；其中与所述波状外形表 面接触时，所述几何形状与所述波状外形表面点接触。
[0010] 在一个实施例中，所述涂覆器包括柔性微复制型材料，所述材料包括所述多个几 何形状。所述几何形状为刚性的。所述柔性微复制型材料的所述几何形状可选自销、柱、圆 锥体、圆柱体、棱锥、蘑菇头、立方角和J形钩。构造材料和几何形状构形可被选择成适应特 定应用的需要。在一个或多个详细实施例中，几何形状具有在50到2000微米（~2到80 密耳）范围内的高度、和/或在100到2000微米（~4到80密耳）范围内的基部直径或 宽度、和/或在50-2000个几何形状/平方英寸（~7-310个几何形状/平方厘米）范围 内的密度。
[0011] 在另一个实施例中，所述涂覆器包括弹簧，并且所述几何形状包括所述弹簧的线 圈。所述弹簧可被涂覆成提供无划痕表面。由弹簧施加而形成的装置还可包括偏置件，所 述偏置件有利于涂覆凹状表面。示例性偏置件包括垂直于所述涂覆器弹簧以提供向外力的 另一个弹簧。另一个偏置件可为所述弹簧的线圈内的支撑结构，例如管材。此类装置另外 还可包括张紧器，所述张紧器能有效地改变所述弹簧的线圈到线圈的距离。
[0012] 在本文所提供的实施例中，所述几何形状能有效地计量施加到所述波状外形表面 上的成膜涂覆液的大体均匀的层。
[0013] 所述几何形状还能有效地避免损毁所述波状外形表面。对于涂覆车辆面板而言， 所述装置不会擦刮所述清漆涂层。
[0014] 在一个详细的方面，提供用于涂覆波状外形表面的装置，所述装置包括：柄部；微 复制型柔性材料，所述微复制型柔性材料位于非刚性背衬上，所述微复制型柔性材料通过 所述非刚性背衬柔性地附连到所述柄部并且具有多个间隔开的几何形状；其中当与所述波 状外形表面接触时，所述几何形状与所述波状外形表面点接触。在一个实施例中，所述非刚 性背衬包括泡沫垫。在另一个实施例中，所述非刚性背衬包括弹簧。
[0015] 另一个方面提供一种用于涂覆波状外形表面的方法，所述方法包括：提供一种包 括柄部和柔性地附连到所述柄部的涂覆器的装置，所述涂覆器包括多个间隔开的几何形 状；以及使用所述装置来将成膜涂覆液涂覆到所述波状外形表面，其中所述几何形状与所 述波状外形表面点接触。所述几何形状能有效地计量施加到所述波状外形表面上的所述成 膜涂覆液的均匀层。
[0016] 另一个方面提供一种用于在三维结构上形成均匀膜的方法，所述方法包括：用成 膜涂覆液来装填装置，所述装置包括柄部和柔性地附连到所述柄部的涂覆器，所述涂覆器 包括多个间隔开的几何形状；对通过所述装置涂覆到三维基板上的成膜涂覆液进行计量， 其中所述几何形状与所述波状外形表面点接触以形成均匀的液体涂层；以及使所述均匀的 液体涂层变干以形成均匀的膜。
[0017] 在以下"【具体实施方式】"中将描述本发明的这些方面和其他方面。在任何情况下 都不应将以上
【发明内容】
理解为是对受权利要求书保护的主题的限制。
【附图说明】
[0018] 结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明可更全面地理解本发明， 其中：
[0019] 图1是根据一个实施例的装置的示意图；
[0020] 图2是根据一个实施例在涂覆器上的销几何形状的缩影照片；
[0021] 图3示出了根据一个实施例在涂覆器上的锥几何形状的示意图；
[0022] 图4示出了根据另一个实施例的装置的示意图；
[0023] 图5示出了使用图4的实施例来涂覆波状外形表面；
[0024] 图6是装置的另一个实施例的示意图；
[0025] 图7是装置的另一个实施例的示意图；和
[0026] 图8是装置的另一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 在描述本发明的若干示例性实施例之前，应当理解，本发明并不限于以下描述中 所提及的构造或工艺步骤的细节。本发明允许有其他的实施例，并且能够以各种方式实施 或执行。
[0028] 本文所提供的装置将液体涂料均匀且有效地涂覆到三维结构，诸如车辆面板或工 业设备的波状外形表面，诸如风机叶片。如此，可以避免伴随预成形膜或喷涂的使用的低效 率和困难。
[0029] 出于本专利申请的目的，下列术语应当具有下文所示的相应含义。
[0030] "几何形状"是指能有效地与波状外形表面点接触的一系列相同形状的结构。几何 形状的示例包括但不限于弹簧的线圈、膜层的直立杆或突出部或凸脊，例如销、柱、圆锥体、 圆柱体、棱锥、蘑菇头、立方角、和J形钩。这些几何形状的尖端可根据需要配置；例如，凹状 尖端在某些情况下可能是有利的，而凸状尖端在其它情况下可能是有利的。几何形状为刚 性的，即，其与波状外形表面接触时大体保持其形状。这与使用形状可变的刷毛或细