Tecnología de pulverización ultrasónica en recubrimientos cinematográficos

Tecnología de pulverización ultrasónica en recubrimientos cinematográficos

La presente invención se refiere a un método para preparar películas delgadas mediante pulverización por atomización ultrasónica. Utiliza un dispositivo de atomización ultrasónico simple para atomizar el líquido de pulverización en gotas ultrafinas, que luego se depositan de manera más uniforme en la superficie del sustrato con la ayuda de un flujo de aire auxiliar. Este método logra un recubrimiento con un espesor uniforme y controlable y una apariencia de alta calidad. Este método aborda los problemas de mala uniformidad de la superficie del recubrimiento, mala calidad del recubrimiento, volumen de pulverización incontrolable y baja productividad que se encuentran en las tecnologías de pulverización existentes, logrando el objetivo de una pulverización precisa. En comparación con las tecnologías existentes, la presente invención ofrece ventajas tales como alta eficiencia de pulverización, alta calidad del recubrimiento, excelente reproducibilidad del producto, alta utilización de la solución y control preciso del área de pulverización y espesor del recubrimiento.

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de la tecnología de pulverización, específicamente a la tecnología de procesamiento de pulverización de películas nanofinas, y específicamente a un método novedoso para preparar películas delgadas mediante pulverización por atomización ultrasónica.

Arte de fondo

La pulverización por atomización ultrasónica es un método de preparación de películas finas que se utiliza para pulverizar películas finas sobre las superficies del sustrato. El proceso generalmente incluye tres pasos: atomización ultrasónica, pulverización y posprocesamiento. La atomización ultrasónica utiliza el efecto de cavitación del ultrasonido para hacer que pequeños núcleos de cavitación (burbujas) en una solución oscilen, crezcan y migren hacia la superficie de la solución bajo la influencia de la energía ultrasónica. Al llegar a la superficie, estallan formando pequeñas gotas (niebla). La atomización ultrasónica produce gotas finas, distribución uniforme y excelente atomización, lo que facilita el control y evita desperdicios innecesarios en la producción. Los procesos de recubrimiento por pulverización existentes utilizan principalmente aire comprimido para exprimir el líquido de recubrimiento a través de una pistola pulverizadora y rociarlo sobre la superficie del sustrato. Sin embargo, este proceso tiene inconvenientes inevitables, como una uniformidad de pulverización insuficiente, un espesor de recubrimiento incontrolable, una calidad de película deficiente, un rebote significativo de la solución y un desperdicio significativo.

CN102019264A describe un método de pulverización por atomización ultrafina. Usando boquillas ultrasónicas o de dos fluidos, dos o más boquillas realizan un movimiento de escaneo bidimensional a lo largo del eje XY. El líquido químico atomizado se aplica a toda la oblea. Luego se gira la oblea para una segunda pulverización y se repite el proceso de pulverización rotacional hasta alcanzar el espesor objetivo. CN103143472A describe una boquilla atomizadora ultrasónica para fundente de soldadura, que consta de cinco partes. En la primera parte, una cámara de almacenamiento de niebla y un canal guía de niebla están separados por una pared lateral. Se proporciona una salida de niebla en una pared lateral de la cámara de almacenamiento de niebla, y se proporciona una abertura de canal guía de niebla superior en la otra pared lateral de la cámara de almacenamiento de niebla. La segunda parte está situada debajo de la primera parte e incluye una cavidad espaciadora con una abertura de canal guía de niebla inferior. Se instala una entrada de fundente en la pared lateral, a través de la cual se inyecta el fundente. La tercera parte se encuentra debajo de la segunda parte. La cuarta parte se ubica debajo de la tercera parte, con un transductor ultrasónico ubicado en la parte inferior de esta parte y una entrada de aire inferior en el otro extremo. La quinta parte es el conjunto de la boquilla. Una fuente de aire externa ingresa a través de la entrada de aire de la boquilla y luego es expulsada por la boquilla. La presión negativa generada expulsa simultáneamente el flujo atomizado almacenado en la cámara de almacenamiento de niebla a través de la boquilla.

Aunque se han desarrollado varios procesos y equipos de pulverización atomizadora ultrasónica, estos procesos o equipos tienen limitaciones en su alcance y aplicación. Algunos equipos de pulverización por atomización ultrasónica no pueden controlar uniformemente la cantidad de niebla emitida en la boquilla, lo que dificulta controlar con precisión el espesor del recubrimiento pulverizado. Algunos procesos de pulverización por atomización ultrasónica solo son adecuados para pulverizar películas sobre sustratos más pequeños. Sin embargo, la presente invención se puede utilizar para pulverizar sustratos más grandes, tales como muros cortina de vidrio, así como para recubrir sustratos más pequeños o incluso extremadamente pequeños. También controla con precisión el espesor del recubrimiento y la amplitud de pulverización (específicamente, ajustando los parámetros de la boquilla de doble capa) mientras mantiene la calidad de apariencia deseada.

La presente invención tiene como objetivo abordar las deficiencias de la tecnología existente proporcionando un método de formación de película por pulverización y atomización ultrasónica que se puede aplicar mejor a la producción industrial, la producción agrícola y la investigación científica, donde se requiere un procesamiento fino. Puede rociar el líquido de recubrimiento sobre la superficie del sustrato con la máxima precisión. La presente invención emplea las siguientes soluciones técnicas:

Un método de formación de película por pulverización de atomización ultrasónica emplea un atomizador ultrasónico para atomizar ultrasónicamente un líquido de pulverización en gotas ultrafinas. Luego, el método utiliza un sistema de boquilla de atomización ultrasónica, guiado por un flujo de aire auxiliar externo, para rociar la película sobre la superficie del sustrato.

El sistema de boquilla de atomización ultrasónica comprende una boquilla de doble capa que comprende un tubo de entrada de flujo de aire auxiliar como tubo exterior, un tubo de entrada de vapor líquido atomizado como tubo interior y una boquilla atomizadora en el extremo. La boquilla atomizadora comprende una boquilla rociadora de doble capa que conecta el tubo de entrada de flujo de aire auxiliar y el tubo de entrada de vapor líquido atomizado.

El método de formación de película por pulverización de atomización ultrasónica emplea un sistema de boquilla de atomización ultrasónica diseñado independientemente. Se utilizan ondas ultrasónicas para dividir el líquido de pulverización que normalmente se utiliza en las pistolas de pulverización de aire en gotas ultrafinas, que luego son transportadas por un flujo de aire auxiliar externo y pulverizadas sobre la superficie del sustrato, formando una película delgada más uniforme. El flujo de aire auxiliar externo sirve para dar forma al patrón de pulverización. La presente invención controla el tamaño de las partículas de las gotitas y el volumen de atomización controlando la frecuencia y la potencia de la onda ultrasónica. El caudal de pulverización se controla controlando el caudal del vapor líquido atomizado en el tubo interior. El control del flujo de aire auxiliar externo garantiza un flujo uniforme del vapor líquido atomizado dentro de la boquilla atomizadora ultrasónica. La presente invención utiliza una estructura de boquilla de doble capa para crear un flujo de niebla uniforme en la boquilla que se rocía sobre la superficie del sustrato, formando un recubrimiento con espesor uniforme y controlable y apariencia de alta calidad.

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