Sprühbeschichtung

Übersicht der Sprühbeschichtungsanlagen

Sprühbeschichtungsanlagen verwenden das Beschichtungsverfahren der Zerstäubung. Diese Geräte verwandeln die Beschichtungsflüssigkeit in einen Nebel und sprühen sie auf das Objekt.

Aufgrund ihres ausgereiften und vielfältigen Ausführungen werden Sprühbeschichter für ein breites Anwendungsspektrum eingesetzt, von der Dünnfilmbeschichtung von Flachbögen wie transparenten leitfähigen Schichten für Touchpanels bis hin zu Solarzellenkomponenten und Halbleiter-Fotolack.

Sprühverfahren

Sprühbeschichter können je nach Sprühverfahren in drei Hauptgruppen eingeteilt werden: Luftsprühsysteme, Ultraschallsprühsysteme und elektrostatische Sprühsysteme.

Die Klassifizierungen sind hier nur Beispiele. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Typen zu klassifizieren, und einige können von den folgenden Beschreibungen abweichen.

Luftsprühsysteme

Bild des Luftsprühsystems
  1. A. Düse
  2. B. Beschichtungsflüssigkeit
  3. C. Zerstäubung durch Kollision mit Luft

Luftsprühsysteme verwenden Druckluft, um die Beschichtungsflüssigkeit in einen feinen Nebel zu verwandeln, der auf das Objekt gesprüht wird. Ein typisches Beispiel ist eine Druckluftsprühpistole, die einen ähnlichen Mechanismus verwendet.

Die Druckluft übt einen hohen Druck auf die aus der Düse austretende Beschichtungsflüssigkeit aus, und die Flüssigkeit kollidiert dann mit hoher Geschwindigkeit mit der verbleibenden Luft. Die Beschichtungsflüssigkeit wird in diesem Moment durch den Luftwiderstand aufgespalten und verlangsamt und verwandelt sich dann in einen Nebel, bevor sie das Objekt erreicht.

Luftsprühsysteme sollen im Allgemeinen zu viel Beschichtungsflüssigkeit dispergieren, was zu einem relativ hohen Materialverlust führt. Die Anlage wurde jedoch sehr anspruchsvoll und vielfältig konzipiert. Einige Anlagen verwenden beispielsweise eine Düse, die die Beschichtungsflüssigkeit in einen feinen Nebel verwandeln kann, der eine gleichmäßige Beschichtung von unebenen Oberflächen ermöglicht, während andere das Hochgeschwindigkeitssprühen beibehalten können, das eine stabile Beschichtung ermöglicht. Andere Anlagen sind in der Lage, die Bewegungssteuerung und die Automatisierung von Tisch und Düse zu verbessern. Je nach Objektbereich, erforderlicher Effizienz und Beschichtungszweck stehen eine Vielzahl an Produkten zur Verfügung.

Ultraschallsprühsysteme

Bild des Ultraschallsprühsystems
  1. A. Chip (Zerstäubungsoberfläche)
  2. B. Beschichtungsflüssigkeit
  3. C. Ultraschallschwingungen
  4. D. Feine, gleichmäßige Tropfen (Zerstäubung)

Ultraschallsprühsysteme sind am Ende der Düse mit einem Chip (Zerstäubungsfläche) ausgestattet. Die durch Ultraschallwellen erzeugte Vibration bewirkt, dass sich die Beschichtungsflüssigkeit über den Chip verteilt und es zu einer Kräuselung der Oberfläche kommt. Wenn die Ultraschallleistung die Oberflächenspannung überschreitet, tropft das Fluid als feiner Nebel von der Oberfläche.

Da diese Systeme feine und gleichmäßige Tropfen erzeugen können, eignen sie sich für eine gleichmäßige Beschichtung auf engstem Raum. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Materialverlust sehr gering ist, da das System nahezu kein Verspritzen oder unnötige Dispersion der Beschichtungsflüssigkeit verursacht.

Die Düse kann je nach Einsatzzweck aus vielen verschiedenen Längen, Größen und Formen ausgewählt werden. Die Dicke und Qualität des Beschichtungsfilms kann durch Einstellen der erforderlichen Fließ- und Schwingungsfrequenz gesteuert werden, um einen gleichmäßigen Sprühstrahl der Beschichtungsflüssigkeit zu gewährleisten.

Zu den Anwendungen dieser Systeme gehören Isolierfolien und leitfähige Schichten auf elektronischen Komponenten, Halbleiter-Fotolack, Hartbeschichtung sowie blendfreie, hydrophobe und oleophobe Beschichtungen.

Elektrostatische Sprühsysteme (Elektrospray)

In Elektrospraysystemen wird die Beschichtungsflüssigkeit durch das Anlegen von mehreren tausend Volt in der Düse mit statischer Elektrizität aufgeladen. Die Flüssigkeit wird dann durch elektrostatische Abstoßung in einen feinen Nebel umgewandelt. Der Nebel der Beschichtungsflüssigkeit wird von der Oberfläche des Objekts angezogen, das auf einem geerdeten Tisch platziert ist. Diese Systeme können sowohl für Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Viskositäten als auch für Pasten, Schlämme und Flüssigkeiten mit Füllstoffdispersion eingesetzt werden. Das Ergebnis ist ein gleichmäßiger Film auch auf Substraten mit unebenen Oberflächen.

Da fast die gesamte Beschichtungsflüssigkeit nur auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden werden kann, ist die Effizienz der Flüssigkeitsverwendung deutlich höher als bei herkömmlichen Luftsprühbeschichtungs- und Rotationsbeschichtungsanlagen. Dadurch können die Materialkosten gesenkt werden.

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