專利名稱：涂料脫氣的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料脫氣的方法和設(shè)備。在該方法中，涂料被供給 入真空容器，該真空容器內(nèi)具有用于從涂料分離氣體的裝置。
背景技術(shù)：
在加工工業(yè)中，將氣體(比如空氣)與液體和工藝組分混合一般會(huì) 導(dǎo)致若干問(wèn)題。尤其在涂敷紙張或者類似的纖維網(wǎng)材料時(shí)，涂料中的氣 體和氣泡將使得紙張的涂敷表面變得粗糙，甚至根本沒(méi)有涂層的區(qū)域也 變得粗糙。 一些涂料與其它涂料相比，這樣的問(wèn)題更加嚴(yán)重，然而對(duì)于 那些比其它的涂料積聚更多氣體的涂料而言這一問(wèn)題尤為嚴(yán)重。例如， 含有滑石的涂料由于滑石的性質(zhì)一般包含大量氣體。
該問(wèn)題的重要性進(jìn)一步地受所采用的涂敷方法的影響。例如，在幕
式淋涂中，涂層的氣體含量最多為0-0.25% (體積)。否則涂層所結(jié)合 的氣體可能導(dǎo)致在比如紙或者板的待涂敷材料上產(chǎn)生未涂覆的區(qū)域。
在多層幕式淋涂中，脫氣的重要性甚至更大。因此，例如存在三個(gè) 或者四個(gè)涂層，被用來(lái)產(chǎn)生各層的涂料必須被盡可能仔細(xì)地脫氣。
為了去除混合或者溶解于涂料中的氣體，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了真空脫氣器， 已知的實(shí)施方式如圖1所示。該設(shè)備包括設(shè)置在真空容器內(nèi)的轉(zhuǎn)筒，涂 料被導(dǎo)入該轉(zhuǎn)筒內(nèi)，涂料于是由于離心力的作用而沿著筒的內(nèi)壁向上升， 并且以抵觸著真空容器壁的薄膜的形式從筒排出。
現(xiàn)有技術(shù)中真空脫氣器的問(wèn)題是它們的脫氣能力不足，尤其對(duì)于高 粘稠物質(zhì)而言更是如此。這是由于即使在極高真空條件下，即低的絕對(duì) 壓力下，包含在高粘稠涂料中的小氣泡不能成長(zhǎng)到大得足以破裂或者因 其特定上升速度而被區(qū)分開(kāi)。人們嘗試通過(guò)增加真空度來(lái)解決該問(wèn)題， 但是這樣的結(jié)果是，涂料中采用的溶劑(例如水)極容易蒸發(fā)，因此涂
料的品質(zhì)降低，這例如是由于隨著涂料溶劑的蒸發(fā)，涂料的固體含量增 加的結(jié)果。另一采用的方法涉及增加混合時(shí)間，但是在那種情況下，脫 氣器的處理能力仍然太低，這意味著需要更多的脫氣器。此外，如果己 知的脫氣器的分離性能隨著設(shè)備尺寸的增加而增加，該設(shè)備尺寸將變得 過(guò)大，于是制造費(fèi)用將顯著地增加。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的目的是提供一個(gè)改進(jìn)的氣體分離方案， 通過(guò)該方案能好于以往地除去包含在涂料中的氣體。
為達(dá)到該目的，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于，在第二容器部分內(nèi) 設(shè)置繞基本上垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的筒，而且在該方法中，涂料被從第一容 器部分供給到所述筒的底部區(qū)域，因此所述筒的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起涂料沿所 述筒的內(nèi)壁上升并以抵觸著所述第二容器部分的內(nèi)壁的薄膜的形式從所 述筒的頂部邊緣排出，涂料從該頂部邊緣向下流動(dòng)，通過(guò)排出裝置而被 導(dǎo)出所述設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備包括第一容器部分，該第一容器部 分連接有用于在該第一容器部分內(nèi)提供真空的裝置、將涂料供給到所述 第一容器部分內(nèi)的裝置、在所述第一容器部分內(nèi)對(duì)涂料進(jìn)行脫氣的裝置 和從所述第一容器部分排出涂料的裝置；和第二容器部分，該第二容器 部分連接有用于在該第二容器部分內(nèi)提供真空的裝置、將涂料供給到所 述第二容器部分內(nèi)的裝置、在所述第二容器部分內(nèi)對(duì)涂料進(jìn)行脫氣的裝
置和從所述第二容器部分排出涂料的裝置，其中涂料被設(shè)置成首先供給 到發(fā)生第一脫氣階段的所述第一容器部分，然后從所述第一容器部分進(jìn) 入發(fā)生第二脫氣階段的所述第二容器部分內(nèi)，所述設(shè)備就其自身而言特 征在于，在所述第二容器部分內(nèi)設(shè)置有繞基本上垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的筒， 將來(lái)自所述第一容器部分的涂料供給入所述筒的底部區(qū)域，因此所述筒 的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起涂料沿所述筒的內(nèi)壁上升并以抵觸著所述容器部分的內(nèi) 壁的薄膜的形式從所述筒的頂部邊緣排出，涂料從該頂部邊緣向下流動(dòng)， 通過(guò)排出裝置而被導(dǎo)出所述設(shè)備。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述真空容器部分內(nèi)提供的絕對(duì)壓力大約為lkPa-15kPa。如果在該腔室內(nèi)提供更低的絕對(duì)壓力，則意味 著，除了其他情況之外，還會(huì)出現(xiàn)以下的情況，即，涂料中含有的溶劑 的蒸發(fā)點(diǎn)將下降，于是存在涂料的品質(zhì)會(huì)由于脫氣而降低的風(fēng)險(xiǎn)。
另一方面，如果在該腔室中提供更高的絕對(duì)壓力，則必然不足以通 過(guò)真空來(lái)增加涂料中氣泡的尺寸。該真空容器中大約3kPa- 15kPa的絕對(duì) 壓力是非常合適的。通過(guò)提高所采用的絕對(duì)壓力的下限能更好確保涂料 在脫氣期間不會(huì)蒸發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的最大優(yōu)點(diǎn)是它的效率，因此，能從大量 的涂料中迅速和徹底地去除包含在涂料中的氣體。


本發(fā)明參考附圖在下文中作更詳細(xì)的描述，其中
圖l示出了現(xiàn)有技術(shù)的真空脫氣器，
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方案的示意性原理圖，
圖3至5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一些替換實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了從涂料中去除氣體(一般地為空氣)的真空操作設(shè)備。 如圖所示，該系統(tǒng)包括一個(gè)不能滲透的真空容器l，在其內(nèi)設(shè)置有在電機(jī) 2的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的筒3。包含氣體的涂料經(jīng)由管4供給到筒內(nèi)部。該容器 通過(guò)真空管6連接到真空源5。當(dāng)筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，涂料由于離心力的作用而沿 著筒的內(nèi)壁向上升起，并且以抵觸著真空容器壁的薄膜的形式從筒的頂 部邊緣沿切線分離出來(lái)，涂料沿真空容器壁向下流動(dòng)，通過(guò)在容器底部 的排出口 7排出。與膜一起進(jìn)入的氣泡破裂，從而借助于連接到真空源 的脫氣器通過(guò)真空管排出釋放出來(lái)的空氣。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意性原理。設(shè)備10包括第一、上 部容器部分ll，和第二、下部容器部分12。要進(jìn)行脫氣處理的涂料沿管 13被供給進(jìn)入到上部容器部分內(nèi)，在此執(zhí)行第一脫氣階段，之后涂料被 裝進(jìn)下部容器部分，在此執(zhí)行第二脫氣階段，隨后涂料經(jīng)由排放裝置14200680049504.6
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從該裝置中被轉(zhuǎn)移到其使用位置。在第一階段或者初步的脫氣階段，優(yōu) 選地去除包含在涂料中的大部分氣體，而在后面的階段去除剩余部分。 該方案能顯著地提高脫氣的效率，從而與使用例如兩個(gè)獨(dú)立的單級(jí)設(shè)備 相比，以相對(duì)低的成本和較小的空間需求產(chǎn)生至少兩倍、優(yōu)選甚至三倍 或者四倍于單級(jí)方案的脫氣性能。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式。該設(shè)備包括設(shè)置在
各容器部分ll內(nèi)部的轉(zhuǎn)筒3，所述筒由電機(jī)2驅(qū)動(dòng)。筒的內(nèi)表面是梯級(jí) 形狀，在所示的實(shí)施方式中其包括兩個(gè)梯級(jí)臺(tái)階20、 21以便由于旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)的作用而向上升高的涂料分別地在每一所述梯級(jí)臺(tái)階上形成薄的、幕 帳狀膜。當(dāng)離開(kāi)最后的一級(jí)時(shí)，糊狀膜從筒的頂部邊緣被引導(dǎo)到容器部 分ll的內(nèi)壁并且沿其進(jìn)一步到容器部分的下部，從那里導(dǎo)入到下部容器 部分12。在所示的實(shí)施方式中，在下部容器部分存在相應(yīng)的筒，其同樣 由電機(jī)2驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)容器部分ll、 12中的筒與由本申請(qǐng)的申請(qǐng)人于2005 年6月2日申請(qǐng)的在先芬蘭專利申請(qǐng)F(tuán)I 20055280記載的方案相對(duì)應(yīng)，通 過(guò)其可以得到與現(xiàn)有技術(shù)方案相比改善了的脫氣性能。
在下部容器部分1的上部區(qū)域優(yōu)選地設(shè)置用于對(duì)產(chǎn)生的幕帳狀膜成 像的裝置(未示出)，因此當(dāng)幕帳狀膜保持完整時(shí)，在糊狀物中不存在 殘留的氣泡。由成像裝置產(chǎn)生的圖像信息可以用來(lái)控制脫氣設(shè)備的運(yùn)行 參數(shù)。
梯級(jí)臺(tái)階可以制作成為例如如圖3所示的連續(xù)的凹形部，其前緣 20a、 21a決定梯級(jí)臺(tái)階的高度，也就是說(shuō)，決定所產(chǎn)生的薄的、幕帳狀 膜的高度。為了獲得有效的脫氣以及為了緊湊的設(shè)備尺寸，連續(xù)的梯級(jí) 臺(tái)階之間的高度差優(yōu)選地在20 mm到150 mm的范圍之內(nèi)，更優(yōu)選地在 40mm到100mm的范圍之內(nèi)。梯級(jí)臺(tái)階之間的徑向距離，也就是說(shuō)，所 產(chǎn)生的幕帳的寬度優(yōu)選地在20 mm到200 mm的范圍之內(nèi)，更優(yōu)選地在 40mm到120mm范圍之內(nèi)。離開(kāi)筒3的最終幕帳狀薄膜的厚度優(yōu)選地設(shè) 置為被調(diào)整到至多與所需涂層一樣厚。
涂料進(jìn)料裝置4、 4a優(yōu)選地包括噴嘴部分24，其被設(shè)置在筒底部部 分的中央?yún)^(qū)域附近，并圍繞噴嘴部分設(shè)置有環(huán)形保護(hù)部分25，其阻止涂
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料向旁邊濺開(kāi)，并防止因?yàn)橥苛舷蛲鉃R開(kāi)而在沿筒的壁向上升高的涂料 中形成較厚的部分，否則這將導(dǎo)致涂料的不規(guī)則脫氣并因此在纖維網(wǎng)上 形成的涂層中出現(xiàn)缺陷。
本發(fā)明的方案改善了糊狀物的脫氣并提高了性能。該方案還使得可 進(jìn)行工藝對(duì)時(shí)間的歷程進(jìn)行監(jiān)控，并使得可基于這一監(jiān)控而控制工藝的 運(yùn)行參數(shù)。運(yùn)行參數(shù)包括筒3的轉(zhuǎn)速、容器部分ll、 12的真空度、在下 部容器部分的底部的液面高度，該高度受供給入筒的糊狀物的進(jìn)料速度 和己脫氣糊狀物離開(kāi)容器部分的排出速度的影響。
涂敷糊狀物的多級(jí)幕帳改善了脫氣，這意味著可以采用的絕對(duì)壓力 水平的下限比現(xiàn)有方案中的高，因而避免糊狀物品質(zhì)的惡化，該惡化可 能是由于壓力水平太低而導(dǎo)致糊狀物的一些組分可能蒸發(fā)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一實(shí)施方式，其中下部容器部分 12與圖3中的下部容器部分對(duì)應(yīng)。上部容器部分11被做成旋流分離器， 在那里進(jìn)行初步的脫氣。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一實(shí)施方式，其中下部容器部分 12與圖3中的下部容器部分對(duì)應(yīng)。上部容器部分11設(shè)有噴霧裝置23， 待脫氣的涂料從那里流出并形成滴狀物，由于真空的作用氣體會(huì)相對(duì)容 易地從滴狀物分離。
可以設(shè)想采用根據(jù)本發(fā)明的方案來(lái)對(duì)除涂料外的其它物質(zhì)進(jìn)行脫 氣，例如淤泥的脫氣。
權(quán)利要求
1.一種涂料脫氣的方法，在該方法中，涂料被供給入真空容器內(nèi)，該真空容器內(nèi)具有用于從涂料分離氣體的裝置，該方法中采用脫氣設(shè)備(10)，在該脫氣設(shè)備中形成兩個(gè)分離的隔室(11，12)，從而通過(guò)使用單個(gè)設(shè)備而分兩個(gè)不同階段進(jìn)行脫氣，所述方法的特征在于，在第二容器部分(12)內(nèi)設(shè)置有繞基本上垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的筒(3)，并且在該方法中，涂料被從第一容器部分(11)供給入所述筒(3)的底部區(qū)域，因此所述筒的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起涂料沿筒的內(nèi)壁上升并以抵觸著所述第二容器部分(12)的內(nèi)壁的薄膜的形式從所述筒的頂部邊緣排出，涂料從該頂部邊緣向下流動(dòng)，通過(guò)排出裝置而被導(dǎo)出所述設(shè)備。
2. —種涂料脫氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一容器部分(11)，該第一容器部分連接有用于在該第一容器部 分內(nèi)提供真空的裝置(5， 6)、將涂料供給到所述第一容器部分(11) 內(nèi)的裝置(4)、在所述第一容器部分內(nèi)對(duì)涂料進(jìn)行脫氣的裝置和從所述 第一容器部分排出涂料的裝置(4a);和第二容器部分(12)，該第二容器部分連接有用于在該第二容器部 分內(nèi)提供真空的裝置(5， 6)、將涂料供給到所述第二容器部分內(nèi)的裝 置(4)、在所述第二容器部分內(nèi)對(duì)涂料進(jìn)行脫氣的裝置和從所述第二容 器部分排出涂料的裝置(14)，其中涂料被設(shè)置成首先供給到發(fā)生第一脫氣階段的所述第一容器部 分(11)，然后從所述第一容器部分進(jìn)入發(fā)生第二脫氣階段的所述第二 容器部分(12)內(nèi)，其特征在于，在所述第二容器部分(12)內(nèi)設(shè)置有 繞基本上垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的筒(3)，將來(lái)自所述第一容器部分(11)的 涂料供給入所述筒的底部區(qū)域，因此所述筒的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)引起涂料沿所述 筒的內(nèi)壁上升并以抵觸著所述容器部分(12)的內(nèi)壁(12)的薄膜的形 式從所述筒的頂部邊緣排出，涂料從該頂部邊緣向下流動(dòng)，通過(guò)排出裝 置而被導(dǎo)出所述設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，涂料被設(shè)置成以梯級(jí)方 式沿所述筒(3)的內(nèi)壁上升，從而涂料將在至少兩個(gè)不同的梯級(jí)臺(tái)階(20， 21)上形成薄的、幕帳狀膜，因此涂料中的氣泡破裂和/或從將被進(jìn)一步 地導(dǎo)出所述第二容器部分的涂料中分離。
4. 如權(quán)利要求2至3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述容 器部分(11和/或12)中提供的絕對(duì)壓力大約為1 kPa到15kPa。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，在所述容器部分(11和/ 或12)中提供的絕對(duì)壓力大約為3kPa到15kPa。
6. 如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，涂料供給 裝置(4， 4a)包括噴嘴部分(24)，該噴嘴部分被設(shè)置在所述筒的底部 的中央?yún)^(qū)域附近，并且圍繞所述噴嘴部分設(shè)置有環(huán)形保護(hù)部分(25)以 防止涂料向旁邊濺開(kāi)。
7. 如權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第 一容器部分(11)內(nèi)設(shè)置有繞基本上垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的筒(3)，來(lái)自所 述第一容器部分的涂料被供給入所述筒的底部區(qū)域，因此所述筒的轉(zhuǎn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)引起涂料沿所述筒的內(nèi)壁上升并以抵觸著所述容器部分(11)的內(nèi) 壁的薄膜的形式從所述筒的頂部邊緣排出，涂料從該頂部邊緣向下流動(dòng)， 通過(guò)排出裝置導(dǎo)入到所述第二容器部分(12)。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，涂料被設(shè)置成以梯級(jí)方 式沿所述第一容器部分(11)中的所述筒(3)的壁上升，從而涂料將在 至少兩個(gè)不同的梯級(jí)臺(tái)階(20， 21)上形成薄的、幕帳狀膜，因此涂料 中的氣泡將破裂和/或從將被進(jìn)一步地導(dǎo)出所述第一容器部分的涂料中分 離。
9. 如權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第 一容器部分(11)內(nèi)設(shè)置有使氣體從涂料中分離的旋流分離器。
10. 如權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第 一容器部分(11)內(nèi)設(shè)置有噴霧裝置(22， 23)，用于將涂料以液滴形 式供給到所述第一容器部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涂料脫氣的方法和設(shè)備。在該方法中，涂料被供給入真空容器，該真空容器內(nèi)具有用于從涂料分離氣體的裝置。在該方法中采用了脫氣設(shè)備(10)，該脫氣設(shè)備形成有兩個(gè)獨(dú)立的隔室(11，12)，從而可通過(guò)使用單個(gè)設(shè)備而分兩個(gè)不同階段進(jìn)行脫氣。
文檔編號(hào)D21H23/78GK101351253SQ200680049504
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者埃羅·凱斯蒂, 埃薩·福斯騰 申請(qǐng)人:梅特索紙業(yè)有限公司