用于涂布機(jī)的排氣系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型的名稱(chēng)為用于涂布機(jī)的排氣系統(tǒng)。【技術(shù)領(lǐng)域】為用于涂布機(jī)的排氣系統(tǒng)，其中用于涂布機(jī)(B)的排氣系統(tǒng)(A)包含具有至少兩個(gè)壁(2)的框架(1)以及至少一個(gè)空氣出口(3)和至少一個(gè)空氣入口(4)，所述至少一個(gè)空氣出口(3)和所述至少一個(gè)空氣入口(4)設(shè)置在所述框架的相對(duì)端。技術(shù)效果是提供改善的空氣流容量，從而降低涂布機(jī)周?chē)沫h(huán)境空氣中溶劑的水平。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于涂布機(jī)的排氣系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及用于涂布機(jī)的集成的排氣系統(tǒng)。涂布機(jī)可用于在基材上沉積形成層。

【背景技術(shù)】
[0002]涂布機(jī)是眾所周知的且廣泛使用于工業(yè)涂布工藝中。涂布機(jī)包括例如噴涂機(jī)、狹縫模具涂布機(jī)(slot die coater)、浸涂機(jī)、氣溶膠涂布機(jī)(aerosol-coater)和棍涂機(jī)。棍涂機(jī)常用于將液體涂覆到部件的表面上。輥涂機(jī)可以用于涂覆液體粘合劑、漆、油和涂料諸如清漆或透明面漆。輥涂機(jī)可以具有許多形式，從簡(jiǎn)單的漆輥到具有多個(gè)輥的復(fù)雜涂布機(jī)。輥涂機(jī)的工作原理是將涂料層從輥表面轉(zhuǎn)移到基材表面。
[0003]例如，輥涂機(jī)可以用于將抗反射(AR)層沉積到透明基材上。用于形成層的材料通常是以液體涂料組合物的形式存在，該液體涂料組合物包含至少一種溶劑和組成涂料的多種組分，并且在涂料組合物涂覆到基材后將所涂覆的涂料層干燥并固化。
[0004]抗反射(AR)涂覆的基材可用于許多不同的應(yīng)用，例如用于藝術(shù)品和照片裝裱的的覆蓋(cover)片材、TV屏和其他顯示器、光照、建筑和園藝玻璃、太陽(yáng)能電池板的覆蓋片材等等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]在用于在基材上產(chǎn)生抗反射層的工藝中，所涂覆的涂料組合物通常具有非常低的粘度，并且僅包含少量的會(huì)形成最終固體層的組分，例如至多約10質(zhì)量％的固體含量。這意味著在制備最終涂層的工藝中，需要在涂料固化之前、涂料固化時(shí)或涂料固化之后去除大量的流體(溶劑)，而這種去除會(huì)導(dǎo)致包括過(guò)早蒸發(fā)在內(nèi)的多種問(wèn)題。此外，經(jīng)常需要在高溫下進(jìn)行熱處理來(lái)去除剩余的溶劑(水或有機(jī)基)和其他揮發(fā)性有機(jī)物。
[0006]大多數(shù)AR的涂料液體是基于醇-酸的體系，并且要求在涂布室中控制溫度和濕度。因此，任何排氣系統(tǒng)需要不影響此過(guò)程，且通常限制在最大1000m3/h。然而，其結(jié)果是揮發(fā)的醇和酸在涂布室中的環(huán)境空氣中積累，這會(huì)造成(工作)環(huán)境問(wèn)題。
[0007]在US2008/0241373A1中描述了在基材上制備AR涂層的方法，其包括以下步驟:a)提供液體涂料組合物，該液體涂料組合物包含二氧化硅前體、作為成孔劑的聚合二醇和具有不同沸點(diǎn)的至少兩種醇山)將涂料組合物涂覆于基材上；c)使醇從所涂覆的層蒸發(fā)；并且d)將涂料層熱固化。其表明，通過(guò)使用具有不同沸點(diǎn)的醇的混合物，能夠更好地控制溶劑蒸發(fā)，從而導(dǎo)致改進(jìn)的方法和產(chǎn)品一致性。
[0008]在W02012/107392中提供了在透明平坦的基材沉積AR層的方法，其中在涂布時(shí)以0.2至6m/s的流速向基材提供氣流，以減少涂布基材的邊緣區(qū)域中可見(jiàn)的缺陷的程度。
[0009]涂布技術(shù)和涂料組合物兩者均可以進(jìn)行微調(diào)，以減少表面缺陷和其他缺陷，并且得到具有均一的厚度和性質(zhì)的均勻?qū)印?br> [0010]輥涂機(jī)通常在涂布室中，這種涂布室可以包含若干個(gè)輥涂機(jī)。對(duì)于許多涂層、尤其是諸如AR-涂層的那些涂層來(lái)說(shuō)，需要控制環(huán)境中環(huán)境空氣的溫度和濕度，以使干燥的涂層具有良好的性質(zhì)，因此涂布室通常是關(guān)閉的，只有有限的空氣流過(guò)。然而當(dāng)溶劑蒸發(fā)并產(chǎn)生“廢氣”時(shí)，就會(huì)引起許多問(wèn)題。
[0011]例如，如果使用異丙醇(IPA)作為溶劑，則在生產(chǎn)時(shí)環(huán)境空氣中的IPA水平很容易達(dá)到高于1200ppm。高水平的廢氣不利于操作者健康，并且它們還能引起涂布機(jī)的腐蝕，并提高著火的危險(xiǎn)。因此，需要安全去除蒸發(fā)的溶劑，并且去除的方式不影響溫度和濕度控制，也不影響所得到的涂層的質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)的安全極限(limits)取決于所使用的溶劑。如果使用IPA，那么排氣系統(tǒng)優(yōu)選地能夠在涂布機(jī)周?chē)h(huán)境空氣中提供<500ppm IPA的水平，在涂布機(jī)周?chē)h(huán)境空氣中達(dá)到更優(yōu)選地<300ppm、最優(yōu)選地<200ppm的IPA。
[0012]在混涂過(guò)程中，以特定的流速向涂覆于基材上的涂料層提供氣流。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，需要最小約0.2m/s的流速來(lái)得到可見(jiàn)的改善，但過(guò)高的氣流會(huì)導(dǎo)致其他光學(xué)缺陷或表面不均勻。優(yōu)選地，以層狀氣流提供氣體，該層狀氣流是在平行的層中具有相對(duì)穩(wěn)定的速度的非瑞流流線(xiàn)型流動(dòng)。
[0013]出于這些原因，平均氣體流速優(yōu)選地為至少約0.3,0.5,0.7,0.9或1.0m/s，但至多約 5.5、5、4.5、4、3.5 或 3m/s。
[0014]在本申請(qǐng)的方法中，這種氣流可以通過(guò)經(jīng)由合適的入口(例如導(dǎo)管和/或噴嘴)使氣體進(jìn)入來(lái)產(chǎn)生，和/或通過(guò)經(jīng)由出口使氣體排出來(lái)產(chǎn)生。
[0015]在根據(jù)本申請(qǐng)的方法中，氣流可以沿完整的基材橫截面來(lái)提供，但具體地氣體應(yīng)當(dāng)至少沿邊緣和相鄰區(qū)域流動(dòng)，以減少邊緣缺陷；優(yōu)選地氣體至少在離基材邊緣約25、20或15mm的整個(gè)區(qū)域內(nèi)流動(dòng)。在操作根據(jù)本申請(qǐng)的方法的一個(gè)優(yōu)選的方式中，氣流至少在邊緣上局部地產(chǎn)生。更優(yōu)選地，這種局部流動(dòng)與覆蓋完整基材寬度的整個(gè)表面的流動(dòng)組合，導(dǎo)致在邊緣區(qū)域具有高流速的流動(dòng)梯度，但在所指示的極限內(nèi)。通常，在這種過(guò)程中，以比氣體流速小得多的速率移動(dòng)或輸送基材。在輥涂過(guò)程中，這種氣流還可以連續(xù)地提供，優(yōu)選地相對(duì)靠近且平行于輥式涂覆器。
[0016]額外的氣流可以通過(guò)風(fēng)扇或氣刀來(lái)提供，并且可以與基材運(yùn)動(dòng)方向平行或反平行、和/或與基材運(yùn)動(dòng)方向垂直或成一定角度。對(duì)于大型干燥應(yīng)用來(lái)說(shuō)，氣刀是有效且節(jié)能的傳遞壓縮空氣的方法。使用本申請(qǐng)的排氣系統(tǒng)可以獲得在空氣內(nèi)部和氣罩中無(wú)阻塞的層狀氣流?？諝獾淖枞梢鹜牧鳎牧骺蓪?dǎo)致涂層表面上的缺陷。
[0017]優(yōu)選地，在根據(jù)本申請(qǐng)的方法中，所使用的氣體對(duì)涂料組合物是化學(xué)惰性的，并且已經(jīng)進(jìn)行過(guò)濾，以去除可對(duì)涂層質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響的任何顆粒。氣流被認(rèn)為主要控制溶劑從經(jīng)涂覆的涂料層的蒸發(fā)。
[0018]如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，能夠使用任何合適的氣體組合物。實(shí)例包括氣體諸如氮?dú)饣虬獨(dú)獾幕旌衔?。?yōu)選地，氣體是具有至多70%、更優(yōu)選地至多60、50、40、30或20%的相對(duì)濕度的空氣。低濕度的流經(jīng)空氣流將有利于控制溶劑(包括水)從經(jīng)涂布的基材的蒸發(fā)，并且進(jìn)一步減少邊緣缺陷。
[0019]氣體的溫度并不特別關(guān)鍵，只要其是恒定的即可，以確保恒定且可重現(xiàn)的涂層干燥。
[0020]例如，液體涂料組合物沉積于透明平坦的基材上。合適的基材包括無(wú)機(jī)玻璃(例如硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、玻璃陶瓷、氧化鋁硅酸鹽玻璃)，聚合物(如衍生自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三乙酰纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯的那些)，和復(fù)合材料，如層壓板。
[0021]液體涂料組合物包含至少一種溶劑。溶劑指的是以溶解、分散或乳化或膠體狀態(tài)容納其他涂料組分的液體組分，因而也可稱(chēng)為稀釋劑。
[0022]溶劑的例子包括可與水混溶的那些或者至少能夠溶解一定量水的那些。實(shí)例包括有機(jī)溶劑，諸如酮、酯、醚、醇及其混合物。優(yōu)選地，溶劑是醇、更優(yōu)選地低級(jí)脂肪醇，諸如甲醇、乙醇、丙醇、異丙基醇(異丙醇)或丁醇。乙醇和異丙醇是特別優(yōu)選的溶劑。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1示出了包含單個(gè)組件排氣系統(tǒng)的實(shí)施方式I。
[0024]圖2示出了其中排氣系統(tǒng)包含前蓋和后蓋的實(shí)施方式2。
[0025]圖3示出了實(shí)施方式2的模塊化組件。
[0026]圖4示出了其中包含空氣流引導(dǎo)板的實(shí)施方式3。

【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施方式1:如圖1中所示，提供了用于涂布機(jī)⑶的排氣系統(tǒng)(A)，其包含具有三個(gè)壁⑵的框架(I)以及兩個(gè)空氣出口(3)和一個(gè)空氣入口(4)，其中空氣出口和空氣入口設(shè)置在框架的相對(duì)端。框架優(yōu)選地為矩形的，因?yàn)檫@樣允許靈活的模塊化設(shè)計(jì)，但其他框架形狀諸如多邊形或蝴蝶形框架也是可行的。排氣系統(tǒng)可以由包括金屬、經(jīng)涂布的金屬和聚合物在內(nèi)的任意材料制成。優(yōu)選地，排氣系統(tǒng)由能夠使系統(tǒng)輕便且耐腐蝕的聚合物制成。在使用時(shí)，空氣出口(3)與管相連，以使得排出的空氣能夠安全地從室(附圖中均未示出)內(nèi)去除。
[0028]空氣入口⑷可以具有與框架相同的尺寸，或者優(yōu)選地如圖1中所示，空氣入口是帶凸緣(5)的(flanged)，從而使得當(dāng)運(yùn)用氣刀時(shí)允許更受控的空氣流。優(yōu)選地提供具有上部開(kāi)口部分￠)的框架。這使得框架非常輕，這意味著一個(gè)操作員就能夠?qū)⒖蚣芊胖玫捷佂繖C(jī)上。如果框架具有上部開(kāi)口部分￠)，那么在將排氣系統(tǒng)放置到涂布機(jī)上之后框架的上部開(kāi)口部分(6)是封閉的。這可以通過(guò)例如使用塑料或金屬蓋或者使用塑料片材來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0029]使用具有上部開(kāi)口部分的框架的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，框架能夠與諸如涂布器的輥隔室[B]的蓋相連，并且去除蓋就可以通往輥和框架的內(nèi)部，而不必拆卸排氣系統(tǒng)。
[0030]通常，在壁⑵與涂布機(jī)的表面之間具有5cm至2_范圍內(nèi)的小間隙，以使得基材能夠容易地運(yùn)動(dòng)穿過(guò)涂布機(jī)。此間隙能夠按需要來(lái)調(diào)節(jié)，例如通過(guò)使用帶材來(lái)控制縫隙。
[0031]實(shí)施方式2:在圖2中示出了用于涂布機(jī)(B)的排氣系統(tǒng)(A)的優(yōu)選實(shí)施方式，該排氣系統(tǒng)由包含前蓋(7)和后蓋(8)的多個(gè)模塊化組件組成。模塊化組件也示于圖3中。
[0032]圖2和圖3中所示的前蓋(7)包含至少兩個(gè)空氣出口(3)。根據(jù)涂布機(jī)的尺寸，可以?xún)?yōu)選地具有I至10個(gè)、更優(yōu)選地2至6個(gè)空氣出口。更多的具有更小尺寸的出口使得空氣流更均勻。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)空氣出口⑶的數(shù)量和尺寸，以得到>200m3/hr且更優(yōu)選地>500m3/hr的空氣流容量。最大空氣流動(dòng)容量取決于涂布機(jī)的尺寸、涂料組合物和涂層的厚度，并且通常為<5000m3/hr且更優(yōu)選地<2500m3/hr，以提供進(jìn)入與離開(kāi)排氣系統(tǒng)的空氣之間的平衡。
[0033]圖3中所示的前蓋(7)包含兩個(gè)板(9)，板(9)用于可拆卸地將前蓋(7)固定于涂布機(jī)。前蓋(7)可以只包含一個(gè)板，也可以包含超過(guò)兩個(gè)板，其中板用于可拆卸地將前蓋
(7)固定于涂布機(jī)。
[0034]優(yōu)選地，后蓋(8)包含兩個(gè)或多個(gè)模塊化組件，模塊化組件包括空氣出口組件
(10)和空氣入口組件(11)。后蓋(8)還可以包含框架組件(12)。模塊化的組件可以容易地連接，例如通過(guò)將各組件彼此緊靠放置、將各組件扎在一起、或者使用滑片(slide)和狹縫將它們連接在一起。模塊化組件使得排氣系統(tǒng)可以很容易地與涂布機(jī)集成在一起。
[0035]實(shí)施方式3:在圖4中示出了后蓋⑶的空氣出口組件(10)的實(shí)施方式，其包含含有多個(gè)孔(14)的額外的板(13)，以有助于空氣流。板(13)可以由包括金屬、經(jīng)涂布的金屬或聚合物在內(nèi)的任意材料制成。優(yōu)選地，板包含多個(gè)均勻間隔的孔。優(yōu)選地，孔直徑在I至10mm、更優(yōu)選地1.5至8mm以及最優(yōu)選地2至7mm范圍內(nèi)。優(yōu)選地,板表面區(qū)域的20至50 %、更優(yōu)選地25至35 %是開(kāi)放的。
【權(quán)利要求】
1.用于涂布機(jī)(B)的排氣系統(tǒng)(A)，其特征在于包含具有至少兩個(gè)壁(2)的框架(I)以及至少一個(gè)空氣出口(3)和至少一個(gè)空氣入口(4)，所述至少一個(gè)空氣出口(3)和所述至少一個(gè)空氣入口(4)設(shè)置在所述框架的相對(duì)端。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣入口是帶凸緣(5)的。
3.如權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述框架的上部(6)是封閉的。
4.如權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣系統(tǒng)由多個(gè)模塊化組件組成，所述模塊化組件包含前蓋(X)和后蓋(8)。
5.如權(quán)利要求4所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述前蓋(7)包含至少一個(gè)空氣出口⑶。
6.如權(quán)利要求5所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述前蓋(7)包含至少一個(gè)板(9)，所述板(9)用于可拆卸地將前蓋(7)固定于涂布機(jī)。
7.如權(quán)利要求5所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述后蓋(8)包含兩個(gè)或多個(gè)模塊化組件，所述模塊化組件包括空氣出口組件(10)和空氣入口組件(11)。
8.如權(quán)利要求7所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述后蓋(8)還包含框架組件(12)。
9.如權(quán)利要求7所述的排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣出口組件(10)還包含含有多個(gè)孔的板(13)。
10.涂布機(jī)，其特征在于包含如權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)。
11.輥涂機(jī)，其特征在于包含如權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】B05C11/00GK204074400SQ201420370099
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】格拉爾杜斯·厄本, 朱紅軍, 王曉亮, 高瑞 申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司