專(zhuān)利名稱(chēng)：涂覆底材的干燥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳送物體和能量并干燥一底材上的涂層的方法和設(shè)備。本發(fā)明尤其涉及在一封閉的區(qū)域中傳送物體和能量并干燥底材。
背景技術(shù)：
干燥諸如坯片之類(lèi)的涂覆或涂層底材需要向涂層提供能量，隨后去除蒸發(fā)的液體。從涂層中蒸發(fā)的液體可以是任何包括諸如有機(jī)溶劑物系和包括水基溶劑物系的無(wú)機(jī)體系的的溶劑。對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射和微波能量可用來(lái)向涂覆或涂層坯片提供能量。外加對(duì)流和壓力氣流可用來(lái)去除被蒸發(fā)的液體。外加對(duì)流可稱(chēng)為輸入功率所產(chǎn)生的和故意引起的對(duì)流。它排除僅僅由坯片的移動(dòng)引起的對(duì)流、自然對(duì)流和其他不可避免的力引起的對(duì)流。在某些蒸汽是無(wú)毒性的諸如水蒸發(fā)的情況中，蒸汽可通過(guò)閃蒸排出到環(huán)境大氣中而被去除。
在傳統(tǒng)的干燥技術(shù)中，需要大量的惰性或非惰性氣體來(lái)去除從氣/液界面中蒸發(fā)的液體。這些干燥器在要干燥的涂覆坯片與容納大量氣流的干燥殼體的頂部之間需要大的空間。在氣/液界面上，干燥取決于擴(kuò)散、對(duì)流、因坯片移動(dòng)和沖擊空氣流所形成的邊界層氣流、蒸汽粘度以及液體與蒸汽的狀態(tài)變化對(duì)流等因素。這些現(xiàn)象直接在涂覆坯片的上方發(fā)生，一般在表面的15厘米范圍之內(nèi)。由于傳統(tǒng)干燥器在涂覆坯片之上有一大的空間，它們只能控制大量氣流的的平均速度和溫度，它們控制在氣/液界面附近的這些現(xiàn)象的能力是有限的。
對(duì)于有機(jī)溶劑物系，這些大氣流中的蒸汽濃度保持在較低的程度，一般為1-2％，保留在蒸汽/氣體混合物的可燃極限之下。這些大氣流是用來(lái)去除處理過(guò)程中所蒸發(fā)的液體。封閉、加熱、加壓和控制這些氣流的費(fèi)用占了干燥器成本的主要部分。省去對(duì)這些大氣流的需求將是極有利的。
這些氣流被引到冷凝系統(tǒng)，以在排出之前用大的熱交換器或具有刮片的激冷軋輥分離蒸汽。這些冷凝系統(tǒng)距離大量氣流中的涂覆坯片相當(dāng)遠(yuǎn)。由于在這種氣流中的低蒸汽濃度，這些系統(tǒng)體積大，成本高，而且必須在低溫下工作。把冷凝系統(tǒng)靠近涂覆底材是比較有利的，因?yàn)槟莾旱恼羝麧舛雀摺５?，傳統(tǒng)的熱量交換器是通過(guò)重力來(lái)排除冷凝液體而回到涂層表面，所以除非它們是傾斜的或有一個(gè)收集容器，就會(huì)影響制品質(zhì)量。如果它們有一個(gè)收集容器，它們就能脫離高濃度的坯片表面。如果它們是傾斜的，液滴可能仍然是個(gè)問(wèn)題。此外，傳統(tǒng)的熱交換器不是平的，以便跟隨坯片路徑和控制干燥工況。
美國(guó)專(zhuān)利第4,365,423號(hào)描述了一種干燥系統(tǒng)，該干燥系統(tǒng)在要干燥的坯片上使用一種有小孔的表面，使涂層免遭由大氣流產(chǎn)生的湍流的影響而避免斑紋的出現(xiàn)。但是，這種系統(tǒng)不能消除外加對(duì)流，需要使用第二級(jí)低效率的溶劑回收，干燥速度下降。此外，由于干燥速度下降，該專(zhuān)利指出僅對(duì)5-25％的干燥器長(zhǎng)度使用這種保護(hù)。
德國(guó)Offenlegungeschrift的專(zhuān)利第4009797號(hào)描述了一種在一干燥外殼內(nèi)的以去除蒸發(fā)液體的溶劑回收系統(tǒng)。一具有刮片的激冷軋輥安裝在坯片表面之上，并去除呈液態(tài)的蒸汽。沒(méi)有外加對(duì)流去除蒸發(fā)液體。但是，軋輥僅僅處在干燥器長(zhǎng)度上的一小段的表面附近的高蒸汽濃度區(qū)。它不能對(duì)氣/液界面的狀況提供最理想的控制。事實(shí)上，當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它可能在坯片表面附近形成湍流。此外，當(dāng)涂覆坯片的一系列平坦的表面移動(dòng)通過(guò)干燥器時(shí)，該系統(tǒng)的形狀不能與之相適應(yīng)。因此，該系統(tǒng)在用一個(gè)小的平面間隙去控制干燥狀況的情況下是不能運(yùn)行的，并不能達(dá)到最佳的冷凝效率。
英國(guó)專(zhuān)利第1401041號(hào)描述了一種溶劑回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)沒(méi)有傳統(tǒng)干燥所需的大氣流，它使用在涂覆底材附近的加熱和冷凝板工作。溶劑在冷凝板上冷凝，隨后冷凝的液體因重力排到一收集裝置中。這種設(shè)備僅僅是通過(guò)重力來(lái)去除冷凝表面上的液體。因此，冷凝表面不能放在涂覆底材的上方，因?yàn)橹亓?huì)使冷凝的液體回到涂覆底材上。在附圖和討論(第3頁(yè)，第89-92行)中，把冷凝表面描述成是垂直的，或?qū)τ谕扛驳撞膩?lái)講，涂覆側(cè)面朝下，在冷凝表面之上。對(duì)底材底側(cè)施加一涂層或在施加涂層之后把底材翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)在工業(yè)上不是可取的方法。在一翻過(guò)來(lái)的位置涂覆并在干燥之前把涂覆底材翻過(guò)來(lái)會(huì)形成涂層缺陷。這些限制大大地降低了干燥方法的靈活性，為了使它適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)制造方法，必然會(huì)使成本上升。垂直或翻過(guò)來(lái)干燥的這種要求很有可能是這種方法在工業(yè)上不適用或不討論的原因。
英國(guó)專(zhuān)利第1401041號(hào)(在第2頁(yè)第126行至第3頁(yè)第20行)也描述了采用在冷凝表面生成液膜層以及生成液滴的這種方法的問(wèn)題。由于“這樣形成的液膜14使厚度朝冷凝器的下端增加”，所以冷凝表面的長(zhǎng)度受到這種表面層的加厚和穩(wěn)定性的限制。限制冷凝表面的長(zhǎng)度將限制干燥器的長(zhǎng)度或有未干燥的涂層退離干燥系統(tǒng)。這就會(huì)有一些溶劑蒸汽進(jìn)入大氣、干燥現(xiàn)象失控和產(chǎn)生缺陷的不希望有的效果。另外的限制是為了防止冷凝液膜與底材接觸以及防止液滴接觸底材，冷凝表面到涂層表面的距離“很難在5毫米左右以下”。
該系統(tǒng)對(duì)垂直或翻過(guò)來(lái)干燥的限制限制了干燥器的長(zhǎng)度，不能與涂覆底材相距理想距離進(jìn)行工作，使該系統(tǒng)不足以達(dá)到所需的干燥利益。
為了干燥涂覆底材，需要有一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)?液界面附近的狀況提供有所改進(jìn)的控制，該系統(tǒng)能夠省去用外加對(duì)流傳送蒸發(fā)液體的要求。還需要一個(gè)在有與底材相鄰的小間隙的情況下進(jìn)行工作的系統(tǒng)。
發(fā)明概要本發(fā)明是一種傳送物體和能量并干燥一涂覆底材的方法和設(shè)備。一冷凝表面與底材相鄰，位于該底材要干燥的一側(cè)(具有涂層的那一側(cè))。涂覆底材中的液體被蒸發(fā)，隨后在沒(méi)有外加對(duì)流的情況下在冷凝表面上冷凝。被冷凝的液體遷離冷凝表面，而它仍然是液體。
在冷凝表面上形成一凝液薄膜層，以防止凝液生成液滴，并防止凝液搭接到底材。
冷凝表面與底材之間的距離小于5mm。在另一實(shí)施例中，冷凝表面在底材之上。在又一實(shí)施例中，冷凝液體被送到冷凝表面的側(cè)邊緣。
用重力可至少去除部分冷凝液體。冷凝表面傾斜于涂覆底材的至少一個(gè)橫向側(cè)面。重力傳送冷凝表面上的冷凝液。此外，可用表面張力或毛細(xì)力，例如用有小孔的材料，來(lái)去除冷凝的液體。
可使用多個(gè)冷凝表面。一個(gè)是位于上面的并傾斜于涂覆底材的至少一個(gè)橫向側(cè)面的冷凝臺(tái)板，其它的是具有上和下表面的若干薄片。這些薄片位于冷凝臺(tái)板下面，使它們偏離水平面傾斜，它們的下邊緣面對(duì)冷凝臺(tái)板的下邊緣。這些薄片彼此重疊，并在重疊區(qū)間隔開(kāi)。
在另一實(shí)施例中，冷凝臺(tái)板有一冷凝板和一有小孔的薄片，該薄片有一上表面和一下表面，位于冷凝臺(tái)板之下并與冷凝臺(tái)板分開(kāi)一定距離。有小孔薄片的上表面和下表面形成冷凝表面?？梢赃x擇冷凝臺(tái)板與有小孔薄片之間的空間寬度、薄片中的小孔尺寸和有小孔薄片上的空隙面積與實(shí)心面積之比，以形成表面張力，使凝液留在冷凝表面上。
控制間隙高度和涂覆底材與冷凝表面之間的溫差來(lái)控制干燥速度。
冷凝表面可形成在一固定的或轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶上?；蛘?，冷凝表面由任何類(lèi)型的平的或帶槽的板、管子、葉片或其它形狀的材料所形成。冷凝表面可由一有小孔板所形成，該有小孔板用楊-拉普拉斯(Young-Laplace)表面張力來(lái)留住凝液，并用毛細(xì)力傳送凝液。
如果冷凝表面使冷凝的液體縱向流動(dòng)，可用一收集系統(tǒng)來(lái)收集液體或在冷凝表面上的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)該液體。在冷凝表面上的諸如肋條的結(jié)構(gòu)可限制凝液的上升，并防止液滴的生成。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的干燥設(shè)備的立體圖。
圖2是圖1設(shè)備的側(cè)視圖。
圖3是沿圖1的3-3線截取的剖面圖。
圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的干燥設(shè)備的立體圖。
圖5是圖4設(shè)備的側(cè)視圖。
圖6是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的立體圖。
圖7是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的剖視圖。
圖8是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的剖視圖。
圖9是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的剖視圖。
圖10是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的側(cè)面示意圖。
圖11是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的剖視圖。
圖12是本發(fā)明又一實(shí)施例的一冷凝臺(tái)板的仰視圖。
圖13是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的俯視圖。
圖14是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的俯視圖。
圖15是本發(fā)明又一實(shí)施例的干燥設(shè)備的側(cè)視圖。
圖16是本發(fā)明的一側(cè)面示意圖，它示出了可調(diào)變量。
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的系統(tǒng)是傳送物體和能量并干燥一諸如移動(dòng)坯片的涂覆底材上的涂層的一種方法和設(shè)備，其中一冷凝表面在涂覆底材之上形成一小的受控環(huán)境間隙(controlled-environment gap)。在干燥過(guò)程中發(fā)生的其它物理和化學(xué)現(xiàn)象，諸如化學(xué)反應(yīng)、固化和狀態(tài)相變，也受到本發(fā)明的影響。
在圖1、2和3的實(shí)施例中，干燥(加熱液體把它蒸發(fā)成蒸汽(或汽化液體)，把蒸汽移離坯片，冷凝蒸汽，把冷凝的蒸汽(也稱(chēng)凝液)移離坯片)是在不需要與傳統(tǒng)干燥方法相對(duì)應(yīng)的外加氣體對(duì)流的情況下發(fā)生的。這樣就減少了與許多精密涂層相關(guān)聯(lián)的斑紋生成，并能以加大的干燥速度來(lái)干燥。在圖4-15的實(shí)施例中，從坯片中去除蒸發(fā)的液體至少是在不需要外加氣體對(duì)流的情況下發(fā)生的。這種系統(tǒng)的所有形式都能對(duì)在氣/液界面附近發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行有改進(jìn)的控制，并達(dá)到較高的液體回收效率。
所有形式采用冷凝來(lái)去除間隙中的被蒸發(fā)的液體，該間隙基本上是平的，不需要外加對(duì)流力，而且周?chē)徒缑鎸訉?duì)流力達(dá)到最小。干燥系統(tǒng)具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樾纬梢粋€(gè)鄰近涂層表面的小的、環(huán)境受控的間隙，省略了由干燥機(jī)構(gòu)外加對(duì)流的要求。在某些產(chǎn)品中，涂層在干燥過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或其它物理和化學(xué)作用。在干燥過(guò)程中不管是否有這些作用，干燥系統(tǒng)都有效運(yùn)轉(zhuǎn)。干燥期間，干燥系統(tǒng)會(huì)影響這些作用。一個(gè)例子是分散或溶解在一種溶劑中的濕態(tài)固化聚合物，由于干燥大氣具有濕度，這種聚合物在干燥過(guò)程中受到了不利的影響。由于本發(fā)明在涂層表面之上形成了一小的、受控環(huán)境間隙，在干燥大氣中提供一受控濕度以改進(jìn)這些聚合物的固化就變得相當(dāng)簡(jiǎn)單。通過(guò)改進(jìn)對(duì)干燥現(xiàn)象的控制和在涂覆表面之上形成一小的、受控環(huán)境間隙，就有許多其它應(yīng)用，能使在干燥過(guò)程中發(fā)生的其它物理和化學(xué)作用成為有利的。
在另一方法中，干燥系統(tǒng)可與外加對(duì)流組合，該外加對(duì)流是通過(guò)迫使氣體縱向、橫向或其它任何方向流過(guò)涂層而產(chǎn)生的。這可對(duì)在涂覆表面之上的大氣提供另外的物質(zhì)傳送或其它改變。當(dāng)外加對(duì)流無(wú)損于產(chǎn)品的性能時(shí)，可使用這種方法。
發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在干燥底材時(shí)，當(dāng)冷凝表面到涂覆底材的距離小于5毫米時(shí)，干燥具有顯著的提高，干燥速度增加。在能夠顯著提高對(duì)干燥的控制方面，英國(guó)專(zhuān)利第1401041號(hào)的系統(tǒng)實(shí)際上是不行的。
可以使用各類(lèi)冷凝結(jié)構(gòu)，例如任何類(lèi)型不管是平的還是不平的、多孔的還是非多孔的、做成結(jié)構(gòu)的還是沒(méi)有結(jié)構(gòu)的或諸如管子或葉片的其它形狀的板。冷凝表面結(jié)構(gòu)可以組合大、中和小規(guī)模幾何形和尺寸。板包括固定的或運(yùn)動(dòng)的臺(tái)板、有或沒(méi)有液體刮除器的運(yùn)動(dòng)傳送帶和類(lèi)似的裝置。冷凝結(jié)構(gòu)與坯片平行，或與坯片對(duì)齊，并具有平的或彎曲的表面。
冷凝表面必需滿(mǎn)足三個(gè)指標(biāo)。第一，它必需能傳送足夠的能量來(lái)去除冷凝的潛熱。第二，凝液必需至少部分弄濕冷凝表面。第三，冷凝表面必需防止冷凝的蒸汽(凝液)回到坯片的涂覆表面。與冷凝表面相關(guān)聯(lián)的是冷凝液膜的有效臨界厚度，它是液膜開(kāi)始出現(xiàn)不均勻性的標(biāo)志。該厚度是冷凝表面的材料、幾何形狀、尺寸、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、取向、構(gòu)造和其它因素以及凝液的物理性能(諸如表面張力、密度和粘度)的函數(shù)。系統(tǒng)的另一個(gè)特征是凝液的傳送和去除。這要保持一冷凝液膜厚度小于有效臨界厚度，而且是通過(guò)毛細(xì)力、重力、機(jī)械力或這些力的多種組合來(lái)達(dá)到。
毛細(xì)力或毛細(xì)壓力可以說(shuō)成是作用在彎曲的彎液面(meniscus)中的表面張力的合力，它取決于稱(chēng)為楊-拉普拉斯方程式的毛細(xì)作用的基本方程式。楊-拉普拉斯方程式是ΔP＝σ(1/R1+1/R2)，式中，ΔP是界面上的壓降，σ是表面張力，R1和R2是界面曲率的主要半徑。毛細(xì)作用在Adamson，A.W.的“表面物理化學(xué)，第4版”(John Wiley & Sons公司，1982)中有詳細(xì)討論。圖1、2、4、5、9、10和11示出了用毛細(xì)力以及其他力從冷凝表面去除冷凝液的例子。
重力起因于流體物質(zhì)在引力場(chǎng)中的位置，即靜壓頭(hydrostatic head)。圖7、8、10和12示出了示出了用重力以及其他力從冷凝表面去除冷凝液的例子。
還可用其他機(jī)構(gòu)去除冷凝表面的冷凝液，以防冷凝液回到底材。例如，可使用諸如擦拭器、傳動(dòng)帶、刮除器、泵送系統(tǒng)或任何組合去除冷凝液。圖6、13、14和15示出了示出了用機(jī)械力以及其他力從冷凝表面去除冷凝液的例子。
圖1、2和3示出一使用兩個(gè)臺(tái)板的設(shè)備。圖4和5示出使用一個(gè)臺(tái)板的設(shè)備。在這兩種類(lèi)型中，一個(gè)臺(tái)板有一個(gè)與坯片的涂層表面相距很近的冷凝傳送表面。相距的距離最好小于15-20厘米。小于5毫米的距離具有更多的優(yōu)點(diǎn)。該距離可達(dá)到小于0.5毫米、甚至小到0.1毫米以及更小。
在圖1和2中，設(shè)備10包括一被冷卻的冷凝臺(tái)板12，該冷凝臺(tái)板12與一被加熱的臺(tái)板12分開(kāi)。冷凝臺(tái)板12的溫度設(shè)定在可高于或低于周?chē)鷾囟鹊腡1，被加熱的臺(tái)板14的溫度設(shè)定在可高于或低于周?chē)鷾囟鹊腡2。涂覆的坯片16的溫度為T(mén)3。坯片的位置由坯片16的各個(gè)上涂料的表面與冷凝臺(tái)板和被加熱的臺(tái)板之間的距離h1和h2所限定。圖16示出這些變量的相互位置。冷凝臺(tái)板與任何被加熱的臺(tái)板之間的總間隙h是h1、h2和涂覆坯片的厚度的總和。具有一涂層18的坯片16在兩臺(tái)板之間以任一速度移動(dòng)?；蛘?，坯片固定，而整個(gè)設(shè)備10移動(dòng)，或坯片和設(shè)備都移動(dòng)。臺(tái)板固定在設(shè)備內(nèi)。被加熱的臺(tái)板14位于坯片16的非涂覆側(cè)，或與坯片接觸，或在坯片與該臺(tái)板之間有一個(gè)小的間隙h2。冷凝臺(tái)板12位于坯片16的涂覆側(cè)，坯片與該臺(tái)板之間有一個(gè)小的間隙h1。冷凝臺(tái)板12和被加熱的臺(tái)板14省去了在坯片16之上和之下施加對(duì)流力的要求。通過(guò)調(diào)節(jié)溫度T1、T2和距離h1、h22來(lái)控制干燥。
固定或可動(dòng)的冷凝臺(tái)板12置于涂層表面的附近(諸如距離10厘米、5厘米遠(yuǎn)或更近)。臺(tái)板的設(shè)置能夠相鄰?fù)扛才髌纬梢恍〉拈g隙。間隙基本上是恒定的，這樣允許少量的對(duì)流或擴(kuò)散。此外，盡管在冷凝表面上有任何槽(下面將要討論的，但間隙基本上是不變的。臺(tái)板的方位不是關(guān)鍵問(wèn)題。冷凝臺(tái)板12可在坯片之上(如圖1、2、4和5-9所示)、在坯片之下(涂層在坯片的下表面)，系統(tǒng)可與坯片垂直或以包括在坯片輸送方向的軸線周?chē)鷥A斜在內(nèi)的任何其它角度工作。
被加熱的臺(tái)板14提供能量，所以不需把對(duì)流通過(guò)坯片16施加到涂層18上而蒸發(fā)涂層18中的液體，以干燥該涂層。能量的傳播是通過(guò)具有高的熱傳播率的導(dǎo)熱、輻射和對(duì)流的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這樣可以蒸發(fā)坯片16上的涂層18中的液體。然后從涂層18中蒸發(fā)的液體(通過(guò)擴(kuò)散和對(duì)流)穿過(guò)在坯片16與冷凝臺(tái)板12之間的間隙h1而冷凝在冷凝臺(tái)板12的下表面上。
如圖3所示，冷凝臺(tái)板12的下表面是冷凝表面22并具有橫向的敞開(kāi)通道或槽24，這些槽通過(guò)毛細(xì)力防止冷凝的液體因重力而回到涂層，并使冷凝液體側(cè)向流到邊緣板26。槽可以是三角形的、矩形的、圓形的或其它更復(fù)雜的形狀或是這些形狀的組合。槽的材料、幾何形狀和尺寸被設(shè)計(jì)成適應(yīng)所需的物體流動(dòng)和凝液的物理性能諸如表面張力、粘度和密度。
一特定類(lèi)型的冷凝表面是一種具有帶角的敞開(kāi)通道或槽的表面。這種類(lèi)型的毛細(xì)冷凝表面，在圖3中作為例子示出的，是一種幾何形的特定表面，這種表面可用肯克斯-弗英不等式(Concus-Finn Inequality)(國(guó)家科學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)刊、第63，292-299(1996)卷由肯克斯.P.和弗英.R.撰寫(xiě)的“楔形物中毛細(xì)表面的狀態(tài)”(On the Behavieo of a Capillary Surface in a Wedge))設(shè)計(jì)，即α+θs＜90°，式中α是任何角隅的夾角的一半，θs是氣體/液體/固體靜態(tài)接觸角。靜態(tài)接觸角取決于液體對(duì)在氣體中的一給定表面的材料的表面張力。如果不滿(mǎn)足不等式，則界面是有界的；如果滿(mǎn)足不等式，界面沒(méi)有一有限平衡位置(a finite equilibriumposition)，而且彎液面無(wú)界。在后一種情況下，液體通過(guò)毛細(xì)管無(wú)限地向前或到通道或槽的端部。當(dāng)涂層中液體有一種表面張力大的諸如水時(shí)，開(kāi)有角形槽的表面是有益的。Lopez de Ramos，A.L.在圖撒(Tulsa)大學(xué)的哲學(xué)博士學(xué)位論文“在多孔媒介中提高CO2擴(kuò)散的毛細(xì)管”(Capillary Enhanced Diffusion of CO2inPorous Media)中詳細(xì)討論了具有角的毛細(xì)表面。
槽24還可以是縱向的或在任何其它方向。如果槽在縱向，一適當(dāng)?shù)氖占到y(tǒng)放在槽的端部，以防冷凝液落到涂層表面18。該實(shí)施例限制了冷凝臺(tái)板12的長(zhǎng)度，還限制了最小間隙h1。
當(dāng)液體到達(dá)槽24的端部時(shí)，該液體與邊緣板26和冷凝表面22之間的角交會(huì)。一液體彎液面形成和出現(xiàn)一把凝液從冷凝表面抽到至少一個(gè)邊緣板的低壓力區(qū)。重力克服了彎液面中的毛細(xì)力，該液體沿邊緣板26的表面以液膜或液滴28向下流。各邊緣板26可與任何冷凝表面(不僅一個(gè)有槽)一起使用。液滴28從每一邊緣板26滴下，并收集在收集裝置(未示出)中，例如，一開(kāi)有槽的管子可放置在每一邊緣板26的底部邊緣的周?chē)?，以收集液體并把它引到一容器中。所示的邊緣板26完全在與冷凝臺(tái)板的冷凝表面的端部接觸的狀態(tài)下。但是，邊緣板可以與冷凝臺(tái)板相鄰而不與它們接觸，只要它們功能上接近，足以接收冷凝的液體就可以了。
或者，不必把冷凝液完全從臺(tái)板上除掉，只要從冷凝表面22上除掉，或至少防止回到坯片16。此外，雖然邊緣板26可與冷凝表面14相交一個(gè)角度，但圖中所示的邊緣板26與冷凝表面14垂直，而且邊緣板25是平滑、帶槽、多孔或其它的材料。
被加熱的臺(tái)板14和冷凝臺(tái)板12包括諸如通槽的內(nèi)通道。熱輸送流體由一外加熱系統(tǒng)加熱，并通過(guò)通道循環(huán)，以設(shè)定被加熱臺(tái)板14的溫度T2。同樣的或不同的熱輸送流體由一外冷卻器冷卻并通過(guò)通道循環(huán)，以設(shè)定冷凝臺(tái)板12的溫度T1。還可使用其它的加熱臺(tái)板14和冷卻臺(tái)板12的機(jī)構(gòu)。
圖4和5的設(shè)備30除了沒(méi)有加熱臺(tái)板之外與圖1-3的設(shè)備相似。在設(shè)備30中，以任何加熱方法或是傳導(dǎo)、輻射、微波、對(duì)流或是周?chē)芰康母鞣N加熱方法的組合使用任何類(lèi)型的加熱器來(lái)加熱坯片16，以蒸發(fā)涂層中的液體。這種加熱器包括加熱鼓、輻射加熱裝置或加壓氣流，但不限于此。甚至該系統(tǒng)在沒(méi)有任何外加能量、甚至外面沒(méi)有干燥器的情況下工作，僅僅使用周?chē)芰縼?lái)蒸發(fā)液體?；蛘咴O(shè)備30的工作與圖1-3的設(shè)備一樣，不需要施加使蒸發(fā)液體從坯片16傳輸?shù)嚼淠_(tái)板12上冷凝表面22的對(duì)流。涂覆坯片16與冷凝表面22之間的間隙h1因坯片16和坯片支承件或其它隔板的任何組合而與加熱裝置分離。這樣使該面積與任何外加對(duì)流分離。
在圖6中，設(shè)備32包括一具有冷凝表面22的傳送帶34。該傳送帶34基本上與底材的形狀相對(duì)應(yīng)，并提供底材與冷凝表面之間的間隙。該傳送帶可以是實(shí)心的、或是多孔的，它可以由多種材料制成。該帶子由軋輥36驅(qū)動(dòng)，這些軋輥能夠提供冷凝表面22與底材16之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?；蛘唑?qū)動(dòng)冷凝表面22，而不提供相相對(duì)于坯片16的運(yùn)動(dòng)，或以與坯片16相反的方向驅(qū)動(dòng)它?；蛘哒麄€(gè)系統(tǒng)從所示的位置旋轉(zhuǎn)，而且可以基本上垂直于坯片16的運(yùn)動(dòng)方向驅(qū)動(dòng)傳送帶34。在該方法中，液體可以在坯片16的邊緣之外除掉。除掉冷凝表面22中的液體是由一個(gè)與傳送帶34相鄰的機(jī)械擦拭器38來(lái)進(jìn)行的。該機(jī)械擦拭器38用剪切力抹去冷凝表面22中的液體，并把它送到一合適的收集裝置40。
圖7和8示出設(shè)備的多種實(shí)施例，在這些實(shí)施例中是用重力來(lái)除掉冷凝表面中的液體溶劑。在圖7中，冷凝表面22在一板42上，該板傾斜于坯片16的一橫向側(cè)面，在圖8中，冷凝表面22在一塊或兩塊板44上，這些板由中心向坯片16的兩橫向側(cè)面傾斜。在這兩種情況中，用重力使液體流離冷凝表面。該角度可以以坯片的縱向中心線為中心，或可偏離中心。毛細(xì)作用與重力相結(jié)合。
圖9是另一實(shí)施例，毛細(xì)力除掉冷凝表面中的液體。在該實(shí)施例中，冷凝板46是一種諸如燒結(jié)金屬或海綿狀物的多孔或燈心材料，這種材料用毛細(xì)力傳送液體溶劑。溶劑冷凝在冷凝表面22上，并由于毛細(xì)力而遍布在冷凝板46上。與冷凝板46相鄰的邊緣板26形成一毛細(xì)表面。一液體彎液面形成和出現(xiàn)一使凝物從冷凝表面吸引到至少一個(gè)邊緣板的低壓區(qū)。重力克服毛細(xì)力，液體以液膜或液滴形式向下流到邊緣板26的表面。
圖10示出另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，同時(shí)使用毛細(xì)力和重力來(lái)傳送冷凝表面22中的冷凝液。如圖所示，冷凝表面22形成在許多表面上。一冷凝臺(tái)板48在坯片16之上傾斜于一側(cè)，或從中心傾斜到兩側(cè)。薄片材料50懸在冷凝臺(tái)板48之下，其安裝位置偏離水平面傾斜，使其下邊緣面對(duì)冷凝臺(tái)板48的下邊緣。如圖所示，薄片材料至少重疊0.05cm，并在重疊區(qū)中隔開(kāi)一0.01-0.25cm的縫隙。冷凝在冷凝表面22上的蒸汽因表面張力而留在冷凝表面上。重力按梯流效應(yīng)把冷凝液帶到薄片50的各上表面上，直到液體超過(guò)坯片16的邊緣。冷凝在薄片50下表面上的液體將傳送到重疊區(qū)，由縫隙形成的毛細(xì)力將把液體吸入到縫隙中。然后液體傳送到下一薄片50的上表面上，重力將以梯流的方式把液體帶到底材的邊緣。這樣，冷凝在薄片的下表面上的液體將不會(huì)形成滴回到涂覆底材的液滴。在某些情況下，要求液體完全注入薄片50與冷凝臺(tái)板48之間的縫隙中。
圖11是另一實(shí)施例，該實(shí)施例組合重力和毛細(xì)力來(lái)傳送冷凝表面中的液體。在該實(shí)施例中，一種多孔、開(kāi)槽、海綿結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)或其它小孔材料52附加并固定與一冷凝臺(tái)板54的下面。冷凝臺(tái)板54與小孔材料52之間的間隔、材料52中的小孔的尺寸和小孔材料52上的空隙面積與實(shí)心面積之比都被設(shè)計(jì)成能夠形成把液體留在三個(gè)冷凝表面22上的表面張力。設(shè)備與坯片16相鄰。冷凝在冷凝表面22上的蒸汽以液體留在小孔材料的空穴中以及板間隔區(qū)56中。由于液體離開(kāi)板間隔區(qū)56，小孔材料52面對(duì)坯片16的一側(cè)上的液體將由毛細(xì)力傳送而填入板間隔區(qū)56中的空穴中。液體可以通過(guò)重力、毛細(xì)作用也可以通過(guò)機(jī)械力離開(kāi)板間隔區(qū)56。使冷凝臺(tái)板54偏離水平面以任何方向傾斜，重力將使液體離開(kāi)板間隔區(qū)56到一超過(guò)坯片16邊緣的一點(diǎn)?；蛘撸阎辽僖粋€(gè)邊緣板26放在冷凝臺(tái)板54的邊緣使液體離開(kāi)板間隔區(qū)56。邊緣板26接觸冷凝臺(tái)板54以形成一毛細(xì)表面。在某些使用中，邊緣板可接觸小孔材料22。一液體彎液面形成和出現(xiàn)一使凝液引向至少一個(gè)邊緣板的低壓區(qū)。重力克服毛細(xì)力，液體以液膜或液滴形式向下流到邊緣板26的表面。此外，冷凝液可由機(jī)械排出板間隔區(qū)56。
圖12示出一具有凸起結(jié)構(gòu)的冷凝臺(tái)板60。冷凝臺(tái)板60提供一基本上與坯片16的形狀相對(duì)應(yīng)的冷凝表面22。把臺(tái)板60放置得偏離水平面，這樣使用重力從冷凝表面22中除去液體。這種偏離水平面的傾斜可以是包括與坯片16行進(jìn)路徑垂直和平行在內(nèi)的任何方向。沒(méi)有任何的附加裝置，從冷凝表面22流去的液體將經(jīng)過(guò)一小段距離(一般小于1米)形成一足夠的液膜厚度，使得表面張力留不住液體，該液體將以液滴落到坯片16上。具有任何幾何形諸如肋條62的結(jié)構(gòu)可設(shè)置在冷凝臺(tái)板60的冷凝表面22上，以限制液膜厚度的升高，防止形成落到坯片16上的液滴。肋條62斜對(duì)角固定在冷凝表面22的斜面上，以把超出坯片16邊緣的液體引到一合適的收集裝置(未示出)。這些肋條以足夠的量和一合適的間距設(shè)置，以限制由一特定的肋條62排泄的表面面積，由此把液膜厚度維持在發(fā)生液滴的臨界點(diǎn)之下。冷凝表面可有沿縱向坯片方向延伸的槽。
圖13的設(shè)備64機(jī)械移動(dòng)冷凝表面和超出坯片16邊緣的冷凝液體，該液體隨后就被去除。一冷凝臺(tái)板66提供與坯片16相鄰的冷凝表面22。圓的或任何其它形狀的臺(tái)板66機(jī)械旋轉(zhuǎn)，使冷凝在其冷凝表面22上的液體傳送到一在坯片邊緣之外的一區(qū)域。從冷凝表面22去除液體是有一與冷凝表面22相鄰并錨定于一塊體69的機(jī)械擦拭器68來(lái)進(jìn)行。進(jìn)行擦拭器68用剪切力從冷凝表面22上除掉液體，并把該液體引到一合適的收集裝置70。一系列這樣的系統(tǒng)設(shè)置成它們基本上與底材的縱向形狀相對(duì)應(yīng)。
圖14示出一設(shè)備72，它使用表面張力來(lái)保留液體，使用一機(jī)械裝置來(lái)除掉冷凝表面上的液體。一冷凝臺(tái)板74提供一基本上與坯片16的形狀相對(duì)應(yīng)的冷凝表面22。冷凝在冷凝表面22上的液體通過(guò)表面張力保留在該表面上。從冷凝表面22上除掉液體是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)與冷凝表面22相鄰的機(jī)械擦拭器76來(lái)進(jìn)行的。機(jī)械擦拭器76可以垂直于坯片16的行進(jìn)路徑、平行于坯片16的行進(jìn)路徑或以任何其它的方向移動(dòng)越過(guò)冷凝表面。機(jī)械擦拭器76使用剪切力去除冷凝表面22上的液體，并把該液體引到一位于機(jī)械擦拭器76下面的一合適的收集裝置78。被送離的液體裝在位于坯片16的邊緣之外的收集裝置78內(nèi)。
圖15示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例使用一泵80除掉冷凝表面中的冷凝液體。泵可以是任何類(lèi)型的泵，還可以使用能夠產(chǎn)生負(fù)壓的任何其它裝置。還是如圖15所示，在去除之前通過(guò)諸如毛細(xì)作用和重力朝冷凝表面的橫向中心驅(qū)趕冷凝液。
在其它的使用中，系統(tǒng)首先除掉涂覆底材中的流體。然后，使用在干燥部位下面的坯片部位的系統(tǒng)，以便“相反”把小部分濕氣或其它的反應(yīng)劑加到底材中，以改變涂層。
設(shè)備可在干燥器的外面工作，不需要施加任何能量，而只需要周?chē)鸁崃空舭l(fā)液體。通過(guò)控制處在周?chē)鷾囟然蚋浇睦淠砻娴臏囟?，只有到在冷凝表面與坯片16之間的間隙h1中的蒸汽濃度處在由冷凝表面22和坯片16的溫度所限定的飽和濃度，才會(huì)發(fā)生液體蒸發(fā)。已蒸發(fā)的液體將被坯片的粘性阻力(viscous drag)所包含和攜帶，并通過(guò)間隙h1排出系統(tǒng)。減少了不需要的干燥，并使蒸汽輻射脫離周?chē)鷹l件。
本發(fā)明的干燥系統(tǒng)可被用來(lái)減少或?qū)嶋H上是停止涂層的干燥。干燥的速度是坯片16的涂層表面18與冷凝表面22之間的間隙高度和蒸汽濃度梯度的函數(shù)。對(duì)于某一間隙h1，坯片16與冷凝表面22之間的溫差確定了蒸汽濃度梯度。涂層表面18相對(duì)于冷凝表面22的溫度越高，干燥的速度越快。當(dāng)冷凝表面22的溫度接近涂層表面18的溫度，干燥速度將趨于零。傳統(tǒng)干燥工藝中，因沒(méi)有使用昂貴的惰性氣體干燥系統(tǒng)，所以不能控制蒸汽濃度梯度。有些液體涂層具有多種溶劑，這些溶劑中的一種或多種具有為了最佳的產(chǎn)品性能而使干燥速度下降的作用。通過(guò)調(diào)整涂層表面18和冷凝表面22的溫度，本發(fā)明能降低干燥速度，從而省去了使用溶劑以放慢干燥速度的要求。
用間隙h1的高度和涂層表面18與冷凝表面22之間的溫差來(lái)控制干燥速度。因此，對(duì)于某一溫差，可用構(gòu)成間隙h1的冷凝板的位置來(lái)控制干燥速度。這樣，通過(guò)改變干燥系統(tǒng)的尺寸，諸如改變相對(duì)間隙，就可控制干燥速度。傳統(tǒng)干燥器沒(méi)有這種能力。
通過(guò)使用外加對(duì)流來(lái)干燥某些涂覆坯片會(huì)在涂層上形成斑紋圖案。斑紋圖案是薄膜涂層中的缺陷，該缺陷是由在涂層之上的引起液體表面不均勻干燥的蒸汽濃度梯度所形成的。一般的室內(nèi)氣流足以形成這些缺陷。使用本發(fā)明能夠降低和控制在需干燥部位的外側(cè)處、能引起諸如斑紋的缺陷的自然對(duì)流。在涂覆表面不在干燥區(qū)、否則暴露于來(lái)自環(huán)境氣流或來(lái)自于因坯片移動(dòng)而形成的湍流界面層空氣的對(duì)流中的位置中，具有槽或其他液體傳送去除特征、裝置、結(jié)構(gòu)或沒(méi)有的設(shè)備與涂覆坯片16相鄰并間隔一個(gè)間隙h1。與涂覆坯片16相鄰設(shè)置的冷凝板12使環(huán)境氣流與涂覆表面隔離。它還能防止涂覆表面之上的界面層空氣變成湍流。因此，就可減少或消除因干燥處的外界對(duì)流而引起的諸如斑紋的缺陷。設(shè)備可進(jìn)行類(lèi)似于圖4-15的冷凝和溶劑去除工作，或甚至在不冷凝和不去除溶劑的情況下通過(guò)上升在間隙h1蒸汽的露點(diǎn)之上的冷凝表面22溫度來(lái)進(jìn)行工作。
在所有的實(shí)施例中，根據(jù)需要可用多對(duì)構(gòu)件提供多段加熱和冷凝構(gòu)件。每一對(duì)加熱和冷凝構(gòu)件的溫度和間隙彼此獨(dú)立控制。各區(qū)段可彼此分開(kāi)，也可不分開(kāi)。
在所有實(shí)施例的系統(tǒng)中，坯片16上的涂層與冷凝表面22之間有一個(gè)小的間隙，使冷凝靠近涂覆坯片16。不需要施加對(duì)流，蒸汽體積很小。通過(guò)調(diào)整坯片溫度、間隙和冷凝表面的溫度來(lái)控制蒸汽濃度和對(duì)流力。這能改進(jìn)氣-液界面附近的工況控制。由于板的溫度和間隙在整個(gè)干燥系統(tǒng)中可以是連續(xù)的和恒定的，所以熱量和物體的傳送率的控制比傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)更穩(wěn)定。所有這些因素有助于提高干燥性能。它還提高了冷凝蒸汽回收系統(tǒng)的效率，與已知的在一第二級(jí)氣流中的燃燒、吸收或冷凝的昂貴方法相比，在不另外增加成本的情況下具有高效率的液體回收。
此外，不用擔(dān)心在暴露的或超過(guò)燃燒極限的坯片之上的環(huán)境空氣。事實(shí)上，間隙很小，例如小于1厘米，因坯片之上的整個(gè)空間中的氧氣不足以支持燃燒，所以可消除對(duì)燃燒的擔(dān)憂(yōu)。另外，該系統(tǒng)省去了對(duì)大氣流的要求。機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)僅占傳統(tǒng)空氣懸浮干燥系統(tǒng)的成本的20％。
實(shí)驗(yàn)是用具有橫向槽的30.5厘米寬的臺(tái)板進(jìn)行的。底部臺(tái)板用通過(guò)在臺(tái)板中的通道循環(huán)的熱量傳送流體加熱到15℃至190℃范圍的溫度。當(dāng)熱量傳送到涂層時(shí)，涂層中的液體蒸發(fā)。冷凝臺(tái)板的溫度用任何合適的方法控制在-10℃至65℃的范圍內(nèi)，以為蒸汽傳送和冷凝提供驅(qū)動(dòng)力。間隙h1的有效范圍是0.15-5厘米。這樣可獲得無(wú)斑紋的涂層。
在一個(gè)例子中，涂覆一11.5％固體顆粒、2厘泊、7.6微米濕厚和20.3厘米寬的易于出現(xiàn)斑紋的聚合物/MEK溶液。坯片21.6厘米寬，以0.635m/s的速度移動(dòng)。用于加熱坯片的被加熱臺(tái)板的溫度控制在82℃。冷凝臺(tái)板的溫度控制在27℃。臺(tái)板的總長(zhǎng)為1.68m，它們與輸入側(cè)的水平面成3.4°并以一小仰角安裝。到臺(tái)板的入口與涂層作用點(diǎn)(the coating application point)相距76cm。被加熱臺(tái)板與坯片相隔一約為0.076cm的間隙。間隙h1定在0.32cm。毛細(xì)槽的深度為0.0381cm，峰間距離為0.076cm，角度α為30°，槽頂部的棱邊厚(land)為0.013cm。當(dāng)坯片離開(kāi)臺(tái)板時(shí)，雖然在涂層上有一些殘留溶劑，但坯片在1.68m長(zhǎng)的臺(tái)板中無(wú)斑紋干燥。傳統(tǒng)的干燥器達(dá)到同樣的干燥點(diǎn)約需要9m，這就要求比本發(fā)明干燥器的五倍還要長(zhǎng)。
該系統(tǒng)的其他應(yīng)用包括干燥通常有氣泡缺陷的粘膠。在一部分涂層干燥之前，其余干燥的涂層表面形成一干皮，把溶劑封閉在該層皮下，這樣就可能引起氣泡缺陷。對(duì)于傳統(tǒng)干燥，在大量氣體中的溶劑蒸汽濃度由于燃燒極限而是很低的。如果施加到涂層中的熱量太多，表面中的溶劑將很快閃蒸到低蒸汽濃度的氣流中而在表面上形成皮。本發(fā)明的系統(tǒng)在坯片之上的空間中形成一可控的蒸汽濃度，該蒸汽濃度能夠降低在表面上形成一皮的傾向。其他的應(yīng)用場(chǎng)合是干燥器在高溶劑濃度下運(yùn)行以獲得特定的產(chǎn)品性能。
系統(tǒng)具有溶劑回收和干燥性能之外的優(yōu)點(diǎn)。其他的優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)化了把涂覆流體置于一磁場(chǎng)的過(guò)程。不是把一磁場(chǎng)發(fā)生器放在一已知的干燥器內(nèi)，而是用本發(fā)明把磁場(chǎng)發(fā)生器放在干燥器的外面(即設(shè)備10、30的外面)。這是因?yàn)樵O(shè)備緊湊才能這樣做。當(dāng)把一含有金屬顆粒的流體涂覆在一底材上，以制造如錄音和錄像帶、計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶、計(jì)算機(jī)磁盤(pán)之類(lèi)的這種制品時(shí)，上述系統(tǒng)就尤其適用。磁場(chǎng)發(fā)生器在設(shè)備的外面，所以方便了調(diào)整和維修。
這種裝置還改進(jìn)了顆粒的定向。如果顆粒是以記錄的方向自然定向，則改進(jìn)了磁的輸出(output)。對(duì)于傳統(tǒng)而言，定向裝置包含在干燥器內(nèi)，當(dāng)溶劑去除時(shí)，顆粒以單點(diǎn)或多點(diǎn)定向。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于磁定向裝置是在干燥器的外面而且沒(méi)有干涉(在干燥器里面的傳統(tǒng)定向裝置會(huì)干涉對(duì)流熱量和物體傳送)，它不會(huì)以任何方式影響溶劑的去除率。它能均勻去除溶劑。當(dāng)在用本發(fā)明干燥的早期階段流體的粘性很小時(shí)，磁性顆粒很容易排列。由于在干燥的早期階段顆粒脫離傳統(tǒng)的定向裝置，所以不在涂層平面中的磁場(chǎng)的任何組份將以一不利的方向定向顆粒，例如把它們垂直翻轉(zhuǎn)。當(dāng)溶劑被去除，粘度增加，要使定向裝置旋轉(zhuǎn)顆粒就困難了。當(dāng)顆粒脫離磁場(chǎng)或由于顆粒間的力，顆粒將不會(huì)重新定向。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于其尺寸小、溶劑去除率增加，本發(fā)明允許在干燥器和定向裝置的開(kāi)始定向顆粒。當(dāng)在一均勻干燥環(huán)境中去除溶劑，達(dá)到粘度增加到粘性力占優(yōu)勢(shì)的程度時(shí)，均勻的磁場(chǎng)把顆粒保持在較佳的方向。當(dāng)顆粒脫離定向裝置或顆粒間的力時(shí)，本發(fā)明就能避免不希望出現(xiàn)的顆粒消向。在傳統(tǒng)干燥器中干燥會(huì)使制品表面粗糙。在本發(fā)明干燥器的可控環(huán)境中，以高的溶劑去除速度去除溶劑會(huì)出現(xiàn)更光滑的表面。當(dāng)例如由此得到的磁帶將靠近記錄頭時(shí)，本發(fā)明還能改進(jìn)磁輸出。
權(quán)利要求
1.一種干燥涂覆底材的方法，它包括放置一冷凝表面，該冷凝表面與所述底材分開(kāi)，并基本上在縱向與該底材的路徑相對(duì)應(yīng)，以在底材與冷凝表面之間形成一縱向間隙；蒸發(fā)底材中的液體以形成蒸汽；在不需要外加對(duì)流的情況下把蒸汽傳送到冷凝表面；在冷凝表面上冷凝蒸汽以形成凝液；用比重力更大的力去除冷凝表面上凝液，而不允許出現(xiàn)不均勻的冷凝液膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括放置該冷凝表面，該冷凝表面作為至少一個(gè)放在底材之上，而且與底材的距離小于5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，去除步驟包括使凝液朝至少一個(gè)冷凝表面?zhèn)冗吘壛鲃?dòng)。
4.如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，去除步驟包括至少一個(gè)冷凝表面傾斜于涂覆底材的至少一個(gè)橫向側(cè)面，以便用重力去除冷凝表面中的冷凝液；以及用機(jī)械剪切力去除冷凝液。
5.如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，冷凝表面由多個(gè)不連續(xù)的冷凝表面所形成，其中至少一個(gè)冷凝表面形成在一冷凝臺(tái)板上，該冷凝臺(tái)板位于涂覆底材的至少一個(gè)橫向側(cè)面之上并傾斜于該側(cè)面，至少兩個(gè)其它的冷凝表面形成在一薄片的上和下表面，該薄片位于冷凝臺(tái)板的下面并設(shè)置成偏離水平面傾斜，使它的下邊緣面對(duì)冷凝臺(tái)板的下邊緣；以及去除步驟包括通過(guò)表面張力冷凝液留在冷凝表面上；用重力以梯流效應(yīng)使冷凝液向下帶到薄片的各上表面上，直到冷凝液超過(guò)涂覆底材的邊緣；薄片下表面上的冷凝液傳送到在相鄰薄片之間的重疊區(qū)，并用由相鄰薄片之間的縫隙形成的毛細(xì)力把冷凝液排入縫隙中，然后冷凝液從其傳送到下一薄片的上表面上，重力將以梯流的方式把它帶到底材的邊緣，這樣，薄片下表面上的冷凝液將不會(huì)下落回到涂覆底材上。
6.如權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，去除步驟包括用一在涂覆底材之上的冷凝臺(tái)板作為一個(gè)冷凝表面，用一個(gè)在冷凝臺(tái)板之下并與之分開(kāi)的有小孔的薄片的一上表面和一下表面作為其它的冷凝表面，步驟還包括選擇冷凝臺(tái)板與有小孔的薄片之間的空間寬度、薄片中的小孔尺寸和有小孔薄片上的空隙面積與實(shí)心面積之比，以形成表面張力，使冷凝液留在冷凝表面上。
7.一種干燥一涂覆底材的設(shè)備，它包括一冷凝表面，該冷凝表面與所述底材分開(kāi)，并基本上在縱向與該底材的路徑相對(duì)應(yīng)，以在底材與冷凝表面之間形成一縱向間隙；蒸發(fā)底材中的液體以形成蒸汽的裝置；在不需要外加對(duì)流的情況下把蒸汽傳送到冷凝表面的裝置；在冷凝表面上冷凝蒸汽以形成冷凝液的裝置；用比重力更大的力去除冷凝表面上冷凝液的裝置，而不允許出現(xiàn)不均勻的冷凝液薄膜。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，該冷凝表面作為至少一個(gè)位于底材之上，與該底材之間的距離小于5mm。
9.如權(quán)利要求7和8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，去除裝置包括至少一個(gè)冷凝表面傾斜于涂覆底材的至少一個(gè)橫向側(cè)面，以便表面張力把冷凝液保持在冷凝表面上，并用重力去除冷凝表面中的冷凝液；形成由一有小孔材料制成的冷凝表面；以及一擦拭器。
10.如權(quán)利要求7和8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，冷凝表面包括多個(gè)薄片，這些薄片彼此至少重疊0.05cm，并在重疊區(qū)中隔開(kāi)一0.01-0.25cm的縫隙，其中冷凝在冷凝表面上蒸汽通過(guò)表面張力留在該表面上，重力以梯流效應(yīng)使冷凝液向下帶到薄片的各上表面上，直到凝液超過(guò)涂覆底材的邊緣，薄片下表面上的冷凝液傳送到在相鄰薄片之間的重疊區(qū)，由相鄰薄片之間的縫隙形成的毛細(xì)力將冷凝液排入縫隙中，然后冷凝液從其傳送到下一薄片的上表面上，重力將以梯流的方式把它帶到涂覆底材的邊緣，這樣，薄片下表面上的冷凝液將不會(huì)下落回到涂覆底材上。
11.如權(quán)利要求7和8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，冷凝表面由多個(gè)不連續(xù)的冷凝表面所形成，其中至少一個(gè)冷凝表面形成在一個(gè)位于涂覆底材之上的冷凝臺(tái)板上，至少兩個(gè)其它的冷凝表面形成在一有小孔薄片的上和下表面上，該有小孔薄片位于冷凝臺(tái)板的下面并與之分開(kāi)。
12.如權(quán)利要求7和8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，還包括通過(guò)控制間隙的高度和涂覆底材與冷凝表面之間的溫差來(lái)控制干燥速度的裝置。
13.如權(quán)利要求7和8中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，冷凝表面由平板、帶槽板、管子或葉片中的至少一種所形成。
全文摘要
一種干燥底材(16)的方法和設(shè)備使用一與該底材相鄰的并在該底材要干燥的一側(cè)的冷凝表面(22)。在沒(méi)有外加對(duì)流的情況下,來(lái)自底材的液體被蒸發(fā)并隨后被冷凝在冷凝表面(22)上。從冷凝表面中去除冷凝液,而冷凝液仍然是液體。通過(guò)加熱底材(16)而不是外加對(duì)流來(lái)完成蒸發(fā)。
文檔編號(hào)B05C9/14GK1196119SQ96196996
公開(kāi)日1998年10月14日 申請(qǐng)日期1996年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月18日
發(fā)明者加里·L·許爾斯曼, 威廉·B·科爾布 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司