專利名稱：從涂布材料中排出氣體的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從涂布材料中排出氣體的方法和裝置。在所述方法中， 將所述涂布材料加料至圍繞基本垂直的軸旋轉(zhuǎn)的鼓桶的底部區(qū)域，由此 所述鼓桶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使所述涂布材料沿所述鼓桶的內(nèi)壁上升并以薄膜形 式從所述鼓桶的上沿排出至真空罐的內(nèi)壁上，所述涂布材料再由此往下 流動(dòng)。所述裝置包括罐，包括用于為所述罐中提供真空的單元，配置在 所述罐中繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的鼓桶，用于將涂布材料投入所述鼓桶的單元， 以及將所述涂布材料從所述罐中排出的單元。
背景技術(shù)：
在加工工業(yè)中，氣體如空氣與在加工中用到的液體和化合物的混合 通常引起許多問題。尤其是在紙或相應(yīng)網(wǎng)材料的涂覆中，在涂布材料中 存在的氣體和氣泡導(dǎo)致紙表面上不均勻，甚至是區(qū)域完全沒有涂覆。對(duì) 于一些涂布材料，所述問題比其他材料更加突出，但對(duì)于相比其它材料 結(jié)合更多氣體的涂布材料而言，所述問題尤其突出。例如，含有滑石的 涂布材料由于滑石的性質(zhì)通常含有大量氣體。
此外，所述問題的顯著性取決于所使用的涂布方法。例如，在幕涂
中，所述涂布材料的氣體含量不能超過0體積％ 0.25體積％。否則，束 縛在涂層中的氣體將在被涂覆的材料如紙或板上形成未涂覆的點(diǎn)。
在多層幕涂中，氣體排出的重要性進(jìn)一步提高。這意味著例如在有 三層或者四層涂層時(shí)，必須從用于制造每一層的涂料中盡可能仔細(xì)地排 出氣體。
為排出混合在或者溶解在涂布材料中的氣體，已開發(fā)出真空脫氣機(jī)， 其一種已知的實(shí)施方式顯示在圖1中。所述裝置包括配置在真空罐中的 旋轉(zhuǎn)鼓桶，將所述涂布材料導(dǎo)入其中，因此由于離心力，所述涂布材料
沿所述鼓桶內(nèi)壁上升，并且作為與真空罐壁發(fā)生碰撞的薄膜從所述鼓桶 的上沿排出。
現(xiàn)有技術(shù)的真空脫氣機(jī)的問題在于其缺乏足夠的脫氣效率，尤其是 對(duì)于高粘度材料。這是因?yàn)榧词乖跇O高真空度，即低絕對(duì)壓力下，在高 粘度涂布材料中含有的微小氣泡由于其特有的上升速度，因此不能生長(zhǎng) 至足夠大以破裂或者被區(qū)分。已試圖通過提高真空度以消除此問題，但 結(jié)果，在所述涂布材料中使用的溶劑極其容易蒸發(fā)，因此，例如由于在 溶劑蒸發(fā)后所述涂布材料的固體含量增加，導(dǎo)致所述涂布材料的品質(zhì)劣 化。另一種方法是采用更長(zhǎng)的混合時(shí)間，但所述脫氣機(jī)的功能能力
(fonctional capacity)依然太低，因此不得不購(gòu)買更多裝置。此外，如果 通過增加所述裝置的尺寸提高已知脫氣機(jī)的分離能力，則所述裝置的尺 寸將過大并顯著增加制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法和裝置的目的在于提供改進(jìn)的用于真空操作氣體分離 的技術(shù)方案，通過所述技術(shù)方案包含在涂布材料中的氣體能比以前更好 地被排出。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的方法的特征在于，在所述方 法中，將所述涂布材料布置為沿所述鼓桶壁逐步上升，使得所述涂布材 料將在至少兩個(gè)不同的臺(tái)階級(jí)層上形成薄紗狀膜，于是涂布材料中的氣 泡將破裂并從所述涂布材料中排出。進(jìn)而本發(fā)明的裝置的特征在于所述 鼓桶的內(nèi)表面設(shè)計(jì)為臺(tái)階狀，具有至少兩個(gè)臺(tái)階級(jí)層，使得由于旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)的作用而上升的涂布材料將分別在所述至少兩個(gè)臺(tái)階級(jí)層上形成薄紗 狀的膜。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述真空罐中提供約lkPa 15kPa 的絕對(duì)壓力。如果在所述罐中提供的絕對(duì)壓力更低，隨之，例如所述涂 布材料中所包含的溶劑的蒸發(fā)點(diǎn)下降，從而作為氣體排出的結(jié)果，存在 所述涂布材料的品質(zhì)下降的風(fēng)險(xiǎn)。
另一方面，如果在所述罐中提供更高的絕對(duì)壓力，則對(duì)于通過真空 方法充分增加所述氣泡的尺寸是不必要的。在非常有利的情況中，在所
述真空罐中提供約3 kPa 15 kPa的絕對(duì)壓力。提高所施加的絕對(duì)壓力的 下限可以更好地確保所述涂布材料在氣體排出過程中不會(huì)蒸發(fā)。
在本發(fā)明的方法中，從所述鼓桶的上邊緣排出的最終紗狀膜的厚度 經(jīng)調(diào)節(jié)為至多與所需的涂層的厚度相同。例如，可以通過控制所述鼓桶 的旋轉(zhuǎn)速度和/或投入所述鼓桶中的涂布材料的量控制所述膜的厚度。
在本發(fā)明的裝置中，在所述至少兩個(gè)臺(tái)階級(jí)層間的徑向距離優(yōu)選為 20mm 200mm，更優(yōu)選為40 mm 120 mm，在所述至少兩個(gè)臺(tái)階級(jí)層 間的高度差優(yōu)選為20mm 150mm，更優(yōu)選為40 mm 100 mm。所述鼓 桶的直徑與其高度之比優(yōu)選為1:1 10:1，更優(yōu)選為1:1 5:1。
在本發(fā)明的裝置中，在所述鼓桶的外表面優(yōu)選配置有葉片，通過所 述葉片可向真空罐中的涂布材料的表面施加所需的沖擊壓力，這將減少
或者完全消除由于糊料在低壓下的沸騰而在所述罐的底部形成的任何泡 沫。
本發(fā)明的方法和裝置的最大的優(yōu)點(diǎn)在于其效率，因此包含在涂布材 料中的氣體能從大量的涂布材料中快速仔細(xì)地排出。


以下參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中 圖1概略性地顯示了現(xiàn)有技術(shù)的真空脫氣機(jī)， 圖2顯示了本發(fā)明的裝置大體上的概略圖，以及 圖3概略性地顯示了本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步發(fā)展。
具體實(shí)施例方式
圖1概略性地顯示了現(xiàn)有技術(shù)的用于從涂布材料中排出氣體，通常 為空氣的真空裝置。如圖所示，所述裝置包括密封真空罐l，在其內(nèi)部配 置通過電動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)的鼓桶3。通過導(dǎo)管4將含有氣體的涂布材料投入到 所述鼓桶內(nèi)部。通過真空管6將所述罐與真空源5相連。當(dāng)所述鼓桶旋 轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，所述涂布材料沿所述鼓桶的內(nèi)壁上升，并以 薄膜形式沿切線從所述鼓桶的上邊緣離心甩出，與所述真空罐的內(nèi)壁碰
撞，然后沿其流下，通過出口 7從所述罐的底部排出。跟隨所述膜的氣 泡破裂，通過與所述真空源相連的脫氣機(jī)經(jīng)真空管排出所形成的空氣。
圖2作為大體上的概述圖顯示了本發(fā)明的裝置的實(shí)施方式。所述裝 置包括配置在真空罐1中的旋轉(zhuǎn)鼓桶3，所述鼓桶由電動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)。所述 鼓桶的內(nèi)表面被制成臺(tái)階狀，在所示的實(shí)施方式中包含三個(gè)臺(tái)階級(jí)層10、 11和12，因此由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用，上升的涂布材料將分別在每個(gè)所述 臺(tái)階級(jí)層上形成薄紗狀膜。 一旦從最后的臺(tái)階上排出，所述糊料膜從所 述鼓桶的上邊緣甩至真空罐的內(nèi)壁，并沿其進(jìn)一步下落至所述罐的底部， 然后通過出口 7傳送至用途目標(biāo)。在所述罐1的上部區(qū)域優(yōu)選配置有用 于對(duì)所述紗狀膜成像(imaging)的單元20，因此當(dāng)所述紗狀膜保持完整 時(shí)，在所述糊料中不再有氣泡。由成像單元20獲得的圖像數(shù)據(jù)可以用于 控制所述脫氣設(shè)備的操作參數(shù)。
例如，可根據(jù)圖2將所述臺(tái)階級(jí)層制成連續(xù)的凹陷部分，其前邊緣 10a、 lla、 12a決定了所述臺(tái)階級(jí)層的高度，即，所形成的薄紗狀膜的高 度。為實(shí)現(xiàn)有效的排氣以及使所述裝置的尺寸緊湊，連續(xù)的臺(tái)階級(jí)層間 的高度差優(yōu)選為20mm 150mm，更優(yōu)選為40mm 100mm。在所述臺(tái) 階級(jí)層間的徑向距離，即所形成的紗的寬度優(yōu)選為20mm 200mm，更 優(yōu)選為40 mm 120 mm。
本發(fā)明的技術(shù)方案增強(qiáng)了從糊料的排氣并且增加了容量。所述技術(shù) 方案也能在加工中進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且在所述監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上對(duì)操作參數(shù)進(jìn)行控 制。所述操作參數(shù)包括所述鼓桶3的旋轉(zhuǎn)速度、所述罐1中的真空水平、 在所述罐1的底部的液面高度，其受到將糊料投入所述鼓桶中的投料速 度和將所述糊料排出所述罐外的排出速度的影響。
涂覆涂料的多步成紗增強(qiáng)了空氣的排出，因此可應(yīng)用比較早的技術(shù) 方案更高的最小絕對(duì)壓力水平，從而避免了所述糊料質(zhì)量的劣化，所述 質(zhì)量劣化可能是源于過低的壓力水平所導(dǎo)致的糊料中的一些成分的可能 的蒸發(fā)。
圖3顯示本發(fā)明的裝置的進(jìn)一步發(fā)展，其中在所述鼓桶3的外表面 形成有葉片13。所述葉片經(jīng)設(shè)計(jì)使得它們能將空氣流向下導(dǎo)向至所述容
器的底部，因此在所述葉片下的壓力將增加?？赏ㄟ^增加所述葉片的數(shù) 目、尺寸和角度以及通過提高所述鼓桶的旋轉(zhuǎn)速度來提高所述壓力。所 述壓力的提高減小了葉片上方的壓力，因此增強(qiáng)了空氣的排出，此外， 所述葉片引起的空氣流進(jìn)一步使泡沫中的氣泡破裂。所述葉片必須對(duì)稱 設(shè)置，從而不會(huì)引起旋轉(zhuǎn)鼓桶的不平衡。也可與現(xiàn)有技術(shù)的不具有本發(fā) 明的多步形成紗狀膜的真空排氣設(shè)備聯(lián)合實(shí)現(xiàn)圖3的實(shí)施方式。
本發(fā)明的技術(shù)方案可有利地用在幕涂加工中，其中，在排氣之后， 所述涂布材料可直接或者通過一個(gè)以上的中間罐導(dǎo)引至幕涂機(jī)。所述中 間罐可選地具有其自身的輔助排氣裝置。
權(quán)利要求
1.一種從涂布材料中排出氣體的方法，在所述方法中，將所述涂布材料加料至鼓桶(3)的底部區(qū)域中，所述鼓桶(3)在真空罐(1)中圍繞基本垂直的軸旋轉(zhuǎn)，由此所述鼓桶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使所述涂布材料沿所述鼓桶的內(nèi)壁上升并以薄膜形式從所述鼓桶的上沿排出至所述真空罐(1)的內(nèi)壁上，所述涂布材料再由此往下流動(dòng)，所述方法的特征在于所述涂布材料經(jīng)布置沿所述鼓桶壁逐步上升，使得所述涂布材料至少在兩個(gè)不同的臺(tái)階級(jí)層(10、11、12)上形成薄紗狀的膜，因此所述涂布材料中的氣泡將破裂和/或從所述涂布材料中排出，然后從所述罐中導(dǎo)出。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述至少兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階級(jí) 層(IO、 11、 12)之間的徑向距離在20mm 200mm的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述至少兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階級(jí) 層(IO、 11、 12)之間的徑向距離在40mm 120mm的范圍內(nèi)。
4. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述至少兩個(gè) 連續(xù)臺(tái)階級(jí)層(IO、 11、 12)之間的高度差在20mm 150mm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述至少兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階級(jí) 層(IO、 11、 12)之間的高度差在40mm 100mm的范圍內(nèi)。
6. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于將從所述鼓桶 (3)中排出的最終紗狀膜的厚度調(diào)整為至多與所需涂層厚度相同。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在所述真空罐 (l)中提供約lkPa 15kPa的絕對(duì)壓力。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在所述真空罐(l)中提供約 3 kPa 15 kPa的絕對(duì)壓力。
9. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在氣體排出之 后，將所述涂布材料從所述罐(l)導(dǎo)入至幕涂機(jī)中。
10. —種用于從涂布材料中排出氣體的裝置，所述裝置包括 罐(l)，用于為所述罐中提供真空的單元(5、 6)與其相連， 裝配在所述罐中以圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的鼓桶(3)， 用于將所述涂布材料投入所述鼓桶(3)中的單元(4)，以及用于將所述涂布材料從所述罐中排出的單元(7)，其特征在于將所述鼓桶的內(nèi)表面設(shè)計(jì)為臺(tái)階狀，具有至少兩個(gè)臺(tái)階 級(jí)層(IO、 11、 12)，使得由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用而上升的所述涂布材料在所 述至少兩個(gè)臺(tái)階級(jí)層(IO、 11、 12)上形成薄紗狀的膜。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于在所述罐(l)中提供約 1 kPa 15kPa的絕對(duì)壓力。
12. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于在所述罐(l)中提供約 3 kPa 15 kPa的絕對(duì)壓力。
13. 如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所述至少兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階 級(jí)層(IO、 11、 12)之間的徑向距離在20mm 200mm的范圍內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述至少兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階 級(jí)層(IO、 11、 12)之間的徑向距離在40mm 120mm的范圍內(nèi)。
15. 如權(quán)利要求10 14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述至少 兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階級(jí)層(IO、 11、 12)之間的高度差在20mm 150mm的范圍內(nèi)。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述至少兩個(gè)連續(xù)臺(tái)階 級(jí)層(IO、 11、 12)之間的高度差在40mm 100mm的范圍內(nèi)。
17. 如權(quán)利要求10 16中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在所述鼓 桶(3)的外表面上配置葉片(13)以在所述鼓桶旋轉(zhuǎn)的同時(shí)向所述真空罐(1) 中的所述涂布材料的表面施加沖擊壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及從涂布材料中排出氣體的方法和裝置。將所述涂布材料加料至鼓桶(3)的底部區(qū)域中，所述鼓桶(3)在真空罐(1)中圍繞基本垂直的軸旋轉(zhuǎn)，由此所述鼓桶的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使所述涂布材料沿所述鼓桶的內(nèi)壁上升并以薄膜形式從所述鼓桶的上沿排出至所述真空罐(1)的內(nèi)壁上，所述涂布材料再由此往下流動(dòng)。在所述方法中，所述涂布材料經(jīng)布置沿所述鼓桶壁逐步上升，使得所述涂布材料至少在兩個(gè)不同的臺(tái)階級(jí)層(10～12)上形成薄紗狀的膜，因此所述涂布材料中的氣泡將破裂且從所述涂布材料中排出。
文檔編號(hào)B01D19/00GK101171065SQ200680015620
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者伊爾波·洪卡寧, 尤卡·科斯基寧, 海基·瓦塔寧, 蒂莫·努爾米艾寧 申請(qǐng)人:梅特索紙業(yè)有限公司