专利名称：从涂布材料中排出气体的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从涂布材料中排出气体的方法和装置。在所述方法中， 将所述涂布材料加料至围绕基本垂直的轴旋转的鼓桶的底部区域，由此 所述鼓桶的旋转运动使所述涂布材料沿所述鼓桶的内壁上升并以薄膜形 式从所述鼓桶的上沿排出至真空罐的内壁上，所述涂布材料再由此往下 流动。所述装置包括罐，包括用于为所述罐中提供真空的单元，配置在 所述罐中绕垂直轴旋转的鼓桶，用于将涂布材料投入所述鼓桶的单元， 以及将所述涂布材料从所述罐中排出的单元。
背景技术：
在加工工业中，气体如空气与在加工中用到的液体和化合物的混合 通常引起许多问题。尤其是在纸或相应网材料的涂覆中，在涂布材料中 存在的气体和气泡导致纸表面上不均匀，甚至是区域完全没有涂覆。对 于一些涂布材料，所述问题比其他材料更加突出，但对于相比其它材料 结合更多气体的涂布材料而言，所述问题尤其突出。例如，含有滑石的 涂布材料由于滑石的性质通常含有大量气体。
此外，所述问题的显著性取决于所使用的涂布方法。例如，在幕涂
中，所述涂布材料的气体含量不能超过0体积％ 0.25体积％。否则，束 缚在涂层中的气体将在被涂覆的材料如纸或板上形成未涂覆的点。
在多层幕涂中，气体排出的重要性进一步提高。这意味着例如在有 三层或者四层涂层时，必须从用于制造每一层的涂料中尽可能仔细地排 出气体。
为排出混合在或者溶解在涂布材料中的气体，已开发出真空脱气机， 其一种已知的实施方式显示在图1中。所述装置包括配置在真空罐中的 旋转鼓桶，将所述涂布材料导入其中，因此由于离心力，所述涂布材料
沿所述鼓桶内壁上升，并且作为与真空罐壁发生碰撞的薄膜从所述鼓桶 的上沿排出。
现有技术的真空脱气机的问题在于其缺乏足够的脱气效率，尤其是 对于高粘度材料。这是因为即使在极高真空度，即低绝对压力下，在高 粘度涂布材料中含有的微小气泡由于其特有的上升速度，因此不能生长 至足够大以破裂或者被区分。已试图通过提高真空度以消除此问题，但 结果，在所述涂布材料中使用的溶剂极其容易蒸发，因此，例如由于在 溶剂蒸发后所述涂布材料的固体含量增加，导致所述涂布材料的品质劣 化。另一种方法是采用更长的混合时间，但所述脱气机的功能能力
(fonctional capacity)依然太低，因此不得不购买更多装置。此外，如果 通过增加所述装置的尺寸提高已知脱气机的分离能力，则所述装置的尺 寸将过大并显著增加制造成本。
发明内容
本发明的方法和装置的目的在于提供改进的用于真空操作气体分离 的技术方案，通过所述技术方案包含在涂布材料中的气体能比以前更好 地被排出。为实现本发明的目的，本发明的方法的特征在于，在所述方 法中，将所述涂布材料布置为沿所述鼓桶壁逐步上升，使得所述涂布材 料将在至少两个不同的台阶级层上形成薄纱状膜，于是涂布材料中的气 泡将破裂并从所述涂布材料中排出。进而本发明的装置的特征在于所述 鼓桶的内表面设计为台阶状，具有至少两个台阶级层，使得由于旋转运 动的作用而上升的涂布材料将分别在所述至少两个台阶级层上形成薄纱 状的膜。
在本发明的优选实施方式中，在所述真空罐中提供约lkPa 15kPa 的绝对压力。如果在所述罐中提供的绝对压力更低，随之，例如所述涂 布材料中所包含的溶剂的蒸发点下降，从而作为气体排出的结果，存在 所述涂布材料的品质下降的风险。
另一方面，如果在所述罐中提供更高的绝对压力，则对于通过真空 方法充分增加所述气泡的尺寸是不必要的。在非常有利的情况中，在所
述真空罐中提供约3 kPa 15 kPa的绝对压力。提高所施加的绝对压力的 下限可以更好地确保所述涂布材料在气体排出过程中不会蒸发。
在本发明的方法中，从所述鼓桶的上边缘排出的最终纱状膜的厚度 经调节为至多与所需的涂层的厚度相同。例如，可以通过控制所述鼓桶 的旋转速度和/或投入所述鼓桶中的涂布材料的量控制所述膜的厚度。
在本发明的装置中，在所述至少两个台阶级层间的径向距离优选为 20mm 200mm，更优选为40 mm 120 mm，在所述至少两个台阶级层 间的高度差优选为20mm 150mm，更优选为40 mm 100 mm。所述鼓 桶的直径与其高度之比优选为1:1 10:1，更优选为1:1 5:1。
在本发明的装置中，在所述鼓桶的外表面优选配置有叶片，通过所 述叶片可向真空罐中的涂布材料的表面施加所需的冲击压力，这将减少
或者完全消除由于糊料在低压下的沸腾而在所述罐的底部形成的任何泡 沫。
本发明的方法和装置的最大的优点在于其效率，因此包含在涂布材 料中的气体能从大量的涂布材料中快速仔细地排出。
以下参考附图对本发明进行更详细的描述，其中 图1概略性地显示了现有技术的真空脱气机， 图2显示了本发明的装置大体上的概略图，以及 图3概略性地显示了本发明的装置的进一步发展。
具体实施例方式
图1概略性地显示了现有技术的用于从涂布材料中排出气体，通常 为空气的真空装置。如图所示，所述装置包括密封真空罐l，在其内部配 置通过电动机2旋转的鼓桶3。通过导管4将含有气体的涂布材料投入到 所述鼓桶内部。通过真空管6将所述罐与真空源5相连。当所述鼓桶旋 转时，由于离心力的作用，所述涂布材料沿所述鼓桶的内壁上升，并以 薄膜形式沿切线从所述鼓桶的上边缘离心甩出，与所述真空罐的内壁碰
撞，然后沿其流下，通过出口 7从所述罐的底部排出。跟随所述膜的气 泡破裂，通过与所述真空源相连的脱气机经真空管排出所形成的空气。
图2作为大体上的概述图显示了本发明的装置的实施方式。所述装 置包括配置在真空罐1中的旋转鼓桶3，所述鼓桶由电动机2驱动。所述 鼓桶的内表面被制成台阶状，在所示的实施方式中包含三个台阶级层10、 11和12，因此由于旋转运动的作用，上升的涂布材料将分别在每个所述 台阶级层上形成薄纱状膜。 一旦从最后的台阶上排出，所述糊料膜从所 述鼓桶的上边缘甩至真空罐的内壁，并沿其进一步下落至所述罐的底部， 然后通过出口 7传送至用途目标。在所述罐1的上部区域优选配置有用 于对所述纱状膜成像(imaging)的单元20，因此当所述纱状膜保持完整 时，在所述糊料中不再有气泡。由成像单元20获得的图像数据可以用于 控制所述脱气设备的操作参数。
例如，可根据图2将所述台阶级层制成连续的凹陷部分，其前边缘 10a、 lla、 12a决定了所述台阶级层的高度，即，所形成的薄纱状膜的高 度。为实现有效的排气以及使所述装置的尺寸紧凑，连续的台阶级层间 的高度差优选为20mm 150mm，更优选为40mm 100mm。在所述台 阶级层间的径向距离，即所形成的纱的宽度优选为20mm 200mm，更 优选为40 mm 120 mm。
本发明的技术方案增强了从糊料的排气并且增加了容量。所述技术 方案也能在加工中进行监测并且在所述监测的基础上对操作参数进行控 制。所述操作参数包括所述鼓桶3的旋转速度、所述罐1中的真空水平、 在所述罐1的底部的液面高度，其受到将糊料投入所述鼓桶中的投料速 度和将所述糊料排出所述罐外的排出速度的影响。
涂覆涂料的多步成纱增强了空气的排出，因此可应用比较早的技术 方案更高的最小绝对压力水平，从而避免了所述糊料质量的劣化，所述 质量劣化可能是源于过低的压力水平所导致的糊料中的一些成分的可能 的蒸发。
图3显示本发明的装置的进一步发展，其中在所述鼓桶3的外表面 形成有叶片13。所述叶片经设计使得它们能将空气流向下导向至所述容
器的底部，因此在所述叶片下的压力将增加。可通过增加所述叶片的数 目、尺寸和角度以及通过提高所述鼓桶的旋转速度来提高所述压力。所 述压力的提高减小了叶片上方的压力，因此增强了空气的排出，此外， 所述叶片引起的空气流进一步使泡沫中的气泡破裂。所述叶片必须对称 设置，从而不会引起旋转鼓桶的不平衡。也可与现有技术的不具有本发 明的多步形成纱状膜的真空排气设备联合实现图3的实施方式。
本发明的技术方案可有利地用在幕涂加工中，其中，在排气之后， 所述涂布材料可直接或者通过一个以上的中间罐导引至幕涂机。所述中 间罐可选地具有其自身的辅助排气装置。
权利要求
1.一种从涂布材料中排出气体的方法，在所述方法中，将所述涂布材料加料至鼓桶(3)的底部区域中，所述鼓桶(3)在真空罐(1)中围绕基本垂直的轴旋转，由此所述鼓桶的旋转运动使所述涂布材料沿所述鼓桶的内壁上升并以薄膜形式从所述鼓桶的上沿排出至所述真空罐(1)的内壁上，所述涂布材料再由此往下流动，所述方法的特征在于所述涂布材料经布置沿所述鼓桶壁逐步上升，使得所述涂布材料至少在两个不同的台阶级层(10、11、12)上形成薄纱状的膜，因此所述涂布材料中的气泡将破裂和/或从所述涂布材料中排出，然后从所述罐中导出。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少两个连续台阶级 层(IO、 11、 12)之间的径向距离在20mm 200mm的范围内。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述至少两个连续台阶级 层(IO、 11、 12)之间的径向距离在40mm 120mm的范围内。
4. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述至少两个 连续台阶级层(IO、 11、 12)之间的高度差在20mm 150mm的范围内。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述至少两个连续台阶级 层(IO、 11、 12)之间的高度差在40mm 100mm的范围内。
6. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于将从所述鼓桶 (3)中排出的最终纱状膜的厚度调整为至多与所需涂层厚度相同。
7. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在所述真空罐 (l)中提供约lkPa 15kPa的绝对压力。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于在所述真空罐(l)中提供约 3 kPa 15 kPa的绝对压力。
9. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在气体排出之 后，将所述涂布材料从所述罐(l)导入至幕涂机中。
10. —种用于从涂布材料中排出气体的装置，所述装置包括 罐(l)，用于为所述罐中提供真空的单元(5、 6)与其相连， 装配在所述罐中以围绕垂直轴旋转的鼓桶(3)， 用于将所述涂布材料投入所述鼓桶(3)中的单元(4)，以及用于将所述涂布材料从所述罐中排出的单元(7)，其特征在于将所述鼓桶的内表面设计为台阶状，具有至少两个台阶 级层(IO、 11、 12)，使得由于旋转运动的作用而上升的所述涂布材料在所 述至少两个台阶级层(IO、 11、 12)上形成薄纱状的膜。
11. 如权利要求10所述的装置，其特征在于在所述罐(l)中提供约 1 kPa 15kPa的绝对压力。
12. 如权利要求ll所述的装置，其特征在于在所述罐(l)中提供约 3 kPa 15 kPa的绝对压力。
13. 如权利要求10所述的装置，其特征在于所述至少两个连续台阶 级层(IO、 11、 12)之间的径向距离在20mm 200mm的范围内。
14. 如权利要求13所述的装置，其特征在于所述至少两个连续台阶 级层(IO、 11、 12)之间的径向距离在40mm 120mm的范围内。
15. 如权利要求10 14中任一项所述的装置，其特征在于所述至少 两个连续台阶级层(IO、 11、 12)之间的高度差在20mm 150mm的范围内。
16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于所述至少两个连续台阶 级层(IO、 11、 12)之间的高度差在40mm 100mm的范围内。
17. 如权利要求10 16中任一项所述的装置，其特征在于在所述鼓 桶(3)的外表面上配置叶片(13)以在所述鼓桶旋转的同时向所述真空罐(1) 中的所述涂布材料的表面施加冲击压力。
全文摘要
本发明涉及从涂布材料中排出气体的方法和装置。将所述涂布材料加料至鼓桶(3)的底部区域中，所述鼓桶(3)在真空罐(1)中围绕基本垂直的轴旋转，由此所述鼓桶的旋转运动使所述涂布材料沿所述鼓桶的内壁上升并以薄膜形式从所述鼓桶的上沿排出至所述真空罐(1)的内壁上，所述涂布材料再由此往下流动。在所述方法中，所述涂布材料经布置沿所述鼓桶壁逐步上升，使得所述涂布材料至少在两个不同的台阶级层(10～12)上形成薄纱状的膜，因此所述涂布材料中的气泡将破裂且从所述涂布材料中排出。
文档编号B01D19/00GK101171065SQ200680015620
公开日2008年4月30日 申请日期2006年5月22日 优先权日2005年6月2日
发明者伊尔波·洪卡宁, 尤卡·科斯基宁, 海基·瓦塔宁, 蒂莫·努尔米艾宁 申请人:梅特索纸业有限公司