CN101356015B - 处理涂层颜料并将其供给至涂敷装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理用于涂敷纤维网的涂层颜料并将其供给至涂敷装置(5)的方法。在该方法中，来自涂层颜料生产部的涂层颜料被输送至储存容器(1)，再从储存容器(1)被输送至脱气段(2)，接着又从脱气段(2)被输送至与涂敷装置(5)相结合设置的供给容器(4)。

Description

处理涂层颜料并将其供给至涂敷装置的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种处理用于涂敷纤维网(fibrous web)的涂层颜料并将其供给至涂敷装置的方法。

背景技术

在加工业中，例如空气的气体与工序中使用的液体和组合物的混合通常会产生若干问题。尤其在涂敷纸或类似的纤维网材料时，涂层颜料中的气体和气泡导致被涂敷纸的表面粗糙不平，甚至使有些区域根本没有被涂敷。某些涂层颜料的这类问题比其他涂层颜料更严重，但是对于那些比其他涂层颜料蓄积了更多气体的涂层颜料来说，情况就尤其严重了。比如，由于滑石粉的特性，含有滑石粉的涂层颜料通常具有大量的气体。这种问题的重要程度进一步受所采用的涂敷方法的影响。比如，在淋涂法(curtain coating)中，涂料中气体的体积比含量最多可达0-0.25％。另外，涂料中束缚的气体可能导致被涂敷材料如纸或板材上的部分区域被漏涂。

在多层淋涂法中，脱气更加重要。因此，比如有三或四层涂层时，用于形成每一层的涂料都必须尽量细致地进行脱气。

为了除去混合或溶解在涂层颜料中的气体，已经开发出了例如多种真空脱气器，其中一种已知的实施方式包括设置在真空容器内的转筒，涂层颜料被输送至该转筒中，由此通过离心力的作用使涂层颜料沿着转筒的内壁上升，然后涂层颜料从转筒中排出并以薄膜撞击真空容器的壁。现有技术中的真空脱气器的问题是它们的脱气能力不足，尤其对于高粘度的物质。这是由于，即使在极高的真空即低绝对压力下，高粘度的涂层颜料中包含的小气泡依然无法增大至足以破碎的程度或因其特有的上升速率而被分出。

已尝试通过提高真空度来消除这个问题，但结果是，涂层颜料中使用的溶剂，例如水，极其容易蒸发，致使涂层颜料中固体的含量增加。采用的另一种方法涉及延长处理时间，但是在这种情况下，脱气器的运行能力下降，这意味着必须使用更多数量的脱气器或增大脱气器的尺寸。

本发明的申请人曾在他们早先的专利申请FI 20055713中提出了解决该问题的一种方案，该申请公开了这样一种方法和装置，其中，对要被供给至脱气装置的涂层颜料流施加振动动作，从而使供给至脱气装置的涂层颜料流中的气体含量下降和/或使气泡聚集或使它们的体积增大。振动频率优选在大约16至大约60kHz的范围内，这将对涂层颜料中的气泡造成影响，使这些气泡变大，从而更易于例如通过真空运行的脱气装置脱除，或者使它们在变得足够大的时候破碎。由于进行了振动处理，脱气效率比仅采用公知的脱气装置时显著提高。该振动处理也可在明显低于超声波频率的频率下进行。经受振动处理的涂层颜料可处于负压、正压或正常大气压。

本发明的申请人在早前的另一份申请FI 20055704中公开了解决该问题的另一种方案。这种方案使用一种形成有两个单独隔室的脱气装置，这样便可在一个装置中分两个不同阶段进行脱气。该装置包括第一容器部分和第二容器部分，第一容器部分连接有为该第一容器部分提供真空的单元、将涂层颜料供给到第一容器部分内的单元、在第一容器部分中对涂层颜料脱气的单元以及将涂层颜料从第一容器部分中排出的单元，第二容器部分连接有为第二容器部分提供真空的单元、将涂层颜料供给到第二容器部分内的单元、在第二容器部分中对涂层颜料脱气的单元以及将涂层颜料从第二容器部分中排出的单元，其中，涂层颜料被设置成首先被供给到第一容器部分中，在第一容器部分中进行第一脱气阶段，然后涂层颜料从第一容器部分进入到第二容器部分中，在第二容器部分中进行第二脱气阶段。

在真空容器部分中优选提供大约1kPa-15kPa的绝对压力。如果在腔室中提供较低的绝对压力，这意味着不仅涂层颜料中包含的溶剂的蒸发点将下降，涂层颜料的品质也会有因脱气而劣化的危险。另一方面，如果在腔室内提供较高的绝对压力，又不足以确保通过真空使涂层颜料中的气泡的尺寸增大。特别优选的是在真空容器中提供大约3kPa-15kPa的绝对压力。通过提高所使用的绝对压力的下限，更好地确保了涂层颜料在脱气过程中不能蒸发。通过这种方案，实现了高效率，从而可以从大量涂层颜料中快速且彻底地去除涂层颜料中包含的气体。

上述方案对于使涂层颜料的脱气效率更高同样有用。不过，在现有技术的方案中，这种脱气阶段通常刚好在将涂层颜料供给至涂敷装置之前执行，从而导致脱气能力随着提供给涂敷装置的涂层颜料量而变化的问题，这意味着脱气装置将在不稳定的工况下运行，从而生成气体含量变化的涂层颜料。这样可能使得在纤维网表面上形成的最终涂层包含有并不需要的气泡。图1示意性地显示了现有技术中这种类型的排布结构，其中，涂层颜料从生产线被输送到供给容器1中，之后它例如通过给料泵6A被输送至脱气段2，该脱气段优选为真空运行的装置3。例如通过给料泵6B将处理过的涂层颜料从脱气段2输送至涂敷装置5，从而通过涂敷装置5将所述涂层颜料涂覆在要被涂敷的纤维网的表面上。供给至脱气段2、3的涂层颜料量取决于涂敷装置5在给定时间所需要的涂层颜料量。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于避免将气体含量变化的涂层颜料供给至涂敷装置的方法和装置。为了实现这个目的，根据本发明的方法的特征在于，在该方法中，来自涂层颜料生产部的涂层颜料被输送到储存容器中，然后从储存容器被输送至脱气段，接下来又从脱气段被输送到涂层颜料供给容器。

在根据本发明的方法中，优选以恒定供给速率将涂层颜料供给至脱气段，该供给速率例如比涂敷所需量超出0-约50％，而使超出的部分返回到在脱气段之前的储存容器。供给速率优选为比涂敷所需量超出5-15％。

脱气后的涂层颜料再次以一恒定供给速率从脱气段供给至设置在涂敷装置中的供给容器，由此，仅向涂敷装置的供给容器中供给涂敷装置每次所需的量，而将超出的部分返回至储存容器。在以前的方案中，涂敷装置没有专有的供给容器，这使得供给至脱气段的涂层颜料量取决于涂敷装置每次所需要的涂层颜料量。根据本发明的方案，其中涂敷装置设有专有的供给容器，并以恒定量向脱气段和涂层颜料供给容器供给涂层颜料，这使得脱气段的工况稳定，因此在脱气时生成了品质一致的涂层颜料。由于从涂层颜料中排出了气体，所以从脱气段以恒定供给速率排出的涂层颜料流量通常比进入脱气段的涂层颜料流量小。另外，在涂敷装置上，任何来自涂敷段的多余涂层颜料优选返回到在脱气段之前的储存容器中，而不是返回到机器工作周期(machine cycle)。

根据本发明的设备的特征又在于，该设备包括：从涂层颜料生产部向储存容器输送涂层颜料的单元、向脱气段供给涂层颜料的单元，以及进一步从脱气段向与涂敷装置相结合设置的供给容器供给涂层颜料的单元。

附图说明

下面将参照附图更详细地说明本发明，在附图中：

图1示意性地示出了现有技术中对涂层颜料进行脱气并将其供给至涂敷装置的排布结构，和

图2示意性地示出了根据本发明的对涂层颜料进行脱气并将其供给至涂敷装置的排布结构。

具体实施方式

图2仅仅示意性地示出了根据本发明的排布结构，其中来自涂层颜料生产工序的涂层颜料首先被输送到储存容器1，然后通过泵6A被输送至脱气段2，在所公开的实施方式中，该脱气段2之前还设有预处理段7。该预处理段可以包括：例如，加热或冷却或过滤涂层颜料、预脱气处理、超声波处理或者它们的不同组合。脱气段2优选基于真空的使用，并且可以包括一级或更多级，举例来说，如本申请人的早期申请FI 20055704中所公开的方法，该方法使用形成有两个单独隔室的真空运行的脱气装置，这样使用一个装置就可分两个不同阶段进行脱气。

在脱气段之后，通过泵6B把涂层颜料输送至涂敷装置5的供给容器4，随后，通过泵6C把涂层颜料输送至涂敷装置以涂布在纤维网上。在所示的排布结构中，泵6C之后设有过滤装置9，该过滤装置可以是已知的任意一种类型。

该排布结构进一步利用在线测量装置8，在线测量装置8例如用于测量从脱气段排出的涂层颜料中的气体含量，从而防止气体含量偏离允许限度的涂层颜料进入涂层颜料供给容器4，并将其返回至例如与装置的启动相关的储存容器，这意味着如果需要的话，涂层颜料可以在进入供给容器4之前通过脱气段2循环若干次。该在线测量装置8例如可以包括用于测量来自脱气段的涂层颜料的密度的单元，在这种情况下，所测得的密度数据可以用来例如间接确定涂层颜料中的剩余气体含量。密度测量可以例如以差压测量的方式执行。该在线测量装置例如还可以包括基于声音或超声波的利用的气体含量直接测量装置，该气体含量直接测量装置可用来代替基于密度测量的气体含量间接确定装置。

用于把涂层颜料引导回到储存容器而非供给容器4的单元可以是任何合适的阀单元(未示出)，在正常运行中，它引导从脱气段2供给的多余涂层颜料返回到储存容器1。

在本装置的正常运行中，通过泵6A以一恒定速率把涂层颜料从储存容器1供给至脱气段2。这使得脱气装置稳定运行并且获得更一致的最终结果。类似地，通过泵6B以一恒定速率把脱气后的涂层颜料从脱气段供给至涂层颜料供给容器4。该供给容器4例如包括提供数据的液面测量单元，基于该数据，把每次所需量的涂层颜料输送至供给容器，多余的涂层颜料被引导回到储存容器1。来自脱气段的涂层颜料的供给速率优选在比涂敷所需量多出0-约50％的范围内。

根据本发明的方案也可以实现为用于两个或更多涂敷头的整体脱气装置，其中，每个涂敷头可以对应一个单独的泵6B，用于将涂层颜料从脱气段2供给至涂敷头，或者所有涂敷头可以共用一个泵6B，从而以恒定速率输送涂层颜料，由此每次所需量的涂层颜料被分别引导至每个涂敷头的供给容器，而剩余的涂层颜料被返回至共用的储存容器1。

Claims (13)

1.一种处理用于涂敷纤维网的涂层颜料并将其供给至涂敷装置(5)的方法，在该方法中，将来自涂层颜料生产部的涂层颜料输送至储存容器(1)，再将所述涂层颜料从储存容器(1)输送至脱气段(2)，其特征在于，以恒定供给速率从所述储存容器(1)向所述脱气段(2)供给所述涂层颜料，并且接着又将所述涂层颜料从脱气段(2)输送至所述涂敷装置(5)的供给容器(4)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述脱气段(2)供给比涂敷所需量多出0至约50％的涂层颜料，而使多出的涂层颜料经过所述涂敷装置的所述供给容器(4)返回到在所述脱气段之前的所述储存容器(1)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将来自所述涂敷装置上的涂敷段的多出的涂层颜料返回到在所述脱气段(2)之前的所述储存容器(1)。

4.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在该方法中，通过在线测量来测量所述涂层颜料的密度。

5.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，在该方法中，利用在线测量(8)来测量从所述脱气段(2)排出的涂层颜料中的气体含量，并且在该方法中，使用了用于防止气体含量偏离允许限度的涂层颜料进入涂层颜料供给容器(4)的单元。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，利用基于声音或超声波的测量来测量气体含量。

7.如权利要求1-3和6中的任一项所述的方法，其特征在于，所述脱气段(2)包括一级或更多级。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，使用真空来进行脱气。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述脱气段包括一个或更多个预处理段，所述预处理段选自包括加热或冷却所述涂层颜料、过滤所述涂层颜料、预脱气段、超声波处理或它们的不同组合在内的组。

10.如权利要求1-3、6、8和9中的任一项所述的方法，其特征在于，将所述涂层颜料从所述脱气段(2)供给至两个或更多个涂敷头。

11.一种处理用于涂敷纤维网的涂层颜料并将其供给至涂敷装置(5)的设备，其中，该设备包括：从涂层颜料生产部向储存容器(1)输送所述涂层颜料的单元、从储存容器(1)向脱气段(2)供给涂层颜料的单元(6A)，其特征在于，该设备包括：以恒定供给速率向所述脱气段(2)供给所述涂层颜料的单元(6A)，和进一步从所述脱气段向与所述涂敷装置(5)相结合设置的供给容器(4)供给所述涂层颜料的单元(6B)。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，该设备包括设置在所述脱气段之后用于测量密度和/或气体含量的在线测量单元。

13.如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，该设备包括在所述脱气段(2)之前的涂层颜料预处理单元(7)，该涂层颜料预处理单元(7)选自包括以下各项的组：涂层颜料加热或冷却单元、涂层颜料过滤单元、预脱气单元、超声波装置以及它们的不同组合。

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