CN101522990A - 落帘涂布方法及用于此方法的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明推荐一种根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面(1)的方法以及用于此方法的装置,其中由所述涂布材料形成自由下落的垂直的帘(2),其沿着润湿线(3)冲击到载体幅面(1)上。在特殊范围内,本发明涉及一种用于制造热敏记录材料的方法。所述方法的特征在于,所述载体幅面(1)在其整个宽度上在通过所述润湿线之前被至少一个导向元件(4)下压,且在通过所述润湿线(3)之后被至少一个横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(6)形式的支承机构(5)提升,其中所述支承机构(5)还包含导气机构(7),在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间存在2°至15°范围内的角度(α)。
Description
技术领域
背景技术
由于其众多的优点—其中除了可以同时涂覆多层不同的涂布液体之外,还包括所施加的涂层细腻的表面特性—在现代造纸装置的日常生产中几乎离不开落帘涂布方法。落帘涂布方法通常用于制造照相纸和磁性记录纸,然而落帘涂布方法也作为可靠的现有技术适用于越来越多的应用领域,例如用于制造热敏和压敏的记录材料、喷墨接收介质以及涂布颜料的记录材料。
在已知的落帘涂布方法中,首先强调了具有特殊意义的两种类型,它们是所谓的狭缝流延机(Schlitzgieβer)和所谓的滑面流延机(),在狭缝流延机情况下,液态的涂布材料通过指向下的横贯于待涂布的幅面状载体设置的排放缝隙(Auslassspalt)流出并且在那里直接形成自由下落的液体帘。在滑面流延机中首先将液态涂布材料送料至向下倾斜的滑面,在此液体在重力的作用下以薄膜形式流下所述滑面并且在滑面的末端形成自由下落的液体帘。
与形成液体帘的实施方式无关,在形成液体帘之后有许多需要解决的问题,尤其集中于,稳定所述液体帘和将其尽可能均匀地施加在连续移动的载体幅面上。
这些问题中之一特别是由于在要达到的较高的生产速率下被载体幅面携带的空气而造成,该空气在涂布过程中造成润湿线持续的动态扭曲。在本发明意义上,润湿线在此应理解为,横贯于载体材料幅面走向的、在理想状态下是液体帘与连续移动的载体幅面的静态和直线形的交会轴。涂布失误例如所涂覆的涂布材料的不均匀厚度和由于液体帘完全或部分断裂造成的生产故障,是润湿线剧烈扭曲的典型结果。
对于长久以来已知的、特别棘手的问题在过去已经提出了很多解决方案的建议。它们特别针对通过抽气装置来稳定液体帘,例如在EP-B-0 489 978(对应US 5,224,996)中介绍的。抽气装置在此应具有被凹形地围绕着用于待涂布材料幅面的转向辊构造且包括不同空气腔的空气屏障的形式。所述空气屏障通过两个末端区域来限定,在末端区域处通过不同的部件,例如刷形式的部件产生升高的空气阻力。由于不能克服其对生产的不利影响,因此对于所述部件要避免直接接触材料幅面。
为了使得与待涂布的材料幅面相反运动的空气流起作用(其在紧挨着润湿线之前开始时被直接施加到待涂布的载体幅面上方并且因此应将材料幅面携带的空气分离和导出)过去已经提出了各种不同的导气体系,它们全部是在直接接近液体帘处导入空气和在与液体帘较远距离处抽出空气。在EP-A-0 906 789和类似的EP-A-0 704 752中设计用凹面地围绕各个环状导入的材料幅面构造的空气屏障来替换这类导气体系,DE-A-198 08 159则意欲用装配在直线型导入的材料幅面上的空气屏障来替换。
根据US 3,369,522的合乎目的的建议,在位于润湿线之前和之后的两个导辊之间的、利用落帘涂布方法待涂布的材料幅面,通过设置在与润湿线有一定距离的刀而略向下弯。所述的刀形成了对由材料幅面携带到液体帘去的空气的气密性屏蔽,并且应如此持续地防止指向液体帘方向的空气运动的干扰影响。另一实施方式设置了空的下面开口的刀,可以利用它抽出额外的空气。
发明内容
很多试验中显示这类已知的现有技术的缺点特别是,在超过1200m/分钟和特别是明显超过1500m/分钟的上限速度范围内的刮涂故障和刮涂中断。因此,本发明的目的在于,提供根据落帘涂布方法利用液态涂次材料单次涂布或多次涂布连续移动的载体幅面的方法以及用于此的装置,且所述方法即使在非常高的生产速度下仍然毫无问题的进行。
一方面为了可以解释,另一方面为了可以克服前面所述的这类现有技术中的缺点,在本专利文件范围内必须要做的前期工作是最清楚地分析落帘涂布工艺:
在根据落帘涂布方法的单次或多次涂布方法中,在非常快速和连续运动的载体幅面上施加非常薄的涂布膜。当为此将液态的涂布材料从狭缝流延机的排放缝隙或者从滑面流延机的滑面(在此不以任何形式和方式限制)流出时,由所述涂布材料形成真正的帘,其在重力作用下向下垂直下落。在液态涂布材料沿着润湿线冲击到载体幅面上的一刻,所述涂布材料的垂直运动转为在润湿线之后对应于载体幅面的运动方向并且在本发明意义上优选转为稍微升高的运动。通过对人类观察者来说视觉及触觉上几乎不能察觉的、载体幅面在润湿线范围内的小波动,在本文件范围内被称为微波动,在非常高的载体幅面速度下,使得当涂布材料可以成帘落下时,位于冲击的帘下方的载体幅面表面一起更快地在垂直方向上向下运动。这种微波动的结果是产生(微小节律的)刮涂中断,这意味着,制造完成的涂布膜具有缺陷位置。若涂布材料涉及功能性刷涂料,例如其是已知的热敏刷涂料且在本发明意义上是优选的,则缺陷位置上的涂布膜的功能受到极大干扰:这样制备的记录材料是不可用的。
上面所述的微波动由申请人阐明如下,即现有技术中已知的导辊作为载体幅面的支承机构,在润湿线之后使得载体幅面高频率的提起和再次放置。申请人认为,这种提起和再次放置一方面通过导辊在润湿线后快速的旋转来促进,所述导辊被构造成具有常见的在20至40cm范围的直径,由此在进口侧在导辊的各个表面和载体幅面的底面之间带入非常多的空气。由此产生了一种气垫,载体幅面在其上起浮。这种气垫妨碍了载体幅面有效地固定在导辊上,并且甚至可以通过例如由于导辊表面和/或载体幅面底面的轻微不平产生的不均匀空气流而引起载体幅面受激产生微波动。另一方面,在出口侧将载体幅面压到导辊上的力量太小。经过透彻的观察和分析,申请人最后得到了实现所述目的的方法。
本发明推荐一种根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面(1)的方法,其中由所述涂布材料形成自由下落的垂直的帘(2),其沿着润湿线(3)冲击载体幅面(1),所述载体幅面(1)在其整个宽度上
·在通过所述润湿线(3)之前被至少一个导向元件(4)下压和
·在通过所述润湿线(3)之后被至少一个支承机构(5)提升,
其特征在于,
□所述至少一个支承机构(5)包括横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(Rundelement)(6)和,置于所述载体幅面(1)的运动方向上在所述回转元件(6)之后的导气机构(7),
□其中在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间设置2°至15°范围内的角度(α)。
本发明基础上,导气机构(7)的上侧面由于负压固定了载体幅面(1)并且因此起到载体幅面(1)的微波动的减振器作用,其中所述负压是由于在载体幅面(1)高速运动时它和导气机构(7)的上侧面之间在根据本发明的2°至15°范围内,优选在2.5°至10.5°范围内和最特别优选在2.8°至5.5°范围内的角度(α)而产生的。在这种情况下,试验中显示聚氨酯在特殊范围内适合作为导气机构(7)的材料。通过限制回转元件(6)在面对润湿线的其前侧面上面对载体幅面(1)的一侧的半径至低于12mm的值,更好地低于8mm的值,且优选在4.5mm至8mm范围内的值和特别是6.5mm至7mm范围内的值,从而减少了载体幅面(1)和回转元件(6)的前边缘之间的进口侧导入的空气量,并且因此有效地防止了导气机构(7)的上侧面上载体幅面的起浮。
例如由薄板构成的圆形弯曲的、统计学定位的工件被用作本发明意义上的回转元件(6)。在此尤其有利的是,回转元件(6)和导气机构(7)构成为整块和/或形状契合的。
回转元件(6)优选是刮棒(Rakelstab),其中被视为特别有利的是,导气机构(7)被构造成回转元件支撑装置或作为刮棒支撑装置的形式。根据在本专利文件的意义上全部优选的实施方式,所述刮棒在工作时不旋转或基于载体幅面(1)的运动方向共同运行,这意味着,刮棒在与载体幅面(1)的接触区域内的表面运动与载体幅面(1)的运动方向定位一致,或者还可以与载体幅面(1)的运动方向相向地旋转。即使刮棒的直径优选在9mm至16mm的范围内,最特别优选在13mm至14mm的范围内,如果给定,则刮棒的旋转方向对载体幅面的微波动有影响。因此,例如相对方向旋转的刮棒特别有效地防止了刮棒和载体幅面之间气垫的构成,同时对于同向一起旋转的刮棒,刮棒和载体幅面之间减少到接近零的摩擦对载体幅面的运行性能有积极影响。很多试验中显示有利的是,将优选硬镀铬的刮棒这样构造,使得其可以被液体,通常是水或油出于冷却目的而流过。另外,刮棒不经卷绕,也就是被设计成平滑的是有利的。
很多实验中显示符合目的的是,回转元件(6)在载体幅面(1)的底面方向上具有轻微的预弯曲。如果回转元件(6)作为刮棒形式存在,则这种轻微的预弯曲还可以通过刮棒的卷边(Bombage)来代替。因此,例如利用一起旋转的刮棒可以非常成功地实施根据本发明的试验,所述刮棒在其外端直径为9.5mm和中部直径为11.8mm。
在本发明意义上,回转元件(6)和载体幅面(1)的接触线与润湿线(3)的距离优选在2cm至10cm的范围内,最特别优选在4cm至6.5cm的范围内。由此得出符合目的的是,回转元件(6)与导气机构(7)一起被设计安装成可沿着载体幅面(1)的运动方向来回地运动,使得能调节回转元件(6)和载体幅面(1)的接触线与润湿线(3)的距离尤其在2cm至10cm的优选范围界限内以最佳化机器的运行并且还可以在任意时间后续调整。
在一个优选的实施方式中,至少一个导向元件(4)是横截于载体幅面(1)的运动方向的装配在载体幅面(1)上侧面上并因此将载体幅面(1)轻微向下压的刀片。这种刀片可以作为颜色涂覆装置的刀片部分,其中首先在载体幅面(1)的上侧面上施加过量颜料来形成含颜料的预涂层,过量的颜料随后用刀片刮掉。随后在还没有干燥的颜色涂覆层上利用落帘涂布方法施加一种(在这种情况下是另一)涂布材料。
但在本发明意义上特别优选刀片是空气屏蔽装置(8)的一部分。这特别可以是具有逆向于载体幅面(1)的运动方向的空气流的那些空气屏蔽装置(8),其中所述空气流在紧挨着润湿线之前开始时被直接施加到待涂布的载体幅面(1)上方并且因此可以将由载体幅面(1)携带的空气分离和导出。这类基本已知的空气屏蔽装置,例如在本发明意义上优选的空气屏蔽装置包括在邻近液态帘处的空气导入和与液体帘较远距离处的空气抽出。在这种情况下,装配在载体幅面(1)上的构造成刀片的导向元件(4)与润湿线(3)的距离在4mm至22mm的范围内,特别优选在6mm至12mm的范围内。
所述刀片通常是直线型刃磨的(angeschliffen);可以设想并且在很多完全出于本发明目的的试验中成功地测试了,将所述刀片设计为凹面或凸面刃磨的,因此这种刃磨也是优选的实施方式。作为适合的刀片材料,特别优选是设置有经火焰喷射的碳化钨涂层的不锈钢。
在一个优选的实施方式中,自由下落的垂直帘(2)的宽度B(2)大于载体幅面(1)的宽度B(1)。在此已表明基于载体幅面(1)的宽度特别优选的宽度差为10%至18%,更特别优选为13%至15%。在形成之后优选没有在其侧面导入的帘(2)未分开地下落到载体幅面(1)上并且覆盖了它的整个宽度。分别有小部分外部的帘从旁落过载体幅面(1)。这一部分液态涂布材料例如用颜料池接收并且再次使用。所述涂覆方法中帘的外面部分从旁导过待涂布的载体幅面,该方法在待形成的涂布膜的轮廓均匀性方面显示大的优势。基本上都由于表面张力而产生的颜料帘的收缩(这通常通过侧面导入帘而引起并且可以导致形成的涂布膜的不同厚度)如此保持着而没有任何影响。这类涂布的前提条件是,不直接在润湿线(3)下部定位载体幅面(1)的支承元件,这在本发明意义上是优选的。
在另一优选的实施方式中,作为至少一个导向元件(4)的刀片的宽度B(4)和/或作为至少一个支承机构(5)的回转元件(6)的宽度B(6)和/或导气机构(7)的宽度B(7)分别大于载体幅面(1)的宽度B(1)。不仅由于简单的工艺控制和灵活的工艺选择,已经证实适合的是,关于作为导向元件(4)的刀片,基于载体幅面(1)的宽度B(1),宽度差不超过0.5%;关于回转元件(6)和导气机构(7),特别合适的是,分别基于载体幅面(1)的宽度B(1),回转元件(6)中的宽度差不小于0.5%且导气机构(7)中的宽度差从10%至18%,最特别优选从13%至15%。
根据本发明的方法中,优选的是,载体幅面(1)在真正的涂布过程中,也就是在润湿线(3)的范围内,被稍微抬起地以水平为基准在大于0°至10°的范围内来传输。相应地,在载体幅面(1)的运动方向上且在润湿线(3)后测得在自由下落的垂直帘(2)和载体幅面(1)之间产生的冲击角度(β),在80°至小于90°的范围内,因此对冲击角度(β)而言这个范围也是优选的。
通过在部件(12)的下方区域内由机器引导载体幅面(1)以由液态涂布材料形成自由下落的垂直帘(2),且在不受导向元件(4)和支承机构(5)的影响的情况下得到的载体幅面(1)的基准线,从载体幅面(1)的该基准线出发,
-至少一个导向元件(4)单独起到将载体幅面(1)优选在0.5mm至3mm范围内或最特别优选在1mm至2mm范围内下压的作用。
-至少一个支承机构(5)单独起到将载体幅面(1)优选在1mm至5mm范围内或最特别优选在1.5mm至2.5mm范围内提升的作用。
很多出于本发明目的进行的试验系列利用热敏涂布材料来进行,但不以任何形式和方式局限于此。因此,最特别优选的是用于制备热敏记录材料的方法,所述方法包括根据落帘涂布方法利用液态热敏涂布材料涂布连续运动的载体幅面(1),其中,由热敏涂布材料形成自由下落的垂直帘(2),其沿着润湿线(3)冲击载体幅面(1),所述载体幅面在其整个宽度上
·在通过所述润湿线(3)之前被至少一个导向元件(4)下压和
·在通过所述润湿线(3)之后被至少一个支承机构(5)提升,
·并且其中所述至少一个支承机构(5)包括横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(6)和,置于所述载体幅面(1)的运动方向上在所述回转元件(6)之后的导气机构(7),
·和其中在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间设置在2°至15°范围内,更优选在2.5°至10.5°范围内和最特别优选在2.8°至5.5°范围内的角度(α)。
公开了到此为止在本文中有关本发明的、根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面(1)的方法,而不有关热敏涂布材料的所有实施方式,它们也同样适用而不丝毫局限于制备热敏记录材料的优选方法。
在用于形成热敏记录材料的这类优选方法中,热敏涂布材料包含至少一种染料前体和至少一种优选的有机颜色受体,其中染料前体和颜色受体在热的作用下互相反应形成颜色。作为染料前体选自那些已经证明合适的:苯酞、呫吨和荧烷化合物,其中优选呫吨化合物且特别优选3-二丁基氨基-6-甲基-7-苯胺基-荧烷和3-(N-乙基,N-异戊基)氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷。附加地,记录层还可以包含一种或更多种基本已知的无色或弱染色的染料前体例如呫吨、荧烷、三芳基甲烷、二苯基甲烷、芴、噁嗪、噻嗪或螺吡喃化合物或者它们的混合物。
典型的这类化合物例如是:
呫吨化合物:罗丹明-B-苯胺基内酰胺、罗丹明-B-对氯苯胺基内酰胺、3-二乙基氨基-7-二苄基氨基荧烷、3-二乙基氨基-7-辛基氨基荧烷、3-二乙基氨基-7-苯基荧烷、3-二乙基氨基-7-氯代荧烷、3-二乙基氨基-6-氯-7-甲基荧烷、3-二乙基氨基-7-(3,4-二氯苯胺基)荧烷、3-二乙基-氨基-7-(2-氯苯胺基)荧烷、3-二乙基氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N-乙基,N-甲苯基)氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-哌啶基-6-甲基-7-苯胺基-荧烷、3-(N-乙基,N-甲苯基)氨基-6-甲基-7-苯基乙基荧烷、3-二乙基氨基-7-(4-硝基苯胺基)荧烷、3-(N-甲基,N-丙基)氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N-甲基,N-环己基)氨基-6-甲基-7-苯胺基-荧烷、3-(N-乙基,N-四羟呋喃基)氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷等。
三芳基甲烷化合物:3,3-双(对二甲基氨基苯基)-6-二甲基氨基苯酞(结晶紫内酯)、3,3-双(对二甲基氨基苯基)苯酞、3-(对二甲基氨基苯基)-3-(1,2-二甲基吲哚-3-基)苯酞、3-(对二甲基氨基苯基)-3-(2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3-(对二甲基氨基苯基)-3-(2-苯基吲哚-3-基)苯酞、3,3-双(1,2-二甲基吲哚-3-基)-5-二甲基氨基苯酞、3,3-双(1,2-二甲基吲哚-3-基)-6-二甲基氨基-苯酞、3,3-双(9-乙基咔唑-3-基)-5-二甲基氨基苯酞、3,3-双(2-苯基-吲哚-3-基)-5-二甲基氨基苯酞、3-对二甲基氨基苯基-3(1-甲基吡咯-2-基)-6-二甲基氨基苯酞等。
二苯基甲烷化合物:4,4′-双-二甲基氨基苯基-二苯甲基苄基醚、N-卤苯基-白金胺(leucoauramine)、N-2,4,5-三氯苯基-白金胺等。
噻嗪化合物:苯甲酰隐色亚甲蓝、对硝基苯甲酰隐色亚甲蓝等。
螺吡喃化合物:3-甲基螺-二萘并吡喃、3-乙基螺-二萘并吡喃、3,3-二氯-螺-二萘并吡喃、3-苄基螺-二萘并吡喃、3-甲基-萘并-(3-甲氧基-苯并)螺吡喃、3-丙基-螺-苯并吡喃等。
另外,所述热敏涂布材料例如还可以包含一种或更多中下列在近红外区域吸收的化合物:3,6-双(二甲基氨基)芴-9-螺-3′-(6′-二甲基氨基苯酞)、3-二乙基氨基-6-二甲基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二甲基氨基苯酞)、3,6-双(二乙基氨基)-芴-9-螺-3′-(6′-二甲基氨基苯酞)、3-二丁基氨基-6-二甲基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二甲基氨基苯酞)、3-二丁基氨基-6-二乙基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二甲基氨基苯酞)、3,6-双(二甲基氨基)芴-9-螺-3′-(6′-二乙基氨基-苯酞)、3-二乙基氨基-6-二甲基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二乙基氨基苯酞)、3-二丁基氨基-6-二甲基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二乙基氨基苯酞)、3,6-双(二-乙基氨基)芴-9-螺-3′-(6′-二乙基氨基苯酞)、3,6-双-(二甲基氨基)-芴-9-螺-3′-(6′-二丁基氨基苯酞)、3-二丁基氨基-6-二乙基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二乙基氨基苯酞)、3-二乙基氨基-6-二甲基氨基芴-9-螺-3′-(6′-二丁基氨基苯酞)、3,3-双[2-(4-二甲基氨基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)-乙烯基]-4,5,6,7-四氯苯酞等。
作为颜色受体优选有机的,特别是选自下列化合物的有机颜色受体:
·2,2双(4-羟苯基)-丙烷,
·4-[(4-(1-甲基乙氧基)苯基)磺酰基]苯酚,
·4,4′-二羟基-二苯基砜,
·N-(对甲苯磺酰基)-N′-(3-对甲苯磺酰基-氧-苯基)-脲,·2,4′-二羟基-二苯基砜,
·N-(2-羟苯基)-2-[(4-羟苯基)硫代]乙酰胺,
但是不限于所述的颜色受体。对于颜色受体推荐为大于0.3μm至最大1μm,特别是0.45μm至0.9μm范围内的平均粒度。上限由过低的敏感性来设定,和下限由热敏记录材料过强的灰化趋势来设定。
在要求保护的用于形成热敏记录材料的方法的最特别优选的实施方式中,载体幅面(1)包含至少一个含颜料的涂层(9),在其上通过落帘涂布方法随后涂覆上热敏涂布材料来形成热敏记录层(10)。这种首先包含无机颜料和与其适应的粘粘剂的涂层(9)可以对记录层(10)在通过热印头导入的热下的反应中的响应性能(Ansprechverhalten)有非常积极的影响。如果含颜料涂层(9)除了无机颜料之外,还结合入有机颜料,即所谓的空心颜料(其内部包含空气并且因此表现出良好的热绝缘),则这种含颜料涂层(9)起到如同热反射器的作用,其将从热印头发出的穿透记录层(10)的热集中到热敏记录层(10)上。除了提高响应性能外,还可以提高热敏记录层(10)的分辨力。
含颜料涂层(9)的有机颜料优选具有由热塑性树脂构成的壁,所述热塑性树脂优选包括(甲基)丙烯腈共聚物、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯酸酯、聚丙烯腈或聚丙烯酸酯。可以设想由各种不同有机颜料构成的颜料混合物。
含颜料涂层(9)中的无机颜料优选那些已经证明合适的,它们选自天然物质例如煅烧高岭土、氧化硅、膨润土、碳酸钙以及氧化铝和在此特别是勃姆石。还可以设想由多种不同无机颜料构成的混合物。
有机和无机的吸油性颜料之间的用量比例是由两种颜料所产生的效果的折中,对于实现所要的折中特别有利的是,颜料混合物由15至50重量%,更好的是25至40重量%有机颜料和85至50重量%,更好的是75至60重量%无机颜料构成。
除了有机和/或无机颜料之外,含颜料的涂层(9)还包含粘结剂,选自聚乙烯醇、苯乙烯-丁二烯胶乳、淀粉、羧甲基纤维素、纤维素衍生物,其中特别优选苯乙烯-丁二烯胶乳。对于粘结剂混合物,含颜料涂层(9)中粘结剂的份额的69至76重量%优选由苯乙烯-丁二烯胶乳构成。
如此优选的含颜料涂层(9)还可以对载体幅面(1)表面的平整起到积极贡献,由此减少了为了热敏记录层(10)而必需施加上的涂布材料的量。出于这个理由,为涂覆含颜料涂层(9)提供平整化涂布装置,例如辊涂工具、刮刀工具或(辊-)刮板刮涂工具。如果在含颜料涂层(9)中结合入吸油性颜料作为无机颜料,那么吸油性颜料可以在形成字符时吸收通过热印头的热作用液化的热敏记录层(10)的蜡成分,并且因此有利于以更好的和加速的工作方式来进行热诱导的记录。
含颜料的涂层(9)的单位面积质量优选为5至20g/m2,更好的为6至10g/m2。对于热敏记录层(10),其单位面积质量优选为2至8g/m2,更好的为2.5至6g/m2。
载体幅面(1)除了优选设置的至少一个含颜料涂层(9)之外由基材(11)构成。尽管作为基材(11)不限于纸,纸和在此特别是没经过表面处理的涂布原纸是基材(11),并且考虑到由于良好的再生能力的环境相容性而在市场上其被普遍接受并且在本发明意义上是优选的。没经过表面处理的涂布原纸应理解为没有经过在压胶或在涂布装置中处理过的涂布原纸。对于本发明,同样还可以使用薄膜例如聚烯烃构成的或用聚烯烃涂布的纸作为基材(11),同时这样的实施不具有特有的特性。
本发明还针对一种根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面(1)的装置,其包含:
·用于由沿着润湿线(3)冲击载体幅面(1)的所述液态涂布材料形成自由下落的垂直帘(2)的部件(12),
·用于将所述载体幅面(1)在其整个宽度上—在所述载体幅面(1)的运动方向上—在所述润湿线(3)之前下压的至少一个导向元件(4),
·用于将所述载体幅面(1)在其整个宽度上—在所述载体幅面(1)的运动方向上—在所述润湿线(3)之后提升的至少一个支承机构(5),
其特征在于,
□所述至少一个支承机构(5)包括横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(6)和,置于所述载体幅面(1)的运动方向上在所述回转元件(6)之后的导气机构(7),
□其中在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间是一个在2°至15°范围内,更优选在2.5°至10.5°范围内和最特别优选在2.8°至5.5°范围内的角度(α)。
并非限制于用于由液态涂布材料形成自由下落的垂直帘(2)的特殊部件(12)之一地,首先特别优选两种类型,即所谓的狭缝流延机(其中液态的涂布材料通过指向下的横贯于待涂布的载体幅面(1)设置的排放缝隙流出,并且在那里直接形成自由下落的液体帘)和所谓的滑面流延机。在此首先将液态涂布材料送料至向下倾斜的滑面上,液体在重力的作用下以薄膜形式流下所述滑面并且在滑面的末端形成自由下落的液体帘。
对于要求保护的根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面的方法,前面已经讨论过的优选实施方式也应相应地是用于此方法的装置的优选实施方式。因此,优选的回转元件(6)是刮棒,其中被视为特别有利的是,导气机构(7)被构造成回转元件支撑装置或作为刮棒支撑装置的形式。对本文中的装置来说,优选的实施方式是平滑的刮棒,然而,其还可以是成型的,例如经卷绕的刮棒并且可以保证好的结果。根据在本专利文件意义中全部优选的实施方式,所述刮棒被设计成固定或可旋转的,其中刮棒的旋转方向可以基于载体幅面(1)的运动方向是共同运行的,这意味着,刮棒在与载体幅面(1)的接触区域内的表面运动与载体幅面(1)的运动方向定位一致,替代地,或者还可以相对地运行。很多试验中显示也有利的是,将优选硬镀铬的刮棒这样构造,使得其被设计成可以被液体,通常是水或油出于冷却目的而流过。
关于所述刮棒的直径,优选9mm至16mm的范围,最特别优选13至14mm的范围。很多实现中显示符合目的的是,所述刮棒在载体幅面(1)的底面方向上具有轻微的预弯曲。如果优选没有预弯曲的所述刮棒,则还可以用卷边代替。因此,例如利用一起旋转的刮棒可以非常成功地实施根据本发明的试验,所述刮棒在其外端直径为9.5mm和中部直径为11.8mm。
根据一个优选的实施方式,刮棒和载体幅面(1)的接触线与润湿线(3)的距离优选在2至10cm的范围内,特别是在4cm至6.5cm的范围内。理想的方式是,所述刮棒根据其优选的实施方式与优选构造成刮棒支撑装置形式的导气机构(7)一起,被设计安装成可沿着载体幅面(1)的运动方向来回地运动,使得为最优化机器的运行调节刮棒和载体幅面(1)的接触线与润湿线(3)的距离尤其在2cm至10cm的优选范围界限内并且还可以在任意时间后续调整。
要求保护的根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面的装置优选包括空气屏蔽装置(8),作为它的一部分,导向元件(4)被构造成横截于载体幅面(1)的运动方向指向的刀片形式。在这种情况下,装配在载体幅面(1)上的刀片与润湿线(3)的距离在4mm至22mm的范围内,特别优选在6mm至12mm的范围内。所述刀片通常是直线型刃磨的;可以设想并且在很多完全出于本发明目的的试验中成功地测试了,将所述刀片设置为凹面或凸面刃磨的,因此这种刃磨也是优选的实施方式。作为适合的刀片材料,特别优选是设置有经火焰喷射的碳化钨涂层的不锈钢。
优选的空气屏蔽装置(8)尤其可以涉及具有逆向于载体幅面(1)的运动方向的空气流的那些空气屏蔽装置(8),所述气流在紧挨着润湿线之前开始时被直接施加到待涂布的载体幅面(1)上方并且因此可以将由载体幅面(1)携带的空气分离和导出。该空气屏蔽装置(8)优选包括在邻近液态帘处的空气导入和与液体帘较远距离处的空气抽出。
根据本发明的装置,例如在此以多种实施形式描述的,以及同样以多种实施形式和实施方案推荐的根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面的方法,其中由任选的热敏涂布材料形成自由下落的垂直帘,在涂布期间的速度可以在大于1200m/分钟甚或大于1500m/分钟的范围内,而不会出现例如刮涂中断形式的刮涂故障。这类所推荐的方法和装置因此可以可靠地实现本发明所有实施方式和实施方案中提出的目的。
在说明书和专利权利要求中给出的单位面积质量、重量%和重量份额的数据分别涉及“atro”-重量,也就是说,绝对干燥重量份额。在含颜料涂层的有机颜料的实施方案中,所涉及的数据由“lutro”-重量换算,即空气干燥重量份额,扣除以其供货形式的颜料周围和内部水的重量份额。
具体实施方式及附图说明
下面的附图将进一步阐明本发明:
借助图1来说明根据本发明的方法的一种实施方式,其中首先示出载体幅面(1),其借助于两个以驱动的辊为代表的导向辊R1和R2而被引导经过用来由液态涂布材料形成帘(2)的部件(12)下部。在该情况下,若作为载体幅面(1)要采用由单位面积质量为58g/m2的纸构成并且加载了8g/m2的含颜料涂层的基材,则采用所谓的狭缝流延机作为用于形成帘(2)的所示的部件(12)部分。借助于狭缝流延机,由液态热敏涂布材料形成自由下落的帘(2),其在狭缝流延机的部件(12)之下示出。帘(2)沿着润湿线(3)以在此为85°的角度(β)冲击到载体幅面(1)上,在此由帘(2)的热敏涂布材料形成单位面积质量为4g/m2的热敏记录层。
可以看到分开装配在导向辊R1上的是空气屏蔽装置(8)的一部分,其被构造成所谓的空气切割(AirCut)的形式并且具有没有示出的用于对与载体幅面(1)的运动方向相反定向的空气流起作用的部件,所述空气流应分离和导出被载体幅面(1)携带的空气。在形成帘(2)的部件(12)的下部朝向帘(2)地通过直线型刃磨的刀片限定空气屏蔽装置(8),其作为导向元件(4)将载体幅面(1)在其整个宽度和在载体幅面(1)的运动方向上-从导向辊R1到导向辊R2-直接下压,更确切的说是距离润湿线(3)8mm处下压。
在润湿线(3)之后5cm处,载体幅面(1)通过支承机构(5)被提升,所述支承机构(5)以不旋转的平滑且具有均匀的直径为13.2mm的刮棒形式被构造成回转元件(6)。该刮棒通过在载体幅面(1)运行方向上位于所述刮棒之后被构造成空气导向装置(7)形式的支撑装置来支撑。空气导向装置(7)的上侧面和载体幅面(1)之间在此情形下应调节为4.5°的角度(α),该角度出于更好的图示识别原因而放大。
如果考虑在本附图中在载体幅面(1)与两个导向辊R1和R2的各个接触点之间载体幅面(1)的位置,并且对于载体幅面(1)的走向一方面通过导向元件(4),另一方面通过支承机构(5)来校正偏差,使得在两个导向辊R1和R2之间丝毫不再存在载体幅面(1)的走向的偏差,则得到(想像的)基准线走向。从这个基准线出发,作为导向元件(4)的刀片单独且不受作为支承机构(5)的刮棒的影响地,在此情形下对载体幅面(1)下压1.5mm。作为支承机构(5)的刮棒单独且不受作为导向元件(4)的刀片的影响地,精确地在此情况下对载体幅面(1)提升2.0mm。
在图2中示出了,例如可以利用图1所示方法制备的热敏记录材料。所述记录材料按照下面的顺序包含:基材(11),在此由单位面积质量为58g/m2的纸构成;含颜料的涂层(9),在此其单位面积质量为8g/m2,其中基材(11)和含颜料的涂层(9)一起构成借助落帘涂布方法待涂布的载体幅面(1);和最后的热敏记录层(10),在此其单位面积质量为4g/m2。
附图标记列表:
(1)载体幅面
(2)(涂布材料-)帘
(3)润湿线
(4)导向元件
(5)支承机构
(6)回转元件
(7)导气机构
(8)空气屏蔽装置
(9)含颜料涂层
(10)热敏记录层
(11)基材
(12)用于形成帘(2)的部件
B(1) 载体幅面(1)的宽度
B(2) 帘(2)的宽度
B(4) 导向元件(4)的宽度
B(6) 回转元件(6)的宽度
B(7) 导气机构(7)的宽度
(α) 载体幅面(1)和导气机构(7)上侧面之间的角度
(β) 在所述载体幅面(1)的运动方向上在润湿线(3)后测得的帘(2)和载体幅面(1)之间的角度
Claims (22)
1、一种根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面(1)的方法,其中由所述涂布材料形成自由下落的垂直帘(2),其沿着润湿线(3)冲击到载体幅面(1)上,所述载体幅面在其整个宽度上
·在通过所述润湿线(3)之前被至少一个导向元件(4)下压和
·在通过所述润湿线(3)之后被至少一个支承机构(5)提升,其特征在于,
□所述至少一个支承机构(5)包括横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(6)和,置于所述载体幅面(1)的运动方向上在所述回转元件(6)之后的导气机构(7),
□其中在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间调节得到在2°至15°范围内的角度(α)。
2、一种根据落帘涂布方法制造热敏记录材料的方法,该方法中在连续运动的载体幅面(1)上施加上热敏涂布材料,其中由所述热敏涂布材料形成自由下落的垂直帘(2),其沿着润湿线(3)冲击到载体幅面(1)上,所述载体幅面在其整个宽度上
·在通过所述润湿线(3)之前被至少一个导向元件(4)下压和
·在通过所述润湿线(3)之后被至少一个支承机构(5)提升,
并且其中
□所述至少一个支承机构(5)包括横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(6)和,置于所述载体幅面(1)的运动方向上在所述回转元件(6)之后的导气机构(7),和
□在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间调节得到在2°至15°范围内的角度(α)。
3、如权利要求1和2之一所述的方法,其特征在于,所述回转元件(6)是刮棒。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述导气机构(7)被构造成刮棒支撑装置的形式。
5、如权利要求3和4之一所述的方法,其特征在于,所述刮棒相对于所述载体幅面(1)的运动方向同向或相向地运转。
6、如权利要求3~5之一所述的方法,其特征在于,所述刮棒在其外端的直径小于其中部的直径。
7、如权利要求3和6之一所述的方法,其特征在于,为冷却所述刮棒,使液体流过刮棒。
8、如权利要求1~7之一所述的方法,其特征在于,所述回转元件(6)可以与所述导气机构(7)一起沿着所述载体幅面(1)的运动方向来回地运动。
9、如权利要求1~8之一所述的方法,其特征在于,所述自由下落的垂直帘(2)的宽度B(2)大于所述载体幅面(1)的宽度B(1)。
10、如权利要求1~9之一所述的方法,其特征在于,所述至少一个导向元件(4)是横截于所述载体幅面(1)的运动方向指向的刀片。
11、如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述作为至少一个导向元件(4)的刀片是空气屏蔽装置(8)的一部分。
12、如权利要求10和11之一所述的方法,其特征在于,所述刀片具有凸面的或凹面的刃片。
13、如权利要求1~12之一所述的方法,其特征在于,所述作为至少一个导向元件(4)的刀片的宽度B(4)和/或所述作为至少一个支承机构(5)的回转元件(6)的宽度B(6)和/或所述导气机构(7)的宽度B(7)分别大于所述载体幅面(1)的宽度B(1)。
14、如权利要求1~13之一所述的方法,其特征在于,在所述载体幅面(1)的运动方向上在所述润湿线(3)后测得的在自由下落的垂直帘(2)和载体幅面(1)之间的冲击角(β)被调节在80°至小于90°的范围内。
15、如权利要求2~14之一所述的用于制造热敏记录材料的方法,其特征在于,所述热敏涂布材料含有至少一种选自苯酞化合物、呫吨化合物和荧烷化合物的染料前体和至少一种选自下列物质的有机颜色受体:
·2,2双(4-羟苯基)-丙烷,
·4-[(4-(1-甲基乙氧基)苯基)磺酰基]苯酚,
·4,4′-二羟基-二苯基砜,
·N-(对甲苯磺酰基)-N′-(3-对甲苯磺酰基-氧-苯基)-脲,
·2,4′-二羟基-二苯砜,
·N-(2-羟苯基)-2-[(4-羟苯基)硫代]乙酰胺,
其中染料前体和颜色受体在热的作用下相互反应形成颜色。
16、如权利要求2~15之一所述的用于制造热敏记录材料的方法,其特征在于,所述热敏记录材料包含具有由纸构成的基材(11)和含颜料涂层(9)的载体幅面(1)以及由热敏涂布材料形成的热敏记录层(10)。
17、如权利要求16所述的用于制造热敏记录材料的方法,其特征在于,所述含颜料涂层(9)包含由有机颜料和无机颜料构成的混合物。
18、如权利要求16和17之一所述的用于制造热敏记录材料的方法,其特征在于,所述含颜料涂层(9)包含选自天然物质例如煅烧高岭土、氧化硅、膨润土、碳酸钙以及氧化铝的无机颜料。
19、一种用于根据落帘涂布方法利用液态涂布材料单次涂布或多次涂布连续运动的载体幅面(1)的装置,其包含:
·用于由沿着润湿线(3)冲击到载体幅面(1)上的所述液态涂布材料形成自由下落的垂直帘(2)的部件(12),
·用于将所述载体幅面(1)在其整个宽度上—在载体幅面(1)的运动方向上—在所述润湿线(3)之前下压的至少一个导向元件(4),
·用于将所述载体幅面(1)在其整个宽度上—在载体幅面(1)的运动方向上—在所述润湿线(3)之后提升的至少一个支承机构(5),
其特征在于,
□所述至少一个支承机构(5)包括横截于所述载体幅面(1)的运动方向走向的回转元件(6)和,置于所述载体幅面(1)的运动方向上在所述回转元件(6)之后的导气机构(7),
□其中在所述载体幅面(1)和所述导气机构(7)的上侧面之间的角度(α)在2°至15°范围内。
20、如权利要求19所述的装置,其特征在于,所述回转元件(6)是刮棒和所述导气机构(7)构造成刮棒支撑装置的形式。
21、如权利要求20所述的装置,其特征在于,所述刮棒在其外端的直径小于其中部的直径。
22、如权利要求19~21之一所述的装置,其特征在于,所述回转元件(6)与所述导气机构(7)一起被安装成可沿着所述载体幅面(1)的运动方向来回地运动。
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