CN106457322B - 粘辊 - Google Patents
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Abstract
一种粘辊(3)，所述粘辊(3)包括至少一片粘合材料(14)，所述片包括粘合剂并且掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂。
Description
本发明涉及用于使用在接触清洁工艺中的包括粘合剂饱和指示器的粘辊。本发明具体地，尽管非排他地，涉及用于使用在接触清洁中的包括至少一种可光学检测的掺杂剂的粘辊。另外，本发明涉及用于监控粘辊上的粘合剂饱和的方法和装置，以及更具体地，尽管非排他地，涉及用于通过污染监控粘辊上的粘合剂饱和的方法和装置，所述粘辊用于使用在从清洁表面移除杂质中，所述清洁表面最先从工件的表面移除杂质。
在接触清洁中，粘辊典型地包括位于所述粘辊的外圆周周围的一段或片状的多段材料。材料可以是可用来移除杂质的粘合清洁材料。
常规地，用于清洁工件表面的装置包括适合于从工件移除杂质的至少一种清洁辊。
当工件被输送经过可旋转地安装的清洁辊时，清洁辊在一点处与工件的表面接触，以移除所述表面上的杂质。
经过一段时间后，清洁辊将会被来自工件的杂质污染。
常规地，包括一段或多段粘合材料的粘辊位于清洁辊附近。粘辊在一点处接触到清洁辊的表面上，并且在这么做时，将杂质从清洁辊移除到位于粘辊上的一段粘合材料上。
之后，所述一段粘合材料由于杂质的累积将需要被移除和更换。这可以由用户将连续的一段粘合材料的用过部分的外圆周切掉，而留下连续的粘合材料的新的部分以供使用来完成。可替换地，粘合材料是片状的，并且当最外面的一片粘合材料由于杂质的累积而需要被移除和更换时，通过撕掉被污染的片以露出新的、未被污染的一片粘合材料来简单地完成这一点。
问题出现在确定粘合材料何时对杂质饱和并且因此需要更换或者至少移除最外面的一片粘合材料以露出新的、未被污染的一片粘合材料。
接触清洁被用来清洁衬底表面。一旦被清洁，衬底表面可以被使用在各种复杂的工艺中，如电子产品、太阳能光伏和平板显示器的制造中。通常，橡胶或弹性清洁辊被用来从衬底表面移除致污颗粒，而粘辊随后可以被用来从清洁辊移除所述致污颗粒。这允许清洁辊在从衬底表面移除致污颗粒时最大化它的效率。
然而，现有的接触清洁机器的维护可以是困难的，因为辊(清洁辊和粘辊两者)的移除和更换是耗时和/或需要对保持辊的区域进行局部拆卸的。另外，粘辊对杂质的饱和比率部分由被清洁的衬底的污染水平确定，并且部分由所使用的清洁工艺确定。粘辊的饱和比率是清洁工艺成功的基础。典型地这样的粘辊由周围缠绕有至少一片粘合材料的芯构成，并且粘合剂在清洁工艺期间会对杂质饱和。如果在粘合剂完全饱和或者至少部分饱和之前，粘辊没有被更换或者更新，那么清洁辊将不能再被粘辊有效地清洁，而作为结果，电子衬底依然被杂质污染而不能利用。然而，当采取更谨慎的方法时，即如果粘辊在还有可观的粘合寿命时太早被更换或更新，清洁工艺的总成本将会增加。这在多步骤清洁工艺中是关键考虑因素。因此，需要能够准确地、可重复地预测粘辊对致污杂质的饱和，而在整个清洁工艺中没有显著的成本增加。
本发明的目的在于通过提供一种包括至少一片粘合材料的粘辊来解决这些问题，所述片包括粘合剂并且掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂。
优选地，所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的一部分中可检测的。最优选地，所述至少一种可光学检测的掺杂剂是发冷光的。更具体地，所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中发磷光的、所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中荧光的、所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中反射的，或者所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中可检测的。
在某些实施例中，片可以包括衬底层。更具体地，衬底层可以在所述衬底层的第一侧上具有粘合剂。
在某些实施例中，片可以包括粘合层和衬底层。
在某些实施例中，衬底层可以掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂。优选地，当粘合片的衬底层掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂时，粘合剂在掺杂剂为可光学检测的波长下是至少部分透明的。
如果衬底层掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂并且所述至少一种可光学检测的掺杂剂是磷光的或荧光的，那么粘合剂可以是对掺杂剂发磷光或发荧光的波长透明的。
可替换地或者另外，粘合剂可以掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂。更具体地，粘合层可以掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂。
优选地，粘合材料在波长下的光学响应是与粘合剂中的杂质污染水平成比例的。更优选地，粘合材料的光学响应对于粘合剂中的杂质污染水平的至少一部分是近似线性的。最优选地，在使用中，粘合材料趋向于粘合剂中这样的杂质污染水平，在所述水平光学响应在粘合剂的污染饱和点，或者在指示即将达到该点的可测量的饱和阈值处表现为陡变。
通过使用可光学检测的掺杂剂，监控粘辊上的粘合剂的污染物饱和比率是可能的，通过监控来自可光学检测的掺杂剂的可检测的光学响应在粘辊上的污染物水平增加时的结果变化，从而提供对饱和点的指示，在所述饱和点时粘合材料处于它必须被更换或更新以维持有效的点。当辊被使用在接触清洁装置或工艺中时，这是理想的，因为饱和点可以用来指示何时应该更换或更新辊。
优选地，粘合材料在掺杂剂发磷光或发荧光的波长下的光学响应的变化是与粘合剂中的杂质污染水平成比例的。更具体地，光学响应的变化是对粘辊上粘合剂饱和的可检测的量度。
粘辊优选地包括芯和至少一片粘合材料，所述至少一片粘合材料被缠绕在所述芯的外表面周围。
来自至少一种可光学检测的掺杂剂的发射辐射优选地在电磁波谱的可见部分中。
在某些实施例中，至少一种可光学检测的掺杂剂优选地是荧光涂料。
可替换地，至少一种可光学检测的掺杂剂优选地是磷光颜料。
至少一种可光学检测的掺杂剂可以是铝酸锶。可替换地或者另外，至少一种可光学检测的掺杂剂可以包括镭和/或硫化锌。
在某些实施例中，至少一种可光学检测的掺杂剂可以包括铝酸锶、镭或硫化锌中的一种或更多种。
在某些实施例中，其中至少一种可光学检测的掺杂剂包括铝酸锶，至少一种可光学检测的掺杂剂的至少一部分可以被涂覆有第一材料，当所述至少一种可光学检测的掺杂剂经受预先确定的激发能时，所述第一材料具有在电磁波谱的可见部分中的第一发射颜色。
在可更换的或另外的实施例中，其中至少一种可光学检测的掺杂剂包括铝酸锶，至少一种可光学检测的掺杂剂的至少一部分可以被涂覆有第二材料，当所述至少一种可光学检测的掺杂剂经受预先确定的激发能时，所述第二材料具有在电磁波谱的可见部分中的第二发射颜色。
应该理解，至少一种可光学检测的掺杂剂上的一种或者每种覆层材料可以被选择为当所述至少一种可光学检测的掺杂剂经受电磁波谱中预先确定的激发能时具有任何给定的可见光的发射颜色。像这样，可以生产多批具有可替换的可检测的发射颜色的至少一种可光学检测的掺杂剂，从而至少一种可光学检测的掺杂剂覆层的变化可以被用来追踪多批粘辊产品，并且由此起到质量控制和/或防伪措施的作用。
至少一种可光学检测的掺杂剂可以以0％至5％重量/重量存在于粘合剂中。优选地，至少一种可光学检测的掺杂剂以0.1％和5％重量/重量之间的范围存在于粘合剂中。
可替换地或者另外，至少一种可光学检测的掺杂剂可以以0％至5％重量/重量存在于衬底层中。优选地，至少一种可光学检测的掺杂剂以0.1％和5％重量/重量之间的范围存在于衬底层中。
当粘合材料变得对污染物饱和时，由粘合材料发射的可测量的冷光可以减少。这是来自掺杂剂的可检测的光学发射被粘合材料上的污染物堵塞的结果。
可替换地，如果污染物本身是发冷光的，当粘合材料变得对污染物饱和时，来自粘合材料的可测量的冷光可以增加。这是来自掺杂剂的可检测的光学发射附加来自粘合材料上的污染物的光学发射的结果。
可测量的冷光的变化是可检测的，并且当达到可测量的冷光的阈值水平时，或者可替换地，当可测量的冷光的变化是这样的以致已经达到预先确定的饱和阈值时，可以改变粘合片。
在某些实施例中，粘合材料是连续的一段粘合材料。
在某些实施例中，粘合材料是片状的。更具体地，粘辊是包括一片或更多片粘合材料的片状辊。
在某些实施例中，片状粘辊包括至少两片粘合材料。
更具体地，粘合材料片可以在相邻的片之间被切割。
可替换地，相邻的片可以通过在相邻的片之间穿孔而是片状的。更具体地，毗邻的片最初沿弱化线被连接到彼此。弱化线是由连接相邻的片的片材料中的穿孔提供的。
在某些实施例中，粘辊包括辊芯，所述辊芯具有可移除地附接在所述辊芯上的至少一片粘合材料。
在某些实施例中，粘辊进一步包括被可移除地附接在辊芯上的至少一片在先粘合材料上的至少一片在后粘合材料。
在某些实施例中，粘辊进一步包括多片在后粘合材料，其中每片被可移除地附接在辊芯上的一片在先粘合材料上。
在这样的实施例中，一片或每片粘合材料以及多片在后粘合材料提供在所述辊芯上将片保持到彼此的粘合表面。
优选地，粘合材料包括允许移除杂质的粘合剂。
粘合剂可以是其上具有压敏粘合剂的自粘材料。
片可以围绕圆柱形的芯的粘合侧被依次辊出。
粘合材料可以被涂覆有便于每片的移除的释放覆层。
可替换地或者另外，粘合材料可以包括便于每片的移除的压纹表面。
在另一方面，本发明还提供这样的粘辊在接触清洁工艺中的用途。
根据本发明的进一步的方面，提供一种用于监控粘辊的粘合剂污染物饱和的装置，所述粘辊包括至少一片粘合材料，所述片包括粘合剂并且掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂，所述装置包括
-激发能源，所述激发能源可操作以向所述可光学检测的掺杂剂递送激发能；
-光学检测器，所述光学检测器可操作以检测来自所述至少一种可光学检测的掺杂剂的光学发射，并且输出与所述检测到的光学发射成比例的信号；以及
-监控设备，所述监控设备可操作以监控来自所述检测器的输出信号，并且检测来自所述检测器的所述输出信号的变化。
在某些实施例中，所述监控设备可操作以检测来自检测器的输出信号的增加。输出信号的增加指示来自粘合材料的可检测的光学发射的增加。
在某些实施例中，所述监控设备可操作以检测来自检测器的输出信号的减少。输出信号的减少指示来自粘合材料的可检测的光学发射的减少。
来自检测器的输出信号的变化可以是由于粘合材料上的污染物堵塞来自可光学检测的掺杂剂的可光学检测的发射，和/或由于粘合材料上的污染物减少到达可光学检测的掺杂剂的激发能而造成的。
可替换地，来自检测器的输出信号的变化可以是由于粘合材料上的污染物自身能够生成可光学检测的发射；由此由污染物所产生的可光学检测的发射将增加来自可光学检测的掺杂剂的可光学检测的发射，从而增加来自光学检测器的输出信号而造成的。
光学检测器可以是磷光检测器。
光学检测器可以是荧光检测器。
激发能源优选地生成和输出电磁辐射。更具体地，所述电磁辐射可以具有引起可光学检测的掺杂剂发射可光学检测的辐射的波长。
监控设备可以是处理器单元。优选地所述处理器单元可以是可编程的。
优选地，处理器单元可编程以在检测到预先确定的阈值输出信号时生成警报信号。
根据本发明的再进一步的方面，提供一种用于监控粘辊的粘合剂污染物饱和的方法，所述粘辊包括至少一片粘合材料，所述片包括粘合剂并且掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂，所述方法包括以下步骤：
-提供激发能源；
-从所述激发能源向所述可光学检测的掺杂剂递送激发能；
-提供光学检测器并且检测来自所述至少一种可光学检测的掺杂剂的光学
发射；
-由所述光学检测器提供与所述检测到的光学发射成比例的输出信号；
-提供监控设备并且监控来自所述检测器的所述输出信号，并且检测来自所述检测器的所述输出信号的变化。
所述监控设备可以是处理器单元。在这样的实施例中，所述方法可以进一步包括编程处理器单元以检测来自监控设备的预先确定的阈值输出信号的步骤。所述信号可以指示饱和的粘辊。
所述方法提供测量包含可光学检测的掺杂剂的粘合材料针对给定的激发能在一段时间内的冷光变化。当粘合材料变得对污染物杂质饱和时，来自可光学检测的掺杂剂的冷光将变化为来自激发源的预先确定并且恒定的激发能输入。粘辊在其未使用的情况中的冷光将是已知的。粘辊针对预先确定的激发能的冷光变化可以在粘辊拾取污染物的一段时间内被监控。当变化达到预先确定的阈值水平时，应该通过移除粘合材料的外层/片更换或更新粘辊。
本发明现在将仅通过示例方式并且参考附图描述，在所述附图中：
图1是采用根据本发明的实施例的粘辊的接触清洁装置的示意侧视图；
图2是用于清洁的工件的装置的侧视图；
图3是从粘辊的一个端观察的视图，示出材料片如何叠加到辊芯上；
图4是从一个端观察的视图，示出材料片如何叠加到辊芯上的替换方案；
图5是用于监控根据本发明的第一实施例的粘辊中的粘合剂饱和的装置的示意侧视图，其中可光学检测的掺杂剂是磷光颜料；
图6是用于监控根据本发明的替换实施例的粘辊中的粘合剂饱和的装置的示意侧视图，其中可光学检测的掺杂剂是反射材料；
图7是用于监控根据本发明的再进一步的替换实施例的粘辊中的粘合剂饱和的装置的示意侧视图，其中可光学检测的掺杂剂是荧光或反射材料；
图8是示出磷光颜料的磷光衰减图谱的示意图；以及
图9是示出根据本发明的实施例的辊的光学响应的示意图。
在本发明中，已经领会到，粘辊可以以允许在接触清洁工艺期间对所述粘辊对杂质的粘合剂饱和进行远程且无接触的监控的方式生产。包括至少一片粘合材料(其中所述片包括粘合剂)的粘辊可以被这样形成，以致所述片掺杂有可光学检测的掺杂剂。通过使用对掺杂剂的光学监控，在接触清洁工艺期间，粘合剂对杂质形式的污染的饱和可以由在粘合剂变得对杂质饱和时所测量的光学响应确定。通过选择给出与粘合片的污染水平成比例的光学响应的掺杂剂，指示粘合剂饱和的污染的阈值水平可以通过监控光学响应的变化来定义。这可以通过调整掺杂剂和/或粘合剂来实现，如下文所描述的那样。
图1是采用根据本发明的实施例的粘辊的接触清洁装置的示意侧视图。接触清洁装置1包括安装在输送机4上面的接触清洁辊2和粘辊3，所述输送机4上携带多个用于清洁的衬底5。接触清洁辊2是细长的并且形状一般为圆柱形的，并且被安装在具有垂直于视图平面的轴线的保持器(未示出)上，接触清洁辊2围绕所述轴线可自由旋转。接触清洁辊2的具体结构在下文中被更详细地描述。粘辊3形状一般为圆柱形的，并且包括具有其上存在粘合剂的表面的芯，并且也被安装在具有垂直于视图平面并且平行于接触清洁辊2的保持器轴线的轴线的保持器(未示出)上，粘辊3围绕所述轴线可自由旋转。接触清洁辊2和粘辊3以这样的方式被安装，以便与彼此接触，从而接触清洁辊2的顺时针旋转运动会导致粘辊3的逆时针旋转运动，反之亦然。对于接触清洁辊2和粘辊3要处于接触的需要从下文对用途的描述中将是清楚的。接触清洁辊2还被安装以便能够在衬底5在输送机上经过时与要被清洁的衬底5的表面接触，所述输送机位于输送机4的轴线下方。
要被清洁的衬底5按如下被处理。衬底5被放置在如由箭头A所指示的从右边移动到左边的输送机4的上表面6上。要被清洁的衬底5从以如由箭头B所指示的顺时针方向旋转的接触清洁辊2下面经过。在与清洁辊2接触之前，衬底5的上表面被覆盖有需要移除的杂物7(如灰尘)。接触清洁辊2接触衬底5的上表面，借助于电磁移除机构移除杂物7，其中用来形成清洁辊2的材料的固有极性吸引杂物7并且致使它粘附到接触清洁辊2的表面。接触清洁辊2和杂物7之间的相对吸引力大于杂物7和衬底5的表面之间的吸引力，因此杂物7被移除。现在清洁的衬底5继续沿输送机4到移除站(未示出)，而输送机的下表面8回传，在图1中如由箭头D所指示的左右方向上形成环。为了清洁接触清洁辊2，以如由箭头C指示的逆时针方向旋转的粘辊接触接触清洁辊2的表面。在该点，杂物7和存在于粘辊3的表面上的粘合剂之间的粘合力大于将杂物7保持到接触清洁辊2的表面上的电磁力，从而杂物被移除。接触清洁辊3随后旋转以向下一个要被清洁的衬底5呈现清洁的表面。
参考图2，用于清洁工件20的装置10有利地包括具有芯16和清洁表面18的至少一个清洁辊2，以及具有辊芯12的粘辊3，所述辊芯12具有带粘合表面的连续的一段粘合材料14。
清洁辊2以一方式邻近工件20可旋转地安装，所述方式允许清洁表面18在一点处接触到工件20的表面上。因此，当工件20被输送时，清洁辊2旋转并且清洁辊2的清洁表面18移除位于工件20上的任何杂质。
清洁表面18典型地为弹性体涂覆的或者由其他形式的橡胶或类似材料制成的，以便于杂质从工件20的移除。
辊芯12为邻近清洁辊2相对于工件20以可安装方式可旋转的。辊芯12和连续的粘合材料14在一点处与清洁辊2的清洁表面18接触。
借助于在一点处接触到清洁表面18上，连续的粘合材料14便于杂质从清洁辊2的清洁表面18移除到连续的粘合材料14。
连续的粘合材料14以与直接施加到被输送的工件20上相反的这种方式被施加，从而避免以来自连续的粘合材料14的粘合剂污染工件20。
当连续的粘合材料14变得被污染时，由用户将连续的粘合材料14的被污染的部分切掉，而留下连续的粘合材料14的新的清洁部分以供使用而实现更换。
如图3中所示出的，用于在接触清洁中使用的粘辊可以被形成为包括常规的辊芯110的片状辊100，所述辊芯110具有被可移除地附接在辊芯110的圆周周围、叠加到彼此上的单独的粘合片112、114、116。
辊芯110具有可以是粘合剂覆层的附接装置，以允许第一个单独的粘合片112被可移除地附接在辊芯110的圆周周围。
单独的粘合片112、114、116具有朝向外的粘合表面118a-c，并且具有朝向内的非粘合表面。
通过将第一片112的第一端120附接到辊芯110上并且将第一片112缠绕在辊芯110的圆周周围来形成片状辊100。
由于第一片112长度大于辊芯110的圆周，第一片112的另外一端122将超出端120。
通过第一片112的粘合表面118a，端122被可移除地附接在端120上。
第二片114随后被缠绕在第一片112的外圆周周围，其中第二片114的端124被邻接到第一片112的端122。术语邻接要被理解为包括邻近；在接连的片之间可以有间隙。
第一片112的粘合表面118a会将第二片114牢固地保持在适当位置中。
第三片116随后被缠绕在第二片114的外圆周周围，其中第三片116的端128被邻接到第二片114的端126。
第二片114的粘合表面118b会将第三片116牢固地保持在适当位置中。
类似地，另外的单独的粘合片(未示出)被邻接到第三片116的端130，以此类推，直到辊芯110“满”了。
将会意识到，因为片112、114、116都具有相同的长度，相应的端122、126、130等的超出或圆周偏移将随着辊芯12变“满”而减小。然而，每片的长度可以按期望或需要调整。
片的端的邻接的偏移分散辊芯110上的负载，从而使得辊芯110在旋转时更稳定。
在使用中，辊芯110被这样放置，以致最外面的片被放置为在一点处与常规的清洁辊16的清洁表面18接触。
当辊芯110和清洁辊16两者都旋转时，位于清洁表面18上的杂质将被转移到外片116的粘合表面118c。
当外片116的粘合表面118c变得被污染时，通过借助于边缘132剥掉被污染的片而实现更换，由此留下清洁的片114被应用到清洁辊16的清洁表面18，直到所述片114也需要更换，以此类推。
如图4中所示出的，可更换的片状辊200包括常规的辊芯210，所述辊芯210具有被可移除地附接在辊芯210的圆周周围、叠加到彼此上的单独的粘合片212、214、216、218等。
在该布置中，第一片212被附接到辊芯210。片212具有朝向外的粘合表面212a，以及朝向内的非粘合表面。第一片212的长度等于辊芯的圆周，从而所述第一片212的端220、222彼此邻接。邻接应该被理解为包括端彼此邻近；在接连的片之间可以有间隙。
第二片214随后借助于第一片212的粘合表面212a被可移除地附接到第一片212。该第二片214的长度是这样的，以致第二片214的对应的端224、226邻接彼此。
类似地另外的片216、218等被可移除地附接到在先的片214、216、218等。这些另外的片216、218等借助于粘合表面214a、216a、218a等被牢固地保持在适当位置中。
点A、B、C、D指示相应的端220、222、224、226、228、230、232、234的邻接位置。这些点A、B、C、D在圆周上间隔排列在辊芯210周围，以便于片212、214、216、218的更换并且维持片状辊200的结构完整性。
当辊变得更“满”并且有效圆周变得更大时，可以调整每片的长度。
图5是用于监控根据本发明的第一实施例的粘辊中的粘合剂饱和的装置的示意侧视图。辊被用作用于与接触清洁辊2接触的粘辊3，所述接触清洁辊2具有芯16和与接触清洁系统1接触的清洁表面18，如上文所描述的那样。装置包括粘辊3，所述粘辊3包括芯12和提供被缠绕在芯12周围的粘合表面14的至少一片粘合材料。至少一片粘合材料包括涂覆有粘合层的衬底层。粘辊3是细长的并且形状一般为圆柱形的，并且经由安装机构被安装到保持器(未示出)上，用于使用在接触清洁系统(参见图1)中。粘合层掺杂有可光学检测的掺杂剂。在所描绘的实施例中，掺杂剂是磷光颜料。在优选的实施例中冷光材料是铝酸锶。
激发能源17相对于粘辊3被放置，从而所述激发能源17可操作以在朝向包括可光学检测的掺杂剂的粘辊3的方向E上发射激发能。激发能源17被放置以发射激发能到粘合材料上，从而磷光材料在方向F上发射可检测的光。在示例性实施例中，激发能在300nm的波长下从激发能源17被发射。光学检测器设备19相对于粘辊3被放置，从而所述光学检测器设备19可操作以检测由可光学检测的掺杂剂响应于它从激发能源17吸收激发能而发射的光学信号。在示例性实施例中，激发能源17可以是紫外光源。激发能源17可以是钨白光源、LED源或其他类似的激发能的源。
光学检测器设备19从激发能源17在圆周上偏移。激发能源17和光学检测器19之间的圆周偏移的距离将取决于磷光颜料的磷光衰减时间。磷光衰减曲线(例如参见图8)不是线性的。非常优选地是，针对任何给定的磷光颜料，激发能源17和光学检测器19之间的圆周偏移被选择来确保有足够的可检测的磷光以待检测。
光学检测器19可以是光电池。在本发明的实施例中，检测器19可以是，例如，电流充电设备(CCD)。
在装置的操作中，紫外激发能源17发射激发能并且粘合材料中的磷光颜料开始发磷光。当粘辊3旋转时，被激活的磷光颜料发射可光学检测的信号，当粘合材料14旋转时，所述可光学检测的信号转而被光学检测器19检测到。
当新的、未使用的粘辊3被安装到装置中时，通过测量未被污染的情况中粘合材料14的基线磷光来校准装置。当粘辊3被使用并且粘合材料14上的杂质水平增加时，检测器19监控磷光相对于基线的变化，直到达到磷光变化的预先确定的阈值水平。在示例性实施例中，警报将被引发来警告操作者粘辊3应该被改变或更新。
粘合材料14的衬底层可以由，例如，纸或聚合物材料形成。
处理器单元21可以被编程以监控由光学检测器19检测到的光学信号的变化。当检测到光学信号相对于基线磷光的变化达到预先确定的阈值时，处理器单元21可以提供警报信号。
在最初未被使用和未被污染的状态中，可光学检测的掺杂剂为可最大化地检测的。可光学检测的掺杂剂由光学检测器19，例如，通过测量冷光的强度观察辊3的光学响应而检测。为了测量光学响应，可能必要的是，使用特殊的光源或特定的检测器19，例如，能够检测冷光材料的检测器。
在使用中，当粘合剂14与要被清洁的清洁辊2再次接触时，所述粘合剂14从邻近的清洁辊2拾取杂质(参考图1)。粘合剂14的外表面的污染在一段时间内导致可光学检测的掺杂剂的光学响应变化。
图6是用于监控根据本发明的第二实施例的粘辊中的粘合剂饱和的装置的示意侧视图。所述装置与图5中示出的实施例的不同在于激发能源37和光学检测器39没有在圆周上互相偏移。所描绘的装置在其中可光学检测的掺杂剂为反射材料的系统中是有用的。在这样的实施例中，激发能源37可以是发光器并且光学检测器39可以是光敏元件。
当新的、未被使用的粘辊30邻近包括芯16和清洁表面18的清洁辊32被安装到装置中时，所述装置通过测量粘合材料14在未被污染的情况中的基线反射来校准。当粘辊30被使用并且粘合材料14上的杂质水平增加时，检测器39监控反射相对于基线的变化，直到达到反射变化的预先确定的阈值水平。在示例性实施例中，警报会被引发以警告操作者粘辊30应该被改变或更新。
图7是用于监控根据本发明的进一步的实施例的粘辊60中的粘合剂饱和的装置的示意侧视图。所述装置与图5中所示出的实施例的不同在于激发能源67和光学检测器69没有在圆周上相互偏移，并且在0度旋转下距粘辊60的半径“O”为等距的。激发能源67和检测器69之间的圆周偏移距离是重要的，并且会随着粘辊60的直径变化而变化。激发能的入射角o’和来自掺杂剂的发射能的反射角β最优选地相对于半径“O”相等。
所描绘的装置在其中可光学检测的掺杂剂为荧光或反射材料的系统中是有用的。在这样的实施例中，激发能源67可以是发光器并且光学检测器69可以是光敏元件。
当新的、未被使用的粘辊60被安装到装置中时，所述装置通过测量粘合材料14在未被污染的情况中的基线反射来校准。当粘辊60被使用并且粘合材料14上的杂质水平增加时，检测器69监控荧光或反射相对于基线的变化，直到达到荧光或反射变化的预先确定的阈值水平。在示例性实施例中，警报会被引发以警告操作者粘辊60应该被改变或更新。
尽管在上文示例性实施例中使用紫外光源。取决于所选择的可光学检测的掺杂剂，符合期望的可能是使用可见光源、红外光源或其他光源。
图8是示出磷光颜料的磷光衰减图谱的示意图。光学发射强度I和磷光衰减的时间t将取决于所使用的磷光颜料以及颜料在粘合剂中的浓度。
图9是示出根据本发明的实施例的辊的光学响应的示意图。x轴表示污染水平T，而y轴表示光学响应，在该情形中，即检测到的粘合剂14的冷光强度I。可光学检测的掺杂剂和形成粘合剂14的材料被这样选择，以致对于粘合剂14的污染水平T的至少一部分而言，粘合剂14的光学响应是近似线性的。在粘合剂14的污染水平为t1的点处，光学响应i1表示粘辊3应该被改变或更新的预先确定的饱和阈值点。其后相较于最初的光学响应，光学响应持续减少，并且在该示例中保持为线性的。然而，光学响应可以是指数型、对数型或者在该点处的突变。该饱和阈值点被设计以允许对这样的点的容易检测，在所述点处符合期望的是改变辊3。在该点处，有足够的未被污染的粘合剂14留在辊3上，以避免损坏要被清洁的衬底5，但是这是指示辊3的有用寿命已经完成的可接受的最小值。
在所描绘的实施例中，粘合剂14的污染的饱和阈值点t1提供阈值光学响应i1。用户将意识到在光学响应阈值i1处，粘辊应该以新的粘辊替代来改变。
然而，对用户而言更符合期望的是能够在达到该饱和阈值之前改变粘辊3。因此，可以定义第二点t2，其中在t2处光学响应i2表现出可测量的预饱和阈值水平。该阈值可以针对有或者没有最初光学响应校准的辊来定义。优选地，t2被定义为粘合剂污染物饱和，而不是依照粘辊3的最大有用寿命的临界点，在所述粘合剂污染物饱和处，最符合期望的是改变粘辊3。因此，正如t1一样，t2也不是可接受的最小未被污染的粘合剂，而是表示指示辊3的可工作寿命已经完成的可工作的最小未被污染的粘合剂。
本发明的这些和其他实施例从所附的权利要求书的范围将是显而易见的。
可以对上文进行修饰和改进，而不会背离本发明的范围。清楚的是，前文提供具有朝外的粘合剂的片状辊。同样，例如，片状辊可以具有辊芯，所述辊芯具有被可移除地附接到辊芯上的任何长度的单独的片。
Claims (16)
1.一种粘辊，所述粘辊包括至少一个粘合材料片，所述粘合材料片包括朝向外的粘合表面，所述朝向外的粘合表面配置为从物品的表面移除污染物，并且所述粘合材料片掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是发冷光的或反射的，
其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂可发射可测量的冷光或反射光，所述可测量的冷光或反射光的强度可基于所述粘合表面上的污染物的水平而改变。
2.根据权利要求1所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中发磷光的。
3.根据权利要求1所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中荧光的。
4.根据权利要求1所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是在电磁波谱的可见区、红外区或紫外区中可检测的。
5.根据权利要求1所述的粘辊，其中所述粘合材料片包括衬底层和粘合层。
6.根据权利要求5所述的粘辊，其中所述衬底层掺杂有所述至少一种可光学检测的掺杂剂。
7.根据权利要求6所述的粘辊，其中所述粘合层在所述掺杂剂为可光学检测的波长下是至少部分透明的。
8.根据权利要求5所述的粘辊，其中所述粘合层掺杂有所述至少一种可光学检测的掺杂剂。
9.根据权利要求1所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是荧光涂料。
10.根据权利要求1所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是磷光颜料。
11.根据权利要求10所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是铝酸锶、镭和硫化锌中的至少一者。
12.根据权利要求11所述的粘辊，其中，当所述至少一种可光学检测的掺杂剂是铝酸锶时，所述至少一种可光学检测的掺杂剂的至少一部分被涂覆在第一材料中，所述第一材料具有在电磁波谱的可见部分中的第一发射颜色。
13.根据权利要求12所述的粘辊，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂的至少一部分被涂覆在第二材料中，所述第二材料具有在电磁波谱的可见部分中的第二发射颜色。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的粘辊在接触清洁工艺中的用途。
15.一种用于监控粘辊的粘合剂污染物饱和的装置，所述粘辊包括至少一个粘合材料片，所述粘合材料片包括朝向外的粘合表面并且掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂，所述粘合表面配置为从物品的表面移除污染物，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是发冷光的或反射的，所述装置包括：
-激发能源，所述激发能源可操作以向所述至少一种可光学检测的掺杂剂递送激发能；
-光学检测器，所述光学检测器可操作以检测来自所述至少一种可光学检测的掺杂剂的光学发射，并且输出与所检测到的光学发射成比例的信号；以及
-监控设备，所述监控设备可操作以监控来自所述光学检测器的输出信号，并且检测来自所述光学检测器的所述输出信号的变化。
16.一种用于监控粘辊的粘合剂污染物饱和的方法，所述粘辊包括至少一个粘合材料片，所述粘合材料片包括朝向外的粘合表面并且掺杂有至少一种可光学检测的掺杂剂，所述粘合表面配置为从物品的表面移除污染物，其中所述至少一种可光学检测的掺杂剂是发冷光的或反射的，所述方法包括以下步骤：
-提供激发能源；
-从所述激发能源向所述至少一种可光学检测的掺杂剂递送激发能；
-提供光学检测器并且检测来自所述至少一种可光学检测的掺杂剂的光学发射；
-由所述光学检测器提供与所检测到的光学发射成比例的输出信号；
-提供监控设备并且监控来自所述光学检测器的所述输出信号，并且检测来自所述光学检测器的所述输出信号的变化。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |