DE69630489T2

DE69630489T2 - Trägerelement für Beschichtungsflüssigkeit und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69630489T2
Application number: DE69630489T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Yokohama-shi Miyahara; Kohichi Yokohama-shi Kimura; Yoshiyuki Kawasaki-shi Motoyoshi; Tatsuo Hamamatsu-shi Takagi; Osamu Hamamatsu-shi Horiuchi; Nobuya Hamamatsu-shi Tomosue; Toshihisa Hamamatsu-shi Okabe; Hiromi Kuroiso-shi Furuya
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: KR100402357B1; CN1146934A; US5876640A; EP0753356B1; KR970006364A; EP0753356A1; CN1081954C; DE69630489D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Trägerelement für Beschichtungsflüssigkeit, das in einem Beschichtungsapparat für die gleichmäßige Auftragung einer Beschichtungsflüssigkeit, wie ein Trennmittel, ein Öl, ein Beschichtungsverbundmittel verwendet wird, und auf einen Prozess für die Herstellung desselben.
GB-A-1 401 231 legt ein Filter offen, das einen porösen Formkörper umfasst, der aus Kaliumtitanat-Fasern gebildet ist, die mit einem Binder aneinander gebunden sind, wobei der Filter zusammenhängende Poren mit einer durchschnittlichen Porengröße von 200 oder 400 μm und eine Porösität von 80% hat. Ferner ist ein Netz an solch einem porösen Körper angebracht, das für eine Beschichtungsflüssigkeit durchlässig ist.
Der Nachteil des Filters ist, dass seine Kapazität zum Halten einer möglichen Beschichtungsflüssigkeit niedrig ist.
Aufbringungsapparate für das Auftragen einer Beschichtungsflüssigkeit für das Modifizieren der Oberflächeneigenschaften eines Artikels, wie etwa ein Trennungsmittel, ein Öl oder ein Beschichtungsverbundmittel, auf die Oberfläche eines Artikels umfassen ein Beschichtungsteil, das in direkten Kontakt mit dem zu beschichtenden Artikel gebracht wird, und ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil, welches eine Beschichtungsflüssigkeit aufnimmt und die Beschichtungsflüssigkeit an das Beschichtungsteil abgibt.
Beschichtungsgeräte mit großen Ausmassen haben gewöhnlich getrennte Behälter wie einen Tank als ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil. Für Beschichtungsgeräte mit niedrigem Verbrauch einer Beschichtungsflüssigkeit gibt es ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil, das in der Form eines mit einem Beschichtungsteil integrierten Beschichtungsflüssigkeithalteteils verwendet wird.
Bekannte Beschichtungsflüssigkeithalteteile des letzteren Typs umfassen ein Hohlrohr, das z. B. aus Metall gefertigt ist und eine Anzahl von kleinen Durchgangslöchern hat, wobei eine Beschichtungsflüssigkeit in seinem hohlen Abschnitt gehalten wird, um so nach und nach durch die Durchgangslöcher abgegeben zu werden an ein Beschichtungsteil, das in intimen Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Rohrs (siehe JP-U-59-73762 und JP-A-60-136782) vorgesehen ist, und an einen Körper aus geschäumten Kunststoff mit offenen Zellen, in den eine Beschichtungsflüssigkeit eingedrungen ist und von ihm durch Kapillarwirkung aussikkert (JP-B-61-6381). Die Begriffe "JP-U", "JP-A" und "JP-B" bedeuten nach ihrer Verwendung hier eine ungeprüfte veröffentlichte japanische Gebrauchsmusteranmeldung, eine ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung bzw. eine geprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung.
Ein Auftragungsgerät für das Auftragen einer Beschichtungsflüssigkeit sollte derart sein, dass eine Beschichtungsflüssigkeit mit einer konstanten Rate ohne Überschuß oder Mangel abgegeben werden kann. Von diesem Standpunkt aus ist die Stabilität der Beschichtungsflüssigkeitsabgabe wichtig für den oben angeführten Typ von Beschichtungsflüssigkeithalteteil, der nicht mit einer konstanten Abgabeeinrichtung wie etwa einer Pumpe ausgerüstet ist. Es ist wünschenswert für das Beschichtungsflüssigkeithalteteil, eine feste Menge einer Beschichtungsflüssigkeit auf eine stabile Weise vom Start der Benutzung bis fast zum vollständigen Verbrauch der dort gehaltenen Beschichtungsflüssigkeit abgeben zu können. Es ist auch wünschenswert für das Beschichtungsflüssigkeithalteteil, eine möglichst hohe Kapazität zu haben, so dass es für eine möglichst lange Zeitspanne verwendet werden kann.
Jedoch neigen konventionelle Beschichtungsflüssigkeithalteteile mit einer hohen Flüssigkeithaltekapazität dazu, mit Abnahme der restlichen Beschichtungsflüssigkeit beträchtliche Schwankungen der Abgaberate zu verursachen, während jene Beschichtungsflüssigkeithalteteile mit Abgabestabilität dazu neigen, eine niedrige Kapazität zu haben und häufiger ausgetauscht werden zu müssen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil vorzusehen, das eine ausreichende Menge von Beschichtungsflüssigkeit halten kann und Beschichtungsflüssigkeit auf eine stabile Weise über eine ausgedehnte Zeitspanne abgeben kann, und einen Prozess für die Herstellung desselben vorzusehen.
Nach der Erfindung wird das Ziel hinsichtlich des Beschichtungsflüssigkeithalteteils erreicht durch den Gegenstand von Anspruch 1. Hinsichtlich des Prozesses für die Herstellung des Beschichtungsflüssigkeithalteteils wird das Ziel alternativ erreicht durch den Prozess nach Anspruch 2 und den Prozess nach Anspruch 3.
Im Folgenden wird die Erfindung in größerem Detail beispielsweise beschrieben in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 und 2 Elektronenmikroskop-Bilder der Oberfläche bzw. der Schnittfläche eines Beispiels des Beschichtungsflüssigkeithalteteils nach der Erfindung zeigt; und
3 eine schematische Veranschaulichung ist, welche die Verteilung von Poren und feinen Zwischenräumen zwischen Fasern in dem Beschichtungsflüssigkeithalteteil nach einem Beispiel der Erfindung zeigt.
Der Begriff "Porösität" nach seiner Verwendung hier bedeutet einen Wert, der nach der Gleichung berechnet wir: Porösität (%) = (1 – spezifische Massenschwerkraft/spezifische wahre Schwerkraft) × 100
Dementsprechend soll "Porösität" für das Beschichtungsflüssigkeithalteteil ein Verhältnis des gesamten Leervolumens einschließlich der feinen verbindenden Zwischenräume zwischen Fasern und Poren größer als sie zum Volumen des faserigen porösen Formkörpers bedeuten.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil nach der folgenden Ausführungsform wird zuerst erläutert, um Hintergrundinformation zu liefern.
Das Beschichtungsflüssigkeithaiteteil hält eine Beschichtungsfiüssigkeit in seinen miteinander verbundenen Poren. Wenn das mit einer Beschichtungsflüssigkeit imprägnierte Beschichtungsflüssigkeithalteteil in intimen Kontakt mit einem z. B. aus Filz hergestellten Be schichtungsteil als ein Auftragungsgerät für Beschichtungsflüssigkeit gebracht wird, dringt etwas von der Beschichtungsflüssigkeit durch Benetzungswirkung und Kapillarwirkung in das gesamte Beschichtungsteil ein. Bei Kontakt mit dem zu beschichtenden Artikel trägt somit das Beschichtungsteil die Beschichtungsflüssigkeit auf dem Artikel auf. Mit Abnahme der Beschichtungsflüssigkeit in dem Beschichtungsteil sickert die Beschichtungsflüssigkeit in dem Halteteil nach und nach aus, so dass das Beschichtungsteil stets mit der Beschichtungsflüssigkeit feucht gehalten wird.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil sollte eine durchschnittliche Porengröße von 1 bis 500 μm haben, so dass das Beschichtungsteil gleichmäßig mit Beschichtungsflüssigkeit wieder aufgefüllt wird. Falls die Porengröße kleiner als 1 μm ist, ist die Flüssigkeitshaltekraft des Halteteils aufgrund des Kapillarphänomens zu groß, um das Beschichtungsteil mit der Beschichtungsflüssigkeit ausreichend wieder aufzufüllen, und das Beschichtungsteil würde hinsichtlich der Beschichtungsflüssigkeit unterversorgt sein, wenn z. B. das Gerät über eine lange Zeit in kontinuierlichem Betrieb ist. Falls die durchschnittliche Porengröße 500 μm übersteigt, ist die Haltekraft der Beschichtungsflüssigkeit so gering, dass überschüssige Beschichtungsflüssigkeit zum Beschichtungsteil aussickert, was häufig zu übergroßem Auftrag, zu Tropfenbildung und Fleckenbildung oder ähnlichen Problemen führt. Die optimale Porengröße schwankt beträchtlich innerhalb des oben angegebenen Bereichs, abhängig von den Eigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit, insbesondere ihrer Viskosität, und von den Anwendungsbedingungen. In vielen Fällen sollte eine geeignete Porengröße für ein bestimmtes Beschichtungsflüssigkeithalteteil innerhalb eines engeren Bereichs als der oben angegebene Bereich liegen. Es ist wünschenswert, die optimale Porengröße für jeden Fall im Experiment zu bestimmen.
Wo eine Beschichtungsflüssigkeit in miteinander verbundenen Poren gehalten wird, hat die Porösität des Beschichtungsflüssigkeithalteteils einen Einfluss auf die Haltekapazität der Beschichtungsflüssigkeit anstatt auf die oben angeführten Aussickereigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit. Je höher die Porösität, desto höher die Haltekapazität. Falls die Porösität kleiner als 20% ist, kann das Halteteil nur eine geringe Menge der Beschichtungsflüssigkeit halten, und das Auftragungsgerät hat hinsichtlich kontinuierlicher Benutzung nur eine kurze Standzeit. Falls das Halteteil eine Porösität von mehr als 90% hat, wird die notwendige Steifigkeit für ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil kaum sichergestellt.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil nach einer Ausführungsform der Endung wird nun beschrieben.
Die Mikroskopbilder der Oberfläche und der Schnittfläche des Beschichtungsflüssigkeithalteteils der Ausführungsform sind in 1 bzw. 2 gezeigt. 3 ist eine schematische Veranschaulichung des faserigen Formkörpers und zeigt die Verteilung der Poren und Zwischenräume zwischen den Fasern in dem Beschichtungsflüssigkeithalteteil. Die Poren 1 mit einem Durchmesser von 0,05 bis 2 mm sind im gesamten Formkörper gleichförmig verteilt und sind miteinander über feine verbindende Zwischenräume 2 zwischen den Fasern verbunden. Einige der Zwischenräume 2 sind zur Oberfläche 3 des Formkörpers hin offen.
In dieser Ausführungsform wird eine Beschichtungsflüssigkeit in den feinen Zwischenräumen und den Poren, die größer als die feinen Zwischenräume sind, absorbiert und gehalten. Ähnlich dem Beschichtungsflüssigkeithalteteil der ersten Ausführungsform dringt dann, wenn das Beschichtungsflüssigkeithalteteil der zweiten Ausführungsform mit einer Beschichtungsflüssigkeit imprägniert ist und mit einem z. B. aus Filz hergestelltes Beschichtungsteil für die Verwendung als ein Auftragungsgerät in intimen Kontakt gebracht wird, etwas von der Beschichtungsflüssigkeit durch Benetzen und Kapillarwirkung in das gesamte Beschichtungsteil aus. Bei Kontakt mit einem zu beschichtenden Artikel trägt das Beschichtungsteil die Beschichtungsflüssigkeit auf den Artikel auf. Mit abnehmender Beschichtungsflüssigkeit in dem Beschichtungsteil sickert Beschichtungsflüssigkeit in dem Halteteil nach und nach aus, so dass das Beschichtungsteil stets mit der Beschichtungsflüssigkeit befeuchtet wird.
Mit abnehmender Beschichtungsflüssigkeit in der Kontaktfläche mit dem Beschichtungsteil wandert die in den Poren gehaltene Beschichtungsflüssigkeit durch Kapillarwirkung zu der Kontaktfläche und läuft dabei meistens durch eine Vielzahl von Zwischenräumen. Mit anderen Worten: die Poren dienen als ein Reservoir der Beschichtungsflüssigkeit, während die Zwischenräume zwischen den Fasern als Hauptdurchlässe für die Beschichtungsflüssigkeit dienen.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil sollte eine ausreichende Menge der miteinander verbundenen Zwischenräume zwischen den Fasern haben, vorzugsweise mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5 bis 30 μm, so dass das Beschichtungsteil gleichmäßig mit Beschichtungsflüssigkeit wieder aufgefüllt werden kann. Falls der Durchmesser kleiner als 5 μm ist, findet eine gleichmäßige Wiederbefüllung durch Kapillarwirkung nicht statt, und das Beschichtungsteil würde mit Beschichtungsflüssigkeit in dem Fall unterversorgt werden, wenn z. B. die Beschichtungslast groß ist oder das Gerät über eine lange Zeitspanne kontinuierlich in Betrieb ist. Falls der Durchmesser der Zwischenräume zu groß ist, ist die Flüssigkeitshaltekraft so niedrig, dass überschüssige Beschichtungsflüssigkeit zum Beschichtungsteil wandert, was leicht zu übergroßem Auftrag, Tropfenbildung, Fleckenbildung oder ähnlichen Problemen führt. Die optimale durchschnittliche Größe (Durchmesser) der miteinander verbundenen Zwischenräume zwischen Fasern schwankt beträchtlich in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit, besonders der Viskosität, und den Benutzungsbedingungen. In vielen Fällen sollte eine geeignete Größe der Zwischenräume für ein bestimmtes Beschichtungsflüssigkeithalteteil innerhalb eines engeren Bereichs als der oben angegebene Bereich sein. Es ist wünschenswert, die optimale Größe der Zwischenräumefür jeden Fall durch Experiment zu bestimmen.
Mit zunehmender Größe und/oder Anzahl der großen, als Reservoir funktionierenden Poren, würde die Flüssigkeithaltekapazität zunehmen, aber die mechanische Steifigkeit des Halteteils würde reduziert sein. Dementsprechend ist vorzuziehen, dass die poröse Struktur eine angemessene Menge von Poren mit einem Durchmesser von etwa 0,5 bis 2 mm hat, was gewöhnlich eine Porösität von etwa 30 bis 90% ergibt.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil der oben beschriebenen ersten Ausführungsform kann z. B. durch Kneten wärmebeständiger Fasern, eines Binders und Wasser, Formen des sich ergebenden Plastikmischung der oben angegebenen Komponenten und Trocknen des Formkörpers produziert werden.
Die wärmebeständige Faser, die in dieser Ausführungsform verwendet werden kann, umfasst Steinwolle, Aluminiumsilikat-Faser, Alumina-Faser, Glasfaser und Arimid-Faser. Der Durchmesser der wärmebeständigen Faser beeinflusst die Größe der miteinander verbun denen Poren. Um eine große Größe der miteinander verbundenen Poren zu bilden, werden vorteilhafter Weise Fasern mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 15 μm verwendet.
Falls gewünscht, kann die Menge der miteinander verbundenen Poren gesteuert werden durch Verwendung von etwa 300 Gewichtprozent eines Füllstoffs bezogen auf die wärmebeständige Faser. Beispiele geeigneter Füllstoffe umfassen Töpferton, Kaolin, Bentonit, Aluminiumoxid und Siliziumoxid. Die Zugabe eines Füllstoffs oder eine Vergrößerung der zusätzlichen Menge davon reduziert die Menge der miteinander verbundenen Poren. Falls das Verhältnis des in der Kombination zu verwendenden Füllstoffs 300 Gewichtsprozent bezüglich der wärmebeständigen Faser übersteigt, ist es schwierig, das minimale wirksame Volumen der miteinander verbundenen Poren sicherzustellen, das notwendig ist für gewünschte Flüssigkeitshalteeigenschaften und Aussickereigenschaften.
Der verwendete Binder umfasst organische Binder, wie aus Methylzellulose, Karboxymethylzellulose, Hydroxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, Polyvinylalkohol, Phenol-Kunststoffe, Polyacrylester und Natriumpolyacrylat; und anorganische Binder, wie kolloidales Silika, Alumina-Sol, Natriumsilikat, Lithiumsilikat und Glasfritte. Es wird bemerkt, dass der ausgewählte Binder nicht in der zu haltenden Beschichtungsflüssigkeit aufgelöst werden sollte.
Die wärmebeständige Faser, der Binder und der Füllstoff, falls vorhanden, werden mit einer passenden Menge von Wasser zusammen geknetet, um eine gleichmäßige Plastikmixtur zu bilden. Die Mengen des Binders und des Wassers bestimmen die Porösität. Unter Veränderungen abhängig von den verlangten Produktcharakteristiken ist ein geeignetes Mischungsverhältnis der Rohmaterialien allgemein 100 Gewichtsteile der wärmebeständigen Faser (oder eine Mischung von wärmebeständiger Faser und Füllstoff), 2 bis 100 Gewichtsteile des Binders und eine angemessene Menge Wasser (gewöhnlich 20 bis 200 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der oben angeführten Rohmaterialien).
Die sich ergebende Plastikmischung wird in eine vorgeschriebene Form wie eine Stange, ein Zylinder, eine Platte u. s. w. entsprechend der abschließenden Verwendung geformt. Das Formgebungsverfahren ist nicht besonders begrenzt und wird willkürlich ausgewählt aus Extrusion, Druckformung und Ähnlichem entsprechend der Gestalt des Produkts. Der ge formte Körper wird dann bei Umgebungstemperatur oder unter Hitze getrocknet, um den Wasseranteil zu entfernen und den Binder zu härten. Falls gewünscht, kann der getrocknete Formkörper bei 600 bis 1500°C geröstet werden.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil der ersten Ausführungsform ist ausgezeichnet nicht nur in der Flüssigkeitshalteeigenschaft und der Aussickereigenschaft sondern auch in mechanische Steifigkeit und Haltbarkeit.
Das Beschichtungsflüssigkeithalteteil der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform kann produziert werden z. B. durch Kneten von wärmebeständigen Fasern, wasserunlöslichen organischen Partikeln, einem Binder und Wasser, Formen der sich ergebenden Plastikmischung der oben angeführten Komponenten, Trocknen des geformten Körpers und Erhitzen und/oder Rösten des so erhärteten Körpers, um die wasserunlöslichen organischen Partikel zu entfernen.
Die wärmebeständigen Fasern, der Füllstoff und der Binder, der für die Produktion des Beschichtungsflüssigkeithalteteils der zweiten Ausführungsform verwendet werden kann, sind dieselben wie jene, die in der ersten Ausführungsform nützlich sind.
Die wasserunlöslichen organischen Partikel werden für die Bildung großer Poren verwendet. Es ist passend, wasserunlösliche organische Partikel zu verwenden, die aus verschiedenen synthetischen Kunststoffen wie Polypropylen, Polyethylen, Polystyren und Acryl-Kunstoffen hergestellt sind. Erweiterte Kunststoffkügelchen können ebenfalls verwendet werden. Zusätzlich ist Mehl von natürlich vorkommenden, wasserunlöslichen organischen Substanzen, wie Holz, und Kohlepulver ebenfalls nützlich. Es ist notwendig, dass dies Material "wasserunlöslich" ist, damit es seine bestimmte Gestalt beibehält, bis die Rohmaterialien mit Wasser geknetet, geformt und getrocknet sind.
Die wasserunlöslichen organischen Partikel sollten eine Partikelgröße von mindestens 0,05 mm haben. Falls die Partikelgröße kleiner als 0,05 mm ist, sind die gebildeten Poren zu klein, um als Reservoir zu dienen. Partikel, deren Durchmesser 2 mm übersteigt, bilden zu große Poren, welche die physischen Eigenschaften und die Gleichförmigkeit des Produkts beeinträchtigen.
Die Proportion der wasserunlöslichen organischen Partikel bestimmt das Gesamtvolumen der in dem Produkt gebildeten Poren. Deshalb kann die Flüssigkeithaltekapazität des Halteteils eingestellt werden durch Verändern der Proportion dieses Materials.
Organisch Binder bringen Steifigkeit beim Formen und Trocknen und machen dadurch die nachfolgende Handhabung leichter. Zusätzlich vergrößern die meisten organischen Binder die Viskosität der Plastikmischung, um die Formgebung zu erleichtern. Andererseits werden anorganische Binder selbst dann zurückbleiben, wenn geformt ist und bei hohen Temperaturen geröstet wird, z. B. bis zu 1000°C, und sie behalten ihre Bindekraft. Deshalb ist es in der zweiten Ausführungsform vorteilhaft, sowohl den organischen als auch den anorganischen Binder in Kombination zu verwenden. Es wird empfohlen, den anorganischen Binder in einem Verhältnis zu verwenden, das ausreichend ist, um die notwendige Steifigkeit und Härte des Endprodukt sicherzustellen, während der organische Binder als ein Hilfsbinder für die Sicherstellung der Formbarkeit der Plastikmischung und Steifigkeit des geformten Körpers vor dem Rösten verwendet wird.
Die wärmebeständige Faser (und Füllstoffe falls verwendet), die wasserunlöslichen organischen Partikel und der Binder werden mit einer passenden Menge Wasser zusammen geknetet, um eine gleichförmige Plastikmischung zu bilden. Die Mengen des Binders und des Wassers bestimmen die Größe und die Anzahl der feinen Zwischenräume, die zwischen den Fasern gebildet werden, während sie variiert abhängig von der Art des verwendeten Binders, der Heiztemperatur nach der Formgebung und den geforderten Produktcharakteristiken.
Wo ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil der zweiten Ausführungsform durch einen Prozess produziert wird, der den Schritt der Erhitzung auf 150 bis 400°C umfasst, besteht ein geeignetes Mischungsverhältnis allgemein aus 100 Gewichtsteilen der wärmebeständigen Faser, 10 bis 300 Gewichtsteilen der wasserunlöslichen organischen Partikel, 2 bis 100 Gewichtsteilen des Binders und eine passende Menge Wasser (gewöhnlich 20 bis 200 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der obigen Rohmaterialien).
Die sich ergebende Plastikmischung wird in eine vorgegebene Form wie eine Stange, ein Zylinder, eine Platte u. s. w. entsprechend dem Verwendungszweck gebracht. Das Formgebungsverfahren ist nicht besonders begrenzt und wird willkürlich ausgewählt aus Extrusion, Druckformung und Ähnlichem entsprechend der Gestalt des Produkts. Der geformte Körper wird dann bei Umgebungstemperatur oder unter Erhitzen getrocknet, um den Wassergehalt zu entfernen und den Binder zu härten. In diesem Schritt werden die feinen Zwischenräume zwischen den Fasern gebildet. Dann wird der geformte Körper auf etwa 150 bis 400°C erhitzt, wobei die organischen Partikel verbrannt oder zerlegt und vergast werden, um Poren zurückzulassen.
Der Erhitzungsschritt für das Entfernen der organischen Partikel ist unvermeidlich mit Karbonierung oder Verbrennung eines Teils des organischen Binders verbunden. Es ist vorzuziehen, solche teilweise Denaturierung oder ein solches Verschwinden des organischen Binders zu minimieren. Falls aller Binder organisch ist, wären die Erhitzungsbedingungen beschränkt. Wo der Binder einen anorganischen Binder als Hauptkomponente und einen organischen Binder als Hilfskomponente umfasst, kann der geformte Körper bei sehr hohen Temperaturen von etwa 400 bis etwa 1000°C geröstet werden, da genügend Produktsteifigkeit erhalten bleiben kann, selbst wenn der gesamte organische Binder verbrannt wird. Bei Rösten auf solch einer hohen Temperatur können die organischen Partikel vollständig entfernt werden, und anorganischer Binder kann gleichzeitig vollständig gehärtet werden, und dadurch ist es möglich, vollen Nutzen aus der Verwendung der organischen Partikel und des anorganischen Binders zu ziehen. In diesem Fall ist ein passendes Mischungsverhältnis der Rohmaterialien allgemein 100 Gewichtsteile der wärmebeständigen Faser (und der Füllstoffe falls verwendet), 10 bis 300 Gewichtsteile der wasserunlöslichen organischen Partikel, 50 bis 300 Gewichtsteile des Binders und eine angemessene Menge Wasser (gewöhnlich 20 bis 200 Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmenge der obigen Rohmaterialien).
Vor dem Rösten kann der geformte Körper auf 150 bis 400°C vorgeheizt werden für die Verhinderung von Rissen, die das abrupte Verschwinden der organischen Partikel verursachen können, wenn das Rösten bei einer hohen Temperatur von 400 bis 1000°C durchgeführt wird.
Das so vorbereitete Beschichtungsflüssigkeithalteteil der zweiten Ausführungsform ist ausgezeichnet nicht nur in der Flüssigkeitshalteeigenschaft und der Flüssigkeitsabgabeeigenschaft, sondern auch in mechanischer Steifigkeit und Haltbarkeit.
Wo das Beschichtungsflüssigkeithalteteil der ersten oder der zweiten Ausführungsform eine zylindrische Form hat, dienen nicht nur die Poren des Halteteils sondern auch der Hohlteil des Zylinders als Reservoir.
Die vorliegenden Erfindung wird nun in größerem Detail mit Bezug auf Beispiele veranschaulicht, aber es ist zu verstehen, dass die vorliegenden Erfindung als nicht darauf begrenzt angesehen wird. Außer wenn anderweitig angezeigt, sind alle Teile Gewichtsteile.
Beispiel 1
Eine Plastikmischung wurde durch Kneten von 100 Teilen von Aluminiumsilikat-Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 3,8 μm, 10 Teilen von Karboxymethylzellulose und 95 Teilen Wasser vorbereitet. Die Plastikmischung wurde mit Extrusion in einen Zylinder geformt und bei 105°C getrocknet, um ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil mit einem Innendurchmesser von 8 mm, einem Außendurchmesser von 18 mm und einer Länge von 300 mm aufzubereiten. Das Produkt hatte eine Porösität von 72,9%, eine durchschnittliche Porengröße von 18,8 μm und eine spezifische Massenschwerkraft von 0,64.
Das sich ergebende Beschichtungsflüssigkeithalteteil wurde in Silikonöl mit einer Viskosität von 30000 cSt getränkt, um 36 g Silikonöl aufzunehmen. Ein Antriebsschaft von 8 mm im Durchmesser wurde in den hohlen Abschnitt des ölimprägnierten Halteteils eingefügt, und jedes Ende des Halteteils wurde mit einer Ringbefestigung am Antriebsschaft befestigt. Filz, der aus hitzebeständigen Aramid-Fasern gefertigt war, wurde um die Außenfläche des Halteteils herum gewunden, um die Ölbeschichtungswalze fertigzustellen.
Die Eignung der Ölbeschichtungswalze als ein Auftragungsgerät für das Auftragen eine Trennmittels auf eine Fixierwalze einer Kopiermaschine wurde wie folgt getestet. Die Ölbeschichtungswalze wurde auf eine Testmaschine für Ölaussickerungseigenschaften gesetzt, und die Veränderung der Menge des abgegebenen Öls wurde untersucht unter derselben Paierzuführungsbedingung wie bei tatsächlicher Benutzung einer Kopiermaschine. Als Er gebnis wurde die Menge des pro 1000 Blatt Papier abgegebenen Öls von 0,07 g bis 0,2 g eingehalten, bis die Anzahl der zugeführten Blätter 100000 erreichte.
Beispiel 2
Eine Mischung von 35 Teilen Aluminiumsilikat-Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 2,5 μm, 50 Teilen Tonerde, 10 Teilen (feste Masse) kolloidales Silika und 5 Teilen Karboxymethylzellulose wurde mit 65 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf die Mischung, geknetet. Die sich ergebende Plastikmischung wurde mit Extrusion in einen Zylinder geformt und bei 105°C getrocknet, um ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil mit einem Innendurchmesser von 12 mm, einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 300 mm aufzubereiten. Das Produkt hatte eine Porösität von 38,4%, eine durchschnittliche Porengröße von 15 μm und eine spezifische Massenschwerkraft von 1,39.
Ein Antriebsschaft von 8 mm im Durchmesser wurde in den hohlen Abschnitt des ölimprägnierten Halteteils eingefügt, und jedes Ende des Halteteils wurde mit einer Ringbefestigung am Antriebsschaft befestigt. Filz, der aus hitzebeständigen Aramid-Fasern gefertigt war, wurde um die Außenfläche des Halteteils herum gewunden. Silikonöl mit einer Viskosität von 500 cSt wurde in den Raum eingespritzt, der zwischen dem eingefügten Antriebsschaft und der Innenwand des Zylinders verblieb, um eine Ölbeschichtungswalze fertigzustellen.
Die Eignung der Ölbeschichtungswalze als ein Auftragungsgerät für das Auftragen eine Trennmittels auf eine Fixierwalze einer Kopiermaschine wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 getestet. Als Ergebnis wurde die Menge des pro 1000 Blatt Papier abgegebenen Öls von 0,1 g bis 0,3 g eingehalten, was auf einer zufriedenstellenden Höhe lag, bis die Anzahl der zugeführten Blätter 100000 erreichte.
Beispiel 3
Eine Plastikmischung wurde vorbereitet durch Kneten von 100 Teilen Aluminiumsilikat-Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 3,8 μm, 100 Teilen Polyethylen-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,2 mm, 2,3 Teilen (feste Masse) kolloidales Silika, 20 Teilen Methylzellulose und 200 Teilen Wasser. Die Plastikmischung wurde mit Extrusion in einen Zylinder geformt und bei 105°C getrocknet. Der geformte Körper wurde für 5 Stunden auf 250°C geheizt, um die Polyethylen-Partikel zu entfernen, um ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil mit einem Innendurchmesser von 8 mm, einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 300 mm zu erreichen. Das Produkt hatte feine Zwischenräume zwischen den Fasern und Poren von etwa 0,1 bis 0,3 mm im Durchmesser, wie in dem Elektronenmikroskopbild von 1 und 2 gezeigt, eine Porösität von 80% und eine spezifische Massenschwerkraft von 0,4.
Das sich ergebende Beschichtungsflüssigkeithalteteil wurde in Silikonöl mit einer Viskosität von 10000 cSt getränkt, um 40 g Silikonöl aufzunehmen. Ein Antriebsschaft von 8 mm im Durchmesser wurde in den hohlen Abschnitt des ölimprägnierten Halteteils eingefügt, und jedes Ende des Halteteils wurde mit einer Ringbefestigung am Antriebsschaft befestigt. Filz, der aus hitzebeständigen Aramid-Fasern gefertigt war, wurde um die Außenfläche des Halteteils herum gewunden, um eine blbeschichtungswalze fertigzustellen.
Die Eignung der Ölbeschichtungswalze als ein Auftragungsgerät für das Auftragen eine Trennmittels auf eine Fixierwalze einer Kopiermaschine wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 getestet (Papierzuführungsrate: 32 Blatt/Minute). Als Ergebnis wurde die Menge des pro 1000 Blatt Papier abgegebenen Öls von 0,07 g bis 0,2 g eingehalten, was auf einer zufriedenstellenden Höhe lag, bis die Anzahl der zugeführten Blätter 100000 erreichte. Der Ölverbrauch zum Zeitpunkt, als 100000 Blatt Papier vorbeigelaufen waren, war 40%.
Beispiel 4
Eine Plastikmischung wurde vorbereitet durch Kneten von 100 Teilen Aluminiumsilikat-Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 2,5 μm, 100 Teilen Polyethylen-Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,2 mm, 30 Teilen (feste Masse) Natriumsilikat, 20 Teilen Methylzellulose und 200 Teilen Wasser. Die Plastikmischung wurde mit Extrusion in einen Zylinder geformt und bei 105°C getrocknet. Der geformte Körper wurde für 5 Stunden bei 800°C geröstet, um die Polyethylen-Partikel zu entfernen, um ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil mit einem Innendurchmesser von 8 mm, einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 300 mm zu erreichen. Das Produkt hatte eine Porösität von 76% und enthielt feine Zwischenräume zwischen den Fasern und Poren von etwa 0,1 bis 0,3 mm im Durchmesser, ähnlich wie bei dem Beispiel 3. Das Produkt war wärmebeständiger als das von Beispiel 3 aufgrund des Röstens bei hohen Temperaturen.
Eine Silikonölbeschichtungswalze wurde unter Verwendung des sich ergebenden Beschichtungsflüssigkeithalteteils vorbereitet und auf dieselbe Weise getestet wie in Beispiel 3, um zufriedenstellende Ergebnisse ähnlich dem Produkt von Beispiel 3 zu ergeben.
Wie oben beschrieben, sieht die Erfindung ein Beschichtungsflüssigkeithalteteil vor, das eine für sein Volumen hohe Flüssigkeitshaltekapazität hat und die Beschichtungsflüssigkeit selbst bei hoher Last auf stabile Weise über eine ausgedehnte Zeitspanne abgibt.

Claims

Beschichtungsflüssigkeithalteteil, das einen porösen Formkörper umfasst, der aus wärmebeständigen Fasern gebildet ist, die miteinander mit einem Binder verbunden sind, wobei der poröse Körper enthält: – feine Zwischenräume (2) zwischen den Fasern, welche die Hauptdurchlasswege für eine Beschichtungsflüssigkeit bilden und einen durchschnittlichen Durchmesser von 5 bis 30 mm haben, und – gleichmäßig verteilte Poren (1), welche als ein Reservoir für die Beschichtungsflüssigkeit funktionieren und einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,05 bis 2 mm haben, wobei einige der Zwischenräume (2) zur Oberfläche (3) des geformten Körpers hin offen sind, und das Flüssigkeithalteteil eine Porösität von 30 bis 90% hat.
Prozess zur Produktion des Beschichtungsflüssigkeithalteteils von Anspruch 1, der umfasst: Kneten von 100 Gewichtsteilen wärmebeständiger Fasern, 10 bis 300 Gewichtsteilen wasserunlöslicher organischer Partikel mit einer Partikelgröße von 0,05 bis 2 mm, 2 bis 100 Gewichtsteile Binder und Wasser, Formen der sich ergebenden Plastikmischung, Trocknen des geformten Körpers, um den Binder zu härten, und Erhitzen des geformten Körpers auf 150 bis 400°C, um die wasserunlöslichen organischen Fartikel zu entfernen.
Prozess zur Produktion des Beschichtungsflüssigkeithalteteils von Anspruch 1, der umfasst: Kneten von 100 Gewichtsteilen wärmebeständiger Fasern, 10 bis 300 Gewichtsteilen wasserunlöslicher organischer Partikel mit einer Partikelgröße von 0,05 bis 2 mm, 50 bis 300 Gewichtsteile einer Mischung aus einem organischen Binder und einem anorganischem Binder und Wasser, Formen der sich ergebenden Plastikmischung, Trocknen des geformten Körpers, um den Binder zu härten, und Rösten des geformten Körpers bei 400 bis 1000°C, um die wasserunlöslichen organischen Partikel und den organischen Binder zu entfernen.