(57)【要約】本発明は、塗工材料から気体を脱気する方法及び装置に関する。塗工材料は、真空タンク（１）内の略鉛直な軸まわりに回転するドラム（３）の底部領域内に供給され、前記真空タンク（１）の内壁に接する薄膜として前記ドラムの上縁から排出し、そこから、塗工材料は下方に流れる。本方法では、前記塗工材料は、前記ドラムの壁を段階的に上昇するようにされ、従って、前記塗工材料は、少なくとも２つの異なる段（１０−１２）上で薄いベール状の膜を形成することなり、この際、前記塗工材料内の気泡は、壊れ、前記塗工材料から排出される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗工材料から気体を脱気する方法であって、
前記塗工材料は、真空タンク（１）内の略鉛直な軸まわりに回転するドラム（３）の底部領域内に供給され、前記ドラムの回転運動により、前記塗工材料は、前記ドラムの内壁を上昇し、前記真空タンク（１）の内壁に接する薄膜として前記ドラムの上縁から排出し、そこから、塗工材料は下方に流れ、
前記塗工材料は、前記ドラムの壁を段階的に上昇するようにされ、従って、前記塗工材料は、少なくとも２つの異なる段（１０，１１，１２）上で薄いベール状の膜を形成することなり、この際、前記塗工材料内の気泡は、壊れ及び／又は前記塗工材料から排出し、前記タンクの外に導かれる、方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の径方向の距離は、２０ｍｍから２００ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の径方向の距離は、４０ｍｍから１２０ｍｍの範囲内である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の高さの差は、２０ｍｍから１５０ｍｍの範囲内である、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の高さの差は、４０ｍｍから１００ｍｍの範囲内である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ドラム（３）から排出される最終のベール状の膜の厚さは、所望の塗工層と同じ程度の厚さになるよう調整される、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
約１ｋＰａから１５ｋＰａの絶対圧が前記真空タンク内に提供される、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
約３ｋＰａから１５ｋＰａの絶対圧が前記真空タンク内に提供される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記塗工材料は、脱気後、前記真空タンク（１）からカーテンコータに導かれる、請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
塗工材料から気体を脱気する装置であって、
内部を真空にする手段が接続されるタンク（１）と、
前記タンク内に配置され、鉛直な軸まわりに回転するドラム（３）と、
前記ドラム（３）内に塗工材料を供給する手段（４）と、
前記タンクから前記塗工材料を排出する手段（７）とを含み、
前記ドラムの内面は、段を有するように構成されて、少なくとも２つの段（１０，１１，１２）を含み、回転運動の作用により上方に上昇する塗工材料は、前記少なくとも２つの段（１０，１１，１２）上で薄いベール状の膜を形成する、装置。
【請求項１１】
約１ｋＰａから１５ｋＰａの絶対圧が前記タンク（１）内に提供される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
約３ｋＰａから１５ｋＰａの絶対圧が前記タンク（１）内に提供される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の径方向の距離は、２０ｍｍから２００ｍｍの範囲内である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の径方向の距離は、４０ｍｍから１２０ｍｍの範囲内である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の高さの差は、２０ｍｍから１５０ｍｍの範囲内である、請求項１０〜１４のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも２つの連続する段（１０，１１，１２）間の高さの差は、４０ｍｍから１００ｍｍの範囲内である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ドラム（３）の外面上に、前記ドラムの回転中に前記タンク（１）内の塗工材料の表面に圧力衝撃を付与するようにベーン（１３）が配置される、請求項１０〜１６のうちのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工材料から気体を脱気する方法及び装置に関する。本方法では、塗工材料は、略鉛直な軸まわりに回転するドラムの底部領域内に供給され、ドラムの回転運動により、塗工材料は、ドラムの内壁を上昇し、真空タンクの内壁に接する薄膜としてドラムの上縁から排出し、そこから、塗工材料は下方に流れる。本装置は、内部を真空にする手段が接続されるタンクと、タンク内に配置され、鉛直な軸まわりに回転するドラムと、ドラム内に塗工材料を供給する手段と、タンクから塗工材料を排出する手段とを含む。
【背景技術】
【０００２】
プロセス産業において、空気のような気体と処理で用いられる物質及び液体との混合は、典型的には、たくさんの問題を引き起こす。特に、紙若しくは対応するウェブ材料の塗工において、塗工材料内に存在する気体及び気泡は、紙の表面上の不均一を引き起こし、塗工の完全に無い領域をも引き起こす。ある塗工材料を用いる場合、問題は、他の塗工材料の場合より大きくなるが、問題は、特に他の塗工材料よりも多くの気体を結合する塗工材料の場合に顕著である。例えば、タルカム（talcum）を含む塗工材料は、典型的には、タルカムの特性に起因して多くの気体を含む。
【０００３】
更に、問題の重要性は、使用される塗工プロセスに依存する。カーテン塗工では、例えば、塗工材料の気体含有率は、体積割合で０−０．２５より高くならない。さもなければ、塗工に結合される気体は、紙や板紙のような塗工される材料内に未塗工のスポットを引き起こしうる。
【０００４】
多層カーテン塗工では、脱気の意義は、更に増加される。これは、例えば３若しくは４層存在する場合には、気体が、各層を作成するために用いられる塗工剤から可能な限り注意深く脱気されなければならないことを意味する。
【０００５】
塗工材料と混合した気体及び塗工材料内に溶解した気体を脱気するために、真空脱気器が開発され、その公知の構成が図１に示されている。この装置は、真空タンク内に配置された回転ドラムを含み、その中に塗工材料が導かれ、この際、遠心力に起因して、塗工材料は、ドラムの内壁を上昇し、真空タンクの壁に衝突する薄膜としてドラムから排出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術の真空脱気器の問題は、不十分な脱気効率であり、特に高粘性材料を用いたときに顕著である。というのは、非常に高い真空下でも、即ち低い絶対圧下でも、高粘性の塗工材料内に含まれる小さい気泡は、壊れるほど大きく成長できず、若しくは、その特定の上昇速度に起因して識別できない。真空を増加させることによりこの問題を無くすために試みがなされているが、結果として、塗工材料内に用いられる溶剤は、非常にたやすく蒸発し、従って、例えば、溶剤の蒸発に後続する塗工材料の固体含有率の増加に起因して、塗工材料の品質が悪化する。その他の方法としてより長い混合時間が用いられるが、この際、脱気器の機能的な能力が低すぎ、これにより、より多くの装置が購入されなければならない。更に、公知の脱気器の分離能力は、装置のサイズを増加することにより増加する場合、装置のサイズが過剰となり、製造コストが顕著に増加するだろう。
【０００７】
本発明による方法及び装置の目的は、塗工材料内に含まれる気体を十全よりも良好に脱気させることができる、真空動作される気体分離のための改善された解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、本発明による方法は、塗工材料が、ドラムの壁を段階的に上昇するように構成されることを特徴とし、従って、塗工材料は、少なくとも２つの異なる段上で薄いベール状の膜を形成することなり、この際、塗工材料内の気泡は、壊れ及び／又は塗工材料から排出する。本発明による装置は、ドラムの内面が、段を有するように構成されることを特徴とし、ドラムの内面は、少なくとも２つの段を含み、回転運動の作用により上方に上昇する塗工材料は、少なくとも２つの段上で薄いベール状の膜をそれぞれ形成する。
【０００９】
本発明による好ましい実施例では、約１ｋＰａから１５ｋＰａの絶対圧が真空タンク内に提供される。真空タンク内に提供される絶対圧がより低い場合、例えば、塗工材料内に含まれる溶剤の沸点が下がり、塗工材料の品質が気体の脱気の結果として悪化するという虞がある。
【００１０】
他方、より高い絶対圧が真空タンク内に提供される場合、真空により気泡のサイズを増加させるのに必ずしも十分でないだろう。非常に効果的な場合、約３ｋＰａから１５ｋＰａの絶対圧が真空タンク内に提供される。付与される絶対圧の下限を増加することは、塗工材料が脱気中に蒸発できなくなることをより良好に保証する。
【００１１】
本発明による方法において、ドラムの上縁から排出される最終のベール状の膜の厚さは、所望の塗工層と同じ程度の厚さになるよう調整される。フィルムの厚さは、例えば、ドラムの回転速度及び／又はドラム内に供給される塗工材料の量を制御することによって、制御することができる。
【００１２】
本発明による装置において、少なくとも２つの連続する段間の径方向の距離は、好ましくは、２０ｍｍから２００ｍｍの範囲内であり、より好ましくは、４０ｍｍから１２０ｍｍの範囲内であり、また、少なくとも２つの連続する段間の高さの差は、好ましくは、２０ｍｍから１５０ｍｍの範囲内であり、より好ましくは、４０ｍｍから１００ｍｍの範囲内である。ドラムの半径の高さに対する比は、好ましくは、１：１から１０：１の範囲内であり、より好ましくは、１：１から５：１の範囲内である。
【００１３】
本発明による装置において、ドラムの外面上には、好ましくは、ベーンが配置され、このベーンにより、真空タンク内の塗工材料の表面に所望の圧力衝撃を付与することができ、これにより、低圧下のペーストの沸騰に起因してタンクの底部上に形成する如何なる泡も低減され若しくは完全に無くされる。
【００１４】
本発明に関する方法及び装置の最大の効果は、その効率であり、これにより、塗工材料内に含まれる気体は、大量の塗工材料から速やかに且つ注意深く脱気されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
これより、本発明は、添付図面を参照して詳説される。
【００１６】
図１は、塗工材料から、気体、典型的には空気を脱気するための先行技術の真空脱気器の概略を示す。図に示すように、この装置は、モータ２により回転されるドラム３を内部に備える、シールされた真空タンク１を含む。気体を含有する塗工材料は、パイプ４を介してドラム内に供給される。タンクは、真空パイプ６により真空源５に接続される。ドラムが回転するとき、塗工材料は、遠心力の作用によりドラムの内壁を伝って上昇し、ドラムの上縁から接線方向に薄膜として遠心分離され、真空タンクの内壁に衝突し、その内壁を伝って下方に流れ、出口７を介してタンクの底部から排出する。膜の破壊の後の気泡及び形成された空気は、真空パイプを通って、真空源と連携した脱気器を介して脱気される。
【００１７】
図２は、本発明による装置の実現例を原理上の概略図で示す。本装置は、モータ２により駆動される、真空タンク１内に配置された回転ドラム３を含む。ドラムの内面は、段付きになるように作成され、図示の例では、３つの段１０，１１，１２を含み、従って、回転運動の作用により、上昇する塗工材料は、段のそれぞれで薄いベール状の膜をそれぞれ形成することなる。最後の段から排出されると、ペースト膜は、ドラムの上縁から真空タンクの内壁へと導かれ、それに伝って、更に、タンクの底部に導かれ、出口７を介して使用目的へと運ばれる。タンク１の状部領域には、好ましくは、ベール状の膜を撮像する手段２０が配置され、これにより、ベール状の膜が完全な状態のままであるとき、ペースト内に残る気泡は存在しないだろう。撮像手段２０から得られる画像データは、脱気器の動作パラメータを制御するために用いることができる。
【００１８】
段は、例えば、連続した凹断面の図２により作成されてもよく、その前縁１０ａ，１１ａ，１２ａは、段の高さ、即ち形成される薄いベール状の膜の高さを定める。効率的な脱気及び装置のコンパクト化を達成するために、連続する段間の高さの差は、好ましくは、２０ｍｍから１５０ｍｍの範囲内であり、より好ましくは、４０ｍｍから１００ｍｍの範囲内である。段間の径方向の距離、即ち形成されるベールの幅は、好ましくは、２０ｍｍから２００ｍｍの範囲内であり、より好ましくは、４０ｍｍから１２０ｍｍの範囲内である。
【００１９】
本発明による解決策は、ペーストからの脱気を強化し、能力を増加させる。本解決策は、また、処理中の監視を可能とし、監視に基づいて、動作パラメータの制御を可能とする。動作パラメータは、ドラム３の回転速度、タンク１内の真空レベル、ドラム内へのペーストの供給速度に影響を受ける、タンク１の底部での液面の高さ、及び、タンクから出されるペーストの排出速度を含む。
【００２０】
塗工ペーストの多段ベール化は脱気を強化し、これにより、従前の解決策よりも高い最低絶対圧レベルを付与することが可能であり、従って、過剰に低い圧力レベルにより生ずるペースト内のある物質の考えられる蒸発から生まれうる、ペーストの品質の悪化を防止する。
【００２１】
図３は、本発明による装置の更なる発展形を示し、この装置では、ベーン（羽根）１３が、ドラム３の外面上に形成される。ベーンは、容器の底部に向けて下方に空気の流れを向けるように構成され、この際、圧力は、ベーンの下方で上昇することになる。圧力は、ベーンの数、サイズ及び角度を増加させることにより、また、ドラムの回転速度を増加させることにより、増加されてもよい。圧力の増加は、ベーンの上方の圧力を低減し、従って、脱気を強化し、更に、ベーンにより生ずる空気の流れは、更に、泡の形態での気泡の壊れを促進する。ベーンは、対称に配置されなければならず、従って、回転ドラムにおける不安定を引き起こさない。図３の実施例は、本発明によるベール状の膜の多段形成を用いずに先行技術の真空脱気器と関連して実現されてもよい。
【００２２】
本発明による解決策は、カーテン塗工処理に好適であり、カーテン塗工処理では、塗工材料は、脱気後に１つ以上の中間タンクを介して若しくは直接的にカーテンコータに導かれる。中間タンクは、選択的に、自身の補助的な脱気を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】先行技術の真空脱気器の概略を示す図。
【図２】本発明による装置の原理の概略を示す図。
【図３】本発明による装置の更なる発展形の概略を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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