Область применения изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию способа и устройства для нанесения покрытия, чтобы получить лист с высоким водопоглощением, который содержит слой покрытия с высоким водопоглощением, который, в свою очередь, содержит водопоглощающие твердые материалы, такие как сверхпоглощающий полимер (именуемый далее "SAP"), на поверхности листа подложки, такой как нетканый материал; в частности, настоящее изобретение имеет отношение к созданию способа и усовершенствованного устройства для нанесения рельефного покрытия, чтобы получить лист с высоким водопоглощением, имеющий повышенные физические свойства, такие как коэффициент диффузии жидкости и гибкость.
Предпосылки к созданию изобретения
В случае осуществления процесса нанесения покрытия на поверхность различных листов подложки с использованием дисперсионной суспензии с частицами твердого материала, диспергированными в дисперсионной среде, происходит частичное изменение концентрации каждого из компонентов за счет разделения фаз, осаждения и агрегации, в отличие от случая нанесения жидкого покрытия в виде однородного раствора. Когда производят нанесение покрытия с использованием дисперсионной суспензии, преимущественно следует использовать устройство для нанесения покрытия с валиком, которое является относительно простым по конструкции и дешевым. Однако обычный способ нанесения покрытия при помощи валика может вызывать осаждение частиц в дисперсионной суспензии или их прилипание к поверхности валика для нанесения покрытия. В результате получают, среди прочего, неровную поверхность покрытия и засорение (закупоривание) при осуществлении работы, что не позволяет получать однородное и стабильное покрытие.
Для того чтобы исключить упомянутое выше прилипание дисперсионной суспензии к поверхности валика, уже были предложены различные подходы, в том числе покрытие поверхности валика стираемым (снашиваемым) материалом, таким как силикон и тефлон, соскабливание при помощи встроенного скребка, создание условий удаления налипания за счет вращения валика в прямом и обратном направлениях и др.
Однако обычные контрмеры не позволяют полностью решить указанную проблему прилипания дисперсионной суспензии к поверхности валика для нанесения покрытия. Такое прилипание является обычным явлением в устройствах для нанесения покрытия контактного типа, в том числе не только в устройствах с валиками, но и в устройствах со стержнями и краевыми ножами, в которых имеется прямой контакт устройства с подложкой. Для фундаментального решения этой проблемы, при существующем уровне технического развития, нет другой альтернативы, кроме использования устройства для нанесения покрытий не контактного типа, такого как устройство для нанесения покрытий поливом, устройство для нанесения покрытий с решеткой или устройство для нанесения покрытий с распылением, вместо устройства для нанесения покрытий контактного типа. Однако при этом возникают новые ограничивающие факторы, связанные со свойствами дисперсионной суспензии для нанесения покрытия, и усложняется устройство для нанесения покрытий, что существенно повышает стоимость оборудования. Особенно в случае дисперсионной суспензии с частицами водопоглощающего твердого материала, называемого "SAP", диспергированными в дисперсионной среде, которая представляет собой смесь органического растворителя с водой, которую используют в соответствии с настоящим изобретением, возникают существенные проблемы при использовании обычных не контактных устройств для нанесения покрытий, вызванные сильным прилипанием к поверхности частиц водопоглощающего твердого материала, что делает чрезвычайно трудным осуществление равномерного и стабильного процесса нанесения покрытий.
С другой стороны, полученный сверхпоглощающий лист не будет обладать удовлетворительными свойствами в том случае, когда этот лист используют в пеленках, гигиенических прокладках для женщин и в других гигиенических изделиях, даже если сверхпоглощающий слой покрытия образован на листе подложки с преодолением упомянутых выше трудностей. Одной из причин этого является то, что если сверхпоглощающий слой покрытия получен так, что он полностью покрывает одну из поверхностей листа подложки, даже если лист подложки является мягким и имеет высокую гибкость, как нетканый материал, гибкость, которая требуется от водопоглощающего листа, уменьшается за счет жесткости сверхпоглощающего слоя покрытия и поэтому не отвечает критериям качества указанных гигиенических изделий. Более того, сверхпоглощающий лист, который содержит сверхпоглощающий слой покрытия, полностью покрывающий одну из поверхностей листа подложки, может иметь адекватное водопоглощение, однако скорость поглощения листа будет зависеть от скорости поглощения слоя покрытия. В результате, когда поступает жидкость, превышающая скорость поглощения в объеме, она не будет поглощаться поглощающим слоем и/или листом и будет оставаться, становясь причиной утечки.
Авторы настоящего изобретения для устранения указанных недостатков предложили технологию нанесения покрытия на поверхность листа подложки, когда часть листа остается без покрытия (см., например, выложенную заявку на патент Японии 10-168230А и выложенную заявку на патент Японии 2000-005674А). В соответствии с этой новой технологией водопоглощающий слой наносят в виде множества полос, идущих в продольном направлении листа подложки, образованных за счет подачи суспензии в виде множества полос (ручьев) на поверхность движущегося листа подложки. Области, в которых присутствует водопоглощающий слой покрытия, и области, в которых его нет, или, другими словами, области, в которых лист подложки открыт (обнажен), перемежаются на поверхности этого сверхпоглощающего листа. В результате жидкость, которая не смогла поглотиться в водопоглощающем слое покрытия, будет диффундировать в области, в которых отсутствует водопоглощающий слой покрытия, за счет коэффициента диффузии листа подложки, в результате чего снижается время удержания жидкости и решается проблема утечки.
Водопоглощающий слой покрытия является непрерывным в продольном направлении, несмотря на то, что он является прерывистым в направлении ширины листа подложки. Следовательно, получают диффузионную способность и гибкость в направлении ширины, но не в продольном направлении, что не позволяет получать удовлетворительные качественные показатели.
Такие дефекты в продольном направлении могут быть устранены за счет прерывистой подачи дисперсионной суспензии в процессе нанесения покрытия, чтобы сделать слой покрытия прерывистым в продольном направлении. Более того, прерывистый слой покрытия как в направлении ширины, так и в продольном направлении может быть получен за счет комбинирования с описанной здесь выше техникой получения прерывистого слоя в направлении ширины.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание листа с высоким водопоглощением, который имеет достаточную гибкость как в продольном направлении, так и в поперечном направлении, а также имеет более высокий коэффициент диффузии жидкости за счет образования слоя покрытия с прерывистым рельефом в продольном направлении и, дополнительно, за счет образования слоя покрытия с прерывистым рельефом как в продольном направлении, так и в направлении ширины на поверхности листа подложки.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ нанесения рельефного покрытия с использованием дисперсионной суспензии, которая содержит водопоглощающий твердый материал, диспергированный в жидкой среде на поверхности листа подложки, который включает в себя следующие операции:
образование слоя, который содержит указанную дисперсионную суспензию между верхним слоем и нижним слоем, за счет подачи дисперсионной суспензии в пространство между верхним слоем и нижним слоем, причем указанным верхним слоем является гибкая покровная пленка, а указанным нижним слоем является лист подложки, который совершает перемещение под указанным верхним слоем, и заполнение указанного пространства указанной дисперсионной суспензией; и
образование выпукло-вогнутого рельефа на указанном слое, который содержит дисперсионную суспензию, за счет вращения вращающегося рельефного валика, имеющего выпукло-вогнутый рельеф на его поверхности окружности, в том же самом направлении, что и направление перемещения листа подложки, при нажиме сверху на указанную гибкую покровную пленку при помощи выпуклых участков указанного валика.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ нанесения рельефного покрытия с использованием дисперсионной суспензии, которая содержит водопоглощающий твердый материал, диспергированный в дисперсионной среде на поверхности листа подложки, который включает в себя следующие операции:
образование слоя покрытия, который содержит указанную дисперсионную суспензию на поверхности указанного листа подложки, за счет установки вращающегося рельефного валика, имеющего выпукло-вогнутый участок на его поверхности окружности, над указанным листом подложки, движущийся в продольном направлении листа через покровную пленку, и за счет непрерывной подачи указанной дисперсионной суспензии между указанным листом подложки и указанной покровной пленкой при вращении указанного вращающегося рельефного валика в том же направлении, что и направление перемещения указанного листа подложки; и
образование первой области и второй области на поверхности указанного листа подложки, причем указанная первая область имеет указанный слой покрытия большей толщины, а указанная вторая область имеет указанный слой покрытия меньшей толщины или практически не имеет указанного слоя покрытия с рельефом, соответствующим рельефу указанного выпукло-вогнутого участка за счет нажима на указанный слой покрытия указанным вращающимся рельефным валиком через указанную покровную пленку.
В соответствии с настоящим изобретением гибкая покровная пленка преимущественно имеет упругость при сжатии и растяжении, составляющую 50% или больше удлинения при разрыве, а неупругая пленка имеет упругость при сжатии и растяжении, составляющую 50% или меньше удлинения при разрыве.
Гибкая покровная пленка может быть образована из пленки, которая имеет упругость при сжатии и при растяжении, и неупругой пленки, причем в указанной покровной пленке пленка с упругостью при сжатии и при растяжении частично перекрыта неупругой пленкой.
Водопоглощающий твердый материал представляет собой сверхпоглощающии полимер, а усилие нажима указанного вращающегося рельефного валика на лист подложки регулируют таким образом, что количество сверхпоглощающего полимера, содержащегося в слое покрытия в первой области, составляет от 50 до 500 г/м2, а во второй области составляет от 10 до 150 г/м2, в пересчете на базовый вес сверхпоглощающего полимера.
SAP представляет собой твердый материал, который преимущественно имеет диаметр частиц 1500 мкм, при сферической аппроксимации входящего в него порошка или хлопьев. Дисперсионная среда преимущественно представляет собой смесь органического растворителя и воды, причем органический растворитель оказывает тормозящее разбухание действие на SAP. Более того, указанный лист подложки представляет собой проницаемый для жидкости нетканый материал.
Дисперсионная среда представляет собой гидратированный органический растворитель с содержанием воды 20% или больше, который частично оказывает действие разбухания на сверхпоглощающий полимер, причем в дисперсионной среде сверхпоглощающий полимер находится в состоянии разбухания и имеет вес в 2-10 раз больше по сравнению с его собственным весом, при этом указанный лист подложки представляет собой нетканый материал.
Дисперсионная суспензия содержит систему из трех компонентов, одним из которых является мелко рубленое волокно древесной массы, которое используют в качестве третьей добавки, то есть как третий компонент в трехкомпонентной системе, в дополнение к дисперсионной среде и указанному SAP. В этом случае желательно, чтобы мелко размолотая древесная масса, которую используют в качестве добавки, имела длину волокон 1 мм или меньше и влагозадержание 250% или меньше, причем указанную древесную массу добавляют в дисперсионную суспензию в количестве от 2 до 10% от количества SAP.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предлагается устройство для нанесения покрытия на поверхность листа подложки с использованием дисперсионной суспензии, причем дисперсионная суспензия содержит частицы водопоглощающего твердого материала, диспергированные в дисперсионной среде. Устройство представляет собой устройство для нанесения рельефного покрытия с использованием дисперсионной суспензии, которая содержит водопоглощающий твердый материал, диспергированный в дисперсионной среде на листе подложки, которое содержит:
механизм перемещения для осуществления перемещения листа указанной
подложки в его продольном направлении;
вращающийся рельефный валик, имеющий заданный выпукло-вогнутый рельеф на его поверхности окружности, так что осевая линия расположена горизонтально;
покровную пленку для закрывания поверхности окружности указанного вращающегося рельефного валика, для того, чтобы исключить контакт указанной дисперсионной суспензии с поверхностью окружности указанного вращающегося рельефного валика, причем передний конец указанной покровной пленки расположен ниже по ходу от самого нижнего положения указанного вращающегося рельефного валика; и
средство подачи суспензии для непрерывной подачи указанной дисперсионной суспензии на указанный лист подложки из участка выпуска указанного средства подачи, расположенного между указанной покровной пленкой и указанным листом подложки;
причем указанное устройство сконструировано таким образом, что первая область и вторая область образованы на поверхности указанного листа подложки, при этом первая область имеет указанный слой покрытия большей толщины, а вторая область имеет указанный слой покрытия меньшей толщины или практически не имеет указанного слоя покрытия с рельефом, соответствующим рельефу указанного выпукло-вогнутого участка указанного вращающегося рельефного валика, за счет нажима на указанный слой покрытия при помощи указанного вращающегося рельефного валика через указанную покровную пленку.
Передний конец покровной пленки не прикреплен ни к одному из элементов.
Кроме того, диаметр вращающегося рельефного валика может, например, лежать в диапазоне от 100 до 500 мм. Конец покровной пленки может быть вытянут в направлении перемещения листа подложки на расстояние от 1 до 50 мм ниже по ходу от самого нижнего конца вращающегося рельефного валика.
Конец покровной пленки преимущественно не закреплен.
Покровная пленка, за исключением ее переднего конца, закреплена на обоих концах в осевом направлении вращающегося рельефного валика при помощи бокового уплотнения.
Длина каждого выпуклого участка выпукло-вогнутого рельефа, образованного на цилиндрической поверхности вращающегося рельефного валика, в направлении вращения вращающегося рельефного валика меньше, чем расстояние между задним концом одного выпуклого участка и передним концом смежного с ним выпуклого участка.
Кроме того, где дисперсионная суспензия поступает на поверхность листа подложки, имеется пластина уплотнения, предназначенная для исключения протекания вниз дисперсионной суспензии и/или ее части и просачивания вниз через лист подложки.
Кроме того, опорный валик расположен напротив вращающегося рельефного валика, так что лист подложки проходит между двумя валиками, в наиболее близком положении поверхности листа подложки от цилиндрической поверхности вращающегося рельефного валика.
Более того, пластины уплотнения могут быть установлены в том месте, где указанная дисперсионная суспензия поступает на поверхность указанного листа подложки, для исключения просачивания через лист подложки части дисперсионной суспензии и ее протекания на нижнюю сторону листа подложки.
Механизм перемещения листа подложки представляет собой, например, конвейер для перемещения указанного листа подложки.
Предложенное устройство дополнительно характеризуется тем, что средством для подачи суспензии является участок временного хранения указанной дисперсионной суспензии, причем указанное устройство сконструировано таким образом, что:
указанный лист подложки установлен непосредственно на указанном механизме перемещения;
указанная покровная пленка установлена на указанном листе подложки;
указанный вращающийся рельефный валик установлен над указанной покровной пленкой;
указанный участок выпуска указанного средства подачи указанного участка временного хранения расположен на уровне самого нижнего участка указанного вращающегося рельефного валика в направлении выше по ходу.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан чертеж, поясняющий принцип действия трубного насоса, использованного в известном способе нанесения покрытия, приведенном для сравнения со способом нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показан чертеж, поясняющий способ образования выпукло-вогнутого рельефа на слое суспензии в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 схематично показан вид сбоку устройства для нанесения рельефного покрытия в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
На фиг.4 показан вид в перспективе вращающегося рельефного валика, который используют в устройстве для нанесения рельефного покрытия, показанном на фиг.3.
На фиг.5 показан разрез по линии А-А' фиг.4.
На фиг.6 схематично показан вид сбоку устройства для нанесения рельефного покрытия в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения.
На фиг.7(А), (В) и (С) приведены виды сверху, где показаны различные рельефы слоя покрытия, образованные в соответствии с настоящим изобретением на поверхности подложки.
На фиг.8 схематично показан вид сбоку устройства для нанесения рельефного покрытия в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения.
На фиг.9 показан вид в перспективе пластины линейного покрытия, предназначенной для использования в устройстве для нанесения рельефного покрытия, показанном на фиг.8.
На фиг.10(А) и (В) приведены чертежи для пояснения способа образования рельефа на слое покрытия, в устройстве для нанесения рельефного покрытия, показанном на фиг.8.
На фиг.11 показан более точно рельеф слоя покрытия, показанного на фиг.7(В), полученный по способу в соответствии с настоящим изобретением, причем на фиг.11(А) показан вид сверху, а на фиг.11(В) показан с увеличением разрез по линии В-В' фиг.11(А).
На фиг.12 показан вид в перспективе другого примера вращающегося рельефного валика, использованного в устройстве для нанесения рельефного покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.13 показан разрез по линии С-С' фиг.12.
На фиг.14 показан вид сверху, поясняющий плоскостные размерные соотношения между боковым уплотнением, вращающимся рельефным валиком и покровной пленкой, примененные в устройстве для нанесения рельефного покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
Описание предпочтительного варианта
Использованный в соответствии с настоящим изобретением "водопоглощающий твердый материал" удерживает, как правило, количество поглощенной воды при отсутствии нагрузки, которое по меньшей мере в 10 раз больше его собственного веса или больше. Поглощающим твердым материалом может быть, например, SAP (сверхпоглощающий полимер), такой как полиакрилат, производные целлюлозы и полиаминокислоты; водопоглощающие твердые полисахариды, такие как привитый крахмал, и полисахарид глюкоманнан (аморфный порошок) или органические водопоглощающие твердые материалы, такие как силикагель и неолит. Так как эти водопоглощающие твердые материалы разбухают или желатинируют в состоянии удержания воды и становятся трудными для обработки, то используют способ приготовления суспензии, которая содержит водопоглощающий твердый материал, диспергированный в содержащем воду растворителе, использованном как дисперсионная среда, причем содержащим воду растворителем является, например, органический растворитель, который тормозит разбухание за счет воды, такой как этиловый, метиловый или изопропиловый спирт, при этом содержащий воду растворитель содержит 20% или больше воды, а преимущественно от 30 до 60% воды. В частности, в случае использования SAP в качестве водопоглощающего твердого материала, при использовании ионообменной воды, водопоглощающий твердый материал удерживает по меньшей мере в 100 раз или больше поглощенной воды по сравнению с его собственным весом, а в случае использования SAP, имеющего высокое водопоглощение, удерживает в 1000 раз больше поглощенной воды по сравнению с его собственным весом. SAP, который используют как водопоглощающий твердый материал, увеличивает свой вес в состоянии поглощения воды в 2-10 раз, при воздействии вышеупомянутого содержащего воду растворителя. Таким образом, диспергированные твердые материалы легко образуют связь друг с другом или агрегатируют. В известных технологиях водопоглощающий твердый материал, такой как трехкомпонентная суспензия, стабилизируют путем добавки микроволокнистой целлюлозы, такой как мелко размолотая (рубленая) техническая целлюлоза (преимущественно со средней длиной волокон 1 мм или меньше, при измерении по способу Kajaani, и со способностью удержания воды по способу Tappi, составляющей 250% или меньше). Однако попытки стабилизировать дисперсионную суспензию не позволяют полностью решить проблемы. Обычный способ, такой как описанный в выложенной заявке на патент Японии № 2001-271262 и в выложенной заявке на патент Японии № 2001-258937, например, за счет удаления материала покрытия с использованием разности теплоты (температур) не позволяет получить стабильное покрытие, так что необходимо использовать способ принудительной экструзии материала покрытия, как это и предлагается в соответствии с настоящим изобретением.
Далее принцип настоящего изобретения будет объяснен со ссылкой на фиг.1 и 2. На фиг.1 показан принцип построения известного трубного насоса. SAP суспензию вводят и пропускают через трубу, имеющую эластичность (называемую далее упругой трубой), и SAP суспензию экструдируют за счет вращения комбинации плоского валика и выпукло-вогнутого рельефного валика, в результате чего получают эффект перистальтического движения.
На фиг.2 поясняется принцип настоящего изобретения. Вместо упругой трубы трубного насоса, показанной на фиг.1, SAP суспензию вводят и пропускают через пространство между движущимся листом подложки и гибкой покровной пленкой (уплотненное с двух боковых сторон), и SAP суспензию экструдируют, когда вращается рельефный валик с выпукло-вогнутой поверхностью.
Далее со ссылкой на чертежи будет объяснена основная конфигурация устройства в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 показан первый вариант устройства для нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением. Устройство для нанесения покрытия содержит вращающийся рельефный валик 1, причем этот вращающийся рельефный валик установлен таким образом, что ось вращения рельефного валика расположена главным образом горизонтально, при этом рельефный валик вращается вокруг указанной оси с желательной скоростью вращения. В устройстве для нанесения покрытия лист подложки 2 установлен под вращающимся рельефным валиком 1 таким образом, что этот лист подложки 2 непрерывно перемещается через местоположение, расположенное в непосредственной близости от нижнего конца движущегося участка поверхности окружности вращающегося рельефного валика, при помощи механизма перемещения (на фиг.3 не показан) по касательной к поверхности окружности вращающегося рельефного валика 1.
Вращающийся рельефный валик 1 имеет желательный выпукло-вогнутый участок на его окружности, пример которого показан на фиг.4. В этом примере множество выпуклых участков 1а в виде ленты образованы на поверхности окружности вращающегося рельефного валика 1. Например, как это показано на фиг.5, имеется 12 выпуклых участков 1а прямоугольного поперечного сечения, расположенных с постоянными интервалами на цилиндрической поверхности вращающегося рельефного валика 1 и идущих параллельно оси вращающегося рельефного валика 1. Ширина, высота и промежутки между этими выпуклыми участками 1а определяют форму и размер образующегося слоя покрытия. Нет каких-либо конкретных ограничений на эти размеры, однако предпочтительные диапазоны значений приведены ниже:
диаметр вращающегося рельефного валика (D):
от 100 до 500 мм;
ширина каждого выпуклого участка (W):
от 2 до 20 мм;
высота каждого выпуклого участка (Н):
от 0.1 до 5 мм;
промежуток между смежными выпуклыми участками (L):
от 20 до 150 мм.
В устройстве для нанесения покрытия дисперсионная суспензия, которую наносят на поверхности листа подложки 2, непрерывно подводится к поверхности листа подложки 2 в точке выпуска, которая находится непосредственно перед (выше по ходу) нижним концом вращающегося рельефного валика 1, причем суспензия поступает через участок 4 временного хранения, который используют при необходимости.
Кроме того, используют опорный валик 11, расположенный с другой стороны листа подложки 2 напротив вращающегося рельефного валика 1, в местоположении, где поверхность окружности вращающегося рельефного валика 1 подходит ближе всего к поверхности листа подложки 2, причем лист подложки 2 расположен между опорным валиком 11 и вращающимся рельефным валиком 1.
Более того, покровная пленка 5 установлена таким образом, что она закрывает поверхность окружности вращающегося рельефного валика 1, чтобы исключить контакт дисперсионной суспензии, подаваемой из участка 4 временного хранения, с поверхностью окружности вращающегося рельефного валика 1, причем передний конец покровной пленки 5 заходит в пространство между вращающимся рельефным валиком 1 и листом подложки 2. В устройстве для нанесения покрытия дисперсионная суспензия поступает в пространство между передним концевым участком покровной пленки 5 и поверхностью листа подложки 2, причем в этом пространстве расположен выход участка выпуска 4 дисперсионной суспензии.
Гибкая покровная пленка служит для преобразования движения выпукло-вогнутых участков вращающегося рельефного валика в силу экструзии суспензии. Таким образом, покровная пленка должна иметь достаточную гибкость для того, чтобы отслеживать движение вращающегося рельефного валика. Покровные пленки могут быть разделены на 3 группы в зависимости от вида применения, с учетом характеристик оборудования, состояния суспензии и т.п. Покровные пленки первой группы имеют характеристики упругого сжатия и расширения, аналогичные трубному насосу. К покровным пленка первой группы относится растягиваемая листовая пленка, имеющая удлинение до разрушения, составляющее 50% или больше при измерении на установке Tensilon, то есть пленка, которая способна вытянуться до длины, в 1.5 раза превышающей длину исходной покровной пленки. Такая пленка может быть изготовлена, например, из полиуретана, бутадиена, силиконового каучука и нитрокаучука. Покровные пленки, принадлежащие к первой группе, имеют лучшие функциональные свойства, но не долговечность.
К покровным пленкам второй группы относятся пленки, не обладающие характеристиками упругого сжатия и расширения и имеющие удлинение до разрушения, составляющее 50% или меньше, такие как полиэтиленовые пленки, полипропиленовые пленки, целлофан и листовой тефлон. Толщина таких пленок составляет 500 мкм или меньше, а преимущественно от 200 до 20 мкм. Покровные пленки, принадлежащие ко второй группе, имеют повышенный срок службы, но не гибкость.
К покровным пленкам третьей группы относятся элементы, которые комбинируют покровные пленки первой группы и покровные пленки второй группы. Покровные пленки третьей группы должны обладать как повышенным сроком службы, так и хорошей гибкостью. Покровные пленки первой группы и второй группы используют для образования покровной пленки третьей группы, таким образом, что покровная пленка второй группы перекрывается покровной пленкой первой группы, причем покровная пленка второй группы находится в контакте с поверхностью валика, а покровная пленка первой группы находится в контакте с дисперсионной суспензией. Покровную пленку третьей группы используют таким образом, что гибкая пленка первой группы соединяется с пленкой второй группы. Совместное использование покровных пленок первой группы и второй группы существенно повышает стабильность покрытия.
В примере, показанном на фиг.3, самый высокий конец покровной пленки 5 закреплен в заданном положении в зажиме 7, в то время как другой конец покровной пленки 5 представляет собой свободный конец, расположенный между вращающимся рельефным валиком 1 и листом подложки 2. Следует иметь в виду, что покровная пленка 5 имеет участок длины от нижнего участка вращающегося рельефного валика 1 до положения ниже по ходу в направлении перемещения листа подложки 2.
Преимущественно используют пластины уплотнения 12, расположенные под вращающимся рельефным валиком 1 ближе к положению поступления суспензии, чтобы исключить утечку части дисперсионной суспензии через лист подложки 2 в направлении вниз. Пластины уплотнения 12 в случае необходимости могут быть предусмотрены также ниже по ходу от опорного валика 11, однако на фиг.3 показаны только пластины уплотнения 12, расположенные выше по ходу от опорного валика 11.
В устройстве для нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением может быть использован любой из подходящих механизмов перемещения вращающегося рельефного валика 1, причем обычно используют механизм перемещения в виде сетчатого конвейера 13, как это показано на фиг.6.
Для упрощения описания, вращающийся рельефный валик 1 и покровная пленка 5 показаны с большим промежутком друг от друга, чем это имеется на самом деле.
Далее будет объяснен каждый составляющий элемент (компонент) устройства для нанесения покрытия дисперсионной суспензией, показанного на фиг.3 или на фиг.6.
Прежде всего, вращающийся рельефный валик 1 устанавливают таким образом, что образуется просвет (пустое пространство) заданной толщины между самым нижним концом поверхности окружности вращающегося рельефного валика 1 и поверхностью листа подложки 2, который непрерывно перемещается под вращающимся рельефным валиком 1, через покровную пленку 5. Следовательно, вращающийся рельефный валик 1 ограничивает до желательного значения толщину дисперсионной суспензии 3, наносимой в виде покрытия на поверхность листа подложки 2. Кроме того, расстояние между покровной пленкой 5 и поверхностью листа подложки 2 в направлении от покровной пленки 5 к листу подложки 2 увеличивается и уменьшается за счет множества выпуклых участков, предусмотренных на поверхности окружности вращающегося рельефного валика 1. В результате первая область и вторая область слоя покрытия образуются на листе подложки 2, соответствующем выпукло-вогнутому рельефу вращающегося рельефного валика 1, причем толщина первой области больше, чем толщина второй области.
На фиг.7(А) показан изготовленный лист, полученный при помощи устройства для нанесения рельефного покрытия, показанного на фиг.3 или на фиг.6. На поверхности листа подложки 2 образовано множество полос слоя покрытия 20 (то есть полос первой области), расположенных параллельно друг другу, причем соседние полосы слоя покрытия 20 разделены вторыми областями, которые имеют более тонкий слой покрытия, чем слой покрытия в первой области, или имеют только лист подложки в виде полосы (практически не имеют покрытия). Длина каждого слоя покрытия 20 (20L) соответствует расстоянию (L) между смежными выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1, а ширина вторых областей (20W) соответствует ширине (W) индивидуальных участков 1а вращающегося рельефного валика 1.
Несмотря на то, что расстояние (L) между смежными выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1 и длина каждого слоя покрытия 20 (20L) взаимосвязаны, длина каждого слоя покрытия 20 (20L) определяется следующими тремя параметрами, а именно, расстоянием (L) между смежными выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1, скоростью перемещения листа подложки 2 и скоростью вращения вращающегося рельефного валика 1. Расстояние (L) между смежными выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1 и длина каждого слоя покрытия 20 (20L) главным образом равны, если скорость перемещения листа подложки 2 равна скорости вращения вращающегося рельефного валика 1, то есть если (скорость (перемещения) листа подложки 2) / (скорость вращения вращающегося рельефного валика 1) = 1.0. Если скорость перемещения листа подложки 2 выше, чем скорость вращения вращающегося рельефного валика 1, то длина каждого слоя покрытия 20 (20L) будет меньше, чем указанная выше длина. С другой стороны, если скорость перемещения листа подложки 2 ниже, чем скорость вращения вращающегося рельефного валика 1, то длина каждого слоя покрытия 20 (20L) будет больше, чем указанная выше длина. Например, в случае, если (скорость (перемещения) листа подложки 2) / (скорость вращения вращающегося рельефного валика 1) = 1.5, то длина каждого слоя покрытия 20 (20L) будет в 1.5 раза больше расстояния (L) между смежными выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1. С другой стороны, в том случае, когда (скорость (перемещения) листа подложки 2) / (скорость вращения вращающегося рельефного валика 1) = 0.5, то длина каждого слоя покрытия 20 (20L) будет ориентировочно в 2.0 раза меньше расстояния (L) между смежными выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1.
В описанном примере образуется слой покрытия, который имеет ширину, соответствующую полной ширине листа подложки 2. Если желательно иметь множество раздельных слоев покрытия по ширине листа подложки 2, то дисперсионную суспензию подают в виде множества полос желательной ширины. Устройство для нанесения рельефного покрытия, позволяющее образовать слой покрытия с такой структурой, показано на фиг.8.
Так как имеется множество общих элементов между устройством для нанесения рельефного покрытия, показанным на фиг.8, и устройством, показанным на фиг.6, идентичные или эквивалентные участки этих устройств имеют одинаковые позиционные обозначения, причем подробное описание устройства, показанного на фиг.8, опущено. Различие между устройствами для нанесения рельефного покрытия, показанными на фиг.8 и 6, состоит только в том, что в устройстве фиг.8 используют пластину 30 линейного покрытия, которую устанавливают над поверхностью листа подложки 2, так что она выступает из отверстия для подачи дисперсионной суспензии участка 4 временного хранения суспензии, снизу от вращающегося рельефного валика 1, и почти доходит до переднего конца покровной пленки 5. Пластина 30 линейного покрытия, показанная на фиг.9, представляет собой L-образную пластину, имеющую участок фиксации 31, отогнутый вверх на ее переднем конце, то есть на конце выше по ходу относительно направления перемещения листа подложки 2. Множество расположенных параллельно пазов 32 предусмотрено на противоположном конце пластины 30. Пазы 32 расположены в том месте, где поверхность окружности вращающегося рельефного валика 1 ближе всего подходит к листу подложки 2.
На фиг.10(А) и 10(В) схематично показан способ образования слоя покрытия 20 на поверхности листа подложки 2 при помощи устройства для нанесения рельефного покрытия, показанного на фиг.8. На этих фигурах, для упрощения объяснения, вращающийся рельефный валик 1 и покровная пленка 5 показаны с большим промежутком друг от друга, чем это имеется на самом деле.
На фиг.10(А) показано состояние, в котором вогнутый участок, образованный между выпуклыми участками 1а вращающегося рельефного валика 1, расположен ближе к переднему концу пластины 30 линейного покрытия. В этом состоянии дисперсионную суспензию 3 подают на пластину 30 линейного покрытия с выпуска участка 4 временного хранения суспензии, причем подаваемая дисперсионная суспензия образует лист (слой), ширина которого меньше ширины листа подложки 2. Затем поступающая дисперсионная суспензия разделяется на число полос, соответствующее числу пазов 32 пластины 30 линейного покрытия, в результате чего образуется слой покрытия 20 на листе подложки 2.
Затем, когда выпуклые участки 1а доходят до пазов 32 пластины 30 линейного покрытия за счет вращения вращающегося рельефного валика 1, покровная пленка 5, которая находится в контакте с выпуклыми участками 1а, вдавливается вниз в направлении, перпендикулярном к листу подложки 2, в результате чего прекращается подача дисперсионной суспензии 3 или существенно уменьшается количество подаваемой дисперсионной суспензии 3. Так как лист подложки 2 движется во время указанного процесса, слой покрытия 20 не будет образовываться или будет образовываться с меньшей толщиной, пока выпуклые участки 1а вращающегося рельефного валика 1 не пройдут показанное положение.
После того, как выпуклые участки 1а вращающегося рельефного валика 1 выйдут из верхнего участка пазов 32 пластины 30 линейного покрытия за счет вращения вращающегося рельефного валика 1, подача дисперсионной суспензии 3 возобновляется, как это показано на фиг.10(А).
Рельеф слоя покрытия 20, образованный на поверхности листа подложки 2 при помощи описанных выше способов, показан на фиг.7(В). Рельеф образован повторяющейся картиной первых областей 20А и вторых областей 20В, причем первые области 20А имеют вид параллельных полос, вытянутых в направлении длины листа подложки 2, при этом вторые области 20В имеют более тонкий слой покрытия 20 или вообще его не имеют.
В рельефе, показанном на фиг.7(В), первые области 20А с более толстым слоем покрытия 20 имеют прямоугольную форму. Однако формы первых областей 20А при осуществлении реального процесса нанесения покрытия являются самыми различными, так как вторые области 20В образованы за счет косвенного выталкивания дисперсионной суспензии 3 при помощи выпуклых участков 1а вращающегося рельефного валика 1 через покровную пленку 5.
На фиг.11(А) показан вид в плане реального рельефа, полученного по способу в соответствии с настоящим изобретением, соответствующего картине рельефного покрытия, показанной на фиг.7(В), а на фиг.11(В) показан с увеличением разрез по линии В-В' фиг.11(А). Первая область (Р), которая имеет толстый слой покрытия, окружена второй областью (Q), образованной на поверхности листа подложки 2, причем вторая область (Q) имеет более тонкий слой покрытия или практически совсем его не имеет. Дисперсионная суспензия, оставшаяся на участке, сдвигается вперед за счет движения перемещения листа подложки 2, так как выпуклые участки вращающегося рельефного валика 1 выталкивают вниз дисперсионную суспензию через покровную пленку в устройстве для нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением. В результате каждый изолированный участок слоя покрытия 20 будет образован так, что в продольном направлении листа подложки 2 (то есть в направлении перемещения листа подложки 2 во время процесса нанесения покрытия, показанном стрелкой Y) ширина переднего конца этого участка будет уже, чем ширина его заднего конца. Переходная область (R) образуется на обоих концах индивидуальных участков слоя покрытия 20, в продольном направлении листа подложки 2, причем толщина переходной области (R) снижается по мере приближения ко второй области, образованной между смежными участками слоя покрытия 20.
На фиг.12 показан другой пример вращающегося рельефного валика 1 в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.13 показан с увеличением разрез по линии С-С' фиг.12. Вращающийся рельефный валик 1 в соответствии с этим примером содержит множество групп выпуклых участков 1а, расположенных со сдвигом в направлении по окружности, на цилиндрической поверхности. Каждая группа выпуклых участков 1а имеет сдвиг относительно другой смежной группы выпуклых участков 1а за счет соответствующей центровки вдоль оси вращающегося рельефного валика 1.
В случае использования вращающегося рельефного валика 1, имеющего выпуклые участки 1а, расположенные в соответствии с указанной схемой, будет образован слой покрытия 20 с рельефом, показанным на фиг.7(С).
Следует иметь в виду, что любые рельефы, создаваемые при помощи выпуклых участков 1а, могут быть выполнены в соответствии с настоящим изобретением в зависимости от вида применения, без ограничения рельефами, создаваемыми при помощи вращающегося рельефного валика, показанного на фиг.4 и 12.
В устройстве для нанесения рельефного покрытия в соответствии с настоящим изобретением, также как и в известных валковых устройствах для нанесения покрытия, может возникать необходимость ограничения зоны покрытия по ширине движущейся подложки. На фиг.14 показан пример элемента для ограничения зоны покрытия в направлении ширины. На фиг.14 показан вращающийся рельефный валик 1, покровная пленка 5 и боковые уплотнения 40, причем для упрощения описания другие элементы не показаны.
Боковые уплотнения 40 представляют собой две пластины, расположенные с обеих сторон участка 4 временного хранения в качестве заслонок. Для предотвращения утечки жидкости поверхность вращающегося рельефного валика 1 находится в тесном контакте с задним участком пластины, поэтому боковые уплотнения 40 расположены вне боковых участков на обеих сторонах покровной пленки 5 и закреплены на боковых стенках участка 4 временного хранения, например, болтами и гайками.
Эти боковые уплотнения 40 преимущественно установлены таким образом, что они входят в контакт с поверхностью окружности вращающегося рельефного валика 1, чтобы предотвращать утечку дисперсионной суспензии на внешнюю сторону боковых уплотнений, через пустое пространство между поверхностью окружности вращающегося рельефного валика 1 и боковыми уплотнениями. Однако в этом случае желательно использовать боковые уплотнения, обеспечивающие хорошее уплотнение с цилиндрической поверхностью вращающегося рельефного валика 1, а также имеющие низкое сопротивление трению и, более того, имеющие низкий фрикционный износ. Для соответствия этим требованиям боковые уплотнения 40 преимущественно следует изготавливать из полимерных материалов, таких как, например, синтетический каучук, пенопласт или тефлон.
Для обеспечения достаточной гибкости при изгибе листа абсорбента, полученного за счет применения настоящего изобретения, желательно иметь следующее соотношение между длиной первой области, имеющей толстый слой покрытия 20, далее именуемой Р, длиной второй области, далее именуемой Q, и длиной переходной зоны, образованной между первой областью и второй областью, именуемой далее R:
P>Q
Q: от 2 до 300 мм
преимущественно Q: от 5 до 30 мм.
Более того, количество SAP, содержащегося соответственно в первой области и во второй области, преимущественно лежит в диапазоне:
Р: от 100 до 500 г/м2;
Q: от 10 до 150 г/м2.
Лист с высоким водопоглощением, имеющий слой покрытия 20 соответствующего размера и толщины, предусмотренный на поверхности листа подложки 2, будет иметь лучшие поглощающие свойства, по сравнению с листом, который имеет слой покрытия постоянной толщины, образованный на всей поверхности подложки. Когда жидкость поступает на поверхность листа с высоким водопоглощением, изготовленного по способу в соответствии с настоящим изобретением, часть жидкости поглощается за счет водопоглощающих свойств SAP, содержащегося в слое покрытия 20. В этом случае другая часть жидкости, которая находится в контакте со второй областью, расположенной вокруг участков слоя покрытия 20, не будет немедленно поглощаться за счет невысокой скорости поглощения SAP. Затем другая часть жидкости немедленно диспергирует за счет емкости хранения и диспергирующей способности второй области, в результате чего минимизируется время воздействия остающейся жидкости. За счет этого эффективно предотвращается утечка жидкости.
Более того, в поглощающем материале в виде листа, имеющем слой покрытия 20, за счет использования рельефа покрытия, показанного на фиг.7(А), обеспечивается отличная гибкость в продольном направлении, причем материал легко режется и в процессе резки образуется мало пыли.
В случае использования рельефа покрытия, показанного на фиг.7(В), так как образуется вторая область в направлении длины и ширины листа, которая имеет более тонкий слой покрытия или практически совсем его не имеет, обеспечивается лучшая гибкость как в продольном, так и в поперечном направлениях, причем уменьшается количество пыли, вызванной гибкой и/или резкой листа.
Промышленная применимость
Как уже было упомянуто здесь ранее в соответствии с настоящим изобретением, так как первая область с толстым слоем покрытия и вторая область с тонким слоем покрытия или практически совсем без него образованы на поверхности листа подложки, улучшается поглощающая способность и гибкость в продольном направлении и/или в поперечном направлении листа подложки, что позволяет снизить до минимума образование пыли при гибке или резке.
Кроме того, за счет соответствующего выбора выпукло-вогнутого рельефа, образованного на поверхности окружности вращающегося рельефного валика, гибкость при изгибе полученного листа поглощающего материала становится управляемой, что позволяет легко получать эксплуатационные параметры в соответствии с видом применения, а также производить соответствующую обработку применительно к поглощающим материалам.
Таким образом, способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением обладают хорошим потенциалом для использования в промышленности.
Изобретение предназначено для получения листа с высоким водопоглащением. Способ с использованием дисперсионной суспензии, содержащей водопоглощающий твердый материал, диспергированный в жидкой среде на поверхности листа подложки, включает образование слоя, содержащего суспензию, расположенную между верхним слоем и нижним слоем, которая подается в пространство между ними, причем верхним слоем является гибкая покровная пленка, нижним - лист подложки, перемещающийся под указанным верхним слоем, и образование выпукло-вогнутого рельефа на верхнем слое за счет вращения рельефного валика в том же направлении, что и направление перемещения листа подложки. Валик имеет выпукло-вогнутый рельеф на его поверхности. Нанесение рельефа осуществляют путем нажима выпуклых участков валика на верхние участки гибкой покровной пленки, конец которой не закреплен. Другой вариант выполнения способа включает образование слоя покрытия, содержащего суспензию, на поверхности подложки за счет установки вращающегося рельефного валика над подложкой, перемещающегося в продольном направлении листа через покрывную пленку, и за счет непрерывной подачи дисперсионной суспензии между листом подложки и покрывной пленкой, при вращении рельефного валика в том же направлении, что и направление перемещения листа подложки. Способ также включает образование первой области и второй области на поверхности листа подложки. Первая имеет слой покрытия большей толщины, а вторая - слой покрытия меньшей толщины или практически не имеет слоя покрытия с рельефом, нанесенным валиком через покровную пленку, конец которой не закреплен. Устройство для осуществления способа содержит механизм перемещения листа подложки в продольном направлении, вращающийся относительно горизонтальной оси рельефный валик, покровную пленку для закрывания поверхности валика. Передний конец указанной покровной пленки расположен ниже по ходу от самого нижнего положения вращающегося рельефного валика. Средство подачи суспензии расположено между покровной пленкой и листом подложки. Устройство обеспечивает образование на поверхности листа подложки с рельефом первой области, имеющей слой покрытия большей толщины, и второй области, имеющей слой покрытия меньшей толщины или практически не имеющей его совсем. Изобретение позволяет создавать листы с высоким водопоглощением, с достаточной гибкостью в продольном и поперечном направлениях и более высоким коэффициентом диффузии жидкости. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 18 ил.
| JP 2001258937 А, 25.09.2001 | |||
| Топка с несколькими решетками для твердого топлива | 1918 |
|
SU8A1 |
| JP 10168230 А, 23.06.1998 | |||
| Способ катафоретического нанесения покрытий | 1973 |
|
SU537131A1 |
| СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ПЕЧАТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С НАНЕСЕННЫМ РЕЛЬЕФОМ | 1997 |
|
RU2173631C2 |
