[发明专利]用于干燥或固化幅状材料和涂层的设备与方法

说明书

本发明如所指出的那样一般地涉及用于干燥或固化幅状材料和涂层的设备与方法，更具体一些，则涉及联合使用电磁能和流动的流体，以用于干燥和/或固化。

在制造幅状物如纸幅或用塑料或塑料类材料制造的片卷时，使幅状物移动经过一干燥器，在该干燥器中，幅状物本身被干燥或固化，和/或施加在幅状材料上或浸入其中的涂料或其它材料也要被干燥或固化。干燥通常指例如通过蒸发从幅状物或涂层等中去掉湿气例如水、溶剂或其它成分。固化通常指进行化学反应。不过，干燥和固化在此处是按最广泛的含义使用的；同时，为了简便起见，下面所用的术语“干燥”也包括固化。还有，为了简便起见，此处所指的干燥一幅状物包括干燥幅状物本身和/或其涂层。

涂在幅状物上的乳液可在幅状物制造过程中被干燥的线速度是例如受到水能多么快地从乳液涂层中被去掉(干燥通量)和干燥设备的长度(幅状物在干燥器中的停留时间)的限制的。线速度的提高受到干燥器干燥幅状物而又不损伤幅状物的干燥通量量的限制。如果加长干燥器，提供为得到所要求的干燥所需的停留时间，就可以使线速度提高。对于固化幅状物而言，也有同样的考虑。不过，使干燥器加长有某些缺点，例如需要增加使干燥器的尺寸加大、结构复杂、难于控制和干燥器成本的干燥器中的区域数，额外的空气处理设备，以及干燥设备中较大的幅状物通道。还有，幅状物在干燥器中在干燥器或干燥区域等之间较大的不受支承的跨距可以增加幅状物断裂，绊住的危险和/或其它的幅状物处理问题；因此，增加了由于停工引起的材料损失和时间延误的危险。于是希望通过以较快的线速度运行该设备而不增加干燥器的长度来增加幅状物干燥设备的能力。因此，按照本发明在下面所要详细描述的那样，人们希望提供一种乳液干燥方法和设备，其中，加大了干燥通量量，以致使乳液涂层可以在干燥器中以较短的停留时间被干燥。

某些现有技术的幅状物干燥器曾经采用一种空气悬浮技术，以干燥经过干燥器的幅状物。空气悬浮炉干燥设备通常包括几个其位置分别朝着幅状物的相反表面的排气杆或喷嘴。幅状物沿其路径移动过干燥器，并通过相应的排气杆向幅状物的表面吹送热空气。空气通常经过加热，以便有利于干燥幅状物。

但是，已经发现朝幅状物的表面吹送加热空气对干燥幅状物比较无效。例如，加热空气的过程是一个比较无效的过程，同时，将热能用空气传给幅状物也是比较无效的。还有，空气的焓是比较低的。但是，希望还是加热幅状物，以加大干燥通量，因此也就是提高材料实际的干燥速度。

过去曾经用过几种技术，以谋求改进干燥通量，因此也就是减少干燥幅状物所需要的时间。一种技术是设计排气杆，将空气流以这样一种方式导向幅状物，即产生一种翼片(air foil)作用，以增加流动的空气流对幅状物的擦拭。另一种技术是沿几个方向将空气流从排气杆导向幅状物，以便在幅状物上建立几分紊流，从而增加空气对幅状物的擦拭和热能向幅状物的传送。排气杆通常不得不彼此比较靠近，以得到足够的用于干燥的热能传送，而排气杆本身则在长度方向(带的运行方向)上比较狭窄，以将热空气朝幅状物集中或集中在其上，不使热损失到周围的环境中。不过，排气杆的数目越多，则这种现有技术的空气悬浮干燥器就越昂贵，而且作用在幅状物上的变形也越多，而这种变形则可能使幅状物损坏。还有，当排气杆的间隔愈近时，空气流会受到限制，这是因为必须有足够的空间去排除废气，再有，当排气杆的位置彼此靠近时，可能没有合适的地方放置用于向幅状物发生并施加射频(RF)场的电极。

用空气悬浮炉技术干燥幅状物上的涂层如乳液的另一缺点为，涂层表面会比次表面的涂层材料干燥得快一些并变得热一些，而且干燥的表面可能会熔化和/或难于使次表面的湿气穿透并逸至外部环境中。因此，必须仔细考虑控制干燥，重视涂层材料中的湿气浓度分布，以得到整个涂层的干燥，而不只是其表面部分。这种考虑可造成导向幅状物的空气温度的降低，而降低的温度则导致较小的干燥通量和降低的干燥率，这可减慢干燥过程或可需要加大幅状物在干燥器中的路径长度。