在液体喷射静电涂敷机中用随机微滴生成法保证均匀和密实的方法和装置制造方法及图纸

将重复印染时间，在此时间内随机生成的液滴沿线性孔阵传到基底上，控制到最小持续时间．该时间要足以能平均出在沿孔阵生成微滴过程中所期望的随机变化．同时，控制每一印染象素的中心到中心的间隔（在此间隔内随机生成的微滴被截获使其不能达到基底）以维持织物基底被印染部分每单位面积上理想的相对小的受控液量．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
总的来说，本专利技术是关于在使用液体喷射静电涂敷机时将液体均匀涂敷于被染物表面的方法和装置，该涂敷机采用沿一线性孔阵的随机微滴生成法。该专利技术对于纺织工业特别有用，例如，可用涂敷机进行液体染色，并要求将液体染料均匀涂敷，使被处理纤维被染物的整个表面和一定深度内，形成密实的彩色或色调(即，染料处理均匀)。过去，已采用了许多类型的控制电路来控制各种物质对移动表面的涂敷。先前公布的关于这种控制功能的美国专利的例子如下美国专利3，909，831号-Marchio等(1975)美国专利4，013，037号-Warning等(1977)美国专利4，065，773号-Berry(1977)美国专利4，087，825号-Chen等(1978)美国专利4，164，001号-Patnaude(1979)美国专利4，167，151号-Muraoka等(1979)美国专利4，323，204号-Erin(1982)美国专利4，357，900号-Buschor(1982)美国专利4，389，969号-Johnson(1983)美国专利4，389，971号-Schmidt(1983)这一组中，Berry，Chen等以及Erin是关于油墨喷射印染装置的，因而可能比其它文献关系更大。比如，Erin使液滴充电电位脉冲与微滴激励信号频率以及基底的运动相同步，因而改善了涂复密度的控制。虽然Erin揭示了改变“印染时间”的占空比来控制涂复密度，但他没有想改变印染时间间隔的频率(即印染时间脉冲的间距)，也没有指出解决采用随机微滴生成法时出现的问题的方法。同样，Chen等提出一个周期性的扰乱系统，它只调节涂复的液体量，也不控制沿印染基底方向单位距离的印染脉冲频率。Berry提出了一种能产生各种灰度等级的传真系统，是对给定若干点位置上沉积的液滴数进行平均，以有效地产生各种不同的滴强度来产生灰度的。也揭示了400KHz的高频届期扰动。同样，其印染基底上象元或点之中心到中心间的间距也是相对固定的。因此，现有技术(在不同的段落中)确实讲到了能产生各种占空比的“印染”脉冲的装置，但没有讲到本专利技术的内容。比如，甚至没有提到当采用随机微滴生成法并且印染时间间隔较小时所遇到的不均匀性问题。也没有提出克服这一问题可以通过把印染时间间隔维持在足够大的最小值，并结合增加基底上象元中心到中心间距以控制基底上单位面积上的本均量，从而在纺织工业上达到预期效果的任何建议。正如在共同转让的，待申查的美国专利申请，申请号428，490(1982年9月28号以Gamblin归档)中所述的，若在纺织工业上用墨染计(实际上可用许多适合的液体处理)喷射静电印染技术的话，最好用随机微滴生成法，而不用通常采用的规则周期性激励的微滴生成法。简言之，随机微滴生成法的必要性在于如下事实典型的纺织涂敷要求跨机孔阵的尺寸远远超过标准信纸及法定尺寸纸上印刷所采用的约8～10英寸跨机的典型尺寸，后者只采用规则的周期激励的非随机微滴生成法。当要求跨机尺寸远远超过8～10英吋(比如在许多典型的纺织涂敷中会达到约1.8米)时，这种为产生非随机的微滴生成的规则而周期的液体声激励不可避免地会在涂敷机以及/或者液体上产生固定的声波(或其它不利现象)，以致于在跨机方向产生不希望有的印染质量变化。例如，会在沿跨机孔阵的顺长方向形成馈送液体量的“堆积点”以及/或者“空白点”。为防止这种固定波形或其它不利现象(以及因而允许单孔阵有较宽的跨机尺寸)，Gamblin曾提出采用随机微滴形成法。正如上述引用申请中详细说明的，Gamblin建议(a)，完全不用激励(但甚至或许这本身就利用了一个世纪之前Lord Rdyleigh(瑞利)就指出的自然出现的随机声振动或者其它环境随机过程来激励随机微滴的形成)，或者(b)，在液体从沿线性孔洞阵的孔中喷射出来时，有意产生非周期的(即噪声的或伪随机的)激励，而这样就造成了随机微滴沿该阵生成的过程。由于系统中没有固有的规则周期的音频能源，就必须防止了常驻声波(即，因为没有沿相反方向运动的规则的固有行波，该行波结构上的加减会在驻定压力波形上造成歧点和空白点)，也不允许存在其它类似的不利现象。典型的做法是，随机或伪随机的电信号产生后送到电传转换器，当液体从孔洞喷出时声耦合给它们。换言之，有这样的情况，在液体喷射静电涂敷机中采用随机微滴形成法是理想的或必要的。随机微滴形成法可以是完全自然形成的(即完全不用任何人为的激励形成微滴)，或者采用随机化的人工激励处理。在本文中，典型地采用单线阵液体喷射孔来随机地产生由随机时间间隔形成的，且具有随机微滴尺寸分布的、向下降落的微滴线阵。在给定的“印染时间”期间，通过充电电极区的微滴不被充电，因而它们能连续降落并撞击到下面的被染物(比如纺织纤维)(即，被染色，印染或者被液体处理)。在这些“印染时间”间隔之间是空隙时间，这期间微滴被充电，而后被一静电场顺流偏转到微滴捕获装置。认为液体喷射静电涂敷机在纺织工业有潜在优势的是因之一是人们希望能牢固地控制在给定的处理过程(比如染色)中加到织物上的液体量。在许多传统的织物液体处理中，必须在织物上加上过量的液体。结果为了去除织物上这些过量的液体须付出很大的努力和代价。比如，一些过量的液体可用物理方法从织物中挤出(比如，通过相对的轧轮)，但过量液体的大部分不得不用热气法或者类似的方法蒸发掉。这不仅要求在设备、能源、时间及固定资产方面相当大的投资，这也常常产生污染的空气流，它们必须经过进一步处理，达到生态学安全的标准才能排放。此外，往往贵重处理材料本身就是明显的损失-除非用某种方法回收弄循环使用，而这本身就意味着额外的代价和努力等等。因此，若人们能以某种方式仅将必须的液体量加入到处理的纤维上，就会收到极大的经济效益。同时，在许多应用场合(比如纺织染色)，若想得到商用标准的产品，所处理的液体必须均匀地分布在整个被染物上。此外，若要达到均匀，在典型的商业环境中，必须用单一设备成功地处理大量不同种类的织物，每一种织物均有不同的要求。比如，在纺织行业的全色印染中，液体喷射涂敷机必须能均匀地把流体喷涂到整个商用织物上，不同种类的织物在其纤维成分、结构、织法及预处理上差别很大。这些一般参数组合起来时，又反过来决定着给定织物的相对物理性能及特性，比如气孔率、重量、吸湿性、毛细扩散性(无定形性)及诸如此类。大家将会知道，已知织物的适当处理所要求的单位表面积的液体量深受这些物理特性的影响。为了控制液体喷射静电涂敷机中通过的被染物单位面积的液体量，起初的想法是只要控制具有固定重复总周期时间间隔的“印染时间”或占空比(假定被染物的速度恒定)就行了。就是说，若假定一给定的印染时间是要把一“包”微滴沉积到被染物上形成相应的印染象素(即图象元)，并且若象素中心到中心的间距固定在预定的小增量(比如0.010吋或0.016吋)上，那么初始的假定量人们只须控制沉积到这每一紧密相隔的象素区的液体量就可以控制加到每单位面积上的总液体量。但是，当在实验室进行实际实验并对加入的液体量进行控制时交发现，必须减少印染时间到一较小的间隔期间(比如在50～100μs量级)。以这种方式，预期只有相对较小的微滴“包”(因而较少的液体量)会撞击到纺织材料的每一相距更近的中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用液体喷射静电涂敷机实现移动织品被染物每单位面积的可控液量均匀涂复的方法，该涂敷机采用线孔阵随机微滴形成法，并且其中，从所述线性孔阵生成的随机微滴只在插入的间隔时间ＳＴ之间的可控制印染时间Ｔ期间，才能通过并进入其下面的织品被染物，该方法的步聚包括：将该印染时间Ｔ维持在预定的最小值以上，及通过控制上述间隔时间ＳＴ来控制上述液量Ｖ。

【技术特征摘要】
US 1985-5-1 729,4121.一种用液体喷射静电涂敷机实现移动织品被染物每单位面积的可控液量均匀涂复的方法，该涂敷机采用线孔阵随机微滴形成法，并且其中，从所述线性孔阵生成的随机微滴只在插入的间隔时间ST之间的可控制印染时间T期间，才能通过并进入其下面的织品被染物，该方法的步骤包括将该印染时间T维持在预定的最小值以上，及通过控制上述间隔时间ST来控制上述液量V。2.权利要求1所述的方法，其中上述预定的T的最小值应足够大以使在给定印染时间T内沿线性孔阵在微滴形成处理中产生的微滴能呈现有效的平均随机变化，其方法是，要保证在给定时间T内，对给定液体、给定液体压力以及给定的孔径尺寸，以期望的微滴形成统计平均率、至少形成N个微滴，这里所选的N值应保证在每一T内印染量的标准偏差小于约0.2。3.权利要求1所述的方法，其中N约等于4。4.权利要求1所述的方法，其中，该预定的T的最小值约为200微秒。5.将被控制的每单位面积液体容量V均匀喷涂在被染物的运动部位的方法包括如下步骤沿与被染物运动方向相垂直的线性孔阵随机形成液体微滴;控制重复的印染时间，在此时间内上述随机形成的液滴沿上述孔阵全部传到该被染物表面，以获得足够的时间以便在沿线孔阵出现的微滴形成处理中能平均出期望的随机变化;以及控制上述印染的间隔时间(在该时间内该随机生成的微滴被截断使其不能落到基底)以维持织物被染物印染部分每单位面积的可控液量V。6.如权利要求5的方法，其中上述印染时间至少约为200微秒。7.如权利要求5的方法，其中上述印染时间的选择要保证每一印染时间内印到被染物上的液量的标准偏差约小于0.2。8.当使用带随机微滴生成法的液体喷射印染装置时，获得以每单位面积理想的液量V将液体非常均匀地涂敷于织物被染物的方法，该方法包括的步骤有液体微滴自跨机孔阵随机产生下落，该微滴下落通过微滴充电电极区，且若其在此充电，就会被静电偏移到微滴俘获机构，但若其不被充电，就继续向下降落;在上述孔阵下沿机器运动方向以速度V横向传送织物被染物，以便未被充电的微滴能落到传送的被染物表面;以及控制上述充电电极以使在远远大于200微秒的重复预定印染时间T内不对微滴充电，并在重复的间隔时间ST内对微滴充电，时间ST相应于机器运动方向沿被染物的预定距离，由此得到非常均匀涂复到被染物上每单位面积理想的液量V。9.如权利要求8所述的方法，其中的印染时间T及间隔时间ST是变化的，它通过使印染时间T的变化近似于间隔时间ST变化的平方，来维持恒定的输出液量V。10.在采用随机微滴生成法的一定范围的纺织被染物的液体喷射静电涂复机中，保证均匀性及密实性的方法，该方法包括如下步骤在重复的印染时间T内有选择地把随机形成的微滴色沉积到被染物上;将上述印染时间T变化地控制在足够大的预定最小值以上，以便在沿线性阵微滴生成的过程中基本上平均出期望的随机变化;独立地和变化地控制被染物上沉积的微滴色间的中心到中心的间距，以得到被染物每单位面积所需要限制的给出液量;以及协调上述受控的印染时间T及上述受控的间隔以保证在被染物的液体处理中至少在其一段内的均匀性和密实性。11.如权利要求10的方法，其所述最小印染时间约为200微秒。12.如权利要求10所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰L迪里斯勒，伯比L麦克康尼尔，迈克尔I格兰，约瑟夫P霍尔德，
申请(专利权)人：伯林顿工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]