Способ формования покрытия на поверхности изделий и устройство для его осуществления

 

Использование: для отделки внутренней поверхности транспортных средств, поверхности пресс-формы. Сущность изобретения в части способа: распыление при помощи мундштука жидкой реакционной смеси с вязкостью 20 2000 способ осуществляют в виде пленки и/или в виде дождевых капель, основная часть которых имеет средний объемный диаметр от 100 до 5000 мкм. Пленка имеет вид конуса, угол при вершине которого равен от 5 до 80°С, а высота от 0,5 до 20 см. Расход реакционной смеси 5 100 г/с для образования покрытия толщиной 0,5 2,0 мм. Сущность изобретения: в части устройства воронкообразная полость выполнена приходящей в выпускное отверстие инжектора, выполненное в виде цилиндрического канала длиной от 0,1 до 5 мм. Средство возникновения винтового или вихревого движения размещено после камеры смешения, а выполнено в виде сердечника с усеченной конусной частью, установленной на входе в воронкообразную полость и имеющей равномерно выполненные в усеченной конусной части пазы, сообщающие воронкообразную полость с образованной между нею и смесительной камерой приемной камерой. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 19 ил.

Настоящее изобретение относится к способу формования покрытия на поверхности пресс-формы, деталей автомобилей или к способу восстановления поверхности, а также к устройству для его осуществления.

Ближайший к данному изобретению по технической сущности является способ формования покрытия на поверхности изделий путем распыления реакционной смеси при помощи мундштука [1] Однако известный способ не обеспечивает равномерность цвета нанесенного покрытия.

Техническим результатом изобретения является то, что у сформованного покрытия равномерная окраска.

Согласно настоящему изобретению технический результат обеспечивается тем, что в качестве жидкой реакционной смеси используют смесь полиола и изоцианатного компонента с возможностью 20-2000 сантипуаз, а распыление осуществляют в виде пленки жидкости и/или в виде дождевых капель, основная часть которых имеет средний объемный диаметр от 100 до 5000 микрон.

При этом пленка жидкости от мундштука распространяется в виде выпуклого конуса, угол при вершине которого равен от 5 до 80^о, предпочтительно, от 20 до 40^о, и высота которого составляет от 0,5 до 20 см. Расход реакционной смеси составляют 5-100 г/с, предпочтительно 10-30 г/с, с образованием покрытия толщиной от 0,5 до 2,0 мм.

В состав реакционной смеси может быть включен светостабилизатор.

При осуществлении способа вдоль наружных сторон конуса создают поток сжатого воздуха, который позволяет изгибать стенке конуса, образуемого капельками или пленкой разбрызгиваемой смеси.

Изобретение также распространяется на устройство для формирования распылением жидкой реакционной смеси на поверхность с использованием способа, описанного выше.

Известно устройство для формования покрытия на поверхности изделий, содержащее мундштук, в головке которого размещен инжектор с выпускным отверстием, воронкообразную полость, смесительную камеру, в которую вводят реакционные компоненты для получения материала покрытия и средства для возникновения по существу винтового или вихревого движения.

Однако известное устройство не обеспечивает получение покрытия равномерной окраски.

В части устройства технический результат достигается тем, что в устройстве для формования покрытия на поверхности изделий, содержащее мундштук, в головке которого размещен инжектор с выпускным отверстием, воронкообразную полость. Смесительную камеру, в которую вводят реакционные компоненты для получения материала покрытия и средства для возникновения по существу винтового или вихревого движения, согласно изобретению воронкообразная полость выполнена переходящей в выпускное отверстие инжектора, выполненное в виде цилиндрического канала с длиной 0,1 до 5 мм, при этом средство для возникновения винтового или вихревого движения размещено после камеры смешения и выполнено в виде сердечника с усеченной конусной частью, установленной на входе в воронкообразную полость и имеющей равномерно выполненные в усеченной конусной части пазы, сообщающие воронкообразную полость с образованной между нею и смесительной камерой приемной камерой.

Устройство содержит пазы, ориентированные в зависимости от формы шнека по отношению к оси полости.

Сердечник установлен в цилиндрическом полом корпусе в результате чего приемная камера образует кольцеобразное пространство в полом корпусе вокруг конусной части, которая расположена сзади по отношению к воронкообразной полости.

Сердечник установлен в инжекторе и в конусной части, расположенной сзади по отношению к воронкообразной полости, выполнена приемная камера, которая соединена, с одной стороны, с пазами, выполненными в усеченной конусной части и, с другой стороны, со смесительной камерой.

Пазы соединены с приемной камерой, которая выполнена в задней части цилиндрического канала сердечника, посредством цилиндрических отверстий, которые проходят от приемной камеры к пазам.

На усеченной стенке конусной части сердечника на одинаковом расстоянии расположены четыре идентичных паза, которые винтообразным образом ориентированы по отношению к оси упомянутой конусной части.

Мундштук установлен на свободном конце трубчатого элемента, который образует соединение между воронкообразной полостью и смесительной камерой.

Трубчатый элемент, по меньшей мере, частично образован стационарным смесителем.

Мундштук навернут на свободный конец трубчатого элемента.

Ось цилиндрического канала с инжекционным отверстием перпендикулярна оси трубчатого элемента.

Мундштук выполнен трубчатым и имеет наружный диаметр, который самое большее равен 10 мм.

Пазы имеют глубину и толщину от 0,1 до 2 мм предпочтительно 0,3-1 мм.

Инжекционное отверстие имеет диаметр от 0,1 до 5 мм и предпочтительно от 0,7 до 2 мм.

Вокруг инжекционного отверстия выполнены отверстия, расположенные на концентрической окружности в инжекционном отверстии, при этом отверстия ориентированы под одним и тем же углом по отношению к оси инжекционного отверстия и соединены с кольцеобразной камерой, в которую подают сжатый воздух и которая охватывает сердечник.

Изобретение поясняется фиг. 1-19, где изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство для формования покрытия, изображенное на фиг.3-6 относится к распылительному пистолету, который содержит смесительную камеру 1, содержащую вход 2 для полиола, 3 для изоцианата и 4 для промывочного средства, который может быть закрыт при помощи шарового клапана. Инжекторы 5 и 6 для полиола и изоцианатов соответственно предусмотрены между вводами 2 и 3, с одной стороны, и смесительной камерой 1 с другой стороны. Эти инжекторы подходят к этой камере с противоположных направлений и, таким образом, позволяют введение при относительно высокой скорости полиола и изоцианатов противотоком в эту камеру.

Пистолет также содержит канал 7, сообщающий смесительную камеру 1 с выходным отверстием 8 (мундштуком).

На фиг.3-6 показан первый вариант выполнения такого выходного отверстия мундштука.

Мундштук 8 включает средство для возникновения винтового или вихревого движения в виде центрального сердечника 9, который ввернут в полый корпус 10 цилиндрической формы, таким образом, что вокруг этого сердечника 9 образована кольцеобразная приемная камера 11.

Сердечник 9 лишь иллюстрирует таким образом на своей тыльной части наружную винтовую резьбу 12, которая сопряжена с внутренней стенкой полого корпуса 10, и который выполнен с винтовой резьбой 13. Сердечник 9 является входной деталью, имеющей усеченную конусную часть 14, которая входит в воронкообразную полость 15 инжектора 16, снабженного инжекционным выпускным отверстием 17, и который закреплен на конусообразном отверстии в головке мундштука 8.

Усеченная конусная часть 14, как показано на фи г.4, 5 и 6 снабжена в своей стенке четырьмя пазами 18, обеспечивающими возможность сообщения инжекционных отверстий 17 с кольцеобразной приемной камерой 11.

Четыре паза 18 имеют глубину и ширину от 0,1 до 2 мм и предпочтительно от 0,3 до 1 мм. Они, кроме того, равномерно распределены по усеченной конусной части 14 сердечника 9 и являются эксцентричными и ориентированы по форме винта таким образом, что реакционную смесь, начиная с камеры 10, вводят в зависимости от винтового или вихревого движения в воронкообразной полости 15 инжектора 16, что ясно видно из относительного направления стрелок 19, изображенных на фиг.4-6.

Воронкообразная полость 15 удлиняется цилиндрическим каналом 20, который переходит в инжекционное отверстие 17.

Согласно изобретению, цилиндрический канал 20 имеет длину от 0 до 3 мм и предпочтительно в диапазоне 0,1-0,6 мм. К настоящему времени установлено, несколько непредвиденным образом, что форма пучка реакционной смеси, который образован на выходе из мундштука 8, определяется длиной цилиндрического канала 20 для реакционной смеси при одной и той же вязкости. В частности, адекватный выбор этой длины позволяет получить на выходе из мундштука пучок, который обладает вышеуказанными характеристиками, и в частности, как изображено на фиг.2.

Является существенно то, что согласно настоящему изобретению, цилиндрический канал должен быть относительно коротким по сравнению с длиной этой части за счет известных мундштуков, которые например, используют для разбрызгивания красок с вязкостью ниже 20 сантипуаз. В некоторых случаях это может быть совершенно неотъемлемо. Таким путем установлено, что при относительно большой длине цилиндрического канала, нельзя получать пленку жидкости на выходе из мундштука 8, так как пленка жидкости распространяется по поверхности конуса, как объяснено выше.

Инжекционное отверстие 17 имеет диаметр от 0,2 до 5 мм и предпочтительно от 0,7 до 2 мм.

Усеченную конусную часть 14 сердечника 9 даже в качестве инжектора 16 предпочтительно выполняют из карбида вольфрама, хотя можно использовать и другие материалы с достаточной твердостью и прочностью.

На фиг.7-11 представлен вариант мундштука согласно изобретению.

Принцип выполнения этого мундштука аналогичен фиг. 3-6, однако его конструкция имеет некоторые отличия.

Основной целью является создание мундштука, с максимально возможными минимальными размерами, для того, чтобы можно было легко и эффективно обработать труднодоступные участки поверхности.

Во втором варианте сердечник 9 непосредственно устанавливают на цилиндрической части 21, инжектора 16, и в конусной части 14, сердечника, расположенного сзади по отношению к воронкообразной полости 15, избавляются от достаточно большого диаметрально проходящего паза, который образует приемную камеру 11. Эта приемника камера 11 затем также находится в соединении, с одной стороны, с пазами 18, выполненными в усеченной конусной части 14, и с другой стороны, со смесительной камерой 1. Конусная часть 14 сердечника 15 содержит лишь два паза 18, которые расположены диаметрально напротив друг друга. При необходимости, может быть выполнено, конечно, больше пазов. В случае четырех пазов, например, достаточно иметь в конусной части 14 сердечника 15 два паза, которые проходят перпендикулярно друг другу, и которые соединяют эти пазы друг с другом.

Для некоторых случаев применения, там где разбрызгивание осуществляют в поверхностные небольшие отверстия или формы, являются важно, чтобы использовался небольшой распылительный шаблон, то есть, скажем там, где угол α (см. фиг. 2), является небольшим, для того, чтобы свести до минимума потери "красочный туман".

Следовательно, согласно изобретению, для этого типа применения, предпочтительно принято использовать инжектор 16, угол наклона которого β в инжекторе 16 является относительно крутой и меньше 30^о, в то время как размеры h' и h''' увеличены.

Фиг. 12-15 относятся к третьему варианту мундштука 8 согласно изобретению. Этот вариант отличается от другого по существу тем, что в нем отсутствует центральный сердечник 9, и что пазы 18 предусмотрены в инжекторе 16 на краю 22 воронкообразной полости 15 последнего. Край 22 соединяется с плоской внутренней поверхностью 23 полого корпуса 10, в который ввернут упомянутый инжектор 16. Последний дополнительно содержит на своей передней стороне относительно высокий выступающий край 24, который снабжен наружной винтовой резьбой 25, служащей для крепления инжектора 16 в корпусе 10. Благодаря этому инжекционное отверстие 17 несколько утопает в корпусе 10, и с другой стороны этого отверстия 17 образована защитная зона 26 для жидкостного пучка на выходе из инжектора.

Для реализации предпочтительным образом цели последних двух вариантов, изложенной выше, согласно настоящему изобретению могло бы быть важно крепить мундштук 8 на свободном конце трубчатого элемента 27, который соединяет мундштук со смесительной камерой 1 посредством канала 7. Этот элемент может, например, быть образован неподвижным смесителем, как показано на фиг.16, и который известен сам по себе.

Здесь является важным, что наружный диаметр собственно мундштука 8 и средство соединения последнего с элементом 27 не превышают длину последнего.

Согласно изобретению, корпус 10 в двух самых последних вариантах также по существу является трубчатым, за исключением, возможно, его головки 28, которая выпрямлена и образует свободный конец мундштука, а конец полого корпуса 10, расположенный с противоположной стороны головки 28, снабжен винтовой резьбой 29. Трубчатый корпус содержит продольное отверстие, которое проходит, начинаясь от подающей приемной камеры 11 до края корпуса, расположенного на другом конце.

Этим способом мундштук 8 можно легко навернуть на свободный конец этого элемента 27, который, таким образом, также снабжен винтовой резьбой.

Во второй варианте выполнения мундштука имеется внутренняя винтовая резьба 29, таким образом, что его корпус 10 навернут на наружный конец элемента 27. В этом последнем на его краю, расположенном на другой стороне элемента 27, в то время как в третьем варианте эта винтовая резьба является наружной, так что в этом случае свободный конец полого корпуса 10 ввернут в свободный конец элемента 27, как изображено на фиг.16.

Ось цилиндрического канала 20 с инжекционным отверстием 17 перпендикулярна по отношению к каналу трубчатого элемента 27. В этом последнем имеется край, расположенный на другой стороне его свободного края, буртик 30, который закреплен на головке смесителя как изображено на фиг.3, при помощи стаканообразного болта 31.

На чертежах 17-19 изображен еще один вариант выполнения сердечника 9, который мог бы, например, заменить сердечник согласно второму варианту мундштука, предусмотренного настоящим изобретением, и который был изображен на фиг.7-11.

Этот сердечник отличается от сердечника, изображенного на фиг.9-11 тем, что приемная камера образована центральным каналом вместо паза, проходящего диаметрально в задней части 32. Этот центральный канал соединен посредством перфораций цилиндрической формы 33, с четырьмя пазами 18, которые равномерно расположены на усеченной конусообразной стенке цилиндрического канала 14 сердечника 9 и которые представляют собой ориентированные по винтовой линии по отношению к оси этой конусной части 14. Эти отверстия проходят от приемной камеры 11 к пазам 18.

Совершенно неожиданно было установлено, что благодаря использованию такого сердечника получают исключительно стабильную и правильную форму факела струи, и это происходит таким образом, что конус жидкости, образуемый при разбрызгивании, как изображено на фиг.2, имеет круглое поперечное сечение, перпендикулярное оси, и постоянную толщину стенки.

В этой связи такой сердечник намного легче воспроизвести.

Наконец, на фиг.20 и 21 изображено еще один вариант выполнения мундштука 8, согласно изобретению.

Этот мундштук отличается от ранее представленного наличием средства, позволяющего регулировать форму факела струи независимо от расхода, и в частности, перпендикулярное его оси поперечное сечение разбрызгиваемого жидкостного конуса, как схематично изображено на фиг.2.

В соответствии с особым вариантом исполнения, это осуществляют с помощью регулирования воздуха, т. е. при помощи завесы из сжатого воздуха, которую образуют вокруг разбрызгиваемого жидкостного конуса и которая позволяет, благодаря регулированию расхода сжатого воздуха, приложить определенное боковое давление на поверхность конуса 7 (см.фиг.2) и повернуть его внутрь.

К тому же вокруг полого корпуса цилиндрической формы 10, в который должен быть ввернут показанный на чертеже инжектор 16 с сердечником 9, расположенным в нем, как показано на фиг.7, в упомянутом мундштуке 8 выполнен ряд небольших отверстий 34, расположенных на концентрической окружности с инжекционным отверстием 17 инжектора 16, и которые направлены под тем же самым углом в направлении оси 35 этого инжекционного отверстия 17.

Небольшие отверстия 34 расположены на наклонной поверхности на внутренней стороне края 36 указанного корпуса, который является выступающим относительно оси 35, и который сообщается с кольцевой камерой 37, которая охватывает корпус 10, и с которой соединен канал 38 сжатого воздуха. Благодаря регулированию расхода сжатого воздуха, подаваемого по каналу 38 можно регулировать давление потока сжатого воздуха, при этом этот поток сжатого воздуха ориентирован наклонно на другой стороне стенки конуса 7 (фиг.2) благодаря отверстиям 34, и в результате чего эта стенка конуса может быть изогнута в направлении оси 35.

Изобретение представляет интерес для случаев применения при которых разбрызгивание осуществляют в поверхностные небольшие формы и где потери распыливания должны быть сведены к минимуму.

При использовании сердечника 9 и инжектора 16, как изображено на фиг.17, 19, 7, имеется возможно управлять процессом с помощью ЭВМ, за исключением скорости перемещения мундштука 8, зависящего от его места и относительно положения формы, так же как расходы жидкости через инжекционное отверстие 17, так и поверхности перпендикулярного поперечного сечения конуса в зависимости от места мундштука 8 по отношению к форме, на которую должно быть осуществлено напыление.

Ниже приведены рабочие условия на двух практических примерах напыления реакционной смеси полиола, изоцианатов и полиуретана.

Примеры реакционных смесей.

Этот раздел более конкретно относится к реакционным смесям, которые явились объектом изобретения патентов Бельгии N 852337 и N 882058, которые также принадлежат заявителю.

П р и м е р 1. 1) Характеристика полиола (первый компонент) Состав (в мас. ч.) Полиэфир-триол, который получают путем добавле- ния окиси пропилена и окиси этилена к глицерину в качестве инициатора (по- казатель ОН: 35: соотноше- ние основных ОН-радика- лов: 80% 100 Этиленгликоль 5 N',N-диметилбутадиамин: 5 Свинец-октоат (33% метал- лический свинец) 0,7 Печатная паста 5 115,7 Свойства: Вязкость при 25^оС в МПа ˙ с: 1170 Вязкость при 45^оС в МПа ˙ c: 300 Вязкость при 45^оС в МПа ˙ c: 150 Вязкость при 65^оС в МПа ˙ c: 150 Плотность (21^о) 1,02 2) Характеристика изоцианата (второй компонент) Состав (мас.ч.) Квази-форполимер (100 частей изофорон-
диизоцианата + 13,28 частей дипропиленгликоля) 67,1
конечное соотношение
при NCO группе:
26% диметилстанодине- одеканоат 1

68,1
Свойства: Вязкость при 25^оС в МПа ˙ с: 1450 Вязкость при 45^оС в МПа ˙ с: 350 Вязкость при 65^оС в МПа ˙ c: 50 Плотность (21^o) 1,07
Соотношение: 1,7
П р и м е р 2. Свойства полиола (первый компонент)
Состав (в мас.ч.)
Полиэфир-триол того же типа, что и в примере 1 90
Давсо 33 Lv (триэтилен-
диамин; 33% в растворе дипропиленгликоля): 2,25 Бутандиол 7,9 Печатная паста 5

105,15
Свойства: Вязкость при 25^оС в МПа ˙ с: 1060 Вязкость при 45^оС в МПа ˙ с: 320 Плотность (21^оС) 1,02
Свойства изоцианатов (второй компонент)
Состав (в мас.ч.)
Изоцианаты производителей
резиновых изделий 200 (Апджон): 43,5
Свойства: Вязкость при 25^оС в МПа ˙ c: 620 Вязкость при 45^оС в МПа ˙ с: 126 Плотность (21^оС) 1,21
Соотношение: 2,42

Формула изобретения

1. Способ формования покрытия на поверхности изделий путем распыления при помощи мундштука жидкой реакционной смеси, отличающийся тем, что в качестве жидкой реакционной смеси используют смесь полиола и изоцианатного компонента с вязкостью 20 2000 сП, а распыление осуществляют в виде пленки жидкости и/или в виде дождевых капель, основная часть которых имеет средний объемный диаметр 100 5000 мк.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пленка жидкости от мундштука распространяется в виде выпуклого конуса, угол при вершине которого равен 5
80^o, предпочтительно 20 40^o, и высота которого составляет 0,5 - 20 см.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционную смесь распыляют на поверхность пресс-формы при расходе 5 100 г/с, предпочтительно 10 30 г/с, с образованием покрытия толщиной 0,5 2,0 мм.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что реакционная смесь содержит светостабилизатор.

5. Способ по пп. 2 4, отличающийся тем, что вдоль наружных сторон конуса создают поток сжатого воздуха, который позволяет изгибаться стенке конуса, образуемого капельками или пленкой разбрызгиваемой смеси.

6. Устройство для формования покрытия на поверхности изделий, содержащее мундштук, в головке которого размещен инжектор с выпускным отверстием, воронкообразную полость, смесительную камеру, в которую вводят реакционные компоненты для получения материала покрытия и средства для возникновения по существу винтового или вихревого движения, отличающееся тем, что воронкообразная полость выполнена приходящей в выпускное отверстие инжектора, выполненное в виде цилиндрического канала длиной 0,1 5 мм, при этом средство для возникновения винтового или вихревого движения размещено после камеры смешения и выполнено в виде сердечника с усеченной конусной частью, установленной на входе в воронкообразную полость и имеющей равномерно выполненные в усеченной конусной части пазы, сообщающие воронкообразную полость с образованной между нею и смесительной камерой приемной камерой.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно содержит пазы, ориентированные в зависимости от формы шнека по отношению к оси полости.

8. Устройство по пп.6 и 7, отличающееся тем, что сердечник установлен в цилиндрическом полом корпусе, в результате чего приемная камера образует кольцеобразное пространство в полом корпусе вокруг конусной части, которая расположена сзади по отношению к воронкообразной полости.

9. Устройство по пп.6 и 7, отличающееся тем, что сердечник установлен в инжекторе, в конусной части, расположенной сзади по отношению к воронкообразной полости, выполнена приемная камера, которая соединена с одной стороны с пазами, выполненными в усеченной конусной части, и с другой стороны со смесительной камерой.

10. Устройство по пп.6 и 7, отличающееся тем, что пазы соединены с приемной камерой, которая выполнена в задней части цилиндрического канала сердечника, посредством цилиндрических отверстий, которые проходят от приемной камеры к пазам.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что на усеченной конусной стенке конусной части сердечника на одинаковом расстоянии расположены четыре идентичных паза, которые винтообразным образом ориентированы по отношению к оси упомянутой конусной части.

12. Устройство по пп.6 11, отличающееся тем, что мундштук установлен на свободном конце трубчатого элемента, который образует соединение между воронкообразной полостью и смесительной камерой.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что трубчатый элемент по меньшей мере частично образован стационарным смесителем.

14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что мундштук навернут на свободный конец трубчатого элемента.

15. Устройство по пп.12 14, отличающееся тем, что ось цилиндрического канала с инжекционным отверстием перпендикулярна к оси трубчатого элемента.

16. Устройство по пп. 12 15, отличающееся тем, что мундштук выполнен трубчатым и имеет наружный диаметр, который самое большее равен 10 мм.

17. Устройство по пп.6 16, отличающееся тем, что пазы имеют глубину и толщину 0,1 2 мм, предпочтительно 0,3 1,0 мм.

18. Устройство по пп.6 17, отличающееся тем, что инжекционное отверстие имеет диаметр 0,1 5,0 мм, предпочтительно 0,7 2,0 мм.

19. Устройство по пп.6 19, отличающееся тем, что вокруг инжекционного отверстия выполнены отверстия, расположенные на концентрической окружности в инжекционном отверстии, при этом отверстия ориентированы под одним и тем же углом к оси инжекционного отверстия и соединены с кольцеобразной камерой, в которую подают сжатый воздух и которая охватывает сердечник.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21