Устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу
Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к оборудованию для нанесения покрытий в производстве искусственных кож. Технической задачей изобретения является получение информации о реологических свойствах материала покрытия непосредственно в процессе нанесения. Устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу содержит емкость для материала покрытия с ракельным ножом, боковые ограничительные щечки, опорное устройство, предпластикатор и мембрану. Предпластикатор выполнен полым для установки в нем нагревательного элемента и установлен в емкости перед ракельным ножом и выполнен с тремя плоским поверхностями, первая из которых параллельна поверхности опорного устройства, вторая, ближайшая к ракельному ножу, параллельна боковой поверхности ракельного ножа, а третья, соединяющая их, снабжена направляющими. Мембрана выполнена в форме прямоугольника и установлена на фаске ребра двугранного угла, образованного пересечением первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора. Длина мембраны равна ширине второй плоской поверхности предпластикатора. К внутренней поверхности мембраны прикреплен датчик деформации, выход которого подключен к входу вторичного прибора. Техническим результатом изобретения является возможность установки мембраны на предпластикаторе в том месте емкости, в котором давление материала покрытия в основном определяется вязкостью и пластичностью материала. 2 ил.
Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к оборудованию для нанесения покрытий в производстве искусственных кож.
Известно устройство для нанесения поливочного состава на основу, например на полимерную пленку, содержащее емкость для материала покрытия и опорное устройство (а.с. №450597, МКИ В 05 C 1/04, B 29 D 9/08 / Овсянкин В.И., Бабич О.И., Будкевич В.В. Опубл. 25.11.74. Бюл. №43).
Недостатком устройства является неравномерная толщина получаемого покрытия.
Известно устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу, содержащее емкость для материала покрытия с ракельным ножом, боковые ограничительные щечки и опорное устройство (Авилов Г.В. Изготовление магнитных лент для кинематографа. - М.: Искусство, 1973, с.98).
Устройство не позволяет наносить высококонцентрированные полимерные материалы.
Известно устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу, содержащее емкость для материала покрытия с ракельным ножом, боковые ограничительные щечки, опорное устройство, предпластикатор, установленный в емкости перед ракельным ножом и выполненный с тремя плоскими поверхностями, первая из которых параллельна поверхности опорного устройства, вторая, ближайшая к ракельному ножу, параллельна боковой поверхности ракельного ножа, а третья, соединяющая их, снабжена направляющими, предпластикатор выполнен полым для установки в нем нагревательного элемента (а.с. №598654, МКИ2 В 05 С 5/02. Устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу/ Полетаев В.Ф., Евдокимов В.В. Опубл. 25.03.78. Бюл. №11, принято за прототип).
Недостатком известного устройства является тот факт, что в процессе нанесения материала покрытия на основу не контролируются реологические свойства этого материала.
Качество покрытия определяется точностью покрытия. Точным считают такое покрытие, у которого внешняя сторона представляет прямую линию, а сторона, соединяемая с подложкой, повторяет неровности (волнистость) ее поверхности. Кроме неровности поверхности подложки на качество покрытия влияют и другие факторы. К ним следует отнести изменение зазора в процессе работы наносного устройства, непостоянство натяжения подложки, переменность запаса массы материала покрытия перед ракельным ножом, нестабильность реологических свойств материала покрытия. Толщина покрытия зависит от изменения зазора наносного устройства (Евдокимов В.В. Нанесение покрытий в производстве рулонной искусственной кожи. - М.: Легкая индустрия, 1980, – 128 с., стр. 56-57).
Технической задачей, решаемой в изобретении, является получение информации о реологических свойствах материала покрытия непосредственно в процессе нанесения.
Поставленная задача решается тем, что устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу содержит емкость для материала покрытия с ракельным ножом, боковые ограничительные щечки, опорное устройство, предпластикатор, установленный в емкости перед ракельным ножом и выполненный с тремя плоскими поверхностями, первая из которых параллельна поверхности опорного устройства, вторая, ближайшая к ракельному ножу, параллельна боковой поверхности ракельного ножа, а третья, соединяющая их, снабжена направляющими, предпластикатор выполнен полым для установки в нем нагревательного элемента, мембрану, выполненную в форме прямоугольника, установленную на фаске ребра двугранного угла, образованного пересечением первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора, причем длина мембраны равна ширине второй плоской поверхности предпластикатора, к внутренней поверхности мембраны прикреплен датчик деформации, выход которого подключен к входу вторичного прибора.
Такие признаки устройства, как мембрана, выполненная в форме прямоугольника, установленная на фаске ребра двугранного угла, образованного пересечением первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора, причем длина мембраны равна ширине второй плоской поверхности предпластикатора, к внутренней поверхности мембраны прикреплен датчик деформации, выход которого подключен к входу вторичного прибора, являются отличительными по сравнению с признаками прототипа.
Движущаяся основа увлекает материал покрытия. В зазоре между основой и первой плоскостью и между второй плоскостью предпластикатора и ракельным ножом материал покрытия подвергается деформации сдвига, градиент скорости которой пропорционален отношению скорости перемещения основы к величине зазора (Евдокимов В.В. Нанесение покрытий в производстве рулонной искусственной кожи. - М.: Легкая индустрия, 1980, – 128 с., стр. 70-71).
Анализ сил, действующих в массе материала покрытия, при движении основы позволяет сделать вывод о том, что наибольшее давление материал оказывает в части пространства, представляющей собой призму. Эта призма ограничена плоскостью опорного устройства, плоскостью ракельного ножа, первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора, а также плоскостями боковых ограничительных щечек.
В указанной части пространства конструктивно легче всего установить мембрану на предпластикаторе на фаске (срезе) ребра двугранного угла, образованного пересечением первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора.
Мембрана преобразует давление материала в деформацию. Датчик деформации преобразует деформацию в электрический сигнал, который измеряет вторичный прибор.
Выполнение мембраны в форме прямоугольника позволяет установить мембрану на предпластикаторе в том месте емкости, в котором давление материала покрытия в основном определяется вязкостью и пластичностью материала.
Выполнение длины мембраны равной ширине второй плоскости предпластикатора позволяет получить интегральную величину давления материала покрытия по всей ширине наносимого покрытия.
На фиг.1 показано предложенное устройство в двух проекциях: главный вид в разрезе и вид сверху. На фиг.2 показан предпластикатор и крепление мембраны.
Устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу содержит ракельный нож 1, опорное устройство 2, основу 3, боковые ограничительные щечки 4, емкость для материала покрытия 5, предпластикатор 6 с нагревательным устройством 7. Предпластикатор 6 установлен в емкость 5 перед ракельным ножом 1 и крепится кронштейном 8 в пазах 9 ограничительных щечек 4 и фиксируется болтами 10.
Предпластикатор 6 выполнен с тремя плоскими поверхностями, первая из которых параллельна поверхности опорного устройства 2, вторая, ближайшая к ракельному ножу 1, параллельна боковой поверхности ракельного ножа 1, а третья, соединяющая их, снабжена наклонными направляющими 11.
Мембрана (закрепленная по периметру тонкая гибкая пластина) 12 выполнена в форме прямоугольника. Мембрана 12 закреплена на фаске (срезе) ребра двугранного угла (правый нижний угол предпластикатора 6), образованного пересечением первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора 6. На внутренней стороне мембраны 12 закреплен датчик деформации 13, выход которого подключен к входу вторичного прибора 14.
Вторая поверхность предпластикатора 6 перпендикулярна средней линии опорного устройства 2. Длина мембраны равна ширине второй плоской поверхности предпластикатора 6.
Устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу работает следующим образом. Основу 3 подают на опорное устройство 2 и заводят под емкость 5 и ракельный нож 1. В емкость 5 помещают материал покрытия до такого уровня, чтобы предпластикатор 6 был полностью закрыт им. Материал покрытия подвергают со стороны предпластикатора 6 относительно длительной во времени деформации сдвига, происходящей в зазоре между первой (нижней) поверхностью предпластикатора 6 и основой 3, перемешиванию и равномерному распределению по ширине наносного устройства и циркуляции, нагреву и термостабилизации.
Полученный таким образом материал покрытия должен иметь равномерные физико-механические свойства и однородный состав по всей ширине наносного устройства, вязкость его должна снижаться, а пластичность должна увеличиваться. Кроме того, благодаря длительному времени контакта материала покрытия с основой 3 улучшается смачиваемость последней.
Боковые ограничительные щечки 4 обеспечивают заданную ширину нанесения материала покрытия на основу 3. Нагревательное устройство 7 создает температуру по всему объему предпластикатора 6. Наклонные направляющие 11 распределяют материал покрытия по ширине наносного устройства.
В процессе нанесения оператору, управляющему процессом, необходима информация о свойствах материала покрытия.
Материал покрытия, увлекаемый движущейся основой 3, подходя к ракельному ножу 1, делится на два потока. Небольшая часть материала покрытия с помощью ракельного ножа 1 наносится на основу 3. Большая часть материала покрытия поднимается вверх по каналу, образованному второй плоскостью предпластикатора и плоскостью ракельного ножа 1.
При номинальных реологических свойствах материала покрытия он оказывает определенное давление на предпластикатор. Если вязкость значительно повысится и пластичность материала увеличивается, то значительно возрастает давление на предпластикатор.
Для получения качественного покрытия необходимо иметь такой материал покрытия, который имеет свои реологические свойства, лежащие в заданных диапазонах.
При увеличении вязкости и уменьшении пластичности материала покрытия значительно увеличивается давление, оказываемое материалом на предпластикатор 6.
Под действием давления материала покрытия мембрана 12 деформируется. Датчик деформации 13 преобразует деформацию в электрический сигнал, который измеряется вторичным прибором 14.
По показаниям прибора 14 оператор судит о реологических свойствах материала покрытия. Эта информация позволяет оператору сформировать корректирующие и предупреждающие действия. Корректирующие действия будут направлены на материал покрытия, находящийся в емкости 5. Предупреждающие действия направлены на процесс подготовки новых порций материала покрытия.
Таким образом, в процессе нанесения оператор имеет информацию о состоянии материала покрытия. При выходе вязкости и пластичности из заданного диапазона получаемое покрытие заведомо не будет отвечать установленным требованиям (получится бракованное изделие).
В этом случае оператор останавливает процесс нанесения и выполняет определенные действия (корректирующие действия), указанные в техническом регламенте, относительно материала, находящегося в емкости 5. Одновременно оператор передает информацию на стадию подготовки материала покрытия (предупреждающие действия) на внесение уточнений в процесс подготовки материала.
Формула изобретения
Устройство для нанесения покрытий из полимеров на основу, содержащее емкость для материала покрытия с ракельным ножом, боковые ограничительные щечки, опорное устройство, предпластикатор, установленный в емкости перед ракельным ножом и выполненный с тремя плоскими поверхностями, первая из которых параллельна поверхности опорного устройства, вторая, ближайшая к ракельному ножу, параллельна боковой поверхности ракельного ножа, а третья, соединяющая их, снабжена направляющими, предпластикатор выполнен полым для установки в нем нагревательного элемента, отличающееся тем, что дополнительно содержит мембрану, выполненную в форме прямоугольника, установленную на фаске ребра двухгранного угла, образованного пересечением первой и второй плоскими поверхностями предпластикатора, причем длина мембраны равна ширине второй плоской поверхности предпластикатора, к внутренней поверхности мембраны прикреплен датчик деформации, выход которого подключен ко входу вторичного прибора.
