Способ и устройство для непрямого нанесения тонкослойного покрытия

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу непрямого нанесения тонкого равномерного слоя покрытия на основы значительной ширины, установке для реализации способа, т.е. такого нанесения, при котором материал наносится, как при обычном способе, тонким слоем на основу, которая движется перед наносящим цилиндром, непрерывно переносящим материал покрытия на эту основу. Способ непрямого нанесения тонкого слоя покрытия на основы значительной ширины осуществляют с помощью гравированного наносящего цилиндра с выполненными на нем спиральными канавками, служащего для захвата состава и частично погруженного в бак или емкость с указанным наносимым составом. На выходе из бака или емкости выступающую часть наносящего цилиндра для разравнивания наносимого состава приводят в контакт с разравнивающим цилиндром, имеющим покрытие из эластомерного материала, который либо не вращается, либо вращается в том же направлении, что и наносящий цилиндр, и линейная скорость вращения на периферии которого отличается от линейной скорости вращения на периферии наносящего цилиндра. Наносимый состав имеет абразивную природу и образует на указанной основе, имеющей ширину порядка 4 м, тонкий слой, имеющий в сухом состоянии равномерную толщину, равную 5-70 мкм. Техническим результатом изобретений является повышение устойчивости напольных и настенных покрытий к истиранию и износу в процессе эксплуатации, а также обеспечение на выходе из емкости с рассматриваемым составом необходимого разравнивания наносимого состава, захватываемого наносящим цилиндром. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

[0001] Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу непрямого нанесения тонкого равномерного слоя покрытия на основы значительной ширины, то есть такого нанесения, при котором материал наносится, как при обычном способе, тонким слоем на основу, которая движется перед наносящим цилиндром, который непрерывно переносит материал покрытия на эту основу.

[0002] Изобретение относится также к усовершенствованному устройству для нанесения покрытия на основы шириной порядка 4 м.

Известный уровень техники

[0003] В принципе, покрытие наносят на гибкую основу, которая движется в виде непрерывной ленты над наносящим цилиндром. Такой наносящий цилиндр, который называют также дозирующим, либо соприкасается с другим цилиндром - так называемым "передаточным" или "погруженным", который частично погружен в бак или другую емкость с наносимым составом, либо, чаще всего, сам непосредственно погружен в такую емкость.

[0004] Над основой устанавливают один или несколько дополнительных цилиндров, которые оказывают прижимающее действие (в англоязычной терминологии nip).

[0005] Различные варианты выполнения установки для нанесения покрытий описаны в работе Kunststoff Machinen Füdrer 3. Ausgabe, Carl Hanser Verlag - Munchen 1992.

[0006] Устройства описанного типа находят широкое применение, в частности, при изготовлении разнообразных напольных и настенных покрытий.

[0007] Для повышения устойчивости подобных напольных и настенных покрытий к истиранию и износу в процессе эксплуатации традиционно применяют технологию нанесения на них тонкого завершающего слоя лака, в частности полиуретанового, который содержит различные наполнители, предназначенные для улучшения его свойств, в частности для придания ему большей износостойкости.

[0008] Пригодные для этой цели составы описаны в заявке на Европейский патент 0 087 0129.4, поданной заявителями 15 июня 2000 г.

[0009] Следует отметить, что подбор состава таких лаков, которые имеют, как правило, ярко выраженную абразивную природу, представляет собой проблему, которая до настоящего времени так и не решена.

[0010] Для равномерного распределения и удаления излишка наносимого состава с наносящего цилиндра на выходе из пропиточного бака предусматривают обычно использование специального скребка, который обеспечивает разравнивание материала перед тем, как он войдет в контакт с основой, на которую наносят покрытие.

[0011] К сожалению, под действием указанных наполнителей имеет место чрезвычайно быстрый (до сантиметра в час) износ скребка, даже при использовании скребков из нержавеющей стали.

[0012] Как следствие, приходится нести существенные затраты на замену скребков, а также предусматривать их периодическую регулировку с целью улучшения эксплуатационных показателей устройства.

[0013] В документе WO 91/15306 предложено применить специальный разравнивающий цилиндр, который входил бы в контакт с наносящим цилиндром. Скорость точек на поверхности такого цилиндра направлена по касательной к его поверхности и отличается от скорости точек на поверхности наносящего цилиндра, что позволяет удалять излишек материала с наносящего цилиндра с помощью гладкого передаточного цилиндра, имеющего твердость по Шору А, равную 60. Однако такая система непригодна для нанесения абразивных лаков тонким слоем.

[0014] В документе ЕР-А 0550918 А предложено гравировать на передаточных цилиндрах специальные спиральные канавки, которые обеспечивают перемешивание нескольких компонентов и позволяют получить более равномерное распределение материала покрытия. Очень большое значение имеет глубина таких канавок, которую следует подбирать таким образом, чтобы были максимально учтены особенности конкретного используемого покрытия. Канавки, описанные в процитированном выше документе, имеют глубину, достаточную для выполнения функции перемешивания.

Цели изобретения

[0015] Изобретение направлено на устранение недостатков, присущих известным до настоящего времени методам, для обеспечения на выходе из емкости с рассматриваемым составом необходимого разравнивания наносимого состава, захватываемого наносящим цилиндром.

Отличительные признаки изобретения

[0016] В соответствии со способом непрямого нанесения тонкослойного покрытия согласно изобретению используют традиционный наносящий цилиндр, захватывающий наносимый состав, содержащийся в баке или другой емкости, куда частично погружен этот наносящий цилиндр. Согласно одному из признаков изобретения на выходе из указанной емкости выступающую часть наносящего цилиндра с целью разравнивания наносимого состава приводят в контакт с разравнивающим цилиндром, имеющим покрытие из эластомерного материала, который либо не вращается, либо вращается в том же направлении, что и наносящий цилиндр, и линейная скорость точек на периферии которого отличается от линейной скорости точек на периферии наносящего цилиндра.

[0017] Предлагаемая установка состоит, как во всех традиционных системах, из бака, наносящего цилиндра, частично погруженного в этот бак, и разравнивающего цилиндра для разравнивания состава, наносимого на подлежащую покрытию основу, которая контактирует с выступающей частью наносящего цилиндра.

[0018] Следует, однако, подчеркнуть, что, в отличие от известных установок, в предлагаемой согласно изобретению используют не скребок, обеспечивающий разравнивание материала, захватываемого наносящим цилиндром, а специальный разравнивающий цилиндр, имеющий покрытие из эластомерного материала, который либо не вращается, либо вращается в том же направлении, что и наносящий цилиндр, и линейная скорость точек на периферии которого отличается от линейной скорости точек на периферии наносящего цилиндра.

[0019] Используемое на разравнивающем цилиндре эластомерное покрытие имеет твердость, достаточную для создания разравнивающего и разглаживающего действия. Это материал типа каучука с твердостью по Шору порядка 45-80, предпочтительнее 65-70. Следует выбирать, разумеется, материал, не обладающий адгезионной способностью по отношению к наносимому составу.

[0020] Даже при работе с составами, включающими наполнители с сильным абразивным действием, не наблюдается сколько-нибудь заметного износа разравнивающего цилиндра в течение длительного времени его работы.

[0021] В качестве наносящих цилиндров можно использовать традиционные гравированные цилиндры с использованием гелиогравюр, в частности с получением рельефов (углублений) с профилем типа пирамид, усеченных пирамид, конусов или спиральных выгравированных канавок, в которых должен удерживаться наносимый состав, захватываемый при прохождении цилиндра через пропиточный бак.

[0022] Объемное количество состава, наносимого на основу во влажном состоянии, находится, как правило, в пределах от 10 до 100 мл/м², при этом плотность состава близка к 1. В практических условиях плотность находится в пределах от 0,8 до 1,5.

[0023] Под тонким слоем здесь понимается пленка, наносимая толщиной от единиц до 120 микрон, предпочтительнее от 5 до 70 мкм (толщина сухой и, в конечном итоге, полимеризованной пленки материала, наносимого на основу).

[0024] Как правило, линейная скорость точек на периферии наносящего цилиндра составляет примерно 20-40 м/мин. Нужное соотношение линейных скоростей точек на периферии разравнивающего и наносящего цилиндров достигается путем регулирования скорости вращения (в об/мин) разравнивающего цилиндра с учетом соответствующих диаметров этих цилиндров и, естественно, направлений их вращения.

[0025] Выбор указанных относительных скоростей диктуется, главным образом, величиной вязкости наносимого состава.

[0026] Совершенно очевидно, что рассматриваемая установка должна содержать такие традиционные вспомогательные элементы оснастки, как поворотные или заправочные цилиндры, устройства сушки и/или УФ полимеризации и пр., приспособления для протягивания основы и наматывания основы с нанесенным покрытием, регулятор уровня в пропиточном баке, регулятор разнесения цилиндров, приводные и режущие механизмы и др.

[0027] Ниже следует более детальное описание изобретения применительно к предпочтительному варианту его осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж.

Краткое описание чертежа

[0028] На прилагаемом чертеже дано схематическое изображение установки согласно изобретению, где направления вращения разных цилиндров и валков показаны соответствующими стрелками.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

[0029] В пропиточный бак 1 с наносимым составом 3, уровень которого поддерживается с помощью соответствующих специальных средств, погружен наносящий цилиндр 5.

[0030] Этот цилиндр, частично погруженный в указанный бак, подает наносимый состав на подлежащую покрытию основу 9, которая условно показана пунктирными линиями. Основа протягивается от специального подающего устройства, последовательно проходит через первый направляющий валок 11, далее между наносящим цилиндром 5, несущим наносимый состав, и одним или несколькими дополнительными цилиндрами 15 и 17 и, наконец, протягивается этим цилиндром в сторону второго направляющего валка 13, проходя на своем пути операцию нанесения состава при контакте с цилиндром 5.

[0031] После этого основа проходит традиционные операции обработки (сушка, полимеризация и т.п.), а затем наматывается на приемный барабан.

[0032] В соответствии с изобретением разравнивание материала, захватываемого и переносимого наносящим цилиндром 5, выполняется с помощью специального разравнивающего цилиндра 19, покрытого оболочкой 21 из эластомерного материала. Этот разравнивающий цилиндр вращается в направлении, которое в показанном примере совпадает с направлением вращения наносящего цилиндра 5. Линейная скорость точек на его периферии может составлять одну вторую - одну восьмую линейной скорости точек на периферии наносящего цилиндра 5.

[0033] Нужную скорость выбирают таким образом, чтобы обеспечивалось качественное разравнивание слоя наносимого состава вследствие разглаживающего действия. Однако конкретное выбранное соотношение линейных скоростей точек на периферии цилиндров 5 и 19 будет определяться главным образом вязкостью наносимого состава и в некоторой степени твердостью оболочки из эластомерного материала. В отличие от того явления, которое имеет место при использовании скребка, здесь разравнивание сопровождается лишь крайне незначительным износом цилиндров, что объясняется, по всей видимости, реологическим эффектом, который является следствием разности линейных скоростей точек на периферии цилиндров 5 и 19, несмотря на наличие абразивных наполнителей в наносимом составе. Можно предусмотреть специальные средства (не показаны) для регулирования разнесения наносящего цилиндра 5 и разравнивающего цилиндра 19.

[0034] Описанное выше разравнивающее действие, сопровождающееся лишь крайне незначительным износом, особенно четко выражено в случае выполнения на наносящем цилиндре 5 гравирования с получением рельефа в виде спиральных линий (не показаны).

[0035] Выше описан лишь один предпочтительный вариант осуществления изобретения. Однако совершенно понятно, что вполне возможно внесение в эту конструкцию самых разнообразных изменений, как в плане ее функционирования, так и в отношении используемых компонентов. Описанная установка применима, в частности, для нанесения покрытий на жесткие элементы типа пластин, перемещаемых по транспортерной ленте. Различные регулировки, касающиеся, в частности, разнесения цилиндров и возможного зажатия основы между наносящим цилиндром 5 и дополнительными цилиндрами 15 и 17, могут быть без труда выполнены специалистами, если понадобится - на основе предварительных пробных операций. То же относится к разнесению, которое необходимо поддерживать между наносящим цилиндром 5 и разравнивающим цилиндром 19, а также к выбору направления вращения и разности линейных скоростей точек на периферии этих цилиндров.

1. Способ непрямого нанесения тонкого слоя покрытия на основы значительной ширины с помощью гравированного наносящего цилиндра (5) с выполненными на нем спиральными канавками, служащего для захвата состава (3) и частично погруженного в бак или емкость (1) с указанным наносимым составом, отличающийся тем, что на выходе из бака или емкости (1) выступающую часть наносящего цилиндра (5) для разравнивания наносимого состава приводят в контакт с разравнивающим цилиндром (19), имеющим покрытие (21) из эластомерного материала, который либо вращается, либо не вращается в том же направлении, что и наносящий цилиндр, и линейная скорость точек на периферии которого отличается от линейной скорости точек на периферии наносящего цилиндра (5), причем наносимый состав (3) имеет абразивную природу и образует на указанной основе, имеющей ширину порядка 4 м, тонкий слой, имеющий в сухом состоянии равномерную толщину, равную 5-70 мкм;

2. Способ непрямого нанесения тонкого слоя покрытия по п.1, отличающийся тем, что объемное количество указанного абразивного состава, наносимого во влажном состоянии на указанную основу значительной ширины, находится в пределах от 10 до 100 мл/м².

3. Установка для реализации способа по п.1, содержащая бак или емкость (1), гравированный наносящий цилиндр (5) с выполненными на нем спиральными канавками, частично погруженный в бак или емкость (1), содержащий состав, подлежащий нанесению на основу (9), отличающаяся тем, что она содержит разравнивающий цилиндр (19), имеющий покрытие (21) из эластомерного материала, который выполнен с возможностью вращения в том же направлении, что и наносящий цилиндр (5) таким образом, чтобы линейная скорость точек на его периферии отличалась от линейной скорость точек на периферии наносящего цилиндра (5).

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что эластомерное покрытие (21) разравнивающего цилиндра (19) имеет твердость, достаточную для произведения разравнивающего и разглаживающего действия.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что эластомерное покрытие (21) выполнено из материала типа каучука с твердостью по Шору порядка 45-80.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что эластомерное покрытие (21) выполнено из материала типа каучука с твердостью по Шору порядка 65-70.

7. Установка по любому из пп.4-6, отличающаяся тем, что эластомерное покрытие (21) выполнено из материала, не обладающего адгезионной способностью по отношению к наносимому составу.