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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Erfindung betrifft die Bildung von Mikrostrukturen auf Substraten, insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf Flugzeugtragflächen- oder -rumpfelementen, um eine mikrostrukturierte Beschichtung der derzeit als ”Riblet”- bzw. ”Haihaut”-Beschichtung bezeichneten Art zu erhalten.
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STAND DER TECHNIK
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Die Patentanmeldung
US 2007/0257400 A1 offenbart in
3 eine Vorrichtung, die ein endloses elastisches Band umfasst, das auf einem Satz von drei global in der Form eines Dreiecks angeordneten Rollen montiert ist, die ihrerseits ungehindert drehbar um einen Rahmen (nicht abgebildet) angebracht sind. Die Vorrichtung umfasst außerdem eine UV-Strahlungsquelle, die an dem Rahmen fixiert ist und zu einem durch zwei der Rollen begrenzten Strang der Vorrichtung orientiert ist, der nachfolgend als der Auftragungsstrang bezeichnet wird.
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Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Außenseite des Bands wird mit einem lichtaushärtenden Harz beschichtet und die Vorrichtung wird dann auf die Oberfläche eines mit einer mikrostrukturierten Beschichtung zu bedeckenden Substrats aufgebracht, indem die zwei vorangehend erwähnten Rollen auf diese Oberfläche aufgebracht werden, um die Außenseite des Auftragungsstrangs des Bands mit dem Substrat in Kontakt zu bringen, und die Vorrichtung wird in Translation auf diesem Substrat bewegt, sodass das Band abrollt, ohne auf diesem Substrat zu rutschen. Während dieser Bewegung der Vorrichtung beleuchtet die UV-Strahlungsquelle mindestens einen Teil des Auftragungsstrangs und bewirkt das Aushärten des von diesem Teil des Auftragungsstrangs auf das Substrat aufgetragenen Harzes. Nach dem Aushärten haftet das Harz an dem Substrat und trennt sich von dem Band, wenn der entsprechende Teil des Bands um die relativ zur Translationsrichtung der Vorrichtung hinten liegende Rolle wendet. Während sich die Vorrichtung auf dem Substrat bewegt, wird eine Schicht aus ausgehärtetem Harz mit den erforderlichen Mikrostrukturen auf diesem Substrat erhalten.
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Die in 1 und 2 der vorangehend erwähnten Patentschrift beschriebenen Varianten umfassen nur eine bzw. zwei Rollen, während die in 4 und 5 beschriebenen Varianten ein offenes Band umfassen.
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Alle diese Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass der Druck, mit dem das aushärtbare Harz auf das Substrat aufgetragen wird, nicht mit ausreichender Präzision kontrolliert wird und nicht ausreichend gleichmäßig ist.
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Dieses Problem ist aufgrund der Elastizität des Bands und der Tatsache, dass das Gewicht seines mit Harz beschichteten unteren Strangs dann in der entgegengesetzten Richtung zu dem Auftragungsdruck wirkt, besonders schwerwiegend, wenn diese Vorrichtungen verwendet werden, um eine Beschichtung auf eine nach unten weisende Oberfläche aufzutragen, anders ausgedrückt, wenn der Auftragungsdruck der Vorrichtung auf dem Substrat in der nach oben weisenden Richtung orientiert ist.
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DARLEGUNG DER ERFINDUNG
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Der Zweck der Erfindung besteht insbesondere darin, eine einfache, wirtschaftliche und effiziente Lösung für diese Probleme bereitzustellen.
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Um dies zu erreichen, offenbart sie eine Vorrichtung zum Bilden einer mikrostrukturierten Beschichtung auf einer Oberfläche eines Substrats, die Folgendes umfasst:
- – zwei Hauptdruckausübungselemente, die an einem Rahmen der Vorrichtung und in einem Abstand voneinander getragen werden;
- – ein Band, dessen eine Seite nachfolgend als die Innenseite bezeichnet wird, wird derart auf die Hauptdruckausübungselemente aufgebracht, dass diese Elemente einen Strang des Bands zwischen ihnen begrenzen, der nachfolgend als der Auftragungsstrang bezeichnet wird und der zum Auftragen eines aushärtbaren Materials, das nach dem Aushärten die Beschichtung bildet, auf das Substrat ausgelegt ist, wobei die andere Seite des Bands, die als die Außenseite bezeichnet wird, Mikrostrukturen aufweist, die das Negativ der zu bildenden Mikrostrukturen bilden, und
- – Aushärtungsmittel, die vorgesehen sind, um das Aushärten des aushärtbaren Materials zu beschleunigen, die dazu ausgelegt sind, in einem vorherbestimmten Bereich des Auftragungsstrangs zu wirken, der nachfolgend als die Aushärtungszone bezeichnet wird.
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Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass sich das Band durch Abrollen ohne Rutschen auf dem Substrat bewegt und um die Hauptdruckausübungselemente läuft, wenn die Vorrichtung entlang einer Längsrichtung des Auftragungsstrangs des Bands bewegt wird, indem dieser Strang auf das Substrat aufgebracht wird.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung Sekundärdruckausübungselemente, die an dem Rahmen montiert sind, um in der Aushärtungszone dessen Auftragungsstrangs mit der Innenseite des Bands in Kontakt zu stehen.
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Die Sekundärdruckausübungselemente verbessern die Gleichmäßigkeit und Kontrolle des von dem Auftragungsstrang auf die Lage aus aushärtbarem Material, die er auf dem Substrat ablagert, ausgeübten Drucks, während dieses Material ausgehärtet wird, wenn es den Aushärtungsmitteln ausgesetzt wird.
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Auf an sich bekannte Weise ist das Band bevorzugt geschlossen und derart angeordnet, dass es sich wie ein Endlosband um die Hauptdruckausübungselemente bewegt.
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Als Variante kann dieses Band offen sein.
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Auf ebenfalls an sich bekannte Weise sind die Hauptdruckausübungselemente bevorzugt ungehindert relativ zu dem Rahmen drehbar angebracht, sodass sie auf dem Band abrollen, wenn sich dieses Band entlang dem Substrat bewegt. Diese Hauptdruckausübungselemente können für diesen Zweck zum Beispiel aus Rollen bestehen.
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Insbesondere können die Anordnung des Bands und der Hauptdruckausübungselemente ähnlich sein, wie diejenige von einer der vier in
2 bis
5 in der vorangehend erwähnten Patentschrift
US 2007/0257400 A1 beschriebenen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung üben die Sekundärdruckausübungselemente entlang einer Richtung von der Innenseite zur Außenseite des Strangs eine Belastung auf den Auftragungsstrang aus.
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Der von den Sekundärdruckausübungselementen ausgeübte Druck wird daher optimal kontrolliert.
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Diese Eigenschaft macht es außerdem möglich, zufriedenstellende Spannung auf das Band auszuüben, selbst wenn das Band Elastizitätsschwankungen über der Zeit oder als Funktion der betrachteten Bereiche dieses Bands umfasst.
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Folglich umfasst die Vorrichtung vorteilhafterweise elastische Mittel, die die Sekundärdruckausübungselemente jeweils zu dem Auftragungsstrang drücken.
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Diese elastischen Mittel bestehen vorteilhafterweise aus Federn, die an dem Rahmen der Vorrichtung montiert und fixiert sind.
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Als Variante oder zusätzlich können diese Sekundärdruckausübungselemente aus einem elastisch zusammendrückbaren Material hergestellt sein.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sekundärdruckausübungselemente in einem gestaffelten Muster angeordnet.
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Eine derartige Ausbildung ermöglicht das Optimieren der Gleichmäßigkeit des von den Sekundärdruckausübungselementen auf den Auftragungsstrang ausgeübten Drucks.
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Vorzugsweise weisen die jedem Rand der Aushärtungszone am nächsten liegenden Sekundärdruckausübungselemente jeweils mindesten eine Druckausübungsstelle auf dem Auftragungsstrang auf, für die der Abstand vom entsprechenden Rand der Aushärtungszone weniger als 10% und bevorzugt weniger als 5% des Querausmaßes des Bands beträgt.
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Auf diese Weise decken die Sekundärdruckausübungselemente die gesamte Aushärtungszone ab.
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Allgemein umfasst die Vorrichtung vorteilhafterweise mindestens eine an dem Rahmen montierte Querachse, die mehrere der Sekundärdruckausübungselemente entlang der Achse verteilt trägt.
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Die von der Querachse getragenen Sekundärdruckausübungselemente sind bevorzugt auf beiden Seiten der Achse verteilt, um zwei Querreihen zu bilden.
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Die Vorrichtung umfasst bevorzugt außerdem mindestens zwei Querachsen der vorangehend beschriebenen Art.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Sekundärdruckausübungselemente jeweils die Form einer relativ zu dem Rahmen ungehindert drehbar montierten Walze auf, um ohne Rutschen abzurollen, wenn sie mit dem Band in Kontakt stehen, wenn sich das Band auf dem Substrat bewegt.
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Auf an sich bekannte Weise umfassen die Aushärtungsmittel bevorzugt eine Ultraviolettstrahlungsquelle, die relativ zu dem Rahmen fixiert montiert ist und dazu ausgebildet ist, zu dem Auftragungsstrang auszustrahlen.
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In diesem Fall sind die Sekundärdruckausübungselemente und alle Mittel, um sie an dem Rahmen zu montieren, vorteilhafterweise aus einem oder mehreren Material(ien) hergestellt, die für die von der Ultraviolettstrahlungsquelle ausgestrahlte Strahlung mindestens teilweise transparent sind.
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Die Durchlässigkeit dieses bzw. dieser Materialien beträgt vorteilhafterweise mehr als 25% der Strahlung und bevorzugt mehr als 50% oder sogar 75%.
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Eine höhere Durchlässigkeit führt zu schnellerem Aushärten des aushärtbaren Materials und zu gleichmäßigerer Aushärtung in der gesamten Aushärtungszone.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sekundärdruckausübungselemente in mindestens vier Querreihen verteilt, die derart ausgebildet sind, dass:
- – die Druckausübungselemente in jeder Reihe in regelmäßigen Abständen angeordnet sind;
- – sich die an den zwei Enden jeder Reihe befindlichen Druckausübungselemente jeweils bis zum entsprechenden Ende des Bands erstrecken;
- – in jedem Paar aufeinanderfolgender Reihen die Druckausübungselemente von einer der Reihen relativ zu den Druckausübungselementen in der anderen Reihe um eine Entfernung quer versetzt sind, die ungefähr der Hälfte des Abstands entspricht, in dem die Druckausübungselemente angeordnet sind;
- – die Länge jedes Druckausübungselements entlang der Längsrichtung des Bands ungefähr gleich ist, wie die Mittel zum Anbringen dieses Elements an der entsprechenden Querachse;
- – in jeder Reihe die Trennungsentfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anordnungen, die jeweils von einem Druckausübungselement und Mitteln zum Anbringen des Druckausübungselements an der entsprechenden Querachse gebildet sind, ungefähr gleich der Länge in Querrichtung jeder dieser Anordnungen ist.
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Des Weiteren ist die Trennungsentfernung zwischen jedem Sekundärdruckausübungselement und den Mitteln zum Montieren dieses Elements an der entsprechenden Querachse bevorzugt ausgewählt, um zu verhindern, dass von der UV-Quelle ausgestrahlte UV-Strahlung zwischen dem Druckausübungselement und den Montagemitteln übertragen wird.
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So sind während des Verschiebens des Bands alle oder beinahe alle Stellen in dem Band während der selben Gesamtdauer direkt der UV-Quelle ausgesetzt. Direktes Aussetzen bedeutet die Situation, in der die UV-Quelle für die auf dem Band betrachtete Stelle nicht von einem Sekundärdruckausübungselement oder den Montagemitteln dieses Elements verdeckt ist.
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So wird die Gleichmäßigkeit, mit der das aushärtbare Material an jeder Stelle in der Aushärtungszone ausgehärtet wird, ungeachtet der Durchlässigkeit der Sekundärdruckausübungselemente und deren Montagemittel relativ zu der von der UV-Quelle ausgestrahlten Strahlung optimiert.
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Allgemein umfasst die Vorrichtung vorteilhafterweise außerdem Mittel zum Beschichten der Außenseite des Bands mit dem aushärtbaren Material.
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Als Variante kann das Band von einer die Vorrichtung benutzenden Bedienperson von Hand beschichtet werden.
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Als Variante oder zusätzlich kann das Band zuvor mit dem aushärtbaren Material beschichtet werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bilden einer mikrostrukturierten Beschichtung auf einer Oberfläche eines Substrats, wie etwa einem Flugzeugflügel- oder -rumpfelement, unter Verwendung einer Vorrichtung der vorangehend beschriebenen Art, das Folgendes umfasst:
- – Beschichten der Außenseite des Bands mit einem Material, das in der Lage ist, unter der Wirkung von Aushärtungsmitteln ausgehärtet zu werden;
- – Aufbringen der Hauptdruckausübungselemente der Vorrichtung auf die Oberfläche des Substrats;
- – Bewegen der Vorrichtung, um das Abrollen der Außenseite des Bands auf dem Substrat zu bewirken, und Abrollen der Druckausübungselemente auf der Innenseite des Bands, wobei die Bewegung mit einer derartigen Geschwindigkeit stattfindet, dass das auf dem Substrat abgelagerte aushärtbare Material haftet, nachdem es der Wirkung des Aushärtungsmittels ausgesetzt wurde.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird verständlicher und andere Einzelheiten, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden nach dem Lesen der nachfolgenden Beschreibung klar, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Verweis auf die angehängten Zeichnungen angegeben ist, wobei:
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1 eine schematische Seitenteilansicht einer Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, bei der der Rahmen im Interesse der Klarheit nicht abgebildet ist;
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2 eine schematische Teilansicht von unten der Vorrichtung in 1 ist, bei der das Band im Interesse der Klarheit nicht abgebildet ist;
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3 eine schematische Draufsicht von Detail III in 1 ist;
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4 eine auseinandergezogene schematische Draufsicht einiger Montageelemente einer Walze ist, die in 3 zu sehen sind;
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5 eine auseinandergezogene schematische Seitenansicht der in 4 gezeigten Elemente ist.
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AUSFÜHRLICHE DARLEGUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt eine Vorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zum Auftragen einer mikrostrukturierten Beschichtung auf die Oberfläche eines Substrats verwendet wird.
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Diese Vorrichtung umfasst zwei Hauptdruckausübungselemente 12 und 14 in Form von Rollen und eine Führungsrolle 16. Diese drei Rollen sind in Form eines Dreiecks angeordnet und sind ungehindert drehbar an einem in 1 nicht abgebildeten Rahmen montiert.
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Die Vorrichtung umfasst außerdem ein geschlossenes elastisches Band 18, das mit den drei vorangehend erwähnten Rollen 12, 14, 16 in Kontakt gebracht ist. Diese drei Rollen spannen das Band 18 und veranlassen das Band, sich wie ein Endlosband um sie herum zu bewegen.
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Das Band 18 umfasst Mikrostrukturen auf seiner Außenseite 20, die bevorzugt entlang der gesamten Länge des Bands 18 gebildet sind.
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Das Band 18 ist aus einem Material mit einer als Funktion der erforderlichen geometrischen Präzision für Mikrostrukturen in jeder speziellen Anwendung ausgewählten Elastizität hergestellt.
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Die vorangehend erwähnte Patentschrift
US 2007/0257400 A1 enthält ein ausführliches Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines derartigen Bands (siehe Abschnitte
80 bis
90 in der Patentschrift).
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Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Ultraviolettstrahlungsquelle 22, die relativ zu dem Rahmen der Vorrichtung fixiert montiert ist, um zu dem zwischen den beiden Hauptdruckausübungsrollen 12 und 14 definierten Strang 24 des Bands 18 auszustrahlen. Dieser Strang 24, der als der Auftragungsstrang bezeichnet wird, trägt ein Harz auf ein Substrat auf, das unter der Wirkung der von der Quelle 22 ausgestrahlten Strahlung aushärtbar ist, um die mikrostrukturierte Beschichtung zu bilden.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung Mittel zum Beschichten der Außenseite 20 des Bands unter Verwendung dieses Harzes, wobei diese Mittel in den Figuren nicht abgebildet sind. Diese Mittel können zum Beispiel dazu ausgelegt sein, Harz aus einem an dem Rahmen der Vorrichtung fixierten Behälter zu nehmen. Die Auslegung derartiger Mittel ist von dieser Erfindung unabhängig, sodass diese Mittel im Folgenden nicht im Einzelnen beschrieben werden. Das Band 18 kann außerdem von Hand mit dem Harz beschichtet werden.
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Als Variante kann das Substrat zuerst mit einer Lage eines derartigen Harzes beschichtet werden.
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Ein ausführliches Beispiel einer UV-Quelle und eines geeigneten lichtaushärtbaren Harzes ist in Absätzen
91 bis
109 der vorangehend erwähnten Patentschrift
US 2007/0257400 A1 zu finden.
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Die UV-Quelle 22 ist allgemein ein rechteckiges Parallelepiped und beleuchtet einen Bereich 26 des Auftragungsstrangs 24 mit einer ungefähr rechteckigen Form, der in der in dieser Erfindung verwendeten Terminologie als die Aushärtungszone bezeichnet wird. Diese Zone ist offensichtlich relativ zu der UV-Quelle 22 und daher relativ zu dem Rahmen der Vorrichtung fixiert.
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Gemäß einem speziellen Merkmal dieser Erfindung umfasst die Vorrichtung 10 einen Satz Walzen 28, die an der Aushärtungszone 26 auf die Innenseite 29 des Bands 18 aufgebracht sind und Sekundärdruckausübungselemente gemäß der Terminologie in dieser Erfindung bilden. Diese Walzen sind in einem gestaffelten Muster entlang vier Querreihen 28a, 28b, 28c und 28d verteilt. ”Quer” bedeutet, dass sich diese vier Reihen im rechten Winkel zu der dem Pfeil 30 in 1 entsprechenden Längsrichtung des Bands 18 erstrecken.
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2 zeigt die Vorrichtung 10 von unten gesehen ohne das Band 18, sodass die Walzen 28 und die UV-Quelle 22 zu sehen sind. Diese Figur zeigt außerdem die zwei Seitenplatten 32, die einen Teil des Rahmens der Vorrichtung bilden und die die entsprechenden Rotationsachsen der drei Rollen 12, 14 und 16 tragen. Die Führungsrolle 16 ist im Interesse der Klarheit in dieser 2 nicht abgebildet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 10 zwei Querachsen 34, die fixiert auf Platten 32 montiert sind und jeweils zwei der vier Walzen 28 tragen. Diese zwei Achsen 34 sind in einer Entfernung von den zwei Hauptdruckausübungsrollen 12 und 14 symmetrisch um eine mittlere Querebene P der UV-Quelle 22 angeordnet (1).
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Die Walzen 28 sind dazu angeordnet, die gesamte Aushärtungszone 26 des Auftragungsstrangs 24 zu bedecken. Um dies zu erreichen, sind die den Rändern dieser Zone 26 am nächsten liegenden Walzen 28z dazu angeordnet, mit Teilen des Auftragungsstrangs 24 in Kontakt zu stehen, die sich in einer Entfernung von ihren Rändern befinden, die gleich oder weniger als 10% oder bevorzugt weniger als 5% der Breite des Bands 18 beträgt. Auf diese Weise wird der von den Walzen 28 auf den Auftragungsstrang 24 ausgeübte Druck optimal über die gesamte Aushärtungszone 26 verteilt.
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3 bis 5 enthalten eine genauere Abbildung der Montage jeder Walze 28 an der entsprechenden Querachse 34, im Wesentlichen mittels einer Stange 36, die einen eine Öffnung 38 an einem seiner Enden umfassenden Schaft bildet, in dem eine Rotationsachse 39 der Walze 28 montiert ist und eines an seinem anderen Ende an der Querspindel 34 montierten Montagerings 40.
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Mehrere Blattfedern 42 üben jeweils Druck zu dem Auftragungsstrang 24 auf eine entsprechende Walze 28 aus, um die Walzen 28 auf dem Auftragungsstrang 24 des Bands 18 aufgebracht zu halten.
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Dies wird erreicht, indem jede Feder 42 mit einem halbzylindrischen Endteil 44 versehen wird, der um zwei Ringe 46 fixiert ist, die ihrerseits fixiert um die entsprechende Querspindel 34 montiert sind, die sich auf jeder Seite des Montagerings 40 der die zugehörige Walze 28 tragenden Stange 36 befindet. Der Endteil 44 jeder Blattfeder 42 ist damit an der entsprechenden Querachse 34 fixiert und ist daher an dem Rahmen der Vorrichtung fixiert.
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Von dem Endteil 44 jeder Feder 42 erstreckt sind ein blattförmiger Teil 48, der auf der Stange 36 lastet, um diese Stange und daher die entsprechende Walze 28 zu dem Auftragungsstrang 24 zu drücken.
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Obwohl dies in 5 nicht zu sehen ist, weist der Montagering 40 für jede Stange 36 einen kleineren Außendurchmesser auf als den Durchmesser von Ringen 46, die auf jeder Seite des Montagerings 40 angeordnet sind, um zuzulassen, dass dieser Montagering 40 und daher die Walze 28 sich um die Querachse 34 dreht.
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Offensichtlich könnten die Blattfedern 42 durch Torsionsfedern oder eine beliebige andere geeignete Art von elastischen Mitteln ersetzt werden, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen.
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Die Walzen 28 und ihre Achsen 39, die Stangen 36, die Federn 42, die Ringe 46 und die Querachsen 34 sind bevorzugt aus einem oder mehreren Material(ien) hergestellt, die für von der UV-Quelle 22 ausgestrahlte UV-Strahlung transparent sind. Insbesondere weisen diese Elemente bevorzugt jeweils eine Durchlässigkeit von mehr als 25%, bevorzugt 50% und noch besser 75% in einem Spektralband auf, in dem das lichtaushärtbare Harz empfindlich ist.
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Wie in 2 zu sehen, sind des Weiteren die Walzen 28 in jeder Reihe 28a bis 28d in regelmäßigen Abständen angeordnet.
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Für jedes Paar (28a, 28b), (28b, 28c) und (28c, 28d) aufeinanderfolgender Reihen sind die Walzen 28 von einer der Reihen in Querrichtung um eine Entfernung d, die gleich ungefähr dem halben Abstand Δ ist, in dem die Walzen angeordnet sind, gegenüber den Walzen in der anderen Reihe versetzt.
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Die Walzen 28 weisen jeweils ungefähr das selbe Ausmaß δ entlang der Längsrichtung des Bands 18 auf, wie die zum Montieren dieser Walze auf ihrer Querachse 34 verwendet Stange 36.
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Des Weiteren ist das Ausmaß in Querrichtung E jeder aus einer Walze 28 und der Stange 36 bestehenden Anordnung, die die Montage der Walze auf ihrer Querachse 34 ermöglicht, gleich ungefähr der Hälfte des Abstands Δ, in dem die Walzen angeordnet sind.
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Des Weiteren erstrecken sich die Walzen 28, die an den zwei Enden jeder Reihe angeordnet sind, jeweils bis zum entsprechenden Ende des Bands.
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Die Entfernung ε (3) zwischen jeder Walze 28 und der Stange 36, auf der sie montiert ist, die in 3 im Interesse der Klarheit absichtlich übermäßig groß dargestellt ist, ist tatsächlich sehr klein, um zu verhindern, dass UV-Strahlung zwischen der Walze 28 und ihrer Stange 36 hindurchgelangen könnte oder mindestens ihre Menge zu minimieren.
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So sind beinahe alle Stellen auf dem Band während praktisch der selben Dauer der UV-Strahlung von der UV-Quelle 22 ausgesetzt. Genauer gesagt bleiben, wenn sich das Band 18 bewegt, Stellen auf diesem Band, die unter zwei entsprechenden Walzen 28 der Reihen 28a und 28c hindurchgelangen, während ungefähr der selben Zeitperiode durch diese Walzen von der Quelle 22 verborgen, wie die Stellen auf dem Band, die unter Walzen der anderen zwei Reihen 28b und 28d hindurchgelangen und die Stellen auf dem Band, die unter den Stangen 36 hindurchgelangen.
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Die vorangehend beschriebene Vorrichtung kann verwendet werden, um eine mikrostrukturierte Beschichtung auf der äußeren Oberfläche eines Substrats zu bilden, wobei ein Verfahren verwendet wird, gemäß dem:
- – die Außenseite 20 des Bands 18 mit Harz beschichtet wird, das unter der Wirkung der UV-Quelle 22 ausgehärtet werden kann;
- – die Hauptdruckausübungsrollen 12 und 14 der Vorrichtung mit der Oberfläche des Substrats in Kontakt gebracht werden;
- – die Vorrichtung in Translation entlang einer Richtung 30 parallel zur Längsrichtung des Bands 18 bewegt wird, um die mit Harz beschichtete Außenseite 20 des Bands 18 zu veranlassen, zur selben Zeit, zu der die drei Rollen 12, 14 und 16 jeweils auf der Innenseite 29 des Bands 18 abrollen.
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Während dieser Bewegung wird das auf dem Band 18 vorhandene Harz an der vorne befindlichen Rolle 12 auf dem Substrat abgelagert.
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Die abgelagerte Harzlage wird dann zwischen dem Substrat und dem Band 18 eingeschlossen, das in dieser Harzschicht Mikrostrukturen mit der konjugierten Form der Mikrostrukturen in dem Band 18 bildet.
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Da die Vorrichtung und insbesondere die UV-Quelle 22 ihre Bewegung fortsetzt, tritt das abgelagerte Harz in die von der UV-Quelle 22 beleuchtete Aushärtungszone 26 ein. Die Verweilzeit des Harzes in dieser Zone, die von der Verschiebungsgeschwindigkeit der Vorrichtung abhängt, ist derart, dass das Harz mindestens teilweise ausgehärtet werden und an dem Substrat haften kann.
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Wenn das Harz die Aushärtungszone verlässt und wenn die Vorrichtung ihre Bewegung fortsetzt, gelangt die hinten angeordnete Rolle 14 über dieses Harz und das Band 18 läuft um diese Rolle, sodass sich das an dem Substrat haftende Harz von dem Band 18 trennt.
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Die Vorrichtung hinterlässt so ein aus der Lage von ausgehärtetem Harz bestehendes Band aus mikrostrukturierter Beschichtung auf dem Substrat.
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Wenn sich die Vorrichtung bewegt, wird der Auftragungsstrang 24 kontinuierlich von den Walzen 28 gepresst und trägt folglich das Harz mit einem gleichmäßigen und kontrollierten Druck auf, der von den mechanischen Eigenschaften der Federn 42 und der Walzen 28 abhängt.
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Die Qualität der erhaltenen Beschichtung ist damit optimal.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung ohne Schwierigkeiten verwendet werden, wenn die Hauptdruckausübungsrollen 12 und 14 und der Auftragungsstrang 24 nach oben weisen, um eine mikrostrukturierte Beschichtung auf der Unterseite eines Substrats zu bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2007/0257400 A1 [0002, 0015, 0053, 0057]
