ITMI972500A1 - Sistema per ottenere immagini copia elettrostatiche di disegni sopra superfici metalliche verniciate con vernici elettricamente isolanti a polvere o liquido - Google Patents

Description

Descrizione d’invenzione

La presente invenzione consiste nell’applicazione di un sistema di trasferimento elettrostatico per riprodurre un disegno decorativo su una superficie, di materiale elettricamente conduttore, che sia stata precedentemente trattata con vernici ad alto isolamento elettrico, a polvere o liquido, che costituiscono, di fatto, il fondo su cui copiare il disegno.

Il trovato ha particolare riferimento d’applicazione ad impianti automatici di verniciatura a polvere elettrostatica di trafilati per infissi, pannelli, coils, o altri tipi di manufatti. ( Gli usi applicativi possono essere molteplici.)

Nel nostro caso, per evidenziare il funzionamento dell’invenzione, faremo un esempio applicativo per la riproduzione di un disegno su profili d’alluminio.

Una normale linea di produzione di profili d’alluminio verniciato a polvere consiste, riassumendo brevemente, di un trasportatore a rotaia con dei pattini (8) Tav. N°1 a cui sono appesi dei telai a forma di U rovesciata, detti bilancelle (1) Tav. N°l, a cui sono agganciati, in senso orizzontale, i profili d’alluminio (2) ai bracci (20) Tav. N°l. Il trasportatore, dopo aver portato le bilancelle in una particolare zona deH’impianto dove è effettuato il trattamento superficiale dei profili, per garantire una maggiore adesione della vernice, passa attraverso la cabina di verniciatura in cui agiscono le pistole che caricano elettrostaticamente la polvere per verniciare i profili di allumino. Questi sono collegati, tramite le bilancelle, alla presa di terra deirimpianto.

Le pistole di verniciatura, per caricare elettrostaticamente la polvere, sono collegate a dei generatori d’alta tensione interni o esterni che, a loro volta, hanno un terminale collegato alla presa di terra deH’impianto.

Dopo il passaggio nella cabina, il trasportatore prosegue il suo cammino attraverso il forno di cottura dove è fatta reticolare, a 180-190 gradi, la polvere depositata sul materiale.

Dopo la cottura dei profili, così trattati, sono scaricati dalle bilancelle e ne sono appesi dei nuovi per proseguire un ulteriore ciclo di lavorazione.

Volendo decorare i profili mediante un disegno riprodotto con polvere di un altro colore, rispetto al fondo, i sistemi attualmente conosciuti sono i seguenti:

1) Riproduzione mediante applicazione di un telaio serigrafico sulla superficie da trattare.

La vernice in polvere è spalmata sul telaio serigrafico, riproducente il disegno, tenuto a contatto della superficie su cui lo vogliamo riprodurre.

2) Trasferimento del disegno mediante sublimazione di pigmenti riproducenti il disegno, supportati da una striscia di carta a messa a contatto con la superficie su cui deve essere riprodotto, sotto vuoto.

3) Con l’asporto della seconda mano della vernice depositata mediante spazzolatura.

Questi sistemi, per poter riprodurre un disegno, hanno in comune una serie di interventi manuali da parte degli operatori alla linea, oltre ad ulteriori interventi meccanici dovuti all’applicazione di nuovi macchinari come: macchine per il vuoto, telai serigrafici con sistemi di ribaltamento delle bilancelle fino ad assumere posizione orizzontale, che comportano modifiche strutturali all’impianto con notevoli costi aggiuntivi.

Inoltre, per riprodurre il disegno, queste tecnologie richiedono, anche, tempi di sosta per il trasportatore, con conseguenti incrementi dei costi di produzione proprio perché, tali tipi di lavorazione, come risulta da quanto detto precedentemente, non possono essere eseguiti sulla linea in modo continuo, alla normale velocità della catena del trasportatore per la produzione di manufatti verniciati elettrostaticamente

L’invenzione si prefigge lo scopo di superare i tempi di sosta e di eventuale trattamento manuale e di poter operare sulle linee di produzione ad una velocità almeno pari a quella normalmente usata per verniciare i profili o altro materiale senza apportare costose modifiche all’impianto preesistente.

Come abbiamo precedentemente spiegato, per riprodurre un disegno sulla superficie dei profili, precedentemente verniciata con un colore di fondo, bisogna, dopo questa prima fase, ripresentare il materiale agli operatori per poterlo trattare opportunamente. ( Vedi punti 1,2,3).

L’invenzione, come dimostreremo, consente di poter trattare il materiale in linea senza alcuna sosta o intervento manuale e con la possibilità di riprodurre facilmente qualsiasi disegno.

La bilancella (1), come si vede dalla Tav. N° 1, a cui sono sospesi i profili d’alluminio (2), incontra, (le frecce in grassetto sulle tavole dei disegni indicano la direzione del moto del trasportatore), prima d’entrare nella cabina di verniciatura, ad una distanza da essa almeno maggiore della lunghezza della bilancella (1), due guide (6) per mantenerne la perpendicolarità rispetto al pavimento deirimpianto e, poi, due elettrodi verticali (3), uno per lato della bilancella, costituiti da un sottile filo metallico e da uno schermo cilindrico (23) sempre metallico con una fenditura (22) in senso longitudinale, Tav. N°1 fig. A.

Tali elettrodi hanno un’ altezza pari a quella della bilancella (1) dal suolo e sono posti in vicinanza dei profili d’alluminio (2) prevemiciati, in modo da essere paralleli alla loro superficie.

Tali elettrodi (3) sono collegati alla tensione positiva di un generatore d’alta tensione (9) regolabile, con una tensione tale da generare effetto corona. ( Noto effetto fisico di generazione di ioni, particelle atomiche portanti cariche elettriche di un solo segno, positive o negative)

Le cariche elettriche (17), Tav. N°3 fig. D, nel nostro caso positive, così generate, si depositeranno sulla superficie (18), visto il profilo lungo una qualsiasi sezione, dello strato di vernice (19), già polimerizzata dei profili, per attrazione elettrostatica.

La deposizione delle cariche positive avviene perché i profili sono negativi essendo la loro parte metallica collegata alla massa elettrica (12), Tav. N°l. (Come sappiamo dalla fisica, le cariche elettriche di segno opposto si attraggono).

Tali cariche, sulla superficie (18) sono rappresentate mediante un segno più, mentre le cariche da queste indotte neH’alluminio (15) sottostante, collegato alla massa (12), mediante un segno negativo Tav. N° 3 pari. D

La bilancella, mentre si muove verso la cabina di verniciatura, espone, alla deposizione delle cariche generate dagli elettrodi, dairinizio alla fine, per tutta ^lunghezza e l’altezza, la superficie precedentemente verniciata dei profili d’alluminio.

Poiché la vernice depositata sulle barre è altamente isolante, le cariche elettriche (17), Tav. N° 3 fig. D, su di essa uniformemente distribuite non si annullano, ma resteranno fisse per un notevole periodo.

Tali cariche generano, come sappiamo dalla fisica, un campo elettrico uniforme E (13), Tav. N°3, sulla superficie della vernice, rappresentato dalle linee verticali della fig. D.

L’intensità del campo E, oltre che direttamente proporzionale alla quantità di carica superficiale depositata, è inversamente proporzionale allo spessore della vernice di fondo spalmata precedentemente.

Tale spessore è dell’ordine di 50-70 micron, perciò dobbiamo aspettarci un campo elettrico di segno positivo molto intenso.

Variando la tensione al generatore (9) Tav. N° 1, possiamo aumentare o diminuire la quantità di carica depositata sulla superfìcie (18), Tav. N°3 fig. D, della vernice isolante, data precedentemente ai profili, in modo da ottenere il campo elettrico necessario al trasferimento del disegno.

Ad un’opportuna distanza dagli elettrodi (3) vi sono due cilindri (4), uno da ciascun lato dei profili Tav. N°l, vincolati ad un supporto verticale (1 1), mediante i due bracci (7).

L’asse (21), longitudinale, consente ai cilindri di ruotare liberamente. I perni (10) dei bracci (7), inseriti nel supporto (11) sono caricati da due molle (16) Tav. N°2 fig. A, in modo da ruotare fino ad arrivare a farli premere uno contro l’altro con una forza scelta opportunamente, tarando le molle stesse.

La superficie (5) dei cilindri è di materiale conduttivo, semi-rigido (come gomma), su cui è stata precedentemente incisa l’immagine che vogliamo riprodurre.

La superficie del cilindro, allora, si presenterà incisa per le parti di disegno che vogliamo riprodurre e liscia per il resto.

Tali cilindri, come gli altri particolari dell’impianto, sono collegati allo zero elettrico e alla presa di terra (12) dell’impianto, Tav. N° 1 e Tav. N° 3.

I cilindri (4) sono mantenuti normalmente in contatto tra loro dalle molle (16) Tav. N°2, interne ai supporti di sostegno (11) Tav. N°l.

La bilancella, spostandosi trascinata dal trasportatore, s’infilerà, con il suo primo braccio di attacco (20), Tav. N°l, dei profili, fra i cilindri, li farà divaricare leggermente e successivamente, continuando il suo avanzare, aderire, per la forza di richiamo delle molle, alla superficie dei profili stessi, Tav. N° 2 fig. B.

La pressione delle molle deve essere tale che, per l’attrito dovuto allo sfregamento dei cilindri con i profili, i cilindri stessi possano ruotare liberamente intorno all’asse (21) Tav. N°l.

In questa condizione la velocità tangenziale dei cilindri è pari a quella di avanzamento delle bilancelle.

Quando queste saranno avanzate per una lunghezza uguale alla circonferenza dei cilindri, gli stessi avranno compiuto un’intera rotazione, sempre aderendo ai profili, imprimendo lo sviluppo della loro superficie sui profili medesimi.

Essendo i cilindri (4) collegati a massa ed anche la superficie di materiale conduttivo (5), la parte superficiale (14) Tav. N°3 fìg. D ed E, non incisa, nella sua rotazione porterà a massa, per contatto, la superficie della vernice (18), di cui sono ricoperti i profili, annullando, solo in questi punti, le cariche elettriche precedentemente depositate e, quindi, il corrispettivo campo elettrico, Tav. N° 3 fig. E.

I profili, dopo questo trattamento, effettuato in linea, possono entrare nella cabina di verniciatura elettrostatica.

La polvere della vernice è caricata dalle pistole negativamente, quindi questa si depositerà, per attrazione elettrostatica, solo sulle zone superficiali dei profili, dove la carica elettrica positiva non è stata scaricata a massa dal contatto con la superficie (14) non incisa del materiale conduttivo, posto intorno al cilindro, ed è rimasta positiva, Tav. N° 3 fig. E.

Da questo si deduce che le particelle di polvere, caricate negativamente, seguendo le linee di forza del campo elettrico dovuto alle cariche positive residue, non asportate dai cilindri, si depositano solo sulle zone ad immagine elettrostatica positiva e, quindi, non faranno altro che riprodurre il disegno inciso proprio sui cilindri, che, dopo una rotazione, riprendono, senza soluzione di continuità, Timpressione del disegno.

Per i principi fisici su cui si basa l’invenzione, possiamo raggiungere gli stessi risultati, se eliminati gli elettrodi (3) , Tav. N° 1, i cilindri (4), con superficie conduttiva (5), sono collegati all’ alta tensione positiva , tenendo conto degli opportuni sistemi d’isolamento.

Le cariche elettriche positive, in questo caso, necessarie alla riproduzione del disegno, sono lasciate per contatto sui profili, dalla parte liscia della superficie dei cilindri, per cui il disegno da riprodurre, contrariamente alla descrizione di quanto trovato prima, è costituito, proprio dalla parte non incisa della superficie conduttiva dei cilindri stessi.

Il sistema così descritto, pur restando nell’ambito di quanto specificato, può avere molte varianti.

Il trovato ha applicazioni analoghe per altri tipi di manufatti, passando, per esempio, dai profili ad una superficie piana, che può essere trattata più facilmente con un solo cilindro in senso orizzontale.

Appare evidente che l’invenzione, pur risultando molto semplice, apporta un notevole risparmio sui tempi di produzione e sui costi d’installazione all’impianto di verniciatura preesistente, consentendo, inoltre, di cambiare il tipo di disegno con la semplice sostituzione dei cilindri con altri che ne portano uno diverso, oppure con la sostituzione del materiale conduttivo della superficie incisa.

Claims (16)

1. Rivendicazioni 1) Qualsiasi tipo di dispositivo per la copia elettrostatica di un disegno su superfici conduttive precedentemente verniciate con vernici a polvere o liquido ad alto isolamento elettrico.
2. 2) Dispositivo come in (1) caratterizzato dall’uso di uno o più elettrodi collegati ad un generatore di alta tensione.
3. 3) Dispositivo come i precedenti caratterizzato dall’uso dell’effetto corona per produrre cariche elettriche di entrambi i segni.
4. 4) Dispositivo come i precedenti caratterizzato dall’uso di un campo elettrico.
5. 5) Dispositivo come i precedenti caratterizzato dall’uso dell’ induzione elettrica.
6. 6) Dispositivo come in due con schermatura circolare dell’elettrodo.
7. 7) Dispositivo come in tre con una fessura longitudinale sulla schermatura dell’ elettrodo.
8. 8) Dispositivo come in due alimentato ad alta tensione di segno positivo o negativo con un generatore d’alta tensione variabile.
9. 9) Dispositivi come sopra con uso di cilindri per l’impressione del disegno sulla superficie.
10. 10) Dispositivi come sopra con i cilindri con superficie di materiale conduttivo incisa per riprodurre un disegno.
11. 11) Dispositivi come sopra e al punto nove con superficie di qualsiasi tipo di materiale conduttivo atta ad azzerare le cariche elettriche.
12. 12) Superficie piana di materiale conduttivo con incisione riproducete un disegno.
13. 13) Dispositivo come sopra e al punto 9 collegato ad una qualsiasi tensione elettrica.
14. 14) Dispositivo come i precedenti, con la deposizione di cariche elettriche su qualsiasi superficie isolante.
15. 15) Dispositivo come i precedenti con qualsiasi sistema atto ad asportare le cariche elettriche depositate.
16. 16) Dispositivo come i precedenti con P utilizzo di pistole a polvere o liquido elettrostatiche per evidenziare il disegno latente.