MXPA02009842A - Metodo de revestimiento electrostaticamente asistido y aparato con campo de carga enfocado a banda. - Google Patents
Metodo de revestimiento electrostaticamente asistido y aparato con campo de carga enfocado a banda.Info
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Abstract
Un sistema para aplicar un recubrimiento de fluido sobre un substrato incluye formar una linea de humedecimiento de fluido al introducir una corriente de fluido sobre un primer lado del substrato a lo largo de un area de contacto de fluido-substrato dispuesta lateralmente. Se crea una fuerza electrica en el fluido de un campo electrico (que se origina de las cargas electricas las cuales estan en el segundo lado del substrato) que esta sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido. El campo electrico se puede generar por cargas que han sido transferidas al segundo lado del substrato desde un generador de cargas remoto.
Description
MÉTODO DE REVESTIMIENTO ELECTROSTÁTICAMENTE ASISTIDO Y APARATO CON CAMPO DE CARGA ENFOCADO A BANDA
CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a un método de recubrimiento o revestimiento asistido electrostáticamente y a un aparato.. Más específicamente, la invención se refiere al uso de campos electrostáticos en el punto de contacto del fluido de recubrimiento o revestimiento con una banda móvil para lograr una uniformidad mejorada del proceso de "recubrimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El recubrimiento es el proceso para reemplazar el gas en contacto con un substrato, usualmente una superficie sólida tal como una banda, por una o más capas de fluido. Una banda es un substrato flexible relativamente largo o una lámina de material, tal como una película de plástico, papel o papel sintético o un papel metalizado, o partes discretas o laminas. La banda puede ser una correa continua. Un fluido de recubrimiento es funcionalmente útil cuando se aplica a la superficie de un substrato. Ejemplos de fluidos de recubrimiento son los líquidos para formar capas de emulsión fotográficas, capas de liberación, capas de imprimación, capas de base, capas protectoras, capas de lubricantes, capas REF : 142300
magnéticas, capas adhesivas, capas decorativas y capas colorantes . Después de la deposición, un recubrimiento o revestimiento puede permanecer en un estado fluido tal como en la aplicación de aceite lubricante a un metal en el proceso de enrollado de metal o la aplicación de reactivos químicos para activar o transformar químicamente una superficie del substrato. Alternativamente, el recubrimiento se puede secar si contiene un fluido volátil para dejar atrás un recubrimiento sólido tal como una pintura, o se puede curar o de alguna otra manera se puede solidificar a un recubrimiento funcional tal como un recubrimiento de liberación al cual no se pegará de manera agresiva un adhesivo sensible a la presión. Los métodos para aplicar los recubrimientos se describen en Cohén, E.D. y Gutoff, E.B., Modern Coating and Drying Technology, VCH Publishers, Nueva York 1992 y Satas, D., Web Processing and Converting Technology and Equipment, Van Vorstrand Reinhold Publishing Co . , Nueva York 1984. El objetivo en una aplicación de recubrimiento de precisión es típicamente aplicar de manera uniforme un fluido de recubrimiento sobre un substrato. En un proceso de recubrimiento de una banda, una banda móvil pasa a través de una estación de recubrimiento donde una capa de fluido de recubrimiento es depositada sobre una superficie de la banda. La uniformidad de la aplicación del fluido de recubrimiento
en la banda es afectada por muchos factores, que incluyen la velocidad de la banda, las características de la superficie de la banda, la viscosidad del fluido de recubrimiento, la tensión de la superficie del fluido de recubrimiento y el espesor de la aplicación del fluido de recubrimiento sobre la banda. Las aplicaciones de recubrimiento electrostático se han utilizado en la impresión y en las áreas fotográficas, donde predominan el rodillo y el recubrimiento deslizante y. se utilizan fluidos conductivos de viscosidad inferior. Aunque las fuerzas electrostáticas aplicadas al área de recubrimiento pueden retardar el ataque del aire arrastrado y pueden dar por resultado la capacidad para correr a velocidades de la banda superiores, el campo electrostático que atrae el fluido de recubrimiento a la banda es claramente amplio. Un método conocido para aplicar los campos electrostáticos emplea el precargado de la banda (aplicación de cargas a la banda antes de la estación de recubrimiento) . Otro método conocido emplea un rodillo de soporte con energia abajo de la banda en la estación de recubrimiento. Los métodos para precargar la banda incluyen la carga con alambre de efecto corona y los cepillos cargados. Los métodos para energizar un rodillo de soporte incluyen los rodillos con potencial eléctrico, conductivo, elevado, las superficies de rodillos no conductivos que son precargadas y rodillos
semiconductivos con energia. Mientras que estos métodos administran las cargas electrostáticas al área de recubrimiento, éstos no presentan un campo electrostático altamente enfocado a la máquina de recubrimiento. Por ejemplo, para cierto recubrimiento con una banda precargada, el fluido es atraído a la banda y la posición de equilibrio de la linea de contacto de fluido/banda (linea de humedecimiento) se determina por un balance de fuerzas. El campo electrostático jala el fluido de recubrimiento a la. banda y jala el fluido de recubrimiento arriba de la banda. El movimiento de la banda crea una fuerza que tiende a bajar la linea de humedecimiento bajo la banda. De esta manera, cuando otras condiciones de proceso permanecen constantes, las fuerzas electrostáticas superiores o las velocidades de la linea inferiores dan por resultado .que la linea de humedecimiento sea atraída arriba de la banda. Adicionalmente, Si existe alguna variación de flujo en el flujo transversal a la banda del fluido de recubrimiento, las áreas de flujo inferiores son atraídas en general adicionalmente arriba de la banda, y las áreas de flujo superiores son atraídas en general adicionalmente abajo de la banda. Estas situaciones pueden dar por resultado una uniformidad disminuida del espesor de recubrimiento. También, la estabilidad del proceso es menor que la deseada, debido a
que la linea de humedecimiento no es estable sino que depende de una variedad de factores. Existen muchas patentes que describen el recubrimiento asistido electrostáticamente. Algunas tratan de especificidades de recubrimiento, otras de las especificidades de la carga. Las siguientes son algunas patentes representativas. La patente norteamericana No. 3,052,131 describe el recubrimiento de una dispersión acuosa utilizando ya sea una carga de rodillo o una precarga de la-banda, la patente norteamericana No. 2,952,559 describe emulsiones de recubrimiento deslizante con una precarga de la banda y la patente norteamericana No. 3,206,323 describe un recubrimiento de fluido viscoso con la precarga de la banda. La patente norteamericana No. 4,837,045 enseña el uso de una capa de imprimación con baja energia de la superficie para gelatinas con un voltaje en corriente directa sobre el rodillo de respaldo. Un fluido de recubrimiento que se puede utilizar con este método incluye una capa de gelatina, magnética, de lubricante o de adhesivo, ya sea de naturaleza soluble en agua o de naturaleza orgánica. El método de recubrimiento puede incluir el recubrimiento por deslizamiento, recubrimiento por rodillos, por roció, por extrusión o de cortina. La patente EP 390774 Bl se refiere a un recubrimiento de cortina de alta velocidad de fluidos a
velocidades de al menos 250 centimetros/segundo (492 pies/minuto) , utilizando una carga electrostática previamente aplicada, y donde la relación de la magnitud de la carga
(voltios) a la velocidad (centimetros/segundo) es al menos 1:1. La patente norteamericana No. 5,609,923 describe un método de recubrimiento de cortina de un soporte móvil donde la velocidad máxima, práctica de recubrimiento se incrementa. La carga se puede aplicar antes del punto de recubrimiento o en el punto de recubrimiento por un rodillo de respaldo. Esta patente se refiere a técnicas para generar un voltaje electrostático como es bien conocido, sugiriendo que se refiera a los ejemplos listados de un rodillo abajo del punto de recubrimiento o las patentes previas donde ocurre una carga de efecto corona antes del recubrimiento. Esta patente también describe la carga de efecto corona. La técnica descrita es transferir la carga a la banda con un efecto corona, rodillo o cepillo de cerdas antes del punto de recubrimiento para establecer el campo electrostático sobre la banda antes de que se adicione el recubrimiento. Las figuras 1 y 2 muestran las técnicas conocidas para asistir electrostáticamente las aplicaciones de recubrimiento. En la figura 1, una banda 20 se mueve longitudinalmente (en la dirección de las flechas 22) más allá de una estación de recubrimiento 24. La banda 20 tiene
un primer lado principal 26 y un segundo lado principal 28. En la estación de recubrimiento 24, un aplicador de fluidos de recubrimiento 30 suministra lateralmente una corriente de fluidos de recubrimiento 32 sobre el primer lado 26 de la banda 20. Por consiguiente, corriente abajo de la estación de recubrimiento 24, la banda 20 lleva un recubrimiento 34 del fluido de recubrimiento 32. En la figura 1, se proporciona un auxiliar de recubrimiento electrostático para el proceso de recubrimiento-al aplicar las cargas electrostáticas al primer lado 26 de la banda 20 en una estación de aplicación de cargas 36 separada longitudinalmente corriente arriba de la estación de recubrimiento 24 (las cargas podrían ser aplicadas alternativamente al segundo lado 28 de la banda 20) . En la estación de aplicación de carga 36, un alambre de descarga de efecto corona dispuesto lateralmente 38 aplica cargas eléctricas positivas (o negativas) 39 a la banda 20. El alambre 38 puede estar ya sea sobre el primero o el segundo lado de la banda 20. El fluido de recubrimiento 32 es conectado a tierra (tal como mediante la conexión a tierra del aplicador de fluidos de recubrimiento 30) , y es atraído electrostáticamente a la banda cargada 20 en la estación de recubrimiento 24. Un cerramiento o dique de aire dispuesto lateralmente 40 puede estar dispuesto adyacente y corriente arriba de la estación de recubrimiento 24 para reducir la
interferencia del aire de la capa limite de la banda en la interfaz de fluido de recubrimiento-banda 41. El alambre de efecto corona podria ser alineado en el espacio libre a lo largo de la banda (como se muestra en la figura 1) o alternativamente, podria estar alineado adyacente al primer lado de la banda mientras que la banda está en contacto con el rodillo de respaldo en la estación de recubrimiento. La figura 2 muestra otro sistema de recubrimiento asistido electrostáticamente, conocido. En este ordenamiento,. un rodillo de respaldo de diámetro relativamente grande 42 soporta el segundo lado 28 de la banda 20 en la estación de recubrimiento 24. El rodillo de respaldo 42 puede ser un rodillo dieléctrico cargado, un rodillo semiconductivo con energia o un rodillo conductivo. Los rodillos conductivos y semiconductivos pueden ser cargados por .un suministro de energia de alto voltaje. Con un rodillo dieléctrico, el rodillo puede ser provisto por cargas eléctricas por un medio adecuado, tal como un montaje de carga de efecto corona 43. Sin importar el tipo de rodillo de respaldo 42 o su medio para ser cargado, su superficie cilindrica exterior 44 está adaptada para suministrar las cargas eléctricas 39 al segundo lado 28 de la banda 20. Como se muestra en la figura 2, las cargas eléctricas 39 del rodillo de respaldo 42 son cargas positivas, y el fluido de recubrimiento 32 está conectado a tierra por la conexión a tierra del aplicador de fluido de
recubrimiento 30. Por consiguiente, el fluido de recubrimiento 32 es atraído electrostáticamente a las cargas que residen en la interfaz entre la banda 20 y la superficie cilindrica exterior 44 del rodillo 42. El cerramiento de aire 40 reduce la interferencia del aire de la capa limite de la banda en la interfaz de fluido de recubrimiento-banda 41. Los _ ordenamientos de recubrimiento asistidos electrostáticamente, conocidos tales como aquellos mostrados en las figuras 1 y 2 asisten en el proceso de recubrimiento-al retardar el ataque del aire arrastrado y mejorar las características de humedecimiento en la linea de humedecimiento del recubrimiento. Sin embargo, éstos aplican cargas a la banda en una ubicación corriente arriba de la linea de humedecimiento y generan campos electrostáticos claramente amplios. Estos son inefectivos jen gran medida al mantener una linea de humedecimiento recta donde existen variaciones del flujo de recubrimiento transversal a la banda o variaciones del campo electrostático transversal a la banda. Por ejemplo, en una máquina de recubrimiento de cortina, si ocurre un área de flujo de fluido de recubrimiento pesada, localizada en algún lugar a través de la cortina de recubrimiento, la linea de humedecimiento en esta región de recubrimiento más pesada puede moverse en respuesta abajo de la banda. Esto puede crear un recubrimiento aun más pesado en esta área debido a la tensión
y deformación en la cortina, especialmente para los fluidos que exhiben características elásticas (más fluidos elásticos tienen una viscosidad extensional alta en relación al esfuerzo cortante) . Además, si el campo electrostático no es uniforme (por ejemplo, existe una no-uniformidad de la precarga de efecto corona de la banda) , el área de voltaje inferior en .la banda permitirá que la linea de humedecimiento en esa área se mueva abajo de la banda, incrementado de esta manera el peso de recubrimiento en esa área. Estos efectos-llegan a ser incrementadamente dominantes a medida que incrementan las elasticidades del fluido. De esta manera, las variaciones en el flujo de fluido transversal a la banda y las variaciones en el campo electrostático transversal a la banda causan una no-uniformidad en la linea de humedecimiento, como resultado, la aplicación de un recubrimiento no uniforme sobre la banda. Ninguno de los aparatos o métodos conocidos para el recubrimiento asistido electrostáticamente describen una técnica para aplicar un campo eléctrico enfocado a la banda en la estación de recubrimiento desde un aplicador de campo eléctrico para mejorar la característica del recubrimiento de fluido aplicado y también para lograr condiciones de procesamiento mejoradas. Existe la necesidad por una técnica de recubrimiento asistido electrostáticamente que aplique un
campo eléctrico más enfocado a la banda en la estación de recubrimiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención es un método para aplicar un recubrimiento de fluido sobre un substrato. El substrato tiene una primera superficie y una segunda superficie. El método incluye proporcionar un movimiento longitudinal relativo entre el substrato y una estación de recubrimiento de fluido y formar una linea de humedecimiento de fluido al introducir, en un ángulo de 0° hasta 180°, una corriente de fluido sobre el primer lado del substrato a lo largo de un área de contacto del fluido-banda dispuesta lateralmente en la estación de recubrimiento. Se crea una fuerza eléctrica en el fluido de un campo eléctrico que se origina de las cargas eléctricas que están en el segundo lado de substrato sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido. La fuerza eléctrica se .puede crear al transferir las cargas eléctricas a través de un medio de fluido y depositar las cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato, transferir las cargas eléctricas de una fuente de cargas y depositar las cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato utilizando un contacto fisico entre una porción de la fuente de cargas y el substrato, o ambos.
Cuando se utiliza un medio de fluido, las cargas eléctricas se pueden transferir desde una fuente de descarga de efecto corona que se tiende lateralmente separada estrechamente de la segunda superficie del substrato de la estación de recubrimiento de fluido. La trasferencia de las cargas eléctricas corriente arriba de la linea de humedecimiento de fluido se puede . limitar adicionalmente al proporcionar una barrera eléctrica para proteger a las porciones arriba de la banda de las cargas eléctricas. El substrato puede ser soportado, adyacente a la estación de recubrimiento de fluido, sobre la segunda superficie. En ' una modalidad, las cargas eléctricas son formadas como las primeras cargas en una ubicación distante del substrato, son transferidas a una zona de aplicación de cargas dispuesta lateralmente, que es adya-cente a la segunda superficie del substrato en la linea de humedecimiento de fluido y son aplicadas sobre la segunda superficie del substrato en una ubicación en el substrato que es sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido para crear una fuerza eléctrica en el fluido. La corriente de fluido se puede formar con un distribuidor de fluido de recubrimiento tal como una máquina de recubrimiento de cortina, una máquina de recubrimiento de reborde, una máquina de recubrimiento por extrusión, métodos
de recubrimiento de fluido portador, una máquina de recubrimiento por deslizamiento, una máquina de recubrimiento con cuchilla de aire, una máquina de recubrimiento por chorro, una barreta entallada, una máquina de recubrimiento por rodillos o una máquina de recubrimiento con cojinete de fluidos. La corriente de fluido se puede introducir tangencialmente sobre la primera superficie del substrato. Las cargas eléctricas pueden tener una primera polaridad y el método puede incluir la aplicación al fluido-de segundas cargas eléctricas de polaridad opuestas. En otra modalidad, el método para aplicar un recubrimiento - de fluido sobre un substrato (donde el substrato tiene una primera superficie en un primer lado y una segunda superficie en un segundo lado) incluye proporcionar un movimiento longitudinal relativo entre el substrato y una estación de recubrimiento de fluido. El método además incluye formar una linea de humedecimiento de fluido al introducir, en un ángulo de 0° hasta 180°, una corriente de fluido de recubrimiento sobre la primera superficie del substrato a lo largo de un área de contacto de fluido-banda dispuesta lateralmente en la estación de recubrimiento. El método, además incluye exponer cargas electrostáticas, efectivas en el substrato al fluido solo en una ubicación en el substrato que está sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido.
En este método inventivo, el paso de exposición puede comprender además depositar las cargas eléctricas sobre uno del primero o del segundo lado del substrato en una ubicación arriba de la banda desde la estación de recubrimiento de fluido. El paso de exposición puede incluir además convertir las cargas eléctricas inefectivas como cargas electrostáticas en relación al fluido hasta que las cargas eléctricas están al menos sustancialmente en la linea de humedecimiento de fluido. En una modalidad, el paso de exposición del método inventivo además incluye aplicar cargas eléctricas al substrato arriba de la banda desde la linea de humedecimiento de fluido, y enmascarar cualquier fuerza atractiva, electrostática, efectiva entre las cargas eléctricas en la banda y el fluido hasta que las cargas eléctricas están al menos sustancialmente en la linea de humedecimiento de fluido. En otra modalidad, las cargas eléctricas son aplicadas a la primera superficie del substrato y el paso de enmascaramiento además comprende proporcionar una superficie conectada a tierra adyacente y separada de la segunda superficie del substrato, con la superficie conectada a tierra que se extiende a lo largo del substrato desde un borde posterior justo arriba de la banda de la linea de
humedecimiento de fluido a un borde delantero separado arriba de la banda adicionalmente de la misma. La invención también es un aparato para aplicar un fluido de recubrimiento sobre un substrato que tiene una primera superficie en un primer lado y una segunda superficie en un segundo lado y se mueve longitudinalmente en relación al aparato. El aparato incluye un medio para suministrar una corriente de fluido de recubrimiento sobre la primera superficie del substrato para formar una linea de-humedecimiento de fluido a lo largo de un área de contacto de fluido-banda dispuesta lateralmente y un aplicador de cargas eléctricas que se extiende lateralmente a través del segundo lado del substrato. El aplicador de cargas eléctricas está alineado en general opuesto a la linea de humedecimiento de fluido arriba de la primera superficie del substrato para cargar el substrato en una ubicación en el substrato que está sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido. El aplicador de cargas eléctricas puede incluir un alambre cargado que se extiende lateralmente, un miembro de bordes afilados, una lámina conductiva de bordes afilados, una serie de agujas, un cepillo o un borde de cuchilla dentado . El aplicador de cargas eléctricas puede incluir una fuente de cargas eléctricas, para producir cargas eléctricas
como las primeras cargas eléctricas, distante de la segunda superficie del substrato, y un medio de fluido. El medio de fluido está dispuesto entre la fuente de cargas eléctricas y la segunda superficie del substrato para transferir las primeras cargas eléctricas de la fuente de cargas eléctricas a una zona de aplicación de cargas dispuesta lateralmente, adyacente a . la segunda superficie del substrato en la linea de humedecimiento de fluido y para aplicar las primeras cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato.-El aplicador de cargas eléctricas puede estar separado uniformemente de la segunda superficie del substrato. Un • cojinete neumático se puede extender lateralmente a través del substrato adyacente al aplicador de cargas eléctricas para soportar y alinear el segundo lado del substrato con relación al aplicador de cargas eléctricas. Una barrera de campo electrostático puede estar dispuesta cerca del aplicador de cargas eléctricas y el substrato para proteger a las porciones de la banda corriente arriba de la linea de humedecimiento de fluido de las cargas eléctricas provenientes del aplicador de cargas eléctricas. Las cargas eléctricas del aplicador de cargas eléctricas pueden tener una primera polaridad y las cargas que tienen una segunda polaridad opuesta se pueden aplicar al fluido de recubrimiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista esquemática de un aparato de recubrimiento electrostático, conocido donde las cargas se aplican a la banda móvil antes de que ésta entre a una estación de recubrimiento de un alambre de efecto corona arriba de la banda. La figura 2 es una vista esquemática de un aparato de recubrimiento electrostático, conocido donde las cargas se suministran a la banda móvil desde un rodillo de respaldo bajo la banda móvil en la estación de recubrimiento. La figura 3 es una vista esquemática de una modalidad del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de la presente invención donde una fuente de efecto corona aplica cargas a la banda móvil en la estación de recubrimiento. La figura 4 es una vista esquemática agrandada de una porción de la figura 2 que ilustra las cargas electrostáticas aplicadas y las lineas de fuerza. La figura 5 es una vista esquemática agrandada de una porción de la figura 3 que ilustra las cargas electrostáticas aplicadas y las lineas de fuerza durante las operaciones de recubrimiento. La figura 6 es una vista esquemática de otra modalidad del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de la presente invención, donde un
montaje de cojinete neumático aloja un alambre de efecto corona. La figura 7 es una vista esquemática, agrandada del montaje de cojinete neumático con el alambre de efecto corona de la figura 6. La figura 8 es una vista esquemática agrandada de un montaje .de cojinete neumático alternativo con una tira conductiva . La figura 9 es una vista esquemática de otra modalidad del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de la presente invención, que ilustra una aplicación de su uso para el recubrimiento de cortina tangencial . Las figuras 10 y 11 son vistas esquemáticas de otras modalidades del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de la presente invención que muestra las ubicaciones remotas para la fuente de cargas eléctricas. Mientras que algunas de las figuras identificadas anteriormente exponen las modalidades preferidas de la invención, también se contemplan otras modalidades, observadas en la discusión. En todos los casos, esta descripción presenta la invención a manera de representación y no como una limitación. Se debe entender que se puede idear otras numerosas modificaciones y modalidades por aquellos
expertos en la técnica, las cuales se encuentran dentro del alcance de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención incluye un aparato y un método de recubrimiento los cuales utilizan campos electrostáticos más enfocados en la interfaz entre un substrato (tal como una banda) que es recubierto y un material de recubrimiento de fluido aplicado sobre el substrato. Los inventores han-descubierto que los campos electrostáticos más enfocados pueden mejorar el proceso de recubrimiento al estabilizar, enderezar y establecer la posición de la linea de humedecimiento del recubrimiento, permitiendo que se logren ventanas de proceso más amplias. Por ejemplo, la invención hace posible un rango más amplio de pesos - de recubrimiento, velocidades de recubrimiento, geometrías de recubrimiento, características de la banda tales como rigidez dieléctrica, características de fluido de recubrimiento tales como viscosidad, tensión superficial y elasticidad y las aberturas entre la boquilla y la banda, asi como también un mejoramiento en la uniformidad de recubrimiento transversal a la banda. Además, para los fluidos conductivos, se pueden utilizar muchos sistemas de energia inferiores (corrientes inferiores) comparado con los sistemas que utilizan rodillos conductivos con potencial elevado. Para las bandas de baja
rigidez dieléctrica tales como papel, se pueden utilizar voltajes y velocidades de recubrimiento superiores sin la falla dieléctrica de la banda. Con el recubrimiento de cortina, el recubrimiento electrostático ayuda a permitir alturas de la cortina inferiores (y por lo tanto, mayor estabilidad en la cortina) y permite el recubrimiento de las soluciones elásticas las cuales no podrían ser recubiertas previamente sin aire arrastrado. Los campos enfocados aumentan grandemente la estabilidad para correr los fluidos de recubrimiento elásticos puesto que éstos establecen de manera más precisa la posición, linealidad y estabilidad de la linea de humedecimiento, lo cual da por resultado una estabilidad de proceso incrementada. Además, se pueden producir recubrimientos más delgados a velocidades de la linea inferiores que los que fueron posibles previamente, lo cual es importante para los procesos que tienen una velocidad limitada en secado y curación. Con un recubrimiento por extrusión se ha descubierto que la electrostática permite el uso de fluidos en base a agua de elasticidad inferior (tales como algunos adhesivos de emulsión en base a agua) que no pueden ser recubiertos por extrusión con la ausencia de la electricidad estática (en el modo de extrusión) , asi como también permitir el uso de aberturas de recubrimiento más grandes . Mientras que el recubrimiento con un proceso de recubrimiento de
cortina, donde el paso de recubrimiento involucra el desplazamiento del aire de la capa limite con fluido de recubrimiento, la fuerza principal se basa en el momento y con el recubrimiento por extrusión, las fuerza principales son relacionadas con la elasticidad y la tensión de la superficie. Cuando se utiliza electricidad estática, lá fuerza dominante puede llegar a ser la electricidad estática. De esta manera, cuando se utiliza la electricidad estática y llega a ser el mecanismo dominante para el paso de-recubrimiento, las máquinas de recubrimiento se pueden clasificar como máquinas de recubrimiento electrostática preferiblemente que máquinas de recubrimiento de cortina o por extrusión. De esta manera, a medida que la abertura de la máquina de recubrimiento por extrusión se incrementa, ésta puede llegar a- ser indistinguible en -principio de la operación con una máquina de recubrimiento de cortina con electricidad estática presente. Aunque la invención se describe con respecto a recubrimientos lisos y continuos, la invención también se puede utilizar mientras que se aplican recubrimientos discontinuos. Por ejemplo, la electrostática se puede utilizar para ayudar a recubrir un substrato que tiene una macroestructura tal como huecos que son llenados con el recubrimiento, ya sea que exista la continuidad entre el recubrimiento en los huecos adyacentes o no. En esta
situación, la uniformidad del recubrimiento y la humectabilidad aumentada se mantienen tanto dentro de las regiones de recubrimiento discretas como de región a región. El substrato puede ser cualquier superficie de cualquier material que se desee sea recubierto, inclusive una banda. Una banda puede ser cualquier material similar a una lámina tal como poliéster, polipropileno, papel o materiales no tejidos. La humectabilidad mejorada del recubrimiento es particularmente útil en bandas texturizadas o porosas,-ásperas, sin importar si los poros son microscópicos o macroscópicos. Aunque los ejemplos ilustrados muestran una banda que se mueva más allá de un aplicador de recubrimiento estacionario, la banda puede ser estacionaria mientras que el aplicador de recubrimiento se mueve, o tanto la banda como el aplicador de recubrimiento pueden moverse -con relación a un punto fijo. Hablando genéricamente, la invención se refiere a un método para aplicar un recubrimiento de fluido sobre un substrato tal como una banda e incluye proporcionar un movimiento longitudinal relativo entre la banda y una estación de recubrimiento de fluido. Una corriente de fluido de recubrimiento se introduce en el primer lado de la banda a lo largo de una linea de humedecimiento de fluido dispuesta lateralmente en una estación de recubrimiento. El fluido de recubrimiento se introduce en cualquier ángulo de 0° hasta
180°. Se crea una fuerza eléctrica en el fluido de un campo eléctrico que se origina de las cargas que están localizadas en el segundo lado de la banda y en una ubicación en la banda que está sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido. El campo eléctrico se puede generar por cargas que han sido transferidas por cualquier método y depositadas, sobre el segundo lado de la banda. Las cargas pueden ser transferidas al segundo lado de la banda a través de un medio de fluido o mediante el contacto directo. En todas las versiones de la invención, las cargas eléctricas negativa o positiva pueden ser utilizadas para atraer el fluido de recubrimiento. El fluido de recubrimiento puede incluir fluidos a base de solvente, sustancias fundidas fluidas termoplásticas, emulsiones, dispersiones, mezclas de fluidos miscibles o inmiscibles, fluidos inorgánicos y fluidos 100% sólidos. Los fluidos de recubrimiento en base a solventes incluyen solventes que son en base a agua y también de naturaleza orgánica. Se deben tomar ciertas precauciones de seguridad cuando se trata con solventes volátiles, por ejemplo, que son flamables, debido a que las descargas estáticas pueden crear peligros, tales como incendios o explosiones. Se conocen algunas precauciones, y podrían incluir el uso de una atmósfera inerte en la región donde podrían ocurrir las descargas estáticas.
En lugar de precargar la banda o utilizar un sistema de rodillo de soporte con energia, como es conocido, la invención utiliza una fuente enfocada de cargas-eléctricas, tales como un electrodo conductivo angosto que se extiende linealmente en la dirección transversal a la banda donde debe ocurrir la linea de humedecimiento, en el lado de la banda opuesto al fluido de recubrimiento. Para las aplicaciones de recubrimiento de cortina, la linea de humedecimiento deseada es típicamente la linea de humedecimiento del fluido de recubrimiento determinada por la gravedad (sin electricidad estática aplicada) cuando la banda es estacionaria (o la linea de humedecimiento de fluido de recubrimiento inicial (sin electricidad estática aplicada) cuando la banda es estacionaria) . El electrodo conductivo angosto podria ser, por ejemplo, un alambre de efecto corona continuo (tal como un alambre de efecto corona 50 en la figura 3), puntos de aguja separados discretamente, un cepillo o cualquier miembro con un borde afilado que pueda generar una descarga de efecto corona. El gradiente del campo electrostático alto cerca del electrodo angosto crea una descarga de efecto corona desde el electrodo, con las cargas que emigran hacia el fluido de recubrimiento conductivo, pero que es detenido por la barrera eléctrica de la banda. La fuente de cargas eléctricas también puede estar ubicada remotamente con cargas que son transferidas subsecuentemente
a la parte posterior de la banda y enfocadas sustancialmente a, o corriente abajo, de la linea de humedecimiento. Alternativamente, las cargas pueden ser depositadas directamente al lado posterior de la banda desde una estructura sólida que hace contacto con la parte posterior de la banda tal como, por ejemplo, un cepillo, una película conductiva o un miembro con una porción de radio pequeño. Nuevamente, las cargas son enfocadas sustancialmente a, o corriente abajo, de la linea de humedecimiento. Estas cargas en el lado posterior de la banda crean un campo eléctrico más enfocado que los sistemas de recubrimiento asistidos con electricidad estática anteriores. Debido a que el campo no se extiende más allá de la banda (como fue el caso de la banda precargada, conocida o los sistemas de rodillo de recubrimiento con energia) , el fluido de- recubrimiento es atraído a la linea de humedecimiento definida más exactamente, retiene un perfil transversal a la banda más lineal, y estabiliza la linea de humedecimiento al tender a movilizarse en su posición. Esto significa que el balance normal de fuerzas que establece la posición de la linea de humedecimiento es menos importante y que las no-linealidades en la linea de humedecimiento son menos pronunciadas. De esta manera, las variaciones en el proceso, tales como velocidades de flujo de recubrimiento, la uniformidad del recubrimiento transversal a la banda, las variaciones de la velocidad de la
banda, las variaciones de las cargas de la banda de entrada y otras variaciones del proceso, tienen menos efecto en el proceso de recubrimiento. Un beneficio adicional cuando se utiliza un sistema de aplicación de cargas electrostáticas sin contacto de la presente invención (por ejemplo, tal como en la figura 3) , es que este sistema trabaja bien con bandas de rigidez dieléctrica inferior y con fluidos de recubrimiento conductivos. Con los sistemas, tales como los rodillos-conductivos de alto potencial utilizados con fluidos conductivos, los flujos de corriente de recubrimiento asistido con electricidad estática conocidos que son más altos que lo necesario para crear la fuerza atractiva deseada pueden ocurrir debido a que el rodillo está cerca de la superficie de la banda. Esto necesita sistemas de energia superiores y crea peligros de choque mayores. Además, es más probable que ocurra la formación de arco eléctrico del electrodo a través de la banda al fluido de recubrimiento, especialmente para los materiales de rigidez dieléctrica inferior. Con un sistema sin contacto donde las cargas enfocadas a la banda son creadas al transferir las cargas a través de un medio fluido (por ejemplo el aire) al segundo lado de la banda, se requiere una corriente inferior y ocurre menos formación de arcos eléctricos del electrodo al fluido de recubrimiento. Esto da por resultado un sistema más seguro
y uno que puede correr a velocidades de la banda superiores. Típicamente, la abertura del electrodo a la banda es de (0.2 centímetros (0.10 pulgadas) a 5 centímetros (2 pulgadas)). Preferiblemente, la abertura es de 1.9 centímetros (0.75 pulgadas) . Sin embargo, las aberturas más cerradas pueden incrementar la agresividad y las aberturas más grandes de 2.5 centímetros . (1 pulgada) a 5 centímetros (2 pulgadas) pueden reducir adicionalmente la formación de arco eléctrico y aumentar la capacidad para correr los materiales con baja-rigidez dieléctrica. La figura 3 ilustra una modalidad del aparato de recubrimiento - asistido electrostáticamente, inventivo utilizado un campo de carga enfocado a la banda, el cual puede lograr una mejor agresividad (es decir, una atracción del fluido de recubrimiento-banda en la ubicación de la linea de humedecimiento deseada) y una linealidad de la linea de humedecimiento que los ordenamientos conocidos . Los inventores descubrieron que el separar el electrodo de la banda y utilizar alambres de diámetro más pequeño que el electrodo actúa como un alambre de efecto corona, el campo puede permanecer enfocado mientras que se reduce la formación de arco eléctrico y los flujos de corriente. En este caso, el campo que emana desde el alambre por si mismo no crea la fuerza atractiva principal sobre el fluido de recubrimiento. La fuerza principal es de las cargas de efecto corona del
alambre que son transferidas, a través del aire u otro medio de conexión, a la parte posterior de la banda y se congregan en la linea de humedecimiento. Estas cargas sobre la parte posterior de la banda crean la fuerza atractiva fuerte sobre el fluido de recubrimiento. También, las cargas del alambre no tienden a ser atraídas a la banda sustancialmente arriba de la banda de la linea de humedecimiento, debido a que la atracción primaria es para el fluido de recubrimiento en la linea de humedecimiento. El campo puede llegar a ser enfocado más altamente al proporcionar barreras o formar campos para limitar el flujo de cargas ya sea arriba de la banda o abajo de la banda desde la linea de humedecimiento deseada. En el ordenamiento ilustrado en la figura 3, un alambre de descarga de efecto corona que se extiende lateralmente 50 está separado del segundo lado 28 de la banda 20, longitudinalmente cercano a la estación de recubrimiento 24 que incluye la linea de humedecimiento del recubrimiento lateral 52. La banda 20 está soportada en la estación de recubrimiento 24 entre un par de rodillos de soporte 54, 56. Alternativamente, la banda 20 puede estar soportada en la estación de recubrimiento 24 por paneles de soporte, correderas, guias u otros soportes. El cerramiento de aire 40 puede ser cualquier barrera fisica adecuada la cual limite la interferencia del aire ambiental en la linea de humedecimiento. La figura 3 exhibe el método inventivo con
una operación de recubrimiento de cortina, pero también es funcional como otras geometrías de recubrimiento. Una corriente de fluido de recubrimiento 32 es suministrada desde el aplicador de fluido de recubrimiento 30 sobre una primera superficie en el primer lado 26 de la banda 20. Como se muestra, el aplicador de fluido de recubrimiento 30 puede estar conectado a tierra, para conectar a tierra el fluido de recubrimiento 32 con relación a las cargas eléctricas 58 aplicadas a la banda 20 por el alambre de descarga de efecto corona 50. Alternativamente, se puede aplicar una carga eléctrica opuesta al fluido de recubrimiento • 32 tal como mediante un dispositivo de electrodo adecuado; también las polaridades aplicadas de las cargas eléctricas al fluido de recubrimiento 32 y la banda 20 se pueden invertir. Este método también puede ser particularmente útil cuando se utilizan fluidos de recubrimiento con conductividad eléctrica inferior. Por ejemplo, para un fluido de recubrimiento con baja conductividad, las cargas pueden ser aplicadas al fluido de recubrimiento antes del recubrimiento, ya -sea a través de una boquilla o mediante un efecto corona. Este sistema puede ser utilizado cuando se observa una agresividad electrostática insuficiente debido al uso de fluidos de recubrimiento de baja conductividad. Para un fluido de recubrimiento conductivo donde se aisla la trayectoria conductiva, el
potencial de la boquilla puede ser elevado para crear la polaridad opuesta en el fluido de recubrimiento. Alternativamente, la polaridad opuesta se puede aplicar al fluido de recubrimiento en cualquier parte a lo largo de la trayectoria aislada, conductiva. Cuando se activa, el alambre de descarga de efecto corona 50 aplica cargas eléctricas 58 al segundo lado 28 de la banda 20. En una modalidad, una cubierta lateral corriente arriba 60 se extiende lateralmente adyacente al alambre de descarga de efecto corona 50 para ayudar a prevenir que los iones de cargados sean atraídos al segundo lado 28 de la banda 20 corriente arriba de la linea de humedecimiento del recubrimiento 52. La cubierta lateral corriente arriba 60 puede estar formada de un material no conductivo o aislante, tal como resina de acetal DelrinMR hecha por E.l du Pont de Nemours of Wilmington Delaware o de un material semiconductivo o conductivo ayudado en un potencial de conexión a tierra o un potencial elevado. La cubierta lateral corriente arriba 60 se forma en cualquier forma para lograr la barrera eléctrica deseada para proteger a las porciones arriba de la banda 20 de las cargas eléctricas del alambre de descarga de efecto corona 50. La cubierta corriente abajo también se puede utilizar, la cual puede reducir la transferencia excesiva de cargas abajo de la banda. Las cubiertas arriba de la banda y abajo de la banda son
separadas preferiblemente equidistantes del alambre, aunque pueden ser funcionales otras separaciones. Aunque se muestra una cubierta de tipo barrera fisica, se pueden utilizar otros tipos de cubiertas, tales como un campo electrostático neutralizante. La figura 4 es una vista expandida del sistema en la figura 2, que muestra las lineas de fuerza 66 generadas por las cargas electrostáticas 39 con relación al fluido de recubrimiento 32. Típicamente, la linea de humedecimiento-deseada es la linea de humedecimiento del fluido de recubrimiento determinada por la gravedad cuando la banda es estacionaria -(o la linea de humedecimiento del fluido de recubrimiento inicial cuando la banda es estacionaria) y, como se ilustra en las figuras 2 y 4, es el punto muerto superior del rodillo cargado. Sin embargo, .son comunes otras posiciones de la linea de humedecimiento y dependen del tipo de boquilla de recubrimiento, las propiedades del fluido y la trayectoria de la banda. Las lineas de fuerza 66 indican que para un rodillo cargado (como el rodillo 42 en la figura 2) las fuerzas no están bien enfocadas y los cargas están ejerciendo fuerzas sobre el fluido de recubrimiento sustancialmente arriba de la banda de la linea de humedecimiento (por ejemplo, en el área arriba de la banda 67). Por ejemplo, para los rodillos cargados que son más grandes que 7.5 centímetros (3 pulgadas)
de diámetro, las cargas ejercen fuerzas sobre el fluido de recubrimiento sustancialmente arriba de la banda desde la linea de humedecimiento deseada. Sin embargo, como el suministro de las cargas a la banda llega a ser más enfocado, por decir para un rodillo de 2.5 centímetros (1 pulgada) de diámetro, dada la misma potencia, las cargas no ejercen fuerzas funcionales sobre el fluido de recubrimiento sustancialmente arriba de la banda de la linea de humedecimiento deseada que afecten adversamente la uniformidad de la linea de humedecimiento (es decir, las cargas de la banda no son efectivas arriba de la banda con relación al fluido de recubrimiento) . La figura 5 es una vista expandida del sistema inventivo de la figura 3, que muestra donde las cargas transferidas a una segunda superficie en el segundo lado de la banda son más enfocadas debajo de la linea de contacto del fluido de recubrimiento y la banda. En este caso, las lineas de la fuerza 68 son más enfocadas, creando de esta manera una linea de humedecimiento definida más precisamente y lineal, y lo cual estabiliza la línea de humedecimiento al tender a inmovilizarse en su posición a través a la trayectoria de viaje de la banda. Las técnicas de enfoque adicionales, tales como la cubierta 60 mostrada en la figura 3, también pueden mejorar el enfoque. Los fluidos viscosos y elásticos pueden requerir un grado más alto de enfoque, puesto que las
variaciones en la uniformidad de la línea de contacto pueden causar variaciones más grandes en el espesor del recubrimiento, comparado con un fluido de viscosidad y elasticidad inferiores. Las figuras 6 y 7 ilustran aun otra modalidad del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de la presente invención. Como se ilustra en las figuras. 6 y 7, un electrodo que se extiende lateralmente 100 se extiende a lo largo del segundo lado 28 de la banda 20. El electrodo 100 puede estar formado de, por-ejemplo, un alambre de efecto corona continuo, puntas de agujas separadas discretamente, un cepillo o cualquier miembro con un borde afilado que pueda generar una descarga de efecto corona. Preferiblemente, el electrodo 100 está dispuesto dentro del cojinete neumático de la banda adyacente 102, el cual puede actuar como una cubierta arriba de la banda y una cubierta abajo de la banda. El cojinete neumático 102 estabiliza la posición de la banda y las vibraciones de la banda lo cual de otra manera podria tener un efecto adverso sobre la estabilidad y la uniformidad del recubrimiento. El cojinete neumático 102 tiene preferiblemente una membrana porosa 104 (tal como, polietileno poroso) en comunicación fluida con una cámara de una válvula de distribución de aire 106. Se proporciona aire presurizado a la cámara de una válvula de distribución de aire 106 por medio de una o más entradas adecuadas 108, como
se indica por la flecha 110. El aire fluye a través de la cámara de una válvula de distribución de aire 106 y dentro de la membrana porosa 104. La membrana porosa 104 tiene una superficie de cojinete relativamente lisa y generalmente redondeada 112 colocada adyacente al segundo lado 28 de la banda 20. El aire que sale de la superficie del cojinete 112 soporta la banda 20 a medida que se atraviesa la estación de recubrimiento 24 y el electrodo 100 y crea una separación intermedia (es decir, aire) entre el electrodo 100 y el. segundo lado 28 de la banda 20. Mientras que se describe un cojinete neumático activo, un cojinete neumático pasivo
(utilizando solo la capa limite de aire sobre el segundo lado de la banda como los medios de cojinete) puede trabajar a velocidades de la banda relativamente altas. Como el ordenamiento inventivo de las figuras 3 y 5, la modalidad de las figuras 6 y 7 forman una distribución angosta de las líneas de campo electrostático adyacentes a la línea de humedecimiento del fluido que restringe la linea de humedecimiento del fluido de recubrimiento/banda a una línea recta en una ubicación deseada. Los efectos electrostáticos incrementan el humedecimiento del fluido de recubrimiento sobre la banda e "inmovilizan" la línea de contacto del fluido de recubrimiento/banda en una linea estable que se extiende lateralmente a través de la banda.
Los análisis cuantitativos, comparativos se condujeron para evaluar las ventajas del ordenamiento de recubrimiento asistido con electricidad estática, inventivo. En una serie de experimentos, la banda 20 varió de un papel de 0.013 centímetros (0.005 pulgadas) de espesor que respalda a un forro de papel de 0.0076 centímetros (0.003 pulgadas) de espesor con. una capa de liberación en el segundo lado y el fluido de recubrimiento 32 fue una dispersión en base a agua con una viscosidad de aproximadamente 850 centipoises. La-velocidad de flujo del fluido de recubrimiento en la cortina se ajustó de modo que a una velocidad de la banda de 111.25 metros/minuto - (365 pies/minuto) , se lograría un espesor de recubrimiento seco de aproximadamente 10.6 mieras (0.0042 pulgadas) . Se evaluaron las diferentes alturas de la cortina, de 5.72 centímetros (2.25 pulgadas) a abajo de 0.64 centímetros (0.25 pulgadas). El recubrimiento de cortina de este fluido sin ayuda electrostática dio por resultado velocidades de linea muy bajas con un arrastre de aire y la ocurrencia de fallas de la cortina si se incrementaban las velocidades de la banda. Se sometieron a prueba varios sistemas electrostáticos para determinar el mejor método para el recubrimiento de cortina de este fluido. A menos que se observe de otra manera, los voltajes listados son polaridad positiva. Utilizando un sistema similar a aquel mostrado en la figura 2, pero con un rodillo conductivo con energía y una
altura de cortina de aproximadamente 1.27 centímetros (0.5 pulgadas) , la velocidad máxima de la banda que se podría obtener sin el arrastre de aire fue 15.25 metros/minuto (50 pies/minuto) sin electricidad estática. En esa condición, la línea de contacto de la cortina se desvió aproximadamente 2.5 centímetros (1 pulgada) abajo de la banda de la posición del punto muerto superior en el rodillo de soporte. Los incrementos adicionales en la velocidad de la línea causaron el rompimiento de la cortina. A medida que el voltaje del-rodillo de soporte con energía se incrementó para permitir velocidades de la banda más altas, la formación de arco eléctrico a través de la banda ocurriría a aproximadamente
2,500 voltios. Una velocidad de banda de 112.78 metros/minuto
(370 pies/minuto) se obtuvo a 2,000 voltios antes de la falla dieléctrica de la banda. Cuando ocurrió la -formación de arco eléctrico, el efecto benéfico de la electricidad estática disminuyó grandemente, lo cual a su vez limitó la velocidad de la banda. Utilizando una banda o correa portadora, polimérica, ocurriría menos formación del arco eléctrico, sin embargo las cargas residuales de la banda o la correa podrían causar problemas de uniformidad del recubrimiento. La precarga de la banda de una manera similar a .aquella mostrada en la figura 1 también se investigó, con muy poca capacidad para incrementar la velocidad de la banda cuando se utiliza un respaldo de papel como la banda. La carga de un rodillo de
soporte cubierto con caucho o cerámica también se evaluó. Con este tipo de sistema, las velocidades de la banda de hasta 137.16 metros/minuto (450 pies/minuto) fueron alcanzables con el dispositivo de carga de efecto corona ajustado de 9 a 12 kilovoltios. Sin embargo, con este sistema, las . no uniformidades de la carga en la banda entrante o en la superficie de rodillo pueden afectar la linealidad de la linea de contacto y la estabilidad de la línea de contacto. Utilizando el ordenamiento inventivo ilustrado en-la figura 3, se observaron una estabilidad de la línea de contacto y una linealidad excelentes. El alambre de descarga de efecto corona fue un alambre de tungsteno de 0.0152 centímetros (0.006 pulgadas) de diámetro localizado típicamente 1.9 centímetros (0.75 pulgadas) abajo del segundo lado 28 de la banda 20. El suministro de energía fue un suministro de energía de alto voltaje serie EH fabricado por Glassman High Voltage, Inc. of Whitehouse Station, Nueva Jersey. Una cubierta lateral arriba de la banda DelrinMR 60 se separó 1.27 centímetros (0.5 pulgadas) del alambre de descarga de efecto corona 50. Se observaron velocidades de la banda de hasta 198.12 metros/minuto (650 pies/minuto), utilizando 15 kilovoltios. La velocidad de flujo de la cortina se dobló y se lograron velocidades máximas de la banda de 618.16 metros/minuto (1700 pies/minuto) con- 17 kilovoltios. El uso de corriente fue menor que el observado
con un sistema de rodillo de soporte con energía y fue generalmente menor de 15 microamperios por pulgada de ancho. Este sistema fue el sistema más agresivo utilizado y fue el menos sensible a las variaciones del proceso. La utilidad del ordenamiento inventivo se ilustró adicionalmente en este sistema cuando se creó intencionalme?te . una discontinuidad lateral grande en el campo electrostático creado por el alambre de efecto corona 50. Una tira de alambre de 0.15 centímetros (0.06 pulgadas)-de ancho de cinta eléctrica 3M tipo 33 se colocó en el alambre para simular un alambre severamente contaminado. A una velocidad' de la banda de aproximadamente 635 centímetros (250 pies/minuto) y 8 kilovoltios en el alambre de efecto corona, la línea de contacto permaneció claramente lineal, con una anchura de 0.32 centímetros (0.125 pulgadas) de la cortina que es desviada debajo de la banda por únicamente 0.076 centímetros (0.030 pulgadas) sobre el área de la tira de cinta sobre el alambre, únicamente con una línea angosta de arrastre de aire que ocurre en el punto de deflexión (la aplicación de voltajes más altos al alambre tendería a reducir o eliminar el arrastre de aire) . Aparentemente, las cargas electrostáticas generadas desde el alambre adyacente a la tira de cinta emigran al segundo lado de la banda directamente sobre la tira de cinta, creando de esta manera la fuerza atractiva, electrostática, requerida entre la banda
y el fluido de recubrimiento en el área de recubrimiento. El sistema de carga de efecto corona sin contacto, inventivo (por ejemplo, como se muestra en la figura 3) , crea un sistema adaptable que aplica una distribución de cargas transversal a la banda, sustancialmente uniforme en el segundo lado de la banda en la línea de humedecimiento de fluido de recubrimiento, pero con una disminución claramente abrupta en las cargas del segundo lado arriba de la banda de la línea de humedecimiento. En otra prueba, la banda 20 fue un respaldo de poliéster de 0.0036 centímetros (0.0014 pulgadas) el cual se revistió utilizando un aparato del sistema inventivo similar a aquel mostrado en la figura 6. En esta prueba se utilizó un cojinete neumático 102a (figura 8), el cual soportó un electrodo 100a. El electrodo 100a fue una tira conductiva dispuesta lateralmente de aproximadamente 0.94 centímetros (0.37 pulgadas) de largo (en dirección al viaje de la banda) con bordes arriba de la banda y abajo de la banda de la tira conductiva adheridos a la superficie de cojinete 112a del cojinete neumático 102a (para impedir las descargas de efecto corona en esos bordes) . El fluido de recubrimiento 32 fue una emulsión en base a agua con una viscosidad de aproximadamente 800 centipoises y la velocidad de flujo se ajustó para lograr un espesor de recubrimiento seco de aproximadamente 19 mieras (0.00075 pulgadas) a una velocidad de la banda de 304.8
metros/minuto (1000 pies/minuto) . Con una altura de la cortina de recubrimiento de 13.34 centímetros (5.25 pulgadas) la velocidad máxima de la banda lograda (antes de la degradación de la uniformidad del recubrimiento) fue aproximadamente 121.92 metros/minuto (400 pies/minuto) sin utilizar electricidad estática. Con el sistema electrostático activado, la . velocidad máxima de la banda lograda fue aproximadamente 487.68 metros/minuto (1600 pies/minuto), en un voltaje de electrodos de 5 kilovoltios. Al correr la banda-a velocidades más altas causaría burbujas de arrastre de aire. Sin embargo, un problema principal con el sistema fue que se requirieron niveles muy altos de corriente (aproximadamente 500 microamperios por pulgada de anchura de recubrimiento) . A medida que el voltaje en los electrodos 100a se incrementó para permitir velocidades de la banda más altas, se requirieron niveles más altos de corriente y podría ocurrir la formación de arco dieléctrico. El aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente, inventivo de la figura 3 se utilizó con el mismo fluido de recubrimiento y el substrato de poliéster como el ejemplo anterior (la banda 20 fue un respaldo de poliéster de 0.0036 centímetros (0.0014 pulgadas) y el fluido de recubrimiento 32 fue una emulsión en base a agua con una viscosidad de aproximadamente 800 centipoises) . La velocidad de flujo de la cortina de recubrimiento se ajustó para
producir un espesor de recubrimiento seco de 19 mieras
(0.00075 pulgadas) a una velocidad de la banda de 914.1 metros/minuto (3000 pies/minuto) , con la altura de la cortina de recubrimiento que es 19.37 centímetros (7.625 pulgadas). Una cubierta lateral arriba de la banda DelrinMR 60 se separó
0.635 centímetros (0.25 pulgadas) del alambre de descarga de efecto corona.50.. Para esta prueba, también se utilizó una cubierta debajo de la banda y se separó 0.635 centímetros
(0.25 pulgadas) del alambre de descarga de efecto corona 50.-Con el sistema electrostático activado a un voltaje de 19 kilovoltios, se logro una velocidad de la banda de 914.1 metros/minuto ' (3000 pies/minuto) con una línea de humedecimiento lineal y estable y sin arrastre de aire. La atracción de corriente fue generalmente tan baja como 10 microamperios por pulgada. En el uso, el sistema de recubrimiento asistido electrostáticamente de la figura 3 fue más agresivo que lo esperado y la línea de humedecimiento de recubrimiento fue lineal y estable. La interacción entre el fluido de recubrimiento conductivo conectado a tierra 32 y el alambre de descarga de efecto corona 50 crea una aplicación abrupta e intensa de las cargas eléctricas 58 sobre el segundo lado 28 de la banda 20 a lo largo de la línea de humedecimiento de fluido lateral, deseada (ver figura 5) . Utilizando la protección arriba de la banda se incrementa adicionalmente la
brusquedad del campo. La atracción de una alta densidad de cargas al segundo lado 28 de la banda 20 opuesto donde el fluido de recubrimiento 32 hace contacto con el primer lado 26 de la banda 20 (y una densidad incrementadamente inferior de cargas en una dirección corriente hacia arriba) , crea líneas de campo electrostático extremadamente enfocadas. La linealidad de. la. línea de contacto fue mucho mejor con el sistema recubrimiento de la figura 3 que con un sistema de rodillo de respaldo dieléctrico conocido tal como se il straen la figura 2. El ordenamiento de la figura 3 es flexible y de auto-compensador y crea un gradiente del campo electrostático enfocado. Este sistema es más simple, más seguro (puesto que se utilizan niveles de corriente inferiores) , y es menos probable que sufra los efectos de una falla dieléctrica de la banda comparado -con los sistemas conocidos. El sistema de la figura 3 también elimina los altos requerimientos de corriente cuando se utilizan fluidos en base a agua o conductivos. Típicamente, una corriente de más de 98.43 microamperios por centímetro (250 microamperios por pulgada) de ancho (de la banda) se puede requerir cuando se utiliza un rodillo de respaldo con energía, conductivo para el recubrimiento asistido electrostáticamente, conocido cuando se reviste a velocidades de la banda muy altas. Sin embargo, con el alambre de descarga de efecto corona de la
figura 3, el requerimiento de corriente para la generación de cargas electrostáticas es generalmente reducido a 9.843 microamperios por centímetro (25 microamperios por pulgada) de ancho o menos. De esta manera, el sistema de la figura 3 tiene un peligro de choque muy bajo, y por consiguiente, es más seguro. Para mejorar adicionalmente este sistema con bajo peligro de .choque, se pueden utilizar resistores de tamaño adecuado (u otros sistemas limitantes de la corriente) en serie con el suministro de alto voltaje al alambre de-descarga de efecto corona. Esto reduce el flujo de corriente máximo en el caso de una descarga y esparce la energía capacitativa del suministro de energia sobre un lapso de tiempo más largo (reduciendo la corriente pico en una descarga) . En el aparato de recubrimiento asistido con electricidad estática, inventivo del sistema de la figura 3, el alambre de descarga de efecto corona 50 está separado estrechamente del segundo lado 28 de la banda 20. El alambre de descarga de efecto corona 50 debe estar separado del segundo lado 28 de la banda 20 para proporcionar una abertura de aire para obtener un efecto de descarga de efecto corona efectivo. La separación del alambre a la banda depende de una variedad de factores, que incluyen, por ejemplo, el espesor de la banda y la rigidez dieléctrica, la conductividad del fluido de recubrimiento y la velocidad de la banda. La
separación está preferiblemente en el rango de 0.08 centímetros (0.031 pulgadas) a 5.1 centímetros (3 pulgadas) y más preferiblemente en el rango de 1.58 centímetros (0.625 pulgadas) a 1.9 centímetros (0.75 pulgadas). La separación de la cubierta lateral corriente arriba 60 del alambre de descarga de efecto corona 50 es preferiblemente .0.15 centímetros (0.06 pulgadas) a 7.7 centímetros (3.0 pulgadas). Una cubierta lateral también se puede proporcionar a una distancia similar corriente abajódel alambre de descarga de efecto corona 50 para limitar adicionalmente la pérdida de cargas del efecto de descarga de efecto corona." Esto impide que las cargas innecesarias vayan corriente abajo de la línea deseada de humedecimiento del recubrimiento . El alambre de descarga de efecto corona 50 se puede colocar directamente bajo la línea de humedecimiento inicial del fluido de recubrimiento 32 en la banda 20. El movimiento de la banda, la tensión de la superficie, los efectos de la capa limite en el primer lado de la banda 20 y la elasticidad del fluido de recubrimiento 30 pueden causar que la línea de humedecimiento de recubrimiento cambie abajo de la banda. Debido a la fuerte atracción electrostática que se puede lograr con esta invención, la ubicación del alambre de descarga de efecto corona 50 tenderá de establecer la ubicación operacional de la línea de humedecimiento de
recubrimiento cuando se active el alambre de descarga de efecto corona auxiliar del recubrimiento 50. De esta manera, la ubicación del alambre de descarga de efecto corona 50 (corriente arriba o corriente abajo de la línea de humedecimiento de recubrimiento inicial) puede causar un movimiento correspondiente de la linea de humedecimiento, ya que se aline.a por sí misma con las cargas eléctricas atraídas, opuestas. Preferiblemente, el alambre de descarga de efecto corona 50 está colocado no más de 2.54 centímetros- (1.0 pulgada) corriente arriba o corriente abajo de donde la línea de humedecimiento inicial caería si no fuera afectada por las cargas. El uso de un alambre de descarga de efecto corona separado de la banda adyacente a la linea de humedecimiento también conduce en sí al recubrimiento de fluido tangencial. Una aparato de recubrimiento tangencial que utiliza un cojinete neumático para alojar un alambre de efecto corona auxiliar del recubrimiento electrostático se muestra en la figura 9 (que utiliza un montaje de cojinetes neumáticos/electrodos como se ilustra en la figura 7) . La anchura "w" del canal (figura 7) en el cojinete neumático 102 que aloja el alambre de efecto corona es preferiblemente 0.635 centímetros (0.25 pulgadas) a 1.9 centímetros (0.75 pulgadas) pero puede ser más grande o más pequeña. El recubrimiento de cortina tangencial es generalmente capaz de
correr los fluidos de recubrimiento con viscosidades extensiones más altas que lo posible con las geometrías de recubrimiento de cortina horizontales. El ordenamiento de recubrimiento tangencial de la figura 9 produce menos de un cambio direccional de la cortina de recubrimiento en la linea de humedecimiento y tiene la ventaja de producción adicional que si la banda 2.0 se rompe, el alambre de descarga de efecto corona 50 no es contaminado fácilmente con el fluido de recubrimiento 32. La modificación del ordenamiento paraincluir un alambre de descarga de efecto corona de movimiento continuo o movimiento intermitente aseguraría un alambre limpio. Adicionalmente, se puede utilizar un flujo de aire alrededor del alambre para mantener las partículas que se unen al alambre (lo cual es deseable en términos de durabilidad en la producción a largo plazo) -. La figura 10 ilustra una modalidad alternativa del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de carga enfocada a la banda. En esta modalidad, las cargas electrostáticas aplicadas a la banda 20 son creadas por un generador de cargas separado remotamente de la banda, y luego son transferidas por un medio adecuado al segundo lado 28 de la banda 20. Como el sistema de la figura 3, esta versión define la posición de la línea de humedecimiento de recubrimiento, minimiza la capa limite de aire y agranda los parámetros del proceso aceptables.
En la figura 10, un alambre de descarga de efecto corona que se extiende lateralmente 80 está dispuesto dentro de un tambor 82. El alambre de descarga de efecto corona 80 está separado remotamente al menos 7.62 centímetros (3.0 pulgadas) de la banda 20. El tambor 82 puede estar protegido conductivamente adyacente a la banda 20, tal como por las cubiertas 84, 86. Las cubiertas 84, 86 pueden estar conectadas a tierra o elevadas a un potencial deseado. Las cubiertas 84, 86 están preparadas por una ranura que se extiende lateralmente 88 y la pared cilindrica del tambor 82 tiene una ranura que se extiende lateralmente 90 la cual está alineada generalmente con la ranura 88. De esta manera, el interior del tambor 82 está abierto al exterior a través de las ranuras 88, 90. El tambor 82 también puede incorporar una entrada 91 para el flujo de aire a través del tambor 82. Los iones o cargas eléctricas 92 descargados desde el alambre de descarga de efecto corona 80 están contenidos dentro del tambor 82 y pueden escapar únicamente del tambor 82
(adyacente a su porción superior) a través de las ranuras 88, 90. El borde arriba de la banda de la ranura 88 está alineado típicamente para ser adyacente a la linea de humedecimiento de recubrimiento inicial 52. Las cargas 92 del alambre de descarga de efecto corona 80 son aplicadas únicamente al segundo lado 28 de la banda 20 por medio de las ranuras 88, 90. No existe contacto entre el generador de cargas y la
banda 20. Este sistema crea una aplicación abrupta y altamente enfocada, dispuesta lateralmente de las cargas 92 a la banda 20, aunque estas cargas 92 son generadas de lugares remotos de la banda 20 sin ningún contacto entre el generador de cargas y la banda 20. Mientras que se muestra un tambor, también se contemplan otras geometrías para la aplicación de cargas creada.s de manera remota, tal como una estructura rectangular o triangular con la corriente suministrada por un soplador de iones o un alambre cargado. Otra modalidad del aparato de recubrimiento asistido electrostáticamente de la presente invención se ilustra en "la figura 11 y muestra otro medio para proporcionar cargas electrostáticas a una posición remota de la estación de recubrimiento 24. Un aplicador de cargas eléctricas que se extiende lateralmente (tal como un alambre de descarga de efecto corona 130) está separado arriba de la banda de la estación de recubrimiento 24, preferiblemente en el primer lado 26 de la banda 20. El alambre de descarga de efecto corona 130 (u otro electrodo adecuado) aplica cargas electrostáticas 132 al primer lado 26 de la banda 20 en una estación de aplicación de cargas 134 separada longitudinalmente corriente arriba de la estación de recubrimiento 24. En este sistema, una superficie o placa conectada a tierra 136 está alineada a lo largo y separada del segundo lado 28 de la banda 20, arriba de la banda de la
estación de recubrimiento 24. El alambre de efecto corona 130 se puede colocar en un punto arriba de la placa conectada a tierra 136 (como se muestra) o puede estar en una posición adicionalmente corriente arriba de un extremo de carga 137 de la placa conectada a tierra 136. Un extremo posterior 138 de la placa conectada a tierra expuesta 136 termina en esencia ligeramente . sobre la banda de la linea de humedecimiento de recubrimiento lateral, inicial 52. La ubicación del borde posterior 138 establecerá, en gran parte, la linea de humedecimiento cuando se activa la electricidad estática. Preferiblemente, el borde posterior 138 está dentro de cualquier lado de la línea de humedecimiento inicial. La placa 136 puede extenderse corriente abajo más allá de la línea de endurecimiento inicial ya que está protegida de manera alternativa para definir un borde- posterior de la placa. El alambre de descarga de efecto corona 130 aplica cargas eléctricas 132 al primer lado 26 de la banda 20. La atracción electrostática de las cargas 132 arriba de la banda 20 a la placa 136 es mayor que la atracción de las cargas 132 al fluido de recubrimiento conectado a tierra 32 (debido a la proximidad de la placa a la banda) hasta que las cargas 132 llegan a estar más cerca del fluido conectado a tierra 32 que la placa conectada a tierra 136 y especialmente en el borde posterior 138 de la placa 136 (lo cual crea el campo más enfocado) . En ese punto, el fluido conectado a tierra 32
entonces es atraído a las cargas 132 de la banda 20, asistiendo electrostáticamente con lo cual en la definición de la linea de humedecimiento de la manera altamente enfocada de la presente invención y sus ventajas concomitantes, como se describiera anteriormente. Las cargas electrostáticas arriba de la banda 132 son "enmascaradas" o convertidas inefectivas .co o .cargas atractivas con relación al fluido de recubrimiento 32 hasta que están cerca del extremo posterior 138 de la placa conectada a tierra 136 (punto en el cual las-cargas electrostáticas 132 en la banda 20 llegan a ser cargas efectivas (es decir, atractivas) con relación al fluido de recubrimiento ' 32 para asistir electrostáticamente en la definición de la línea de humedecimiento de acuerdo con los principios establecidos en este documento de la invención) . Además, mientras la placa 136 está conectada a tierra preferiblemente, también puede ser suficiente proporcionar una placa o superficie la cual tenga un potencial ligeramente elevado (de modo que sirva para el propósito de convertir las cargas eléctricas depositadas arriba de la banda inefectivas hasta que éstas alcancen la linea de contacto del fluido de recubrimiento) . Preferiblemente, el potencial de la placa es opuesto eléctricamente al potencial de las cargas 132. Además, aunque la figura 11 ilustra el uso de un alambre de descarga de efecto corona 130 para suministrar las cargas 132 al primer lado 26 de la banda 20, las cargas podrían ser
aplicadas a la banda por cualquier esquema de suministro de cargas adecuado, y aun podrían ser depositadas en el segundo lado 28 de la banda 20. Sin considerar como se carga la banda 20, la invención convierte esas cargas efectivas para los propósitos de atracción electrostática solo sustancialmente en y abajo de la banda de la línea de humedecimiento de fluido. Los procesos de recubrimiento comparativos se condujeron (utilizando glicerina como el fluido de recubrimiento) para demostrar la factibilidad y la utilidad del enmascaramiento de cargas para crear campos más enfocados. El -sistema utilizado fue similar al sistema de la figura 11, excepto que el paso de precarga de la banda se realizó en un rodillo de tensión arriba de la banda de la estación de recubrimiento. La abertura entre el alambre de carga de la banda y el rodillo de tensión de 7.62 centímetros (3 pulgadas) de diámetro fue aproximadamente 1.8 centímetros (0.7 pulgadas). La placa conectada a tierra fue de aluminio, con la superficie de cara a la banda que es de 10.8 centímetros (4.25 pulgadas) de largo y 30.5 centímetros (12 pulgadas) de ancho. La abertura entre la placa conectada a tierra y la banda en la estación de recubrimiento fue aproximadamente 0.32 centímetros (0.125 pulgadas). Los bordes de la placa se cubrieron con cinta eléctrica 3M tipo 33 para impedir las descargas de efecto corona de los bordes de la
placa. La posición de la boquilla se ajustó tal que una cortina de fluido de recubrimiento que cae verticalmente haría contacto con la banda en el borde delantero de la cinta en el borde posterior de la cinta de la placa conectada a tierra sin electricidad estática y una banda estacionaria. La abertura entre la banda y la boquilla fue de 1.43 centímetros (0.56 pulgadas). La banda de poliéster fue de 30.48 centímetros (12 pulgadas) de ancho con un espesor de 0.00356 centímetros (0.0014 pulgadas). La boquilla fue una boquilla-de cortina deslizante con una anchura de recubrimiento de
25.4 centímetros (10 pulgadas) y un espesor de la ranura de la boquilla de 0.076 centímetros (0.030 pulgadas). El fluido de recubrimiento fue glicerina (99.7% pura) de the Milsolv® Minnesota Corporation. La altura de la cortina se estableció a 1.9 centímetros (0.75 pulgadas). La viscosidad medida del fluido de recubrimiento fue de aproximadamente 1060 centipoises y su tensión superficial fue de aproximadamente 46 dinas/centimetros . La velocidad de flujo de la glicerina se estableció para lograr un espesor de recubrimiento húmedo de 51 mieras (0.002 pulgadas) a una velocidad de banda de
30.5 metros/minuto (100 pies/minuto) . Sin electricidad estática, a 1.53 metros/minuto (5 pies/minuto) , la linea de humedecimiento se alineó por sí misma abajo de la banda de la posición de la cortina vertical por aproximadamente 2.3 centímetros ( 0. 9 pulgadas), con
grandes cantidades de aire atrapado. Las velocidades más altas moverían adicionalmente la linea de contacto debajo de la banda y causarían la falla de la cortina. Con la precarga electrostática de la banda a 12 kilovoltios y sin placa de enmascaramiento de cargas, la linea de humedecimiento se movió arriba de la banda pero fue muy desalineada y tuvo grandes salientes inestables, con una separación entre las salientes de aproximadamente 2.5 a 5 centímetros (1 a 2 pulgadas) . Las salientes se extendieron arriba de la banda de la posición vertical por aproximadamente 0.64 centímetros (0.25 pulgadas) y abajo de la banda por aproximadamente 1.27 (0.5 pulgadas), dando una linealidad de aproximadamente 0.97 centímetros (0.38 pulgadas). Los voltajes inferiores aplicados dieron por resultado el movimiento de la linea de humedecimiento adicionalmente abajo de la banda, mientas que los voltajes más altos movieron la linea de contacto adicionalmente arriba de la banda y crearon una línea de humedecimiento más inestable. El incremento de la velocidad de la banda causó mayor inestabilidad y el rompimiento de la cortina. El uso del mismo sistema de precarga de la banda pero también utilizando la placa conectada a tierra para enmascarar las cargas arriba de la banda, entrantes dio por resultado un mejoramiento sustancial. Con la misma precarga arriba de la banda de 12 kilovoltios, la linea de
humedecimiento estuvo aproximadamente en la posición vertical con una linealidad de más o menos de 0.32 centímetros (0.125 pulgadas) y estable, a una velocidad de la banda de 1.53 metros/minuto (5 pies/minuto) . Los incrementos adicionales en el voltaje no causaron que la linea de humedecimiento se moviera arriba de la banda y dieron por resultado una linealidad incrementada. Este sistema también permitió que la velocidad de la banda se incrementara. A 24.4 metros/minuto (80 pies/minuto), la línea de humedecimiento fue estable-aproximadamente en la posición vertical con una linealidad visual de aproximadamente 0.08 centímetros (1/32 pulgadas) a 20 kilovoltios. A esta velocidad se observó aire arrastrado de aproximadamente 0.127 centímetros (0.50 pulgadas) de diámetro y menor. Para propósitos de comparación., se utilizó el sistema mostrado en la figura 3. No se utilizó la precarga de la banda y la placa de enmascaramiento de cargas conectada a tierra, de otra manera el sistema fue el mismo como la última prueba, con la altura de la cortina que fue de aproximadamente 1.9 centímetros (0.75 pulgadas). Utilizando un voltaje de 12 kilovoltios en el electrodo (alambre de descarga de efecto corona) y una velocidad de la banda de 1.53 metros/minuto (5 pies/minuto) , la linea de humedecimiento estuvo 0.32 (0.125 pulgadas) abajo de la banda de la posición vertical y fue lineal y estable sin arrastre
de aire. Tanto a 15 kilovoltios como a 20 kilovoltios, la posición de la línea de humedecimiento fue vertical (directamente sobre el alambre) . La velocidad de la banda entonces se incrementó a 30.48 metros/minuto (100 pies/minuto) a 20 kilovoltios y la línea de humedecimiento permaneció en la posición vertical con una línea de humedecimiento. lineal y estable y sin arrastre de aire visual. En general, las mediciones de la posición de la linea de humedecimiento y la linealidad de la linea de contacto se-estimaron visualmente. Estas pruebas demuestran que los sistemas de las figuras 3 y lí pueden enfocar los campos para crear una línea de humedecimiento lineal y estable y permitir velocidades de recubrimiento más altas. Adicionalmente, se observó que el sistema de la figura 3 fue más agresivo- y pareció tener ventanas de operación más amplias. El sistema de la figura 11 puede ser funcional donde se requiera una ayuda electrostática menos agresiva. El enmascaramiento de cargas es aun otra manera para crear los campos más enfocados. También son factibles otras numerosas maneras, que incluyen utilizar técnicas de formación de campos utilizando campos opuestos o fuentes de carga o cualquier sistema el cual de forma al campo. Las figuras 3, 6, 9, 10 y 11 ilustran algunas de las muchas variaciones de un aparato para aplicar cargas
eléctricas al segundo lado de la banda en la estación de recubrimiento. Otros numerosos ordenamientos para lograr las condiciones de proceso mejoradas de la presente invención serían aparentes para una persona experta en la técnica, los cuales se encuentran dentro del espíritu y el alcance de esta descripción. Una ventaja significante para generar las cargas eléctricas .en una ubicación remota de la estación de recubrimiento y luego transferir esas cargas a través de un medio de fluido (como el aire) a la banda, es una-simplificación de la estructura . para una facilidad de mantenimiento y operación. El generador de cargas eléctricas no necesita 'estar adyacente al aplicador de fluido de recubrimiento o aun a la estación de recubrimiento. Además, si la banda se rompe, la contaminación del generador de cargas eléctricas por el fluido de recubrimiento se puede minimizar o evitar. Estas ventajas conducen a ahorros de tiempo operacional y una productividad mejorada. Se pueden hacer varios cambios y modificaciones en la invención sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, se puede utilizar cualquier método para crear el campo de carga enfocado a la banda. Además, como se menciona anteriormente, numerosos procesos de recubrimiento (que incluyen aun el recubrimiento por rodillos) puede beneficiarse de los campos electrostáticos más enfocados. Por ejemplo, para el recubrimiento con rodillo
Claims (21)
- de recubrimiento inferior, el campo enfocado sobre la línea de humedecimiento inicial puede mejorar la agresividad, humectabilidad y la estabilidad del proceso. También se puede hacer que el campo electrostático enfocado sea lateralmente discontinuo, para recubrir únicamente las tiras abajo de la banda particulares del fluido de recubrimiento arriba de la banda, o se puede energizar para comenzar el recubrimiento en un área y desenergenizar para detener el recubrimiento en un área, para crear una isla de fluido de recubrimiento en la banda o patrones de fluido de recubrimiento sobre la misma de una naturaleza deseada. También se puede hacer que el campo electrostático sea no lineal, por ejemplo por una fuente de efecto corona no lineal, lateralmente, para crear una linea de contacto no lineal y un recubrimiento no- uniforme. De esta manera, si un electrodo tiene una curvatura abajo de la banda en un área particular dispuesta lateralmente, el recubrimiento en esa área puede ser más grueso comparado con las áreas adyacentes. Todos los materiales citados se incorporan en esta descripción para referencia.
- Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
- Reivindicaciones Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método para aplicar un recubrimiento de fluido sobre un substrato, en donde el substrato tiene una primera superficie en un primer lado y una segunda superficie en un segundo lado, y en donde el método está caracterizado porque comprende : proporcionar un movimiento longitudinal, relativo entre el substrato y una estación de recubrimiento de fluido; formar una línea de humedecimiento de fluido al introducir, en un ángulo de 0° hasta 180°, una corriente de fluido sobre la primera superficie del substrato a lo largo de un área de contacto de fluido-banda dispuesta lateralmente en la estación de recubrimiento; y crear una fuerza eléctrica en el fluido de un campo eléctrico enfocado que se origina de cargas eléctricas las cuales están en el segundo lado del substrato y sustancialmente en y corriente abajo de la línea de humedecimiento de fluido. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de creación comprende al menos uno de: transferir las cargas eléctricas a través de un medio de fluido y depositar las cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato; transferir las cargas eléctricas de una fuente de cargas y depositar las cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato utilizando un contacto fisico entre una porción, de la fuente de cargas y el substrato; y transferir las cargas eléctricas a través de un medio de fluido y depositar las cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato de una fuente de descarga de efecto corona que se extiende lateralmente, estrechamente separada de ' la segunda superficie del substrato en la estación de recubrimiento de fluido. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende soportar el substrato, adyacente a la estación de recubrimiento de fluido, en el segundo lado del substrato.
- 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende proteger a las porciones sobre la banda de la banda que contienen cargas eléctricas .
- 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende formar la corriente de fluido e introducir tangencialmente la corriente de fluido sobre la primera superficie del substrato.
- 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las cargas eléctricas tienen una primera polaridad y además comprende aplicar al fluido las segundas cargas eléctricas de polaridad opuesta.
- 7. El método de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el paso de creación comprende: formar, cargas eléctricas como primeras cargas en una ubicación distante del substrato; transferir las primeras cargas a través de un medio de fluido a una zona de aplicación de cargas dispuesta lateralmente adyacente a la segunda superficie del substrato en el área de contacto de fluido; y aplicar las primeras cargas a través de un medio de fluido sobre la segunda superficie del substrato en una ubicación en el substrato que está sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido para crear una fuerza eléctrica en el fluido.
- 8. Un aparato para aplicar un fluido de recubrimiento sobre un substrato que tiene un movimiento longitudinal, relativo con respecto al aparato, en donde el substrato tiene una primera superficie en un primer lado y una segunda superficie en un segundo lado, y en donde el aparato está caracterizado porque comprende: un medio para suministrar una corriente de fluido de recubrimiento sobre la primera superficie del substrato para formar una línea de humedecimiento de fluido a lo largo de un área de contacto de fluido-banda dispuesta lateralmente; y un aplicador de cargas eléctricas que se extiende lateralmente a través del segundo lado del substrato y alineado generalmente opuesto a la linea de humedecimiento de fluido en la primera superficie del substrato para cargar el substrato solo en una ubicación en el substrato que está sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido.
- 9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el aplicador de cargas eléctricas comprende al menos uno de: un alambre cargado que se extiende lateralmente, un miembro de bordes afilados, una lámina conductiva de bordes afilados, una serie de agujas, un cepillo y un borde de cuchilla dentada.
- 10. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el aplicador de cargas eléctricas comprende: ' una fuente de cargas eléctricas, para producir cargas eléctricas como primeras cargas eléctricas, separada de la segunda superficie del substrato; y un medio de fluido dispuesto entre la fuente de cargas eléctricas y la segunda superficie del substrato para transferir las primeras cargas eléctricas de la fuente de cargas eléctricas a una zona de aplicación de cargas dispuesta lateralmente, adyacente a la segunda superficie del substrato en la linea de humedecimiento de fluido y para aplicar las primeras cargas eléctricas sobre la segunda superficie del substrato.
- 11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el aplicador de cargas eléctricas está separado uniformemente de la segunda superficie del substrato.
- 12. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende un cojinete neumático que se extiende lateralmente a través del substrato adyacente al aplicador de cargas eléctricas para soportar y alinear el segundo lado del substrato con relación al aplicador de cargas eléctricas.
- 13. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende una barrera de campo electrostático dispuesta cerca del aplicador de cargas eléctricas y el substrato para proteger a las porciones de la banda que están corriente arriba de la línea de humedecimiento de fluido de las cargas eléctricas producidas por el aplicador de cargas eléctricas.
- 14. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de suministro comprende un distribuidor de fluido de recubrimiento seleccionado del grupo que consiste de una máquina de recubrimiento de cortina, una máquina de recubrimiento de reborde, una máquina de recubrimiento por extrusión, métodos de recubrimiento de fluido portador, una máquina de recubrimiento deslizable, una máquina de recubrimiento con cuchilla de aire, una máquina de recubrimiento a chorro, una barreta entallada, una máquina de recubrimiento por rodillos y una máquina de recubrimiento de cojinete de fluido.
- 15. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el aplicador de cargas eléctricas genera las primeras cargas eléctricas que tienen una primera polaridad y que además comprende un medio para aplicar las segundas cargas eléctricas de polaridad opuesta a la corriente de fluido de recubrimiento.
- 16. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de distribución está orientado para distribuir la corriente de fluido sobre el substrato en un ángulo de 0° hasta 180°.
- 17. Un método para aplicar un recubrimiento de fluido sobre un substrato, en donde el substrato tiene una primera superficie y una segunda superficie, y en donde el método está caracterizado porque comprende: proporcionar un movimiento longitudinal relativo entre el substrato y una estación de recubrimiento de fluido; formar una línea de humedecimiento de fluido al introducir, en un ángulo de 0° hasta 180°, una corriente de fluido sobre la primera superficie del substrato a lo largo de un área de contacto de fluido-banda dispuesta lateralmente en la estación de recubrimiento de fluido; y exponer las cargas electrostáticas efectivas en el substrato al fluido en solo una ubicación en el substrato que está sustancialmente en y corriente abajo de la linea de humedecimiento de fluido.
- 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el paso de exposición además comprende depositar las cargas eléctricas sobre una de la primera y la segunda superficie del substrato en una ubicación arriba de la banda desde la estación de recubrimiento de fluido.
- 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el paso de exposición además comprende convertir las cargas eléctricas inefectivas como cargas electrostáticas con relación al fluido hasta que las cargas eléctricas están, al menos sustancialmente, en la linea de humedecimiento de fluido.
- 20. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el paso de exposición además comprende : aplicar las cargas eléctricas al substrato arriba de la banda de la linea de humedecimiento de fluido; y enmascarar cualquier fuerza atractiva, electrostática, efectiva entre las cargas eléctricas en la banda y el fluido hasta que las cargas eléctricas están, al menos sustancialmente, en la linea de humedecimiento de fluido.
- 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque las cargas eléctricas son aplicadas a la primera superficie del substrato, y en donde el paso de enmascaramiento además comprende proporcionar una superficie conectada a ' tierra adyacente y separada de la segunda superficie del substrato, la superficie conectada a tierra se extiende a lo largo del substrato desde un borde posterior justo arriba de la banda de la linea de- humedecimiento de fluido a un borde delantero separado adicionalmente sobre la banda .
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Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN101160182B (zh) | 2005-04-12 | 2010-12-15 | 东丽株式会社 | 电绝缘性片材的涂敷装置以及带涂层的电绝缘性片材的制造方法 |
DE102006030183A1 (de) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Polytype Converting S.A. | Vorhangbeschichter mit poröser Vorhangführungsstruktur, Vorhangführungsstruktur für einen Vorhangbeschichter und Verfahren zur Herstellung der Vorhangführungsstruktur |
DE102010051086B4 (de) * | 2010-11-12 | 2014-06-05 | Eisenmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen |
WO2012078464A2 (en) | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 3M Innovative Properties Company | Article and method of making and using the same |
US8771801B2 (en) | 2011-02-16 | 2014-07-08 | 3M Innovative Properties Company | Electrostatic abrasive particle coating apparatus and method |
CN102515557A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-06-27 | 河南华美新材料科技有限公司 | 一种制造大面积均匀纳米透明导电薄膜的涂覆装置 |
US8903298B2 (en) | 2013-03-15 | 2014-12-02 | Xerox Corporation | Intermittent application of lubricant to electrostatic surface |
US10598668B2 (en) | 2015-08-24 | 2020-03-24 | Zeteo Tech, Inc. | Coating of aerosol particles using an acoustic coater |
CN112742662A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-04 | 华中科技大学无锡研究院 | 一种太阳能薄膜电池生产涂覆机 |
JP7357986B1 (ja) * | 2023-05-15 | 2023-10-10 | 硬化クローム工業株式会社 | 高電圧を印加可能な内部電極を有するバッキングロールを用いた静電補助塗布方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS497050B1 (es) * | 1965-12-23 | 1974-02-18 | ||
JPS5013889Y1 (es) * | 1969-02-22 | 1975-04-28 | ||
US4457256A (en) * | 1981-01-05 | 1984-07-03 | Polaroid Corporation | Precharged web coating apparatus |
JPS61161177A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 塗布バツクアツプロ−ラへの給電方法 |
JPH069671B2 (ja) * | 1986-06-25 | 1994-02-09 | 富士写真フイルム株式会社 | 塗布方法 |
DE3709510A1 (de) * | 1987-03-23 | 1988-10-06 | Behr Industrieanlagen | Verfahren zur betriebssteuerung einer elektrostatischen beschichtungsanlage |
JPH0567074A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Toshiba Corp | かな漢字変換装置 |
JPH05293431A (ja) * | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 塗布方法 |
GB2324054A (en) * | 1997-02-14 | 1998-10-14 | Pilkington Uk Ltd | Method of coating glass |
JP3837875B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2006-10-25 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 塗布方法及び塗布装置 |
US6171658B1 (en) * | 1998-02-06 | 2001-01-09 | Eastman Kodak Company | Coating method using electrostatic assist |
-
2001
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