PL144882B1 - Method of and apparatus for drying coatings applied onto substrates - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do suszenia powlok nanoszonych na pod¬ loze, zapewniajacy bardziej sprawny niz dotychczas przebieg tego procesu oraz urzadzenie do wykonania tego sposobu* Sposób wedlug wynalazku znajduje zastosowanie do suszenia powlok z farb, lakierów, pokostów, farb drukarskich, cieklych klejów, mieszanin uszczelniajacych i podobnych.Znane sa sposoby wytwarzania powlok za pomoca elektrostatycznego osadzania nosników na odpowiednich podlozach, po ozym powloki te suszy sie w konwencjonalny sposób* Obecnie stwierdzono, ze nieoczekiwanie lepsze efekty.uzyskuje sie za pomoca zastosowania elektro¬ statycznego osadzenia nie tylko nosnika, ale i czynnika suszacego w stanie pary. Jak do¬ tychczas, nie byly znane sposoby polegajace na lacznym osadzaniu elektrostatycznym ma¬ terialu powlokowego oraz czynnika suszacego w stanie pary* Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze czynnik suszacy przeprowadza sie w stan pary, po czym kieruje sie go za pomoca pola elektrostatycznego na podloze lacznie z ma¬ terialem powlokowym albo po uprzednim pokryoiu podloza materialem powlokowym.Jako materialy powlokowe stosuje sie substancje jedno lub dwuskladnikowe zawierajace wolne grupy izooyjanianowe, oo oznacza, ze prepolimer zawiera grupy izocyjanianów©, które moga byc uwalniane lub dostepne do reakcji z innym zwiazkiem zawierajacym miejsoe z ak¬ tywnym wodorem /w oelu rozprzestrzeniania sie polimeru i/lub tworzenia warstewki polimeru/.Substancje takie obejmuja wiec nie tylko izocyjaniany o strukturze uretanów i poliizocy- janianów, lecz takze poliizooyjanurany i zwiazki o strukturze estrów kwasu allofaoowago.Czynnikiem suszacym /lub katalizujacym/, którym mozna prowadzic obróbke w fazie pa¬ rowej, moze byc amoniak amina, katalizator metaloorganiczny lub ich mieszanina, ewentu¬ alnie aminoalkohol* Okreslenie "amina" obejmuje nie tylko proste pierwszorzedowa jedno- funkcyjne zwiazki alifatyczne, leoz takze aminy charakteryzujace sie polifunkoyjnosoia i bardziej zaawansowanym stopniem podstawienia wodoru.2 ikk 882 V sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac szereg amin, i tak, typowymi przykladowymi aminami sa jednoaminy, takie Jak aminoalkohol, metyloamina, etyloamina, propyloamina, izopropyloamina i liczne izomery butyloarainy i aminy wielofunkoyjne, takie jak hydrazyna, etylenodwuamlna, propylenodwuamina i dwuetylenotrójamina9 Dalszymi przykladowymi aminami sa dwuatyloamina, trójetyloamina i dwumetyloetanoloamlna /DMEA,/. oraz dwu-HI rzed. aminy takie jak N,N,N#,N#- ozterometyloetylenodwuaraina i N,N,N% ,N#f 2-pieoiometylo-1 ,2-propano- dwuamina /PMT/, i dowolne kombinacje takich amin, w zadanych ilosolaoh, dzieki czemu moz¬ na wykorzystac efekt synergiozny takich kombinacji.Mozna równiez stosowac szereg zwiazków metaloorganicznych, I tak, typowymi przykla¬ dowymi takimi zwiazkami sa dwulaurynian dwubutylooyny, ozteroetylek olowiu, aoetyloaoe- tonian tytanu, dwuchlorek dwumetylooyny oraz heptanokarboksylany cyny i oynku. Wsród nie¬ organicznych soli metali wspomniane skuteczne dzialanie wykazuja azotan bizmutu i chlorek zelazowy. Podobnie, mozna wykorzystac efekt synergiozny tych zwiazków, wykazywany zarówno przy stosowaniu wymienionych wyzej zwiazków lacznie jak i w polaczeniu ze wspomnianymi wczesniej aminami* Czynnik suszacy przeprowadza sie w stan pary poprzez kontrolowane je¬ go rozpylanie.Materialem powlokowym moze byc farba jedno- lub dwuskladnikowa i podobne substancje, zawierajace wolne grupy izooyjanianowe /jak zdefiniowano wyzej/* Typowa taka farba, która mozna osadzac elektrostatycznie lub w inny sposób na podlozu, które ma byc suszone, jest dwuskladnikowy preparat, sporzadzony z pierwszego skladnika stanowiacego syntetyczna zy¬ wice z grupami hydroksylowymi i z drugiego skladnika stanowiacego prepolimer zakonczony grupami izocyjanlanowymi* Istnieje szereg innych takich skladników.Jedna z odpowiednich takich farb stanowi dwuskladnikowy bialy preparat poliuretano¬ wy, w którym dyspersje pigmentu osiaga sie przy uzyciu zywicy na bazie alkidowanego ole¬ ju kokosowego, zmieszanej nastepnie z prepolimerotn z koncowymi grupami izocyjanianowymi, na bazie XDI /dwuizooyjanianoksylen/. V alternatywnych preparatach prepolimery zakonozo- ne grupami izocyJanlanowymi na bazie XD1, mozna zastapic jednym lub wiecej prepolimerami na bazie /uzywajac standardowych skrótów/ MDI, TDI, HDI, H MDI, IPDI i H,XDI - lub pro¬ duktów reakcji tych monomerów dwuizooyjanianowych z odpowiednimi poliolami, zwiazkami wielokarboksylowymi lub poliaminami* Podobnie, pierwszy skladnik mozna alternatywnie wybrac, miedzy innymi sposród zywic akrylowych, epoksydowych, polieterowych, poliestro¬ wych i polisiloksanowyeh. Innym przykladowym materialem powlokowym suszonym sposobem wedlug wynalazku, jest dwuczesciowa substancja• której pierwsza czesc stanowi zywica po- liepoksydowa zawierajaca grupy hydroksylowe, a druga czesc stanowi zywica zawierajaoa wolne grupy poliamidowe* Elektrostatyczne osadzanie czynnika suszacego lub katalizujacego mozna prowadzic poddajac czynnik w stanie pary dzialaniu wytworzonego pola elektrostatycznego. V jednej z postaci wynalazku, pole elektrostatyczne mozna wytwarzac konwencjonalnie za pomoca pistoletu elektrostatycznego znanego typu. V jednej z postaci sposobu wedlug wynalazku elektrostatyczne osadzanie czynnika suszacego /katalizatora/ moze stanowic operacje na¬ stepujaca po powleczeniu materialu powlokowego na podlozu. Mozliwe jest jednak równiez jednoczesne nakladanie zarówno powloki Jak i czynnika suszacego przez dzialanie pola elektrostatycznego* Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku. < Urzadzenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze zawiera dysze do przeprowa¬ dzenia cieklego czynnika suszacego w stan pary i przyrzad do kierowania naladowanego elektrostatycznie materialu powlokowego na przeznaczone do powlekania podloze ewentual¬ nie do jednoozesnego kierowania naladowanego elektrostatycznie czynnika suszacego w stanie pary na podloze • Elementy przyrzadu umozliwiajace przeprowadzenie danego zabiegu usytuowane sa koncentrycznie wzgledem siebie.lM» 883J 3 Urzadzanie wedlug wynalazku umozliwia przeprowadzenie cieklego czynnika suszacego w stan pary, w sposób kontrolowany. Urzadzenie umozliwiajace te operacje sklada sie z przy¬ rzadu do odparowywania cieklego czynnika suszacego, przyrzadu do regulowanego dostarcza¬ nia odparowanego czynnika w zadane miejsce 1 czujników umleszozonyoh na drodze dostarcza¬ nia, pracujaoyoh w taki sposóbf aby zapewnic, ze stezenie dostarczanego odparowanego ozyn- nika Jest utrzymane w zadanych granioaoh* Urzadzanie wedlug wynalazku wyjasnia przykladowo rysunek nie ograniczajacy Jednak jego zakresu, na którym fig* 1 przedstawia widok perspektywiczny urzadzenia do przeprowa¬ dzania czynnika suszacego w stan pary, a fig* 2 przedstawia widok perspektywiczny urzadze¬ nia do osadzania czynnika suszacego - lub wspólosadzania materialu powlokowego i czynnika suszacego* Urzadzenie 1 do suszenia powlok nanoszonych na podloze sklada sie z obudowy 2, w któ¬ rej umieszczony jest zbiornik 3 cieklego katalizatora* Ponizej zbiornika 3, w komorze k umieszczone sa dysze rozpylajace 5 sluzace do przeprowadzenia cieklego czynnika w stan pa¬ ry.Katalizator doplywa do dysz ze zbiornika 3 pod wplywem sily grawitaoji* V jednej ze scianek 8 obudowy osadzony jest filtr 7, przez który doprowadza sie powietrze do komory h.V komorze k wywoluje sie turbulentny przeplyw powietrza, aby ulatwic w niej mieszanie i rozpylanie* Osiaga sie to za pomoca wentylatora 6 wywolujacego turbulencje, umieszczonego w podstawie komory* Dysze rozpylajace 5, zasilane katalizatorem ze zbiornika 3, sa równiez zasilano przez przewód 9 sprezonym powietrzem w oelu dokladnego rozpylenia katalizatora* W sciance 11 obudowy, przeciwleglej do scianki 8 zawierajacej filtr 7 umieszczony jest wentylator 10, sterowany mechanizmem 16* Wentylator 10 kieruje faze parowa kataliza¬ tora do przewodu 12 - podlaczonego do przyrzadu natryskowego 20* V oslonie 13 wentylatora 10 umieszczony jest czujnik \h katalizatora* Czujnik ten mierzy stezenie katalizatora w fazie parowej przeplywajacego wzdluz przewodu i zapewnia odczyt stezenia, na odpowiedniej tarczy. Szybkosc dostarczania katalizatora jest regulowana zmiana szybkosoi wentylatora 10* V ten sposób mozna utrzymac dokladnie zalozone stezenie katalizatora* Urzadzenie wedlug wynalazku mozna stosowac do elektrostatycznego osadzania samego ka¬ talizatora lub do elektrostatycznego wspólosadzania katalizatora i materialu powlokowego, zwlaszcza farby.Przyrzad natryskowy 20 stanowi standardowy pistolet elektrostatyczny 21, zawierajacy tuleje 22, z której emitowany Jest ladunek elektrostatyczny. Do tylnej czesci pistoletu 21 doprowadzony jest przewód doprowadzajacy 23, który dostarcza farbe do tulei 22 pistole¬ tu, z której jest ona emitowana z ladunkiem elektrostatycznym. Przewód zasilajacy 2k do¬ prowadza energie elektryczna do wytworzenia w pistolecie 21 ladunku elektrostatycznego.Jak wskazano wyzej, gietki przewód 12 moze laczyc urzadzenie przedstawione na fig. 1 z pistoletem 21. Katalizator w fazie parowej jest wprowadzany do tulei pistoletu elektro¬ statycznego pod wplywem róznicy cisnienia powodowanej przez wentylator 10 przedstawiony na fig* 1* W urzadzeniu przedstawionym na fig* 2 oslona wzmacniajaca 25 tulei jes.t umiesz¬ czona koncentrycznie dookola tulei 22* Zapewnia to, ze katalizator w fazie parowej nie jest emitowany z pistoletu 21 przed osiagnieciem koncówki 26 tulei* V ten sposób kataliza¬ tor równiez uzyskuje ladunek na skutek dzialania pola elektrostatycznego wytwarzanego na koncówce tulei 22 - i zostaje naladowany dostatecznie aby pozwolic odparowanemu, a obec¬ nie naladowanemu, katalizatorowi osadzac sie samemu na opiaskowanym podlozu, na które wycelowany jest pistolet* V jednym z wariantów, jesli pistolet stosuje sie do elektrostatycznego osadzania sa¬ mego tylko czynnika suszacego /po wczesniejszym pomalowaniu podloza/, wystarczy nacisnac meohanizm spustowy 27* Jesli natomiast wymagane jest jednoczesne nanoszenie powloki i jej suszenie do pistoletu 20, którego dzialanie reguluje mechanizm spustowy 27, dostarcza sie jednoczesnie farbe przewodem 23, katalizator w fazie parowej przewodem 12 i ladunek ele¬ ktrostatyczny przewodem 2k* Gdy spust 27 Jest nacisniety, farba z tulei i katalizator zk ikk 882 oslony wzmacniajacej 25 ea jednoczesnie ladowane elektrostatycznie* Zarówno przeplyw far¬ by jak i przeplyw i stezenie katalizatora mozna regulowac tak9 aby osiagnac pozadany sto¬ sunek we wspólosadzeniu farby i katalizatora. Gdy ozynnik suszacy w fazie parowej jest do- starozany z urzadzenia przedstawionego na fig* 1 gietkim przewodem 12 do urzadzenia przed¬ stawionego na fig* 2, tak polaczone urzadzenia dzialaja Jako jedno urzadzenie* Sposób, w którym katalizator naladowany elektrostatycznie jest nakladany na wczesniej pomalowane podloze lub w którym prowadzi sie wspólosadzanie naladowanych elektrostatycznie katalizatora 1 farby /na podloze/, daje w rezultacie znaczne przyspieszenie usleoiowania warstwy farby, skracajac znacznie czas jej sohnieoia* Sposób, w jaki prowadzi sie osadza¬ nie lub wspólosadzanie na wszystkich powierzchniach jest wyjasniony na fig* 2, przedsta¬ wiajacej rozbiezne drogi czynnika suszacego i nosnika po opuszczeniu przez nie urzadzenia* Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasniony w nastepujacych przykladach* V przy¬ kladach tych Jako material powlokowy stosuje sie farbe, stanowiaoa preparat dwuskladnikowy opisany poprzednio* Stosowane sa trzy podstawowe typy pistoletów elektrostatycznych, które oznaczono tu odpowiednio jako typu I, 11 i 111* Pistolet typu 1 powoduje elektrostatyczne osadzanie farby za pomoca wirujaoego dysku, który rozpyla w polu elektrostatycznym, wytworzonym na koncówce wlókna przewodu umieszczonego tara w tym celu /tak naladowana farba jest dostarcza¬ na do malowanego podloza/. Pistolet typu II wytwarza pole elektrostatyczne za pomoca wlókna stanowlaoego elektrode, umieszczonego na koncu tulei, przez która dostarczana jest farba do naladowania ladunkiem elektrostatycznym /farbe dostarcza sie do tulei i przesyla przez tuleje za pomoca powietrza/* Pistolet typu 111 pracuje w zasadzie w ten sam spospb, 00 pistolet typu II jednak farba naladowana elektrostatycznie dostarczana Jest do tulei hy¬ draulicznie* Skróty nazw chemicznych stosowane w przykladach objasnione ea powyzej* Przyklad I* Plyte z metalu, nalezycie wypiaskowana, powleka sie na obydwu powierzchniach farba /opisana powyzej/, stosujac elektrostatyczny pistolet reczny /typ I/, a po uplywie 2 minut nanosi sie katalizator w fazie gazowej, stosujac pistolet elektrosta¬ tyczny /typ 1X1/, przy czym do pistoletu nie dostarcza sie farby, a tylko wytwarza sie la¬ dunek* Pistolet umieszoza sie naprzeciwko plyty, tak aby naladowane pole przecinal stru¬ mien katalizatora* Przeplyw katalizatora w fazie gazowej i pole elektrostatyczne z pisto¬ letu typu 1X1 odbywa sie w sposób ciagly w ciagu okolo 2 minut, po czym przerywa sie do¬ plyw zarówno katalizatora jak i ladunku elektrostatycznego* Po uplywie dalszych 3 minut czasu stwierdza sie, ze otrzymano powloke wystarczajaco wysuszona* Uzyskano wiec przyspie¬ szenie w suszeniu powloki po obu stronach plyty* Przyklad XX* Dwumetyloetanoloamine w postaci pary przeprowadza sie z urza¬ dzenia przedstawionego na fig* 1 gietkim przewodem 12 do przedstawionej na fig* 2 plasti¬ kowej oslony 25 dookola tulei 22 /jest to pistolet typu 11/* Malowane plyty przygotowano w sposób opisany w przykladzie I poddaje sie dzialaniu strumienia katalizatora w fazie gazowej z pistoletu, jak to pokazano na fig* 2* Kataliza¬ tor w fazie gazowej nanosi sie w ciagu okolo 60 sekund po procesie malowania* Strumien katalizatora utrzymuje sie w ciagu okolo 2 minut, po czym przerywa sie przeplyw kataliza¬ tora, a plyte wystawia sie przez okolo 6 minut na dzialanie lekko wirujacego powietrza* Po tym okresie utwardzania stwierdzono, ze suszenie namalowanej powloki zostalo znacznie przyspieszone na obydwu stronach plyty* Przyklad XII* Pistolet do nanoszenia, opisany w przykladzie II i przedsta¬ wiony na fig* 2, zaklada sie i laczy z urzadzeniem przedstawionym na fig* 1. Farba /opisa¬ na powyzej/, przechodzi przez pistolet i równoczesnie wprowadza sie katalizator w fazie gazowej* Odpowiednio wypiaskowane plyty maluje sie równoczesnie, nakladajac farbe i kata¬ lizator* V tych warunkach malowane plyty wykazuja równie szybkie uzyskanie stanu suchosoi* Przyklad XV. Postepuje sie w sposób analogiczny Jak w przykladzie III z tym, ze jako katalizator w fazie gazowej stosuje sie PMT /wszystkie parametry poza tym takieikk 882 5 samo/- Otrzymany stopien przyspieszenia suszenia Jest wyzszy niz przy stosowaniu DMEA.Przyklad V. V tym przykladzie jako katalizator w fazie gazowej stosuje sio czteroetylek olowiu* Wszystkie inne parametry sa takie same Jak w przykladzie III. Uzysku¬ je sie wyraznie zaznaczone przyspieszenie procesu sieciowania farby.Powyzszy opis i przyklady maja na celu Jedynie ilustracje wynalazku, a nie Jego ogra¬ niczenie.Zastrzelenia patentowe 1* Sposób suszenia powlok9 nanoszonych na podloze, znamienny tym, ze czynnik suszacy przeprowadza sie w stan pary, po czym kieruje sie go za pomoca pola elektro¬ statycznego na podloze lacznie z materialem powlokowym, albo po uprzednim pokryciu podloza materialem powlokowym. 2, Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material powlokowy sto¬ suje sie substancje jedno - lub dwuskladnikowe, zawierajace wolne grupy izooyjanianowe. 3# Sposób wedlug zastrz* 1,znamienny tym, ze jako czynnik suszacy stosu¬ je sie amoniak, amine, katalizator metaloorganiczny lub ich mieszanine* k. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako ozynnik suszacy stosu¬ je sie aminoalkohol* 5* Sposób wedlug zastrz* 1,znamienny tym, ze ozynnik suszacy przeprowa¬ dza sie w stan pary poprzez kontrolowane Jego rozpylanie* 6. Urzadzenie do suszenia powlok, nanoszonych na podloze, znamienne tym, ze zawiera dysze /5/ do przeprowadzenia oieklego czynnika suszacego w stan pary i przyrzad /20/ do kierowania naladowanego elektrostatycznie materialu powlokowego na przeznaczone do powlekania podloza, ewentualnie do jednoczesnego kierowania naladowanego elektrostatycznie czynnika suszacego, w stanie pary, na podloze, przy ozym przyrzad /20/ ma usytuowane kon¬ centrycznie wzgledem siebie elementy /22/, /25/«ti* 832 FiG. 1 FiG. 2 Pracownia PofigrtficznaUPPRL.N.lcl-llOOep.Cena 220 zl PL PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzelenia patentowe 1* Sposób suszenia powlok9 nanoszonych na podloze, znamienny tym, ze czynnik suszacy przeprowadza sie w stan pary, po czym kieruje sie go za pomoca pola elektro¬ statycznego na podloze lacznie z materialem powlokowym, albo po uprzednim pokryciu podloza materialem powlokowym. 2, Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material powlokowy sto¬ suje sie substancje jedno - lub dwuskladnikowe, zawierajace wolne grupy izooyjanianowe. 3# Sposób wedlug zastrz* 1,znamienny tym, ze jako czynnik suszacy stosu¬ je sie amoniak, amine, katalizator metaloorganiczny lub ich mieszanine* k. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako ozynnik suszacy stosu¬ je sie aminoalkohol* 5* Sposób wedlug zastrz* 1,znamienny tym, ze ozynnik suszacy przeprowa¬ dza sie w stan pary poprzez kontrolowane Jego rozpylanie* 6. Urzadzenie do suszenia powlok, nanoszonych na podloze, znamienne tym, ze zawiera dysze /5/ do przeprowadzenia oieklego czynnika suszacego w stan pary i przyrzad /20/ do kierowania naladowanego elektrostatycznie materialu powlokowego na przeznaczone do powlekania podloza, ewentualnie do jednoczesnego kierowania naladowanego elektrostatycznie czynnika suszacego, w stanie pary, na podloze, przy ozym przyrzad /20/ ma usytuowane kon¬ centrycznie wzgledem siebie elementy /22/, /25/«ti* 832 FiG. 1 FiG.

2. Pracownia PofigrtficznaUPPRL.N.lcl-llOOep. Cena 220 zl PL PL PL PL PL PL