УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА БУМАЖНОЕ ПОЛОТНО

Полезная модель относится к устройствам для нанесения покрытий на рулонные материалы и может быть использована, в частности, при производстве антиадгезионной силиконизированной бумаги.
Существует большое количество устройств для нанесения различных жидких сред на поверхность полотна рулонного материала с последующей термической обработкой нанесенного слоя, в том числе и для изготовления антиадгезионной бумаги с использованием силиконового каучука (см., например, СА 2282678, Lievre et al., 1998;
СА 2368296, Desne et al., 2000). Устройства содержат станцию приготовления композиции, валковые средства нанесения ее на бумажное полотно, а также средства для последующей термообработки.
Вместе с тем, широко распространенным является ракельный способ нанесения покрытий. Он позволяет наносить покрытия с контролируемой толщиной, успешно агрегатируется в технологический цикл окончательной тепловой обработки, но менее сложен, чем валковый. Устройство обычно содержит собственно ракельное устройство, тепловую камеру с транспортирующим устройством, намоточное и размоточное устройство, систему автоматического регулирования технологического процесса (см., например, US 4072775, James et al., 1978; RU 2048210 Cl, Авдеев и др., 1995; RU 2209689 Cl, Прохоров и др., 10.08.2003).
В аппарате для покрытия движущегося полотна ракель установлен под острым углом к направлению перемещения полотна и подпружинен в сторону тыльной опоры (DE 3931793, Eriksson, 1990), а в изобретении (US 4613526, Takashi et al., 1986), лезвие ракеля изогнуто в направлении перемещения и подпружинено, что дает возможность удерживать контакт с полотном.
Ракель по изобретению ЕР 0505020 Al, 1992 имеет упругую подвеску, обеспечивающую изгибные колебания лезвия в плоскости полотна. В изобретении US 6126750, Seiz, 2000 для нанесения вязкой среды или жидкости на бумажное полотно
использована совокупность распределительного вала и ракеля, лезвие которого выглаживает слой покрытия, так как оно выгнуто в направлении перемещения.
Основной проблемой ракельного нанесения покрытий является необходимость обеспечения устойчивого контакта ракеля с поверхностью бумажного полотна, что решается упругим креплением лезвий ракеля относительно держателя, а также введением подвижных валиков, размещаемых в теле лезвия (см., например, DE 10045515, Horst Sprengen GMBH, 2002; US 6579368, Kustermann et al, 2003), размещаемых на упругой подвеске. Однако эти конструкции сложны, требуют дополнительных средств регулирования и обслуживания.
Наиболее близким по совокупности признаков является устройство для нанесения покрытий на полотно, описанное в упомянутом выше изобретении DE 3931793, Eriksson, 1990. Устройство для нанесения покрытия содержит тыльную опору, ракельное устройство, взаимодействующее с опорой, лезвие которого установлено под острым углом к направлению перемещения полотна, и средство поддержания локальной ванны с наносимой средой. Поджатие лезвия ракеля к полотну осуществляется за счет его подпружинивания. Однако конструкция ракельного устройства достаточна сложна, а, кроме того, имеет ограниченный диапазон регулирования.
Задачей полезной модели является конструкция ракельного узла нанесения композиции на бумажное полотно, позволяющая обеспечить регулирование усилия поджатия в широких пределах, простая по конструктивному выполнению и удобная в обслуживании.
Технический результат, состоящий в упрощении конструкции и повышении качества покрытия, обеспечивается тем, что устройство для нанесения покрытия на бумажное полотно содержит тыльную опору, ракельное устройство, взаимодействующее с опорой, лезвие которого установлено под острым углом к направлению перемещения полотна, и средство поддержания локальной ванны с наносимой средой.
Тыльная опора по крайней мере в зоне взаимодействия с лезвием ракельного устройства, выполнена упругой и образована газонаполненной цилиндрической оболочкой, установленной в полости тыльной опоры. При этом усилие поджатия лезвия к полотну устанавливают величиной давления воздуха в оболочке, для чего последняя сообщена со средствами создания и регулирования давления газа, а локальная ванна ограничена лезвием ракельного устройства и бумажным полотном.
Устройство может характеризоваться тем, что тыльная опора снабжена гибкой прокладкой из антифрикционного материала, преимущественно из полиэтилентерефталата, а также тем, что лезвие установлено под углом 15-30° к плоскости, проходящей через линию контакта оболочки и лезвия, и вертикальную ось.
Устройство может характеризоваться и тем, что оболочка выполнена цилиндрической из полимерного материала, преимущественно поливинилхлорида.
Устройство может характеризоваться также и тем, что газонаполненная оболочка состоит из мембраны из упругого материала, присоединенной к открытой стенке герметичного металлического короба.
Существо полезной модели поясняется на фигурах, где:
на фиг.1 показана схема устройства с тыльной опорой в виде цилиндрической оболочки, на фиг.2 - то же, что на фиг.1, - в виде мембраны.
Устройство для нанесения покрытия на бумажное полотно содержит лезвие 10 ракеля в держателе 12, установленное под углом а. относительно нормали к тыльной опоре 13 (фиг.1, 2). Лезвие ракеля выполнено из традиционного для этих целей материала - пружинной стали, например, марок 65 Г, 60 С2А. Размеры лезвия: толщина 0,3-0,4 мм, ширина 40 мм, длина 1600 мм. Тыльная опора 13 выполнена упругой, для чего имеет ложемент 14, в котором установлена газонаполненная цилиндрическая оболочка 16 с упругой стенкой 18. Оболочка 16 снабжена средствами, обеспечивающими регулирование давления газа (на фиг.1 не показаны). Для достижения эффекта достаточно выполнение из упругого материала только той части оболочки, которая непосредственно примыкает к зоне нанесения покрытия. На фиг.2 показано такое решение: это может быть мембрана 17 из упругого материала, герметично присоединенная к открытой стенке металлического короба 19, который подсоединен к источнику газа (сжатого воздуха).
Цилиндрическая оболочка 16 (или мембрана 17) имеет защитную антифрикционную прокладку 20, преимущественно из пленки полиэтилентерефталата или другого подобного материала, по поверхности которой осуществляется перемещение бумажного полотна 22.
Цилиндрическую оболочку удобно выполнить из трубы диаметром 20-60 мм из поливинилхлорида или из другого материала с толщиной стенки не менее 1 мм. Эта оболочка в наддутом состоянии должна быть достаточно упругой, чтобы обеспечить заданное усилие прижатия лезвия ракеля к бумажному полотну. Труба может быть
подсоединена к источнику избыточного давления либо обоими торцами, либо только одним. В последнем случае на одном из торцевых уплотнений имеется штуцер для подсоединения сжатого воздуха. В настоящей заявке средства создания избыточного давления и регистрации его величины не рассматриваются ввиду их известности для специалистов.
Наклон лезвия 10 к плоскости, проходящей через ось 24 опоры 14, перпендикулярной основанию 26 устройства, и проходящей через линию контакта лезвия и опоры, составляет угол α=15-30°. Такой наклон обеспечивает устойчивость существования локальной ванны 28 из композиции, наносимой на поверхность бумажного полотна.
Устройство работает следующим образом.
2
Рулон бумаги устанавливают в средстве транспортирования бумажного полотна (на фигурах не показано), для обеспечения перемещения слева направо (показано стрелками) и проводят через лезвие 10 ракельного устройства. Лезвие 10 устанавливают под рекомендуемым углом α=15-30° и в полость, образованную лезвием 10 и бумажным полотном 22, от дозатора вводят подготовленную силиконовую композицию на основе полиорганосилоксанов или другую композицию, оговоренную технологическим процессом. Установлено, что для устойчивой работы достаточно ширины создающегося валика из силиконовой композиции в 20-30 мм. Далее, посредством цилиндрической оболочки 16, установленной в ложементе 14 тыльной опоры 13, регулируют поджатие лезвие 10 к бумажному полотну в диапазоне 0,2-0,5 кГ/см. Изменение степени внедрения бумажного полотна в тело упругой тыльной опоры осуществляется изменением избыточного давления воздуха в полости оболочки 16 или подмембранном пространстве металлического короба 19. В результате, при оптимальных скоростях перемещения бумажного полотна (в наших экспериментах от 10 м/мин (в начале процесса нанесения) до 60 м/мин (в конце изготовления каждого рулона), лезвие 10 по всей ширине рулона обеспечивает равномерное нанесение слоя 30 композиции, масса которого составляет около 2 г/м. Далее бумажное полотно 22 со слоем 30 подвергается кратковременному нагреву для полимеризации композиции в камере термической обработки. Камера имеет секции с кварцевыми галогенными лампами, температуру в которой (до 350°С) можно регулировать их периодическим включением.
К преимуществам данного устройства следует отнести высокую адгезию наносимой силиконовой пленки к поверхности бумаги вследствие возникновения в
месте контакта «гидравлического клина». Кроме того, жидкий «валик» из наносимой композиции в ванне 28 при перемещении бумажного полотна вращается (в направлении против часовой стрелки), что дает эффективное дополнительное перемешивание компонентов композиции и обеспечивает стабильную укрывистость бумажного полотна.