СПОСОБ ЛАЗЕРНОГО ОТДЕЛЕНИЯ РЕЗИНОВЫХ И ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ
METHOD FOR LASER SEPARATION OF RUBBER AND POLYMER COATINGS

Изобретение относится к технологии демонтажа резиновых и полимерных покрытий, приклеенных к поверхности различных конструкций.
Известен способ демонтажа изоляционных резиновых покрытий с корпуса судна с помощью механического инструмента [1]. В данном способе удаление покрытия с поверхности корпуса судна производится с помощью вращающегося устройства, снабженного зачистным инструментом.
Недостатками данного способа являются большая трудоемкость и разрушение самого покрытия.
Известен способ демонтажа изоляционных покрытий, приклеенных к поверхности металлических конструкций, с помощью высокочастотного термического воздействия на клеевой слой между покрытием и поверхностью металла. В этом способе изоляционное покрытие и клеевой слой нагреваются в электрическом поле высокой частоты между пластинами конденсатора. Одной из пластин конденсатора служит сам металлический корпус корабля, другая пластина прикладывается к наружной поверхности покрытия.
Недостатком данного способа является малая эффективность вследствие потерь энергии в самом покрытии и интенсивного отвода тепла от клеевого слоя в ненагреваемый металл корпуса. Причем отслоение покрытия происходит по его границе с клеевым слоем, а сам клеевой слой остается на поверхности металла, что требует его дополнительного удаления, например механическим способом. Другими недостатками способа являются термическое разрушение и потеря самого изоляционного покрытия, а также сопровождающее это разрушение интенсивное выделение вредных веществ.
Известен также способ, являющийся прототипом изобретения, индукционного нагрева поверхности металла, на которую нанесен клеевой слой, а на него в свою очередь резиновое покрытие [2]. Нагрев в высокочастотном магнитном поле осуществляется с помощью индуктора, размещенного со стороны покрытия. Использование в качестве источника энергии высокочастотного магнитного поля индуктора вместо высокочастотного электрического поля конденсатора позволяет обеспечить нагрев тонкого приграничного слоя металла под покрытием, не нагревая и, соответственно, не разрушая самого покрытия. От поверхности металла нагревается клеевой слой между покрытием и корпусом. При этом отслоение покрытия происходит по границе клеевого слоя с металлом, сам клеевой слой остается на покрытии и удаляется вместе с ним, а поверхность металла остается чистой. Недостатком данного способа является высокое энергопотребление, из-за нагрева большого участка металлоконструкции, и возможное воздействие высокочастотного магнитного поля на обслуживающий персонал.
В настоящем изобретении предложен иной способ демонтажа резиновых покрытий на клеевой основе. Результатом изобретения является уменьшение трудоемкости, энергозатрат и повышение производительности демонтажа резиновых покрытий. Известно, что адгезионная прочность эпоксикаучуковых клеев к материалу, например к стали, уменьшается пропорционально температуре [3]. Предлагаемый способ основан на локальном лазерном термическом воздействии непосредственно на зону клеевого слоя, затрагивая только узкие, приклеевые области резины и поверхности металла. При подборе оптимальной интенсивности излучения температура в зоне падения луча поднимается до значения ~60÷150°C, при котором происходит резкая потеря прочности клеевого слоя. На Фиг. представлена принципиальная схема действия данного способа. При проведении подготовительных работ производится механическое крепление края листа резины, достаточного для обеспечения минимальной силы натяжения F, в зависимости от толщины и упругости материала покрытия. Затем лазерным лучом со скоростью v, обеспечивающей необходимый нагрев, производится сканирование клеевого слоя в зоне контакта резины и металлической поверхности. Прочность клеевого слоя падает почти на порядок, что позволяет удалить резиновый слой с поверхности металла, используя приложенную силу натяжения F. При необходимости лазерный луч может быть сфокусирован в размер, соответствующий толщине клеевого слоя. В качестве источника излучения могут использоваться лазеры с излучением в инфракрасном спектральном диапазоне.
Основным преимуществом представленного способа является энергоэффективный и быстрый локальный разогрев зоны клеевого слоя. Данное обстоятельство позволяет вести сканирование лазерным лучом клеевой зоны с высокой производительностью без сжигания резины. Описанный способ является безопасным для персонала.
Список использованных источников
1. Заявка Великобритании №2237186, кл. В63В 59/06.
2. Заявка №2107641, кл. В63В 59/06.
3. В.И. Веттегрень, А.Я. Башкарев, В.А. Сытов. Температурная зависимость прочности адгезионной связи эпоксикаучуковых клеев со сталями. Письма в ЖТФ, 2004, том 30, вып. 3, стр. 31.