способ получения изображения полимерными порошковыми красками и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ получения изображения полимерными порошковыми красками, заключающийся в том, что краску наносят на воспринимающую поверхность в электростатическом поле, отличающийся тем, что под действием эжекции и электростатического поля, образованного разноименно заряженными воспринимающей поверхностью с красящим слоем и электродом, краску удаляют с той площадки воспринимающей поверхности, которая соответствует проекции трафарета на последнюю, с последующей термообработкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения изображения требуемого цвета на воспринимающую поверхность предварительно наносят полимерную порошковую краску заданного цвета в электростатическом поле с последующей термообработкой.

3. Устройство для формирования цветного изображения полимерными порошковыми красками, содержащее электрод и трафарет, отличающееся тем, что оно содержит компрессор, эжектор и емкость для сбора краски, при этом трафарет и электрод выполнены полыми, один из входов эжектора соединен с полостью трафарета через полый электрод, а другой с компрессором, причем выход эжектора соединен с емкостью для сбора краски.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технологии нанесения полимерных порошковых красок и композиций на их основе в электростатическом поле и предназначено для изготовления цветных надписей, информационно-указательных знаков, рисунков (далее изображения).

Известен способ печати с электростатическим переносом красочного слоя [1] заключающийся в том, что равномерный перенос красочного слоя, сформированного на заземленной печатной форме, на воспринимающую поверхность, в качестве которой используется бумажный лист, происходит при помощи ионов, источником которых является скользящий искровой разряд, образующийся при последовательном перемещении над бумажным листом электрода, подключенного к источнику переменного напряжения.

Данный способ может быть использован в полиграфической промышленности и не применим для получения изображений на металле, эксплуатирующихся в атмосферных условиях и при воздействии агрессивных сред.

Известен способ нанесения изобретений [2] включающий эмиссию монодисперсионных капель жидкого вещества, их формирование из растворяющей или транспортирующей жидкости и мелкодисперсионного порошка, электродинамически псевдосжижаемого. Изобретение относится к электрокаплеструйной технологии и может найти применение при печати, маркировки, получении топологического рисунка.

Данным способом невозможно выполнить цветные изображения больших размеров. Используемые материалы не предназначены для эксплуатации в атмосферных условиях и агрессивных средах. Предложен способ и устройство для переноса изображения на поверхности с полимерным покрытием [3] Поверхность из древесных материалов покрывают отверждаемым слоем полимера, который под воздействием тепла приводят в тесный контакт с переносящей средой, рисующей на себе цветной пигмент. Полимерный слой состоит из низкомолекулярных полимеров, которые после тесного контакта с переносящей средой сшиваются один с другим до отверждения слоя.

К недостаткам этого способа следует отнести сложности с формированием изображения на переносящей среде, а также изготовление оборудования, обеспечивающего тесный контакт между древесным материалом, из которого изготовлены изделия различной формы, отверждаемым слоем полимера и переносящей средой.

Известен способ электротрафаретной печати [4] заключающийся в нанесении красочного материала на запечатываемый материал в электростатическом поле через трафарет. А в качестве красящего материала используют суспензию окрашенных частиц в летучей жидкости. При этом трафарет устанавливают так, чтобы уровень суспензии не превышал плоскости расположения трафарета, а запечатываемый материала помещают в жидкость (экстракционный бензин), не смешивающуюся с жидкостью суспензии, и расположенную над ней.

К недостаткам этого способа относятся:

усложненность технологического процесса печати, обусловленная использованием суспензии окрашенных частиц и контроля за ее уровнем относительно плоскости расположения трафарета;

повышенная пожароопасность за счет использования экстракционного бензина;

недолговечность изображений, полученных данным красочным материалом, в атмосферных условиях.

Известно устройство для нанесения электропроводящих порошкообразных покрытий [6] содержащее листоподающий транспортер, заземленный транспортер, электрод-транспортер, зарядник, металлический цилиндр, наносящий порошок, дополнительные электроды, на которые подается одинаковый отрицательный потенциал.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Листоподающий транспортер подает оттиск на заземленный транспортер. Лист проводят через зону нанесения бронзового порошка. Порошок, попадая на оттиск, оседает на запечатанных участках. Частицы порошка, не осевшие на запечатанных участках, под действием электростатического поля попадают на электрод-транспортер и уносятся из зоны бронзирования в бункер для сбора краски. К недостаткам этого устройства относятся сложность конструкции, необходимость высокой точности изготовления механических узлов, например дукторного ножа и цилиндра; засоряемость транспортера-электрода и заземленного транспортера и как следствие всего устройства бронзовым порошком, что ведет к снижению качества получаемого изображения и дополнительным затратам на техническое обслуживание.

Для получения высококачественных покрытий используются полимерные порошковые краски. Краска наносится на поверхность материала путем распыления сжатым воздухом в электростатическом поле [7] Технология получения цветных изображений заключается в изображении и окраске отдельных фрагментов. Это ведет к большим трудозатратам, низкой производительности. При формировании цветных изображений путем нанесения порошковой краски распылением через трафарет или без него не удается получить резкообозначенных границ в формируемом изображении из-за наложения красок. Это ведет к потере четкости полученного изображения, снижению его качества.

Известно также устройство получения цветного изображения полимерными порошковыми красками, раскрывающее соответствующий способ, заключающийся в том, что краску наносят на воспринимающую поверхность в электростатическом поле [5] Указанный способ является ближайшим аналогом предложенного способа.

Наиболее близким к изобретению является устройство для формирования цветного изображения полимерными порошковыми красками, содержащее электрод и трафарет [5] К недостаткам указанного аналога можно отнести не совсем качественное формирование изображения.

Целью изобретения является повышение качества сформированного изображения за счет получения четко обозначенных его границ.

Заявляемый способ получения изображения заключается в следующем. Полимерную порошковую краску требуемого цвета наносят в электростатическом поле на воспринимающую поверхность. Затем краску удаляют с той ее площади, которая соответствует проекции трафарет на эту поверхность. Удаление краски производят под действием эжекции и электростатического поля, образованного разноименно заряженными воспринимающей поверхностью с красящим слоем и полным электродом. После этого производят термообработку. Для получения нужного цветного изображения на воспринимающую поверхность предварительно наносят полимерную порошковую краску требуемого цвета в электростатическом поле и проводят термообработку.

Предлагаемое устройство для получения изображения полимерными порошковыми красками содержит компрессор, емкость для сбора краски, эжектор, полый электрод, трафарет. Причет один из входов эжектора соединен с полым электродом и сообщается с внутренней полостью трафарета, другой его вход соединен с компрессором, а выход с емкостью для сбора краски. Сопоставительный анализ заявляемых технических решений с прототипами позволяет сделать выход о соответствии их критерию патентоспособности "новизна".

Экспериментально установлено, что при формировании изображения порошковая краска, находящаяся на воспринимающей поверхности под трафаретом, полностью удаляется при действии одного электростатического поля с повышенной разностью потенциалов. Однако при этом из-за возникшего неоднородного электростатического поля на границах трафарет воспринимающая поверхность получают изображение с различными границами. При малой разности потенциалов электростатического поля часть красящего слоя, находящегося под трафаретом, в том числе и на границах формируемого изображения, остается на воспринимающей поверхности. Для удаления оставшихся частиц им придают дополнительную энергию посредством эжекции. Благодаря воздействию электростатического поля и эжекции размытость границы полученного изображения составляет толщину не более 100-300 мк в зависимости от дисперсности краски. Т.о. при взаимодействии существенных признаков появляется новый технический результат, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображено устройство для получения изображения полимерными порошковыми красками.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Воспринимающая поверхность может быть выполнена из различных материалов, например из металла. Предварительно ее очищают от грязи, обезжиривают. Затем на нее наносят полимерную порошковую краску, например, марки ПЭП-1-64-89 в электростатическом поле с помощью известной установки окрашивания, к которой подведена магистраль сжатого воздуха, находящегося под давлением 0,4 МПа. На воспринимающую поверхность со слоем краски накладывают трафарет. Под действием электростатического поля с разностью потенциалов 2 ^oC 10 кВ и разряжения, создаваемого эжектором под трафаретом, слой краски переносится с воспринимающей поверхности на трафарет и далее через полый цилиндрический электрод, эжектор в емкость для сбора краски. При этом на воспринимающей поверхности формируется изображение, соответствующее проекции на нее трафарета с четко обозначенными границами. Затем воспринимающую поверхность со сформированным изображением подвергает термообработке при 120 200^oC в течение 15 30 мин.

Для получения цветного изображения на очищенную воспринимающую поверхность наносят полимерную порошковую краску требуемого цвета в электростатическом поле с помощью известной установки и подвергают термообработке при 120 200^oC в течение 15 20 мин. Затем на воспринимающую поверхность готовым полимерным покрытием под действием электростатического поля наносят новый слой краски заданного цвета и формируют изображение описанным выше способом.

Устройство для осуществления заявляемого способа содержит трафарет 1, полый электрод 2, эжектор 3, один из входов которого соединен с полым электродом 2 и сообщается с внутренней полостью трафарета 1. Другой вход эжектора 3 соединен с компрессором 4, а выход с емкостью 5 для сбора краски. Для очистки воздуха, выходящего из емкости 5, последняя соединена с фильтром 6. Полый электрод 2 и воспринимающая поверхность 7 с нанесенной полимерной порошковой краской 8 подключены к источнику высокого напряжения 9.

Устройство работает следующим образом.

На красящий слой 8 воспринимающей поверхности 7 накладывается трафарет 1. Под действием разности потенциалов электростатического поля, образованного полым электродом 2 и воспринимающей поверхности 7, и разряжения, создаваемого путем подачи сжатого воздуха компрессоров 4 через эжектор 3, с воспринимающей поверхности 7 удаляется слой краски 8, находящийся под трафаретом 1. Затем через полый электрод 2 и эжектор 3 краска струей воздуха переносится в емкость 5. В емкости 5 краска осаждается, а очищенный фильтром 6 воздух поступает в атмосферу.