способ нанесения покрытий поливом

Формула изобретения

1. Способ нанесения поливом на основу (12) покрытия (18) с желаемой плотностью сухого покрытия (Рсух) и толщиной (t _w), вариации которой по ширине (w) покрытия составляют менее 2% от заданной конечной толщины (t ) однородного покрытия, отличающийся тем, что осуществляют подачу основы (12) со скоростью (U) движения основы в направлении (D) движения основы через область соприкосновения (14) завесы с основой, формируют свободно падающую завесу (16), состоящую из жидкого состава покрытия, имеющего плотность ( ), при этом завеса характеризуется шириной (w) и величиной массового расхода ( ·Q) материала завесы на единицу ширины, осуществляют полив основы (12) свободно падающей завесой (16), которая соприкасается с основой в области соприкосновения (14) при скорости падения (V), имеющей перпендикулярную составляющую (V ), направленную перпендикулярно вектору скорости основы (U) под углом падения ( ), который представляет собой угол между вектором силы гравитации и вектором, направленным по касательной к поверхности основы (12) в области соприкосновения, или параллельным этой поверхности, и направление которого совпадает с направлением движения основы, причем жидкий состав покрытия в области соприкосновения обладает вязкостью ( ), при этом скорость (U) движения основы превышает 700 м/мин, величина угла падения ( ) находится между 80° и 40°, отношение сил, или число Рейнольдса (Re), представляющее собой отношение величины массового расхода на единицу ширины ( ·Q) к вязкости ( ), составляет больше 5,25, а отношение (SP) скорости (U) движения основы к перпендикулярной составляющей (V ) находится в диапазоне от 7 до 12.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость (U) движения основы находится в диапазоне от 700 до 800 м/мин, число Рейнольдса (Re) меньше 6, а отношение скоростей (SP) находится в диапазоне от 7,5 до 9,5.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость (U) движения основы находится в диапазоне от 800 до 1000 м/мин, число Рейнольдса (Re) находится в диапазоне в основном от 6 до 7, а отношение скоростей (SP) находится в диапазоне от 8,0 до 12,0.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость (U) движения основы находится в диапазоне от 900 до 1000 м/мин, число Рейнольдса (Re) находится в диапазоне от 7 до 8, а отношение скоростей (SP) находится в диапазоне в основном от 9,5 до 12,0.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость (U) движения основы равна по меньшей мере 1000 м/мин, число Рейнольдса (Re) больше 8, а отношение скоростей (SP) находится в диапазоне от 10,0 до 12,0.

6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что перпендикулярная составляющая (V ) скорости падения (V), представляющая собой составляющую скорости падения, направленную перпендикулярно скорости движения основы (U), находится в диапазоне от 1,4 до 1,6 м/с.

7. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что параллельная составляющая (V_||) скорости падения (V), представляющая собой составляющую скорости падения, направленную параллельно скорости движения основы (U), находится в диапазоне в основном от 0,7 до 1,0 м/с.

8. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что завеса (16) имеет ширину (w) и характеризуется отнесенным к единице ширины объемным расходом (Q), составляющим от 0,000189 до 0,00107 м³/(с·м).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что плотность ( ) жидкого состава покрытия находится в диапазоне от 900 до 1100 кг/м³, а вязкость ( ) жидкого состава покрытия находится в диапазоне от 0,040 до 0,160 Па·с.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что жидкий состав покрытия является составом адгезивного покрытия.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкий состав покрытия является составом адгезивного покрытия.

12. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что завеса (16) характеризуется шириной (w) и объемным расходом (Q), отнесенным к единичной длине, составляющим от 0,000024 до 0,000100 м³/(с·м).

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что плотность ( ) жидкого состава покрытия находится в диапазоне от 900 до 1100 кг/м³, и вязкость ( ) жидкого состава покрытия находится в диапазоне от 0,005 до 0,015 Па·с.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что жидкий состав покрытия является составом разделительного или антиадгезионного покрытия.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкий состав покрытия является составом разделительного или антиадгезионного покрытия.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию полива осуществляют с помощью конвейера (22/24), посредством которого перемещают основу (12) в направлении (D) движения основы через область соприкосновения (14), а стадию формирования завесы осуществляют через поливную головку (20), из которой жидкий состав покрытия подают в формируемую завесу (16).

17. Способ по п.16, отличающийся тем, чти конвейер имеет опорный валик (22), а область соприкосновения (14) сдвинута по направлению (D) движения основы по отношению к мгновенной верхней точке опорного валика 22.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что конвейер имеет два смещенных в вертикальном направлении перемещающих основу валика (24), которые создают наклон в направлении (D) движения основы, а область соприкосновения (14) расположена между валиками (24).

19. Способ по любому из пп.16-18, отличающийся тем, что поливная головка (20) снабжена выходным узлом (60) поливной головки, имеющим верхнюю поверхность (62), расположенную параллельно направляющей поверхности поливной головки (20), и переднюю поверхность (64), по которой жидкий состав покрытия стекает, формируя завесу (16), при этом передняя поверхность (64) ориентирована в целом перпендикулярно верхней поверхности (62).

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что на стадии формирования завесы также используют граничные направляющие (40) с нижними поверхностями (42), наклоненными вниз с углом наклона ( ), в основном равным углу, дополняющему угол падения ( ) до прямого угла.

21. Способ по любому из пп.16-18, отличающийся тем, что на стадии формирования завесы также используют граничные направляющие (40) с нижними поверхностями (42), наклоненными вниз с углом наклона ( ), в основном равным углу, дополняющему угол падения ( ) до прямого угла.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, как указано, относится, в целом, к способам нанесения покрытий поливом или наливом, а более конкретно, к способам, в которых на движущуюся основу свободно падает завеса жидкого состава при прохождении основы через область соприкосновения завесы с основой.

Определения

Плотность сухого покрытия (Рсух) - поверхностная плотность высохшего покрытия, нанесенного на основу, выражаемая как масса, отнесенная к единице площади (например, кг/м²).

Плотность ( ) - плотность жидкого состава, выраженная как масса, отнесенная к единице объема (например, кг/м³).

Заданная толщина покрытия (t ) - толщина (или глубина) правильно (равномерно) нанесенного жидкого состава, выраженная в единицах длины (например, мм).

Конечная толщина покрытия (t_w) - фактическая толщина жидкого покрытия в любой конкретной точке по ширине покрытия, выражаемая в единицах длины (например, мм).

Скорость основы (U) - скорость прохождения основы через область нанесения, выражаемая как расстояние, отнесенное к единице времени (например, м/мин).

Направление движения основы (D) - направление, в котором движется основа, проходя через область соприкосновения (не имеет размерности).

Скорость падения (V) - скорость материала завесы непосредственно перед соприкосновением с основой в области соприкосновения, выражаемая как отношение расстояния к промежутку времени (например, м/с).

Ускорение свободного падения (g) - константа, равная ускорению под действием силы гравитации, выражаемое как изменение скорости, отнесенное к единице времени (например, 9,81 м/с²).

Начальная скорость (V₀ ) - начальная скорость завесы в момент выхода состава из выходного узла поливной головки, выражаемая как расстояние, отнесенное к единице времени (например, м/с).

Угол падения ( ) - угол между вектором силы гравитации (то есть, вертикальным вектором) и вектором, направленным по касательной к поверхности основы в области соприкосновения, направление которого совпадает с направлением перемещения основы; угол выражается в угловых единицах (например, градусах).

Горизонтальная составляющая U_x - горизонтальная составляющая скорости основы (U), U_x=U·sin ), выражаемая как расстояние, отнесенное к единице времени (например, м/мин).

Вертикальная составляющая U _y - вертикальная составляющая скорости основы (U), U _y=U·cos , выражаемая как расстояние, отнесенное к единице времени (например, м/мин).

Параллельная составляющая скорости падения - составляющая скорости падения (V), направленная параллельно вектору скорости основы (U), то есть выражаемая как расстояние, отнесенное к единице времени (например, м/мин).

Ортогональная или перпендикулярная составляющая (V скорости падения - составляющая скорости падения (V), направленная перпендикулярно вектору скорости основы (U) (следовательно, V =V·sin ), выражаемая как расстояние, отнесенное к единице времени (например, м/мин).

Отношение скоростей (SP) - отношение скорости основы (U) к ортогональной составляющей (V ) скорости падения; является безразмерной величиной.

Ширина (w) - размер по ширине или поперечный размер завесы, выражаемый в единицах длины (например, м).

Высота (h) - вертикальный размер завесы от выхода завесы из поливной головки до области соприкосновения, выражаемый в единицах длины(например, м).

Объемный расход (Q) на единичную ширину - расход (в единицу времени) материала завесы, деленный на ширину (w) завесы; выражается как объем, отнесенный к единице времени и единице расстояния (например, кг/с·м).

Массовый расход ( ·Q) на единичную ширину - произведение объемного расхода (Q) на плотность ( ) жидкого состава, формирующего завесу; выражается как масса, отнесенная к единице времени и единице расстояния (например, кг/с·м).

Вязкость ( ) - вязкость жидкого состава в области соприкосновения при градиенте скорости сдвига (shear rate), равном 10000 1/с, выраженная как масса, отнесенная к единичной длине и единице времени (например, кг/м·с, или Па·с).

Отношение сил инерции к силам вязкости (force ratio) выражается числом Рейнольдса (Re), равным отношению величины ·Q массового расхода на единичную ширину завесы к величине вязкости ( ) жидкого состава; безразмерная величина.

Уровень техники

Способ нанесения покрытий поливом, в общих чертах, включает полив движущейся основы, на которую свободно падает завеса жидкого состава при движении основы через область соприкосновения завесы с основой. Заказчик обычно выбирает какую-либо основу (например, бумагу или термопластическую пленку), конкретный состав покрытия (например, состав для адгезивного или клейкого покрытия) и желательную плотность сухого покрытия (Рсух). Выбранный состав будет характеризоваться плотностью ( ), содержанием сухих веществ (%) и вязкостью ( ). Например, состав адгезивного покрытия может иметь плотность ( ) от примерно 900 кг/м³ до примерно 1100 кг/м ³ и вязкость ( ) от примерно 0.040 Па·с до примерно 0,160 Па·с. Если жидкий состав нанесен правильно, то покрытие будет иметь заданную равномерную толщину (t ), равную плотности сухого покрытия (Рсух), деленной на процентное содержание сухих веществ (%) и плотность ( ) жидкого состава покрытия.

Основа движется через область соприкосновения с некоторой скоростью - скоростью основы (U), а завеса входит в соприкосновение с основой при скорости падения (V). Скорость основы регулируется конвейером или транспортером, который обычно позволяет установить скорость основы, по крайней мере, от примерно 300 м/мин до примерно 1000 м/мин. Скорость падения (V) обусловлена ускорением свободного падения (g) и может быть рассчитана по начальной скорости завесы (V₀) (при ее отделении от поливной головки) и по высоте (h) выходного узла поливной головки, измеренной от области соприкосновения, а именно V=V₀+(2gh)^1/2. Например, если завеса имеет высоту (h), примерно равную 15 см, и начальную скорость (V₀), примерно равную нулю, то скорость падения (V) будет равна примерно 1,72 м/с.

Завеса характеризуется некоторым объемным расходом (Q) на единицу ширины в области соприкосновения. Объемный расход (Q) на единицу ширины должен равняться произведению скорости основы (U) на заданную равномерную толщину (t ). Как было отмечено выше, заказчик определяет конкретный состав (и, следовательно, определенную плотность ( ) и определенное процентное содержание (%) сухих веществ), а также желательную плотность сухого покрытия (Рсух), и, таким образом, определяет, по существу, заданную равномерную толщину (t ) покрытия. Следовательно, для данного состава и данной плотности сухого покрытия (Рсух) снижение объемного расхода (Q) приводит к соответствующему снижению скорости основы (U).

Реологические свойства завесы в области соприкосновения могут быть выражены в терминах соотношения между ее инерциальными свойствами (определяемыми величиной ·Q) и ее вязкостью ( ); такое соотношение выражается числом Рейнольдса (Re). Таким образом, для конкретного указанного заказчиком состава покрытия число Рейнольдса (Re) может быть увеличено или уменьшено путем соответственно увеличения или уменьшения объемного расхода (Q).

Способ нанесения покрытий поливом может обеспечивать качественное покрытие только при правильном взаимоотношении параметров, характеризующих процесс полива; эти параметры включают скорость основы (U), скорость падения (V) и число Рейнольдса. Если способ нанесения покрытия реализован правильно, то на протяжении многих тысяч метров на основу будет наноситься покрытие, имеющее заданные характеристики консистенции и точные геометрические параметры. В частности, например, толщина покрытия (t_w) будет варьироваться по ширине (w) покрытия очень незначительно (например, менее чем на 2%, менее чем на 1,5%, менее чем на 1,0% и/или менее чем 0,5%) по отношению к заданной равномерной толщине покрытия (t ).

Применявшаяся до сих пор технология нанесения покрытия способом полива не дает удовлетворительных результатов при относительно высоких значениях числа Рейнольдса (например, больших 5,25). Эта проблема решается или, точнее, обходится путем уменьшения объемного расхода (Q), чтобы сократить число Рейнольдса (Re). Как отмечено выше, при заданной заказчиком плотности сухого покрытия (Рсух) относительно малое значение объемного расхода (Q) требует, чтобы скорость основы (U) была относительно мала.

Скорость основы (U) выражает итоговую производительность процесса нанесения покрытия поливом. Чем выше скорость основы (U), тем более эффективна технология. Следовательно, с экономической точки зрения высокая скорость основы (U) предпочтительна, так как она в наибольшей мере обеспечивает производительность процесса и эффективность капиталовложений в оборудование для нанесения покрытий поливом. Однако отсутствие удовлетворительного решения проблемы для высоких значений числа Рейнольдса (Re) привело к тому, что в промышленности величины объемного расхода (Q) - и, следовательно, значения скорости основы (U) - остаются относительно низкими.

Раскрытие изобретения

Данное изобретение предлагает способ, позволяющий успешно решить проблему нанесения на основу качественного покрытия методом полива при высоких значениях числа Рейнольдса (Re) падающей завесы. Следовательно, применение данного изобретения дает возможность достичь высоких значений объемного расхода (Q), и, таким образом, получить высокое значение скорости основы (U), следовательно, наилучшим образом обеспечивает производительность и эффективность капиталовложений в оборудование для нанесения покрытий поливом.

Настоящее изобретение, более конкретно, предлагает способ нанесения покрытия поливом с целью формирования на основе покрытия с желательной плотностью сухого покрытия (Рсух). Способ включает операцию подачи основы в направлении (D) движения основы через область соприкосновения и операцию полива основы свободно падающей жидкой завесой, наносимой на основу в области соприкосновения завесы и основы. Высокое значение числа Рейнольдса для завесы в области соприкосновения отражает относительно высокую инерцию завесы и/или относительно низкую вязкость ее материала. В частности, возможны значения числа Рейнольдса (Re), превосходящие примерно 5,25, превосходящие примерно 5,5, превосходящие примерно 6,0, превосходящие примерно 6,5, превосходящие примерно 7,0, превосходящие примерно 7,5 и/или превосходящие примерно 8,0.

Завеса падает на основу под углом падения ( ), меньшим 90°. Например, значения угла падения ( ) могут быть примерно 70° до 50°, в диапазоне примерно от 65° до 55°, не превосходить примерно 65°, не превосходить примерно 60° и/или не превосходить примерно 55°. Если основа при движении поддерживается опорным валиком, то операция полива для заданного направления, при котором материал завесы будет попадать на основу, может быть выполнена в области соприкосновения, смещенной по отношению к мгновенной верхней точке опорного валика. Если основа подается с одного валика на другой, то заданное направление полива может быть получено применением валиков, находящихся на разной высоте.

Основа проходит через область соприкосновения со скоростью основы (U), а завеса падает на основу со скоростью падения (V). Так как величина угла падения ( ) менее 90°, скорость основы (U) имеет ненулевые горизонтальную составляющую (U_x) и вертикальную составляющую (U _y). Кроме того, скорость падения (V) может быть разложена на ортогональную составляющую перпендикулярную вектору скорости основы (U), и параллельную составляющую которая параллельна вектору скорости основы (U).

Настоящее изобретение подразумевает, что встречающееся на практике для данного типа процессов отношение скоростей (SP) должно быть равно отношению скорости основы (U) к ортогональной составляющей скорости падения. Это отношение скоростей (SP) корректно выражает сдвиг скорости в области соприкосновения, так как параллельная составляющая скорости падения не требует никакого сдвига скорости и/или так как только ортогональная составляющая скорости падения (V ) требует сдвига скорости.

Данное изобретение имеет в виду также, что вертикальная составляющая (U_y) скорости основы (U) имеет большое значение, так как этой составляющей обусловлен направленный вниз импульс жидкого состава в момент его соприкосновения с основой. Такой "удар" при соприкосновении завес с основой, как предполагается, предотвращает формирование в области соприкосновения наплыва, состоящего из жидкого материала завесы, и/или "захват" этим материалом воздуха, - то есть явлений, которые обычно происходят при высоких значениях числа Рейнольдса. Для способа нанесения покрытия, соответствующего данному изобретению, отношение скоростей (SP) предполагается превосходящим примерно 7,0 и меньшим чем примерно 12,0. Более конкретно: когда число Рейнольдса (Re) меньше, чем примерно 6, отношение скоростей (SP) принимает значения между примерно 7,5 и примерно 9,5 (что соответствует значениям скорости основы (U) в диапазоне примерно от 700 м/мин до примерно 800 м/мин, если скорость падения (V) равна примерно 1,72 м/с). Когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне от примерно 6 до 7, отношение скоростей (SP) принимает значения в диапазоне от примерно 8,6 до примерно 11,9 (что соответствует значениям скорости основы (U) от примерно 800 м/мин до примерно 1000 м/мин, если скорость падения (V) равна примерно 1,72 м/с). Когда число Рейнольдса (Re) принимает значения между 7 и 8, отношение скоростей (SP) принимает значения примерно между 9,6 и примерно 11,9 (что соответствует скорости основы (U) примерно от 900 м/мин до 1000 м/мин, если скорость падения равна примерно 1,72 м/с). Когда число Рейнольдса (Re) больше 8, отношение скоростей (SP) больше 10 (что соответствует скорости основы (U), равной, по крайней мере, примерно 1000 м/мин, если скорость падения (V) равна примерно 1,72 м/с).

Для состава адгезивного покрытия (например, состава, имеющего плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и вязкость ( ) от примерно 0,040 Па·с до примерно 0,160 Па*с), объемный расход (Q) может иметь значения, превышающие 0,000900 м³/с·м. В частности, например, возможны значения объемного расхода (Q) примерно от 0,000189 м³/(с·м) до примерно 0,00107 м³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне между примерно 5,2 и примерно 6,0 и/или отношение скоростей (SP) принимает значения в диапазоне между примерно 7,5 и примерно 9,5); возможны значения объемного расхода (Q) примерно от 0,000218 м³/(с·м) до 0,00124 м³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне примерно между 6,0 и 7,0 и/или отношение скоростей (SP) принимает значения в диапазоне примерно между 8,6 и 11,9); возможны значения объемного расхода (Q) от примерно 0,000255 м³/(с·м) до примерно 0,00142 м³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне примерно между 7,0 и 8,0, и/или отношение скоростей (SP) принимает значения примерно от 9,6 до 11,9) и возможны значения объемного расхода (Q), достигающие 0,0147 м ³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) превышает примерно 8,0 и/или отношение скоростей (SP) принимает значения примерно от 10,7 до 11,9).

Для составов разделительных или антиадгезионных покрытий и для других составов, имеющих низкую вязкость (например, для составов, имеющих плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и практически нулевую вязкость ( ) - примерно от 0,005 Па·с до 0,015 Па·с), возможны значения объемного расхода (Q), превышающие 0,000090 м³ /с·м. В частности, возможны, например, значения объемного расхода (Q) примерно от 0,000024 м³/(с·м) до 0,000100 м³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне примерно от 5,2 до 6,0 и/или когда отношение скоростей (SP) принимает значения в диапазоне примерно от 7,5 до 9,5); возможны значения объемного расхода (Q) примерно от 0,000027 м³/(с·м) до 0,000117 м³ /(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне примерно от 6 до 7 и/или когда отношение скоростей (SP) принимает значения в диапазоне примерно от 8,6 до 11,9); возможны значения объемного расхода (Q) примерно от 0,000032 м³/(с·м) до 0,000133 м³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) принимает значения в диапазоне примерно от 7 до 8 и/или когда отношение скоростей (SP) принимает значения примерно между 9,6 и 11,9); и возможны значения объемного расхода (Q), превышающие примерно 0,000136 м³/(с·м) (когда число Рейнольдса (Re) превышает примерно 8 и/или когда отношение скоростей (SP) принимает значения в диапазоне примерно от 10,7 до 11,9).

Эти и другие особенности изобретения полностью описаны и подробно изложены в формуле изобретения. Следующее далее описание и чертежи детально обрисовывают некоторые воплощения изобретения, приведенные в качестве примеров, указывающих несколько различных путей применения принципов данного изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 и 2 - схемы, иллюстрирующие способ нанесения покрытия поливом; здесь угол падения ( ) примерно равен 90°.

Фиг.3 - схематическое изображение с большим увеличением изделия с качественным покрытием, нанесенным поливом.

Фиг.4 и 5 - схемы, на которых представлены вектор (U) скорости основы и вектор (V) скорости падения в области соприкосновения для двух вариантов нанесения покрытия поливом, представленных на фиг.1 и 2 соответственно.

Фиг.6 и 7 - схемы способа нанесения покрытия поливом, когда угол падения ( ) меньше, чем 90°.

Фиг.8 и 9 - схемы, на которых представлены вектор (U) скорости основы и вектор (V) скорости падения в области соприкосновения для двух вариантов нанесения покрытия поливом, представленных на фиг.6 и 7 соответственно.

Фиг.10 и 11 - схематический вид спереди краевых направляющих установки для нанесения покрытия поливом применительно к вариантам, показанным на фиг.1-2 и фиг.6-7 соответственно.

Фиг.12 - схема вакуумного узла, приспособленного к функционированию на установке для нанесения покрытия поливом, показанной на Фиг.6.

Фиг.13 и 14 - схематический вид сбоку выходного узла поливной головки установки для нанесения покрытия поливом, показанной на фиг.1-2 и фиг.6-7 соответственно.

Фиг.15 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями отношения скоростей (SP) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 90°.

Фиг.16 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями скорости основы (U) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 90°.

Фиг.17 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями отношения скоростей (SP) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 65°.

Фиг.18 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями скорости основы (U) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 65°.

Фиг.19 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями отношения скоростей (SP) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 60°.

Фиг.20 диаграмма, показывающая зависимость между значениями скорости основы (U) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 60°.

Фиг.21 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями отношения скоростей (SP) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 55°.

Фиг.22 - диаграмма, показывающая зависимость между значениями скорости основы (U) и значениями числа Рейнольдса (Re) для угла падения, равного 55°.

В конце описания также приведены таблицы.

Таблица 1 - совокупность необработанных данных, собранных в ходе операций нанесения покрытия поливом при различных скоростях (U) основы и углах падения ( ); данные упорядочены по номерам операций нанесения покрытия.

Таблица 2 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и значениях числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для тех операций, при которых угол падения ( ) был равен 90°; данные упорядочены по значениям отношения скоростей (SP).

Таблица 3 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для тех операций, при которых угол падения ( ) был равен 90°; данные упорядочены по значениям числа Рейнольдса (Re).

Таблица 4 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для операций, при которых угол падения ( ) был равен 65°; данные упорядочены по значениям отношения скоростей (SP).

Таблица 5 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для тех операций, при которых угол падения ( ) был равен 65°; данные упорядочены по значениям числа Рейнольдса (Re).

Таблица 6 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для операций, при которых угол падения ( ) был равен 60°; данные упорядочены по значениям отношения скоростей (SP).

Таблица 7 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для тех операций, при которых угол падения ( ) был равен 60°; данные упорядочены по значениям числа Рейнольдса (Re).

Таблица 8 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для операций, при которых угол падения ( ) был равен 55°; данные упорядочены по значениям отношения скоростей (SP).

Таблица 9 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для тех операций, при которых угол падения ( ) был равен 55°; данные упорядочены по значениям числа Рейнольдса (Re).

Таблица 10 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для операций, при которых угол падения ( ) был равен 90°, 65°, 60° или 55°; данные упорядочены по значениям отношения скоростей (SP).

Таблица 11 - набор данных о значениях отношения скоростей (SP) и числа Рейнольдса (Re) при операциях нанесения покрытия поливом для тех операций, при которых угол падения ( ) был равен 90°, 65°, 60° или 55°; данные упорядочены по значениям числа Рейнольдса (Re).

Осуществление изобретения

Установка 10, реализующая способ нанесения покрытий поливом, схематически представлена на чертежах. Обратимся сначала к фиг.1 и 2. Данный способ, в общих чертах, включает операцию подачи основы 12 в направлении (D) перемещения основы через область соприкосновения 14 и операцию полива основы 12 свободно падающей завесой 16, соприкасающейся с основой в области соприкосновения 14 под углом падения ( ), в результате чего на основе 12 формируется покрытие 18 с желательным значением плотности сухого покрытия (Рсух). Как ясно видно на фиг.3, если способ нанесения покрытия поливом успешно реализован, то на основу 12 будет нанесено покрытие 18, имеющее толщину (t_w), вариации которой по ширине (w) покрытия 18 не превосходят 2%, не превосходят 1,5%, не превосходят 1,0% и/или не превосходят 0,5% от заданной равномерной толщины слоя (t ).

Основа 12 проходит через область соприкосновения 14 со скоростью, равной скорости основы (U), а завеса 16 соприкасается с основой 12 при скорости, равной скорости падения (V). Скорость основы (U) регулируется конвейером, позволяющим обычно установить значение скорости основы (U), в пределах, по крайней мере, от примерно 300 м/мин до примерно 1000 м/мин. На фиг.1 показан конвейер, имеющий опорный валик 22, по которому качением перемещается основа 12, а на фиг.2 показан конвейер, имеющий два разнесенных по горизонтали валика 24, по которым и между которыми движется основа 22. Завеса 16 может быть сформирована жидким составом, поступающим из поливной головки 20; завеса 16 соприкасается с основой 12 при скорости, равной скорости падения (V). Если, например, завеса 16 имеет высоту (h), равную примерно 15 см, а начальная скорость (V₀) приблизительно равна нулю, то скорость падения (V) будет равна примерно 1,72 м/с.

Как будет ясно видно, если обратиться дополнительно к фиг.4 и 5 (где схематично изображены вектор скорости основы (U) и вектор скорости падения (V)), завеса 16 соприкасается с основой в области соприкосновения 14 под углом падения ( ). На фиг.4 (соответствующей фиг.1) угол падения ( ) - это угол между первой прямой, представляющей силу гравитации (то есть вертикальной прямой) и второй прямой, являющейся касательной к поверхности опорного валика 22 в мгновенной верхней точке опорного валика 22. На фиг.5 (соответствующей фиг.2) угол падения ( ) - это угол между первой прямой, представляющей силу гравитации (то есть вертикальной прямой) и второй прямой, параллельной траектории, определенной двумя валиками 24 конвейера. В обоих случаях вторая прямая горизонтальна и, следовательно, угол падения ( ) равен 90°.

При реализации способа нанесения покрытия поливом, показанной на фиг.1 и 2, отношение скоростей (SP), в пределах от примерно 3 до примерно 10, может обеспечивать качественное нанесение покрытия поливом. В частности, значения отношения скоростей (SP) от примерно 3 до примерно 4 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 2,91; 3,88; 4,85) оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) от примерно 1,0 до примерно 3,5. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) примерно от 300 м/мин до 500 м/мин. Для состава адгезивного покрытия (имеющего плотность ( ) в пределах от примерно 900 кг/м³ до примерно 1100 кг/м³ и вязкость ( ) в пределах от примерно 0,040 Па·с до примерно 0,160 Па·с) это соответствует значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,00004 м³/(с·м) до 0,0006 м ³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Значения отношения скоростей (SP) примерно от 4 до 5 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 3,88; 4,85; 5,81), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) от примерно 1,8 до примерно 4,2. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) от примерно 400 м/мин до примерно 600 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует значениям объемного расхода (Q) от примерно 0,000065 м³ /(с·м) до примерно 0,00075 м³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Значения отношения скоростей (SP) примерно от 5 до 6 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 4,85; 5,81 и 6,78), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,9 до 5,0. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) от примерно 500 м/мин до примерно 700 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует диапазону значений объемного расхода (Q) примерно от 0,00007 м³/(с·м) до 0,00089 м³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Значения отношения скоростей (SP) от примерно 6 до примерно 7 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 5,81; 6,78 и 7,75), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,1 до 5,2. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) примерно от 600 м/мин до 800 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует диапазону значений объемного расхода (Q) от примерно 0,000076 м³/(с·м) до примерно 0,00092 м³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Значения отношения скоростей (SP) от примерно 7 до примерно 8 (например, в диапазоне, содержащемся в пределах области, заданной значениями х-координаты, равными 6,78; 7,75; 8,72), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,3 до примерно 5,2. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) примерно от 700 м/мин до 900 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,00008 м³ /(с·м) до 0,00092 м³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Значения отношения скоростей (SP) от примерно 8 до примерно 9 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 7,75; 8,72; 9,69), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,7 до 5,2. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) от примерно 800 м/мин до примерно 900 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000098 м³/(с·м) до 0,00092 м³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Значения отношения скоростей (SP) от примерно 9 до примерно 10 (например, в диапазоне, содержащемся в пределах области, заданной значениями х-координаты, равными 8,72; 9,69), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) от примерно 3,0 до примерно 5,2. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует скорости основы (U) примерно от 900 м/мин до 1000 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует значениям объемного расхода (Q) от примерно 0,000109 м³/(с·м) до примерно 0,00092 м³/(с·м) (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Таким образом, при значениях отношения скоростей (SP), находящихся в пределах от примерно 3 до примерно 10, может быть выполнено качественное покрытие поливом, если угол падения ( ) равен примерно 90°. Однако значения отношения скоростей (SP) примерно от 3 до 10 не могут обеспечить качество покрытия при более высоких значениях числа Рейнольдса (Re), то есть при значениях числа Рейнольдса (Re), большем 5,25 (см. таблицы 2-3 и 10-11 и фиг.15-16).

Нанесение покрытия поливом давало неудовлетворительные результаты при высоких значениях числа Рейнольдса (Re), так как заметная часть жидкого состава образует динамический наплыв (heel), то есть поток материала из области 14 соприкосновения в направлении, противоположном направлению (D) движения основы; в некоторых случаях это приводит к захвату воздуха жидким материалом. Формирование такого наплыва приводит к развитию колебаний, вызывающих нарушение равномерности толщины покрытия, а нежелательный захват воздуха приводит к образованию областей, лишенных покрытия (например, в виде островков или полос чистого материала основы). Эти явления приводят к тому, что количество дефектов, накладывающихся друг на друга, оказывается недопустимо высоким, а вариации толщины (t_w) покрытия 18 по ширине (w) достигают и превышают 2% от желательной конечной равномерной толщины (t ) покрытия 18.

Ранее эта проблема обходилась путем уменьшения объемного расхода (Q) с тем, чтобы уменьшить значение числа Рейнольдса (Re), в результате чего уменьшалась скорость основы (U), что отрицательно влияло на производительность процесса покрытия поливом. Например, для состава адгезивного покрытия объемный расход (Q) ограничен величиной 0,00092 м ³/(с·м) даже при относительно низкой плотности ( ) состава (например, равной 900 кг/м³) и относительно высокой вязкости состава (например, 0,160 Па·с).

Для состава, имеющего низкую вязкость, например для разделительного или антиадгезионного покрытия (например, для состава, имеющего плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и вязкость ( ) от примерно 0,005 Па·с до примерно 0,015 Па·с), величина объемного расхода (Q), как считается, ограничена даже еще сильнее. В частности, например, значения отношения скоростей (SP) от примерно 3 до примерно 4 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,0 до 3,5 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000005 м³/(с·м) до 0,00006 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 4 до 5 и значения числа Рейнольдса (Re) от примерно 1,8 до примерно 4,2 соответствуют значениям объемного расхода (Q) от примерно 0,000008 м³/(с·м) до примерно 0,00007 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 5 до 6 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,9 до 5,0, соответствуют значениям объемного расхода (Q) от примерно 0,000008 м³/(с·м) до примерно 0,00007 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 5 до 6 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,9 до 5,0 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000009 м³/(с·м) до 0,00008 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 6 до 7 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,1 до 5,2 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000010 м³/(с·м) до 0,000087 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 7 до 8 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,3 до 5,2 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000010 м³/(с·м) до 0,000087 м³ /(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 8 до 9 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,7 до 5,2 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000012 м³(с·м) до 0,000087 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) от 9 до 10 и значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 3,0 до 5,2 соответствуют значениям объемного расхода (Q) от примерно 0,000014 м³/(с·м) до примерно 0,000087 м³/(с·м). Таким образом, для состава антиадгезионного покрытия объемный расход (Q) может быть ограничен величиной 0,000087 м³/(с·м), даже если состав имеет относительно низкую плотность ( ) (например, 900 кг/м³) и относительно высокую вязкость (например, 0,015 Па·с).

Обратимся теперь к фиг.6 и 7, где схематически показан способ нанесения покрытия, соответствующий настоящему изобретению. Установка 10 для нанесения покрытия поливом является той же установкой, описание которой (это относится и к ссылкам) приведено выше, - за исключением того, что угол падения ( ) теперь не равен 90°. Вместо этого величина угла падения ( ) меньше 90°, не превосходит примерно 65°, не превосходит примерно 60°, не превосходит примерно 55°, принимает значения в пределах от примерно 70° до примерно 50° и/или принимает значения между примерно 65° и примерно 55°. На фиг.6 область 14 соприкосновения смещена относительно мгновенной верхней точки опорного валика 22 в направлении (D) движения основы. На фиг.7 валики, перемещающие основу 24, смещены относительно друг друга в вертикальном направлении с целью создать наклон в направлении (D) перемещения основы.

Как можно ясно видеть, если дополнительно обратиться к фиг.8 и 9, вектор скорости падения (V) может рассматриваться как имеющий составляющую перпендикулярную вектору скорости основы (U), и составляющую параллельную вектору скорости основы (U). Ортогональная составляющая соответствует синусу угла падения (V_x=Vsin ), а параллельная составляющая - косинусу угла падения Аналогично, вектор скорости основы (U) может быть разложен на горизонтальную составляющую (U_x), соответствующую синусу угла падения (U_x=Usin ), и вертикальную составляющую (U_y), соответствующую косинусу угла падения (U_y=Ucos ).

Настоящее изобретение подразумевает, что наиболее информативная величина, а именно отношение скоростей (SP), является не просто отношением (U/V) скорости основы (U) к скорости падения (V). Более правильно взять в качестве нее отношение, корректным образом выражающее сдвиг скорости в области соприкосновения 14. В частности, параллельная составляющая скорости падения (V) не требует учитывать какой-либо сдвиг скорости в области соприкосновения 14. Аналогично, только ортогональная составляющая вектора скорости падения (V) требует учитывать сдвиг скорости в области соприкосновения 14. Соответственно, важной безразмерной величиной является отношение скоростей (SP), рассматриваемое как отношение скорости основы (U) к ортогональной составляющей скорости падения (V). Можно отметить, что когда угол падения ( ) был равен 90° (фиг.1 и 4; фиг.2 и 5; таблицы 2-3), ортогональная составляющая была равна скорости падения (V), а отношение скоростей (SP) сводилось к отношению скорости основы (U) к скорости падения (V).

Настоящее изобретение также подразумевает, что вертикальная составляющая (U_y) скорости основы (U) имеет большое значение в силу того, что этой составляющей обусловлен направленный вниз импульс, "толчок вниз", жидкого состава в момент соприкосновения завесы с основой. Если не ограничивать изложение формальной теорией, то можно сказать, что такой "толчок вниз" будет способствовать движению жидкого состава через область соприкосновения, не сопровождающемуся формированием (которое имело бы место без такого "толчка вниз") динамического наплыва и/или части потока, способной ввести в состав воздух. Можно отметить, что когда угол падения ( ) был равен 90°, вертикальная составляющая (U _y) скорости основы (U) была равна нулю, то есть падающей жидкости такой импульс не придавался.

Качественное покрытие способом полива может осуществляться при более высоких значениях числа Рейнольдса (Re), если угол падения ( ) меньше чем 90°. В сведенных в таблицы/диаграммы данных о воплощении изобретения этот угол равен примерно 65°, примерно 60° и/или примерно 55°. В частности, например, покрытие поливом выполнялось качественно даже тогда, когда число Рейнольдса (Re) превышало примерно 5,25, превышало примерно 5,50, превышало 6,00, превышало 6,50, превышало 7,00, превышало 7,50 и/или превышало 8,00 (см. таблицы 4, 6, 8, 10 и диаграммы на фиг.17, 19, 21).

В частности, значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 5,2 до 6,0 (например, в области, заданной значениями y-координаты, равными 5,220; 5,510; 5,766; 5,966; 6,198), могут сочетаться со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 7,5 до 9,5. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует значениям скорости основы (U) от примерно 700 м/мин до примерно 800 м/мин. Для состава адгезивного покрытия (например, состава, имеющего плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и вязкость ( ) примерно от 0,040 Па·с до 0,160 Па·с) это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000189 м³/(с·м) до 0,00107 м³/(с·м) (см. таблицы 4-5, 6-7, 8-9, 10-11 и диаграммы на фиг.17-18, 19-20 и 21-22).

Значения числа Рейнольдса (Re) от примерно 6 до 7 (например, в области, заданной значениями y-координаты, равными 5,966; 6,198; 6,590; 6,712; 6,887; 7,414) могут сочетаться со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 8,6 до 11,9. Для скорости падения, примерно равной 1,72 м/с, это соответствует значениям скорости основы примерно от 800 м/мин до 1000 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000218 м³/(с·м) до 0,00124 м³/(с·м) (см. таблицы 4-5, 6-7, 8-9, 10-11 и диаграммы на фиг.17-18, 19-20).

Значения числа Рейнольдса (Re) от примерно 7 до 8 (например, в области, заданной значениями y-координаты, равными 6,887; 7,414; 7,458; 8,238), могут сочетаться со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 9,6 до 11,9. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует значениям скорости основы (U) от примерно 900 м/мин до примерно 1000 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000255 м³/(с·м) до 0,00142 м³/(с·м) (см. таблицы 4-5, 6-7, 8-9, 10-11 и диаграммы на фиг.17-18, 19-20, 21-22).

Значения числа Рейнольдса (Re), превышающие 8 (например, в области, заданной значением y-координаты, равным 8,238), могут сочетаться со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 10,7 до 11,9. Для скорости падения (V), примерно равной 1,72 м/с, это соответствует значению скорости основы (U), примерно равному 1000 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует объемному расходу (Q), достигающему от 0,000255 м³/(с·м) до примерно 0,0147 м³/(с·м), если состав имеет относительно низкую плотность ( ), например 900 кг/м³, и относительно высокую вязкость, например 0,160 Па·с (см. таблицы 4-5, 6-7, 8-9, 10-11 и диаграммы на фиг.17-18, 19-20, 21-22).

Для составов малой вязкости, таких как составы антиадгезионных покрытий (например, составов, имеющих плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и вязкость ( ) примерно от 0,005 Па·с до 0,015 Па·с), как предполагается, будет возможно увеличение аналогичного расхода (Q) благодаря применению данного изобретения. В частности, значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 5,2 до 6,0 и значения отношения скоростей (SP) примерно от 7,5 до 9,5 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000024 м³/(с·м) до 0,000100 м³/(с·м). Значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 6 до 7 и значения отношения скоростей (SP) примерно от 8,6 до 11,9 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000027 м³/(с·м) до 0,000117 м ³/(с·м). Значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 7 до 8 и значения отношения скоростей (SP) примерно от 8,6 до 11,9 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000032 м³/(с·м) до 0,000133 м³/(с·м). Значения числа Рейнольдса (Re), большие 8, и значения отношения скоростей (SP) примерно от 10,7 до 11,9 соответствуют значениям объемного расхода (Q) примерно от 0,000036 м³/(с·м) до значений, превышающих 0,000136 м³/(с·м). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 7,5 до 8,0 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 7,48; 7,83; 8,28), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) до 5,9 (например, меньших примерно 6,0). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 8,0 и 9,0 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 7,83; 8,28; 8,55; 8,95; 9,46), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно до 6,8 (например, меньших примерно 7,0). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 9,0 и 10,5 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 8,95; 9,46; 9,62; 10,07; 10,65), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) до примерно 7,4 (например, меньших примерно 7,5). Значения отношения скоростей (SP) примерно от 10,5 и 12,0 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями х-координаты, равными 10,07; 10,65; 10,69; 11,19; 11,83), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно до 8,2 (например, меньших чем примерно 8,5) (см. таблицы 5, 7, 9, 11 и диаграммы на фиг.18, 20, 22).

При скоростях основы (U), имеющих горизонтальные составляющие (U_x) в диапазоне примерно от 600 м/мин до 900 м/мин, допустимы значения числа Рейнольдса (Re), превосходящие 5,25. В частности, значения горизонтальных составляющих (U_x) примерно от 600 м/мин до 700 м/мин (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной значениями х-координат, равными 573, 606, 634, 655, 693, 725), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) до примерно 6,6 (например, меньших 7,0). Значения горизонтальных составляющих (U_x) от примерно 700 м/мин до примерно 800 м/мин (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной значениями х-координат, равными 693, 725, 737, 779, 816), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) до примерно 7,4 (например, меньших 7,5). Значения горизонтальных составляющих (U_x) примерно от 800 м/мин до 900 м/мин (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной значениями х-координат, равными 779, 816, 866, 906), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) до примерно 8,2 (например, меньших 8,5).

При скоростях основы (U), имеющих значения вертикальных составляющих (U_y) примерно от 300 м/мин до 600 м/мин приемлемыми оказываются значения числа Рейнольдса (Re), превосходящие 5,25. В частности, значения вертикальных составляющих (U_y) примерно от 300 м/мин до 350 м/мин (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками с х-координатами, равными 296, 338, 350, 380), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) до примерно 6,6 (например, меньших примерно 7,0). Значения вертикальных составляющих (U_y) примерно от 350 м/мин до 400 м/мин (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками с х-координатами, равными 338, 350, 380, 400, 402), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно до 7,4 (например, примерно меньших 7,5). Значения вертикальных составляющих (U) примерно от 400 м/мин до 600 м/мин (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками с х-координатами, равными 380, 400, 402, 423, 450, 459, 500, 516, 574), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) по крайней мере примерно до 8,2 (например, примерно меньших 8,5).

При скоростях падения (V), имеющих значения ортогональных составляющих (V ) примерно от 1,4 м/с до 1,6 м/с (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками с х-координатами, равными 1,41; 1,49; 1,56) приемлемыми оказываются значения числа Рейнольдса (Re), превосходящие 5,25, - до значения по крайней мере 8,2.

При скоростях падения (V), имеющих значения параллельных составляющих (V_||) в диапазоне примерно от 0,7 м/с до 1,0 м/с (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками с х-координатами, равными 0,73; 0,86; 0,99), допустимы высокие значения числа Рейнольдса (Re), превосходящие 5,25, - до значения по крайней мере 8,2. Качественное покрытие, нанесенное поливом, формировалось при таких значениях вектора скорости падения (V_||, V ), при которых значения скорости основы (U) находились в диапазоне от примерно 700 м/мин до 1000 м/мин, при которых значения горизонтальной составляющей (U_x) скорости основы (U) находились в диапазоне примерно от 570 м/мин до 910 м/мин и при которых значения вертикальной составляющей (U _y) скорости основы (U) находились в диапазоне примерно от 300 м/мин до 600 м/мин.

Важно отметить, что при данных острых углах падения качественное покрытие, наносимое поливом, формировалось также и при более низких значениях числа Рейнольдса (Re). В частности, значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 1 до 2 (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками, имеющими y-координаты, равные 1,01; 1,34; 1,68 и 2,02) совместимы со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 3,2 до 6,4. Для скорости падения (V), равной примерно 1,72 м/с, это соответствует диапазону значений скорости основы (U) - примерно от 300 м/мин до 600 м/мин. Для состава адгезивного покрытия (например, состава, имеющего плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и вязкость ( ) примерно от 0,040 Па·с до 0,160 Па·с) это соответствует объемному расходу (Q) от примерно 0,000036 м³/(с·м) до примерно 0,000356 м³/(с·м). Для состава антиадгезионного покрытия (например, состава, имеющего плотность ( ) примерно от 900 кг/м³ до 1100 кг/м³ и вязкость ( ) примерно от 0,005 Па·с до 0,015 Па·с) это соответствует объемному расходу (Q) от примерно 0,000005 м³/(с·м) до 0,000033 м³/(с·м) (см. таблицы 4,6,8,10 и диаграммы на фиг.17, 19, 21).

Значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 2 и 3 (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками, имеющими y-координаты, равные 1,68; 2,02; 2,06; 2,24; 2,35; 2,47; 2,69; 2,76; 2,98; 3,02), совместимы со значениями отношения скоростей (SP), примерно от 3,2 до 9,6. Для скорости падения (V), равной примерно 1,72 м/с, это соответствует диапазону значений скорости основы (U) от примерно 300 м/мин до 900 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000073 м ³/(с·м) до 0,000533 м³/(с·м). Для состава антиадгезионного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) от примерно 0,000009 м³/(с·м) до 0,000050 м³/(с·м) (см. таблицы 4, 6, 8, 10 и диаграммы на фиг.17, 19, 21).

Значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 3 до 4 (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками, имеющими y-координаты, равные 2,98; 3,02; 3,29; 3,36; 3,44; 3,73; 4,12), совместимы со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 4,3 до 10,7. Для скорости падения (V), равной примерно 1,72 м/с, это соответствует диапазону значений скорости основы (U) примерно от 400 м/мин до 900 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000109 м³/(с·м) до 0,000711 м³/(с·м). Для состава антиадгезионного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000014 м³/(с·м) до 0,000067 м³/(с·м) (см. таблицы 4, 6, 8, 10 и диаграммы на фиг.17, 19, 21).

Значения числа Рейнольдса (Re) примерно от 4 до 5,20 (например, в диапазоне, содержащемся в области, определенной точками, имеющими y-координаты, равные 3,73; 4,12; 4,13; 4,47; 4,82; 4,95; 5,22; 5,51), совместимы со значениями отношения скоростей (SP) примерно от 5,3 до 7,5. Для скорости падения (V), равной примерно 1,72 м/с, это соответствует диапазону значений скорости основы (U) примерно от 500 м/мин до 700 м/мин. Для состава адгезивного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000145 м³/(с·м) до 0,000924 м³/(с·м). Для состава антиадгезионного покрытия это соответствует объемному расходу (Q) примерно от 0,000018 м³/(с·м) до 0,000087 м³/(с·м) (см. таблицы 4, 6, 8, 10 и диаграммы на фиг.17, 19, 21).

Дополнительно отметим, что значения отношения скоростей (SP), примерно от 3 до 4 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 3,21, 4,28), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,0 до 1,3. Значения отношения скоростей (SP) примерно от 4 и 5 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 3,21; 4,28; 5,35), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,3 до 1,3. Значения отношения скоростей (SP) примерно от 4 до 5 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 4,28; 5,35; 5,81; 6,42) оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 1,7 до 4,5. Значения отношения скоростей (SP) примерно от 6 до 7 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 5,35; 6,42; 7,48) оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) в диапазоне примерно от 2,0 до 5,0. Значения отношения скоростей (SP) примерно от 7 до 8 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 6,42; 7,48; 8,55), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,3 до 5,2. Значения отношения скоростей (SP) примерно от 8 до 9 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 7,48; 8,55; 9,62), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 2,7 до 5,2. Значения отношения скоростей (SP) примерно от 9 до 10 (например, в диапазоне, содержащемся в области, заданной значениями y-координаты, равными 8,55; 9,62; 10,69), оказываются приемлемыми при значениях числа Рейнольдса (Re) примерно от 3,0 до 5,2 (см. таблицы 5, 7, 9, 11 и диаграммы на фиг.18, 20, 22).

Так как в операциях полива для выбранных острых углов падения качественное покрытие формировалось и при более низких значениях числа Рейнольдса (Re), то, очевидно, что то же самое оборудование для нанесения покрытий поливом и/или та же самая установка могут применяться при широком изменении реологических свойств завесы. Другими словами, нет надобности модифицировать установку 10, чтобы настроить ее на режим работы с иным составом покрытия, коль скоро состав завесы 16 будет характеризоваться относительно низким (то есть меньшим чем 5,25) числом Рейнольдса (Re).

Могут потребоваться некоторые модификации установки 10, чтобы приспособить ее к операциям нанесения покрытия поливом при острых углах падения ( ). Например, если угол падения ( ) равен 90° (см. фиг.1 и 2), то краевые направляющие 40, имеющие приблизительно горизонтальный нижний край 42, будут наилучшим образом соответствовать области соприкосновения 14 (см. фиг.10). Но если угол падения ( ) меньше 90° (см. фиг.6 и 7), то краевые направляющие 40 с наклонным нижним краем 42 обеспечат наилучшее соответствие области соприкосновения 14 (см. фиг.11). Угол наклона нижнего края 40 может быть взят приблизительно равным углу, дополнительному (до 90°) к углу падения ( ) (например, =90°- ). Вакуумный узел 50 может быть установлен так, чтобы обеспечить возможность его вращения относительно рычага 52, что позволит поместить головку кожуха низкого давления 54 непосредственно перед (то есть против направления движения основы) областью соприкосновения 14 (см. фиг.12), и/или поддон для сбора неиспользованного состава завесы (не показан) может быть перемещен так, чтобы обеспечить достаточный зазор для краевых направляющих 40.

Могут потребоваться некоторые модификации установки 10, чтобы приспособить ее к выполнению операций при высоких значениях расхода материала, допускаемых данным изобретением. Например, выходной узел 60 поливной головки 20, возможно, потребуется модифицировать так, чтобы избежать возможного появления в завесе 16 баллистических (ballistic) и/или антибаллистических (antiballistic) траекторий. Выходной узел поливной головки 60 имеет верхнюю поверхность 62, которая размещена параллельно направляющей (slide) поливной головки 20, и переднюю поверхность 64, по которой жидкий состав покрытия стекает, формируя верхний край завесы 16. При низких значениях расхода состава передняя поверхность 64 наклонена внутрь относительно верхней поверхности 62 (фиг.14). При высоких значениях расхода передняя поверхность 64, возможно, должна быть сдвинута в наружном направлении так, чтобы оказаться приблизительно перпендикулярной верхней стороне 62 (фиг.13).

В данный момент можно дать изобретению следующую оценку: настоящее изобретение предлагает способ нанесения на основу качественного покрытия поливом, когда падающая завеса характеризуется высоким значением числа Рейнольдса (Re). Данное изобретение позволяет достичь высокого объемного расхода (Q), что позволяет придать основе высокую скорость (U) движения и, следовательно, в наибольшей мере обеспечить высокую производительность и эффективность капиталовложений в оборудование для нанесения покрытий поливом. Хотя описание изобретения было дано применительно к некоторым предпочтительным воплощениям, должно быть понятно, что очевидные и близкие по сложности варианты и модификации могут быть предложены другими квалифицированными в данной области специалистами после чтения и анализа данного технического описания. Данное изобретение охватывает все такие варианты и модификации и ограничено только областью, охватываемой следующей далее формулой изобретения.

Все опубликованные материалы предварительной заявки на патент (US Provisional Patent Applcation No.60/608, 213), на которой основывается установление приоритета настоящей заявки, представленной в РСТ, считаются отсылочно включенными данной ссылкой в настоящую Заявку.