ПОКРЫТИЕ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ, А ТАКЖЕ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК B05D5/00 

Изобретение относится к покрытию, содержащему синтетическую пленку, которая образована на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала, и помещенную в матрицу полимерного материала добавку.

Изобретение относится далее к способу изготовления покрытия, при котором полимерный материал наносят на покрываемую поверхность и полимеризуют путем последующего воздействия энергией.

Изобретение относится далее к устройству с установкой для нанесения полимерного материала на покрываемую поверхность.

Изготовление композиционного материала, образованного из материала-основы и нанесенного на поверхность материала-основы родового покрытия, достаточно известно из уровня техники. Этим достигается разделение функций, причем покрытие выполняет контактные функции, а материал-основа - несущие функции. Свойства такого композиционного материала можно варьировать для данного случая применения за счет выбора материалов, причем форма, жесткость и прочность композиционного материала определяются материалом-основой, а поверхностные свойства - покрытием.

Распространенной практикой является изготовление синтетической пленки на основе полимерного материала, например реакто- или термопласта, причем в матрицу полимерного материала помещают дополнительные компоненты, что обеспечивает изменение поверхностных свойств. Так, например, из ЕР 0667931 В1 известен цилиндро-поршневой блок, у которого внутренняя поверхность цилиндра снабжена синтетическим слоем, содержащим, по меньшей мере, один компонент для улучшения сухих смазочных свойств. Далее из этой публикации известно, что в качестве пластика на покрываемую внутреннюю поверхность цилиндра наносят трехмерно сшивающую пыль или порошок реактопласта и, по меньшей мере, реактопласт затем сшивают за счет нагревания. К пыли или порошку реактопласта до нанесения на покрываемую внутреннюю поверхность цилиндра добавляют дополнительные компоненты в виде аддитивов, причем, по меньшей мере, один компонент улучшает сухие смазочные свойства внутренней поверхности цилиндра.

Недостатком известных композиционных материалов является, однако, то, что возможностей целенаправленного влияния на определяемые синтетической пленкой поверхностные свойства композиционного материала недостаточно, чтобы удовлетворить комплексные требования, предъявляемые к композиционному материалу.

Например, в процессе автоматического изготовления обязательной необходимостью является определение положения детали как в процессе изготовления, так и по его окончании, например для сборочных целей. Также имеется множество случаев, когда идентификация детали имеет принципиальное значение. Подобные случаи включают в себя проверку наличия детали или узлов в недоступных местах, например при сборке в автомобилестроении, аспекты техники безопасности, например защита от кражи, обнаружение движения и т.п.

Для позиционирования деталей из уровня техники известно использование герконовых элементов, размещаемых под поверхностью деталей. Уровнем техники являются, кроме того, измерение электрического сопротивления, которое изменяется в зависимости от положения детали, а также инкрементальный принцип, причем электромагнитный датчик в головке цилиндра бесконтактно ощупывает специальные структуры, находящиеся под поверхностным покрытием.

Для идентификации поверхностей деталей, которые еще будут покрыты или уже прошли процесс покрытия, из уровня техники известно использование штрихкодов, интегральных схем или колебательных контуров, размещаемых на идентифицируемой детали или на идентифицируемой поверхности детали.

Использование герконовых элементов, датчиков штрихкода и других электронных элементов связано, однако, с недостатками. Эти элементы приходится располагать за дополнительную операцию на соответствующей детали или под поверхностью детали для определения положения или для идентификации. К тому же герконовые элементы обеспечивают лишь одномерное определение положения, что является недостатком.

В целом, до сих пор в уровне техники отсутствуют подходящие для экономичного, но, тем не менее, высокоточного и промышленного производства способы выполнения соответствующих синтетических слоев и оптимизации синтетических слоев в отношении соответствующего назначения.

В основе настоящего изобретения лежит поэтому задача усовершенствования покрытия для материала-основы из синтетической пленки таким образом, чтобы определяемые синтетической пленкой поверхностные свойства можно было целенаправленно задавать и регулировать при соответствующем применении, так, чтобы композиционный материал можно было целенаправленно применять также при предъявлении комплексных требований.

Согласно другому аспекту задачи, должны быть обеспечены идентификация деталей, а также позиционирование на деталях без использования дополнительных конструктивных элементов при одновременно простом обращении.

Для технического решения задачи предложено, что синтетическая пленка образована несколькими многослойными зонами, по меньшей мере, одна из которых включает в себя изменяющий свойства компонент.

Благодаря композиционному материалу, согласно изобретению, в соответствии с первым вариантом решения предложено выполнить нанесенную на поверхность материала-основы синтетическую пленку из нескольких многослойных зон и создать слои разного состава, регулируемые по своим свойствам независимо друг от друга. Предпочтительно предложено к тому же, что отдельные многослойные зоны отличаются друг от друга в отношении включенных, изменяющих свойства компонентов и/или в отношении применяемых полимерных материалов, благодаря чему требуемые в отдельных зонах свойства также при предъявлении весьма комплексных требований можно целенаправленно выбирать и в зависимости от применения регулировать.

Изменяющим свойство компонентом в смысле настоящего изобретения называются включаемые в полимерную матрицу, сшивающие или несшивающие вместе с ней добавки, которые улучшают, изменяют, оптимизируют и т.п. поверхностные свойства, например влияют на смазочные, водоотталкивающие и т.п. свойства.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, концентрация включенных в многослойную зону компонентов, изменяющих свойства, варьируется в направлении толщины слоев. Расчет свойств слоев в зависимости от толщины слоев предпочтителен при этом, в частности, тогда, когда между двумя разными слоями или между материалом-основой и первым слоем должен быть создан плавный переход.

Особенно предпочтительно предложено далее, что отдельные многослойные зоны расположены друг над другом и/или рядом друг с другом, повторяя поверхностный контур материала-основы. За счет выполнения расположенных как друг над другом, так и рядом друг с другом многослойных зон создание зависимых от нагрузки свойств слоев ограничено не только отнесенным к функции местом нагрузки, но и может регулироваться в зависимости от глубинного воздействия нагрузки.

Благодаря композиционному материалу, согласно изобретению, предпочтительным образом обеспечена возможность снабжения материала-основы цельной синтетической пленкой и создания синтетической пленки, которая в разных зонах имеет как разный состав, так и разное строение и, тем самым, может целенаправленно регулироваться в отношении требуемых в отдельных зонах свойств. Создаваемыми поверхностными свойствами могут быть, например, уплотняющая способность, стойкость к царапанию и ударная прочность, совместимость со смазочными материалами, красками и гидравлическими жидкостями, гидравлические свойства, пригодность к очистке, твердость или пригодность к переработке. При этом в разных зонах синтетической пленки могут быть различные полимерные матрицы, в которые включены различные, изменяющие свойства компоненты. Отдельные зоны могут иметь также однослойную структуру, причем концентрация включенных, изменяющих свойства компонентов варьируется в направлении толщины слоя. Многослойное строение синтетической пленки и возможность целенаправленного влияния на свойства отдельных зон позволяют предпочтительным образом создавать специфические для данного применения профили свойств, так что в распоряжении имеется композиционный материал, который может применяться во многих областях. Возможными областями применения могут быть, например, пищевая и фармацевтическая промышленность, техника защиты окружающей среды, соединительная и приводная техника, судоходство, жидкоэнергетические системы или химическая и автомобильная промышленность.

Далее благодаря изобретению предложено, что добавка содержит намагничиваемые частицы, даже если пленка образована только однослойной полимерной матрицей.

Благодаря покрытию, согласно изобретению, предложено, следовательно, включить в матрицу образующего синтетическую пленку полимерного материала намагничиваемые частицы и образовать внутри покрытия информационные зоны. Намагничиваемые частицы, включенные в матрицу образующего синтетическую пленку полимерного материала, могут быть выборочно намагничены вслед за выполнением синтетической пленки с помощью соответствующего электромагнитного записывающего и/или считывающего устройства. Синтетическая пленка выполняет, таким образом, в качестве покрытия материала-основы не только известные из уровня техники контактные функции, такие как, например, защита от химических или коррозионных воздействий, но и служит одновременно носителем информации, причем за счет простого намагничивания намагничиваемых частиц, включенных в матрицу образующего синтетическую пленку полимерного материала, с помощью соответствующего электромагнитного записывающего устройства может быть записана любая информация. Эта информация может быть затем в независимом от места намагничивания втором месте считана и обработана с помощью соответствующего электромагнитного считывающего устройства.

Предпочтительным образом покрытие, согласно изобретению, представляет собой, следовательно, постоянно связанный с материалом-основой носитель информации. Информацией, которая накоплена внутри образованного синтетической пленкой покрытия и, при необходимости, может быть считана, являются, например, идентификационные коды деталей, а также информация по определению положения на детали. Предпочтительным образом можно исключить дополнительные конструктивные элементы, необходимые до сих пор для идентификации или определения положения. Покрытие, согласно изобретению, впервые создает возможность использовать наносимую на поверхность материала-основы синтетическую пленку одновременно в качестве носителя информации. При этом предпочтительным образом выполнение информационных зон внутри покрытия не требует дополнительного изготовления или дополнительной операции, поскольку включенные в синтетическую пленку намагничиваемые частицы в процессе изготовления покрытия включаются как таковые.

Помимо идентификации детали или информации по определению положения на детали намагничиваемые участки покрытия могут быть использованы для длительного хранения информации с целью обеспечения качества. Так, например, в покрытие может быть помещена информация, дающая сведения о месте и времени изготовления или же о геометрических размерах. Еще в процессе изготовления эти данные могут быть считаны для контроля качества и сравнены с соответствующими опорными величинами. Предпочтительным образом информационное свойство покрытия не видно снаружи и не ухудшает внешний вид, так что помещенная в покрытие информация может оставаться на детали также после ее изготовления, что открывает возможность последующего установления соответствия. Это предпочтительно, в частности, в отношении гарантийных обязательств.

Помимо названных примеров применения возможны еще и многие другие. Решающим является то, что благодаря покрытию, согласно изобретению, впервые создано поверхностное покрытие, которое выполняет как контактные функции для защиты от внешних воздействий, так и информационные функции.

Согласно одному признаку изобретения, добавка содержит в качестве намагничиваемых частиц диоксид хрома. Применение диоксида хрома оказалось предпочтительным потому, что диоксид хрома обладает, во-первых, оптимальными намагничивающими свойствами, а во-вторых, является стойким в намагниченном состоянии. Помимо диоксида хрома могут применяться и другие намагничиваемые материалы, например оксид железа.

Согласно другому признаку изобретения, добавка включает в себя помимо намагничиваемых частиц дополнительно еще и изменяющие свойства компоненты. Предпочтительно можно, таким образом, образовать синтетическую пленку, целенаправленно выполненную в отношении ожидаемой нагрузки.

Согласно другому признаку изобретения, синтетическая пленка состоит из нескольких многослойных зон, отличающихся друг от друга в отношении включенной добавки и/или применяемого полимерного материала. Это открывает предпочтительным образом возможность выполнения синтетической пленки из нескольких многослойных зон, отличающихся друг от друга в отношении их состава и регулируемых независимо друг от друга по своим свойствам в отношении ожидаемой нагрузки. Также при предъявлении высоких комплексных требований можно, тем самым, целенаправленно выбирать свойства и регулировать их в зависимости от применения. Таким образом, можно выбрать также зоны, которые не содержат намагничиваемые частицы, содержат исключительно намагничиваемые частицы или содержат намагничиваемые частицы в комбинации с другими компонентами, так что возможно выборочное, осуществляемое позонно намагничивание покрытия.

Согласно другому признаку изобретения, концентрацию включенной в матрицу полимерного материала добавки варьируют. Такое варьирование концентрации может происходить, например, в направлении толщины слоев, причем расчет свойств слоев в зависимости от толщины слоев предпочтителен, в частности, тогда, когда между двумя разными зонами или между материалом-основой и первой зоной покрытия должен быть создан плавный переход.

Согласно другому признаку изобретения, отдельные многослойные зоны расположены друг над другом и/или рядом друг с другом. Предпочтительным образом вследствие подобного выполнения создание зависимых от нагрузки свойств слоев не ограничено исключительно отнесенным к функции местом нагрузки, а может регулироваться также в зависимости от глубинного воздействия нагрузки.

Благодаря покрытию, согласно изобретению, предпочтительным образом создана возможность снабжения материала-основы цельной синтетической пленкой на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала и выполнения при этом покрытия, которое в разных зонах имеет как разный состав, так и разное строение и, тем самым, может быть целенаправленно отрегулировано как в отношении требуемых в отдельных зонах свойств, так и выборочно намагничено за счет использования намагничиваемых частиц и использовано, таким образом, в качестве носителя информации. Создаваемыми поверхностными свойствами могут быть при этом, например, уплотняющая способность, стойкость к царапанию и ударная прочность, совместимость со смазочными материалами, красками и гидравлическими жидкостями, гидравлические свойства, пригодность к очистке, твердость или пригодность к переработке. При этом в разных зонах синтетической пленки могут содержаться различные полимерные материалы с различными полимерными матрицами, в которые помимо намагничиваемых частиц включены различные изменяющие свойства компоненты. Разумеется, отдельные зоны могут иметь также однослойную структуру, причем варьирование концентрации включенных компонентов происходит как в направлении толщины слоя, так и перпендикулярно к нему. Многослойное строение синтетической пленки и возможность целенаправленного влияния на свойства отдельных зон позволяют в комбинации с возможностью накопления информации создавать специфические для данного применения профили свойств, так что в распоряжении имеется покрытие в виде синтетической пленки, которое может применяться во многих областях и которое одновременно как во время всего процесса изготовления, так и вслед за ним обеспечивает идентификацию снабженной покрытием детали. Возможными областями применения могут быть, например, пищевая и фармацевтическая промышленность, техника защиты окружающей среды, соединительная и приводная техника, судоходство, жидко-энергетические системы, химическая и автомобильная промышленность или техника безопасности, а также защита товаров.

В целом, благодаря изобретению предложены покрытия, которые содержат изменяющие свойства компоненты и/или намагничиваемые компоненты.

Согласно особенно предпочтительному аспекту изобретения, у многослойной структуры в отдельных зонах за счет удаления верхних слоев могут проявить свое действие составляющие свойств нижних слоев. Это удаление может происходить, например, посредством шлифования, точения или других подходящих мер или при нанесении верхних слоев в отдельных зонах может быть закрыт нижний слой. Благодаря этому аспекту изобретения может быть образовано покрытие, которое обладает на поверхности целенаправленно различными или оптимизированными свойствами.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, покрытая поверхность имеет структурирование. Например, может быть нанесена спиралеобразная структура для достижения оптимальных эффектов, например, во взаимодействии с уплотнением гидравлической системы. За счет спиралеобразного тиснения поверхности или за счет сопоставимых структурирований можно простым образом оптимизировать смазку уплотнительного кольца. В рамках изобретения возможны также другие профилирования для транспортировки жидкости, целенаправленного отвода жидких или других текучих сред и т.п. Речь идет о так называемом молетировании.

В отношении описанного выше способа изготовления такого композиционного материала в качестве технического решения задачи предложено, что полимерный материал наносят в зависимости от примешанных, изменяющих свойства компонентов с образованием многослойных зон.

Для получения композиционного материала, согласно изобретению, для нанесения полимерного материала не требуется обрабатывать поверхности покрываемого материала-основы. Однако для создания определенных свойств могут найти применение любые механические и/или химические конверсионные способы. В качестве пригодных для покрытия материалов-основ рассматриваются все известные металлические конструкционные материалы (например, сплавы на основе железа, кобальта, меди, магния, титана), а также керамика и природные материалы. Могут быть покрыты также литые, кованые, спеченные или тянутые, а также катаные полуфабрикаты или готовые продукты.

Согласно особенно предпочтительному варианту изобретения, полимерный материал за одну операцию смешивают с изменяющими свойства компонентами и наносят на покрываемую поверхность. Таким образом, во время одного процесса нанесения покрытия могут быть получены как зоны слоев разного состава, так и локально разные толщины слоев. Также за одну операцию можно целенаправленно установить зависимые от нагрузки свойства слоев как в отношении функции, так и в зависимости от глубинного воздействия нагрузки. В качестве альтернативы этому можно также примешать к полимерному материалу до нанесения на покрываемую поверхность изменяющие свойства компоненты. У этого альтернативного выполнения способа наносимые матричные и включаемые материалы до нанесения на покрываемую поверхность смешивают между собой, а затем следующими друг за другом этапами послойно наносят на материал-основу.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, как полимерный материал, так и включаемые в полимерный материал компоненты наносят на поверхность покрываемого материала-основы в виде пыли или порошка. В качестве альтернативы возможно также нанесение в жидком виде.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, в качестве матричного материала применяют комбинацию разных полимерных материалов. При этом в качестве матричных материалов для включаемых компонентов могут найти применение любые полимерные материалы (термопласты, реактопласты, эластомеры). За счет комбинации разных полимерных материалов в один матричный материал можно предпочтительным образом оказать дополнительное влияние на свойства многослойной зоны синтетической пленки.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, в качестве изменяющих свойства компонентов могут быть примешаны сшивающие или несшивающие вместе с ними компоненты. Возможными, изменяющими свойства компонентами являются, например, металлические или неметаллические твердые вещества (например, карбиды, нитриды, оксиды и неоксиды), твердые смазочные материалы (например, графит, уголь, MoS₂), чистые металлы (например, железо, никель, олово, медь) и сплавы, а также ингибиторы коррозии. Все включаемые вещества могут применяться при этом с разным гранулометрическим составом.

Образование синтетической пленки происходит путем нагрева и происходящего от этого сшивания полимерного материала, нанесенного на покрываемую поверхность материала-основы с добавлением, по меньшей мере, одного изменяющего свойство компонента. При этом сшивание полимерного материала может осуществляться за счет достаточного нагрева покрываемого материала-основы либо до, либо после нанесения полимерного материала. В любом случае, однако, следует обратить внимание на то, чтобы при применении магния в качестве изменяющего свойство компонента температура нагрева лежала ниже примерно 200°С. Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, сшиванию полимерного материала можно дополнительно способствовать за счет использования электростатического поля или специфических для данной длины волны долей излучения.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, с помощью способа, согласно изобретению, образуют многослойные зоны с разной толщиной слоев. Тем самым можно предпочтительным образом образовать функциональные зоны с разными свойствами и, по отношению к толщине слоев, создать градиентные материалы нужной толщины.

С помощью способа, согласно изобретению, предпочтительным образом обеспечивается получение композиционного материала, полимерное покрытие которого имеет строение с локально разными и изменяющимися по толщине слоя профилями свойств. При этом в зависимости от применения за счет целенаправленного выбора матричных и включаемых материалов можно установить свойства полимерного покрытия.

Далее благодаря изобретению предложено, что к полимерному материалу для создания намагничиваемой, по меньшей мере, в отдельных зонах синтетической пленки примешивают содержащую намагничиваемые частицы добавку.

После нанесения покрытия, как это описано выше, можно с помощью соответствующих записывающих и/или считывающих устройств намагнитить намагничиваемые частицы, включенные в отдельных зонах синтетической пленки в матрицу полимерного материала, и получить, таким образом, информацию о самой детали, а также другую информацию, например в целях обеспечения качества.

Согласно другому признаку изобретения, порошковое покрытие может быть нанесено ротационным или коагуляционным способом путем напыления, такого, как газопламенное напыление полимеров или металлов, в ванне для вихревого напыления, а также путем электростатического напыления. При этом для электростатического напыления порошковых покрытий пригодны, в частности, реактопласты, порошковые лаки из эпоксидных, полиэфирных и акриловых смол. При вихревом напылении применяют, напротив, термопласты из ПА, ПВХ или полиэфиров и полиэпоксидов. В качестве альтернативы возможно нанесение в жидком виде.

Как описано выше, за счет комбинации разных полимерных материалов в один матричный материал можно предпочтительным образом оказать дополнительное влияние на свойства многослойной зоны синтетической пленки. При этом следует иметь в виду, что намагничиваемые частицы в качестве металлических твердых веществ представляют собой несшивающие компоненты и потому лучше всего пригодны к включению в реактопласты. В зависимости от устанавливаемой намагничиваемости при этом может использоваться разный гранулометрический состав.

Благодаря способу, согласно изобретению, предпочтительным образом создана возможность изготовления покрытия, причем полимерное покрытие имеет строение с локально разными профилями свойств и содержит зоны, которые для накопления информации содержат включенные в матрицу полимерного материала намагничиваемые частицы.

Благодаря изобретению предложен совершенно новый способ нанесения покрытия. Для одного или каждого отдельного слоя можно установить нужную толщину и, зная точное распыляемое количество, посредством управления в зависимости от пути и времени управлять наносимым количеством, таким образом точно, что удерживаемое на детали наносимое количество образует точную толщину слоя. Далее предложен способ, при котором измерение толщины происходит бесконтактно, например, с применением ультразвука. Поскольку детали не подогреты, после нанесения покрытия не происходит сшивания. Например, при нанесении порошка можно за счет электростатического заряда удерживать количество порошка на детали. Измерение толщины может происходить бесконтактно, и даже контроль поверхности может происходить оптическим и/или электронным путем, например посредством преобразования изображения в цифровую форму. Поскольку не происходит сшивания, можно при наличии дефектов обдуть деталь и заново покрыть. Этот способ обеспечивает оптимальное управление и является исключительно экономичным.

Кроме того, благодаря изобретению предложено удалить верхние слои или за счет покрытия нижних слоев предотвратить нанесение верхних слоев, с тем, чтобы таким образом проявили свое действие разные составляющие свойств разных слоев в разных зонах. Это удаление может происходить, например, также до сшивания или посредством шлифования после сшивания.

Далее благодаря изобретению предложено структурировать поверхность, т.е. подвергнуть тиснению или каким-либо иным образом снабдить структурой, в результате чего могут быть образованы каналы, впадины, проходы и т.п. Так, например, можно перфорировать верхний слой, с тем, чтобы сделать доступными водопоглощающие и проводящие свойства нижнего слоя, однако использовать сухие смазочные свойства верхнего слоя. Согласно способу, структурирование может быть осуществлено до сшивания или же до окончательного застывания во время отверждения, так что, в целом, возникает экономичное и предпочтительное управление способом.

Благодаря изобретению предложены меры и преимущества, делающие способ исключительно экономичным и эффективным.

В отношении упомянутого выше устройства для технического решения задачи предложено, что предусмотрено подающее приспособление, которое примешивает к полимерному материалу изменяющие свойства компоненты.

Предпочтительным образом с помощью устройства, согласно изобретению, происходит необходимое для образования слоев смешивание различных матричных и включаемых материалов. Согласно предпочтительному варианту изобретения, изменяющие свойства компоненты примешивают к полимерному материалу одновременно с его нанесением на покрываемую поверхность, так что смешивание матричных и включаемых материалов, а также многослойное нанесение для создания различных зон слоев разного состава происходит за одну операцию. Согласно альтернативному выполнению устройства, согласно изобретению, смешивание матричных и включаемых материалов происходит посредством подающего приспособления до нанесения на покрываемую поверхность.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, предусмотрено регулирующее устройство, которое с помощью измерительного устройства регистрирует подачу изменяющих свойства компонентов по виду и количеству и подает соответствующий виду или количеству сигнал и которое сравнивает этот сигнал с заданной опорной величиной и при их идентичности заканчивает подачу. При этом особое преимущество такого регулирующего устройства состоит в том, что процесс смешивания матричного и включаемого материалов можно автоматизировать и что такое устройство в связи с одновременным нанесением на покрываемую поверхность мало подвержено сбоям.

Благодаря способу, согласно изобретению, и устройству для осуществления способа, согласно изобретению, предложено изготовление композиционного материала, состоящего из материала-основы и синтетической пленки, причем многослойное строение синтетической пленки предпочтительным образом обеспечивает выполнение функциональных зон в зависимости от применения и создание локально разных профилей свойств, изменяющихся также в зависимости от толщины слоев синтетической пленки. В отношении механических, термических, химических, электрохимических комплексных нагрузок определяемые синтетической пленкой поверхностные свойства могут быть, тем самым, целенаправленно установлены для каждого случая применения.

Далее, согласно изобретению, предложено, что предусмотрено подающее приспособление, которое примешивает к полимерному материалу содержащую намагничиваемые частицы добавку.

Согласно другому признаку изобретения, предусмотрено намагничивающее устройство, которое выборочно намагничивает включенные в матрицу полимерного материала намагничиваемые частицы. Благодаря намагничивающему устройству, состоящему преимущественно из блока записи и/или считывания, предпочтительным образом создана возможность вслед за нанесением покрытия осуществлять непосредственное намагничивание намагничиваемых участков образующей покрытие синтетической пленки. Подобное намагничивание можно предпочтительным образом автоматизировать точно так же, как и нанесение покрытия. Согласно альтернативной форме выполнения, возможно также применение для образования синтетической пленки добавок, уже содержащих намагничиваемые частицы, причем вслед за нанесением покрытия с целью обеспечения качества может осуществляться считывание накопленной информации соответствующим блоком считывания.

Благодаря способу, согласно изобретению, и устройству для осуществления способа, согласно изобретению, предложено изготовление покрытия, состоящего из синтетической пленки, образованной на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала, причем включение содержащей намагничиваемые частицы добавки впервые обеспечивает использование нанесенного покрытия одновременно в качестве носителя информации. Информацией, которая может быть накоплена посредством соответствующих блоков записи за счет выборочного намагничивания покрытия, является, например, информация по идентификации, определению положения, обеспечению качества или защите товаров. Особое преимущество покрытия, согласно изобретению, состоит в том, что оно выполняет как контактные, так и информационные функции и при этом может быть изготовлено за одну операцию. Дополнительных информационных элементов больше не требуется. Далее покрытие, согласно изобретению, дает возможность образовывать зависимые от применения функциональные зоны и создавать локально разные профили свойств, изменяющихся также в зависимости от толщины слоя синтетической пленки. В отношении механических, термических, химических, электрохимических комплексных нагрузок определяемые синтетической пленкой поверхностные свойства могут быть, тем самым, целенаправленно установлены для каждого случая применения.

В отношении устройства предложен, кроме того, блок управления, при котором посредством зависимого от пути и времени управления можно экономичным образом получить наносимое количество и, тем самым, заданную нужную толщину слоя. Кроме того, устройство включает в себя, согласно другому предложению изобретения, блок для бесконтактного измерения толщины, например ультразвуковой измерительный блок.

Предпочтительным образом устройство, согласно изобретению, может содержать блок для структурирования поверхности.

Другие подробности и преимущества изобретения приведены в нижеследующем описании с помощью чертежей, на которых изображают:

фиг.1: схематично разрез композиционного материала, состоящего из материала-основы и синтетической пленки;

фиг.2: схематично более подробно функциональную зону синтетической пленки;

фиг.3: схематично разрез намагничиваемого покрытия, согласно изобретению;

фиг.4: схематично функциональную зону из фиг.3.

На фиг.1 схематично изображен композиционный материал, состоящий из материала-основы 1 и синтетической пленки 2, образованной на основе нескольких разных полимерных материалов. Синтетическая пленка 2 выполнена, в свою очередь, из нескольких многослойных зон, расположенных рядом друг с другом, повторяя контур материала-основы, и образующих функциональные зоны A, B, C, D. Синтетическая пленка 2 содержит также включенные в матрицы полимерных материалов, изменяющие свойства компоненты.

Отдельные многослойные функциональные зоны A-D синтетической пленки 2 отличаются друг от друга в отношении включенных в отдельные функциональные зоны, изменяющих свойства компонентов и/или в отношении применяемых полимерных материалов. Так, например, синтетическая пленка состоит в функциональной зоне А из полимерного материала с матричной структурой M₁. В этот полимерный материал включены изменяющие свойства компоненты E₁, E₂-E_x в концентрации соответственно C₁, C₂-C_x. Синтетическая пленка 2 выполнена в функциональной зоне В так же, как в функциональной зоне А на основе полимерного материала с матричной структурой M₁, однако в отличие от функциональной зоны А содержит только один изменяющий свойство компонент Е_y в концентрации С_y. В функциональной зоне С синтетическая пленка 2 образована полимерным материалом с матричной структурой М₂. В пределах этой функциональной зоны в матрицу M₂ полимерного материала не включены изменяющие свойства компоненты. Наконец, функциональная зона D синтетической пленки 2 выполнена, как и функциональная зона С, на основе полимерного материала с матричной структурой М₂. Однако в отличие от функциональной зоны С в пределах функциональной зоны D изменяющие свойства компоненты E_x включены в матрицу М₂ в концентрации С_x, a E_z - в концентрации С_z.

В примере выполнения на фиг.1 состояние поверхности материала-основы в функциональных зонах B-D получено токарной обработкой, а в функциональной зоне А - дополнительно шлифованием. В принципе, однако, специальной поверхностной обработки материала-основы 1 перед нанесением синтетической пленки 2 не требуется.

На фиг.2 схематично и подробно изображено строение функциональной зоны А из фиг.1. Здесь хорошо видно, что функциональная зона А выполнена из разных многослойных участков I-Х, которые расположены друг над другом, повторяя поверхностный контур материала-основы. Как и отдельные функциональные зоны A-D, эти отдельные участки I-Х отличаются друг от друга в отношении включенных в эти участки, изменяющих свойства компонентов и/или применяемых полимерных материалов. В этом примере выполнения из фиг.2 синтетическая пленка 2 выполнена на отдельных участках I-Х на основе одного и того же полимерного материала с матричной структурой M₁. Однако, в отношении включенных в матрицу M₁ полимерного материала изменяющих свойства компонентов многослойные участки I-Х отличаются друг от друга. Так, первый участок I содержит компонент E₁ в концентрации C₁, участок II - компонент E₂ в концентрации C₂, участок III - компонент Е₃ в концентрации С₃, а участок Х - компоненты Е_x в концентрации С_x.

Изображенное на фиг.1 и 2 в качестве примера выполнение синтетической пленки 2 показывает предпочтительным образом комбинацию разных полимерных и включаемых материалов, которые нанесены на один и тот же материал-основу с образованием цельной синтетической пленки 2, которая в разных функциональных зонах имеет разный состав и разное строение.

На фиг.3 в схематичном разрезе изображено намагничиваемое покрытие В, согласно изобретению, нанесенное на материал-основу G. Покрытие В состоит из синтетической пленки, образованной на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала.

Покрытие В выполнено из нескольких многослойных участков, которые расположены рядом друг с другом, повторяя контур материала-основы, и образуют функциональные зоны А, В, С. Эти функциональные зоны покрытия В отличаются друг от друга как в отношении отдельных включенных добавок, так и в отношении применяемых полимерных материалов. Также может варьироваться концентрация включенных добавок. На фигурах полимерные материалы в соответствии со своей матричной структурой обозначены буквой М, добавки - Z, а концентрация - С. Так, например, покрытие В состоит в функциональной зоне А из полимерного материала с матричной структурой M₁, в который включены добавки Z₁, Z₂ в концентрации соответственно C₁, C₂. При этом добавка Z₁ представляет собой намагничиваемые частицы. В функциональной зоне А покрытие В, следовательно, может быть намагничено с помощью соответствующих намагничивающих устройств, так что эта зона покрытия может быть использована одновременно в качестве носителя информации. Покрытие В выполнено в функциональной зоне В, как и в функциональной зоне А, на основе полимерного материала с матричной структурой M₁, однако в отличие от функциональной зоны А содержит лишь добавку Z₂ в концентрации С₂ и не содержит намагничиваемых частиц. Эта зона покрытия В, следовательно, не намагничивается. В последней функциональной зоне С покрытия В синтетическая пленка образована из полимерного материала с матричной структурой M₂. В пределах этой функциональной зоны в матрицу M₂ полимерного материала не включены дополнительные вещества.

В примере выполнения на фиг.3 состояние поверхности материала-основы G в функциональных зонах А и В получено токарной обработкой, а в функциональной зоне А - дополнительно шлифовкой. В принципе, однако, специальной поверхностной обработки материала-основы G перед нанесением покрытия В не требуется.

На фиг.4 схематично и подробно изображено строение функциональной зоны А из фиг.3. Здесь видно, что функциональная зона А выполнена из разных многослойных участков A₁-A₄, которые расположены друг над другом, повторяя поверхностный контур материала-основы. Как и отдельные функциональные зоны А-С на фиг.1, отдельные многослойные участки A₁-A₄ отличаются друг от друга в отношении включенных в эти участки добавок и/или применяемых полимерных материалов. В примере выполнения из фиг.2 покрытие В выполнено в функциональной зоне А на отдельных участках A₁-A₄ на основе одного и того же полимерного материала с матричной структурой M₁. Однако в отношении включенных в матрицу M₁ полимерного материала добавок отдельные многослойные участки A₁-A₄ отличаются, однако, друг от друга. Так, участок A₁ содержит добавку Z₂ в концентрации С₂, участок А₂ - добавку Z₂ в той же концентрации, что и участок A₁, а также дополнительно добавку Z₁ в концентрации C₁. Добавка Z₁ представляет собой намагничиваемые частицы, а добавка Z₂ - добавку, улучшающую, например, коррозионнозащитные свойства покрытия В. Наконец, участок А₃ содержит в качестве добавки Z₁ в концентрации C₁ только намагничиваемые частицы. В отличие от вышележащих участков A₁-A₄ расположенный непосредственно над материалом-основой G участок А₄ не содержит добавок и образован исключительно полимерным материалом с матричной структурой M₁.

Изображенное на фиг.3 и 4 в качестве примера выполнение намагничиваемого покрытия В показывает предпочтительным образом комбинацию разных полимерных материалов и добавок, которые нанесены за одну операцию на один и тот же материал-основу G с образованием цельного покрытия В, которое в различных функциональных зонах имеет разный состав и разное строение, причем включенные в функциональную зону А намагничиваемые частицы обеспечивают применение покрытия также в качестве носителя информации.

Перечень ссылочных позиций:

В - покрытие;

2 - синтетическая пленка;

G - материал-основа;

1 - материал-основа;

А, В, С - функциональная зона;

A₁-A₄ - участок;

M₁-M_z - матричная структура;

Z₁-Z_z – добавка;

C₁-C₄ – концентрация;

E₁-E_z - изменяющий свойство компонент.

Изобретение относится к покрытию, содержащему образованную на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала пленку, которая содержит, по меньшей мере, один изменяющий свойства компонент, включенный в матрицу полимерного материала, и образована из нескольких многослойных зон. Далее, покрытие состоит из образованной на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала синтетической пленки и включенной в матрицу полимерного материала добавки, содержащей намагничиваемые частицы. Изобретение относится далее к способу изготовления покрытия, при котором полимерный материал с добавлением изменяющего свойства компонента наносят на покрываемую поверхность материала-основы в зависимости от примешанного, изменяющего свойства компонента с образованием многослойных зон и сшивают за счет последующего воздействия энергией. Далее, при способе изготовления покрытия полимерный материал наносят на покрываемую поверхность и полимеризуют за счет последующего воздействия энергии, и для образования намагничиваемой, по меньшей мере, в отдельных зонах синтетической пленки к полимерному материалу примешивают содержащую намагничиваемые частицы добавку. Далее изобретение относится к устройству для изготовления покрытия, с установкой для нанесения полимерного материала на покрываемую поверхность, при котором предусмотрено подающее приспособление, которое примешивает к полимерному материалу изменяющие свойства компоненты. Изобретение позволяет целенаправленно задавать и регулировать при соответствующем применении определяемые синтетической пленкой поверхностные свойства, так что композиционный материал может целенаправленно применяться также при предъявлении комплексных требований. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Покрытие из образованной на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала пленки (2), которая содержит, по меньшей мере, один включенный в матрицу полимерного материала, изменяющий свойства компонент, причем пленка (2) образована из нескольких многослойных зон, по меньшей мере, одна из которых содержит изменяющий свойства компонент, и нанесена на деталь, отличающееся тем, что отдельные многослойные зоны отличаются друг от друга в отношении включенных, изменяющих свойства компонентов и/или применяемых полимерных материалов.2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что концентрация включенных в многослойную зону, изменяющих свойства компонентов варьируется в направлении толщины слоев.3. Покрытие по п.1 или 2, отличающееся тем, что отдельные многослойные зоны расположены друг над другом, повторяя поверхностный контур материала-основы (1).4. Покрытие по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что отдельные многослойные зоны расположены друг над другом, повторяя поверхностный контур материала-основы (1), причем проходящая между каждыми двумя разными зонами линия разделения проходит поперек поверхностного контура материала-основы (1).5. Покрытие, состоящее из образованной на основе, по меньшей мере, одного полимерного материала синтетической пленки и включенной в матрицу полимерного материала добавки, причем добавка содержит намагничиваемые частицы, отличающееся тем, что пленка состоит из нескольких слоистых зон, и отдельные зоны отличаются в отношении включенной добавки и/или использованного полимерного материала.6. Покрытие по п.5, отличающееся тем, что добавка содержит в качестве намагничиваемых частиц диоксид хрома.7. Покрытие по п.5 или 6, отличающееся тем, что концентрация включенной добавки варьируется в пределах многослойной зоны.8. Покрытие по одному из пп.5-7, отличающееся тем, что оно имеет поверхность, образованную из лежащих в разных плоскостях зон слоев.9. Покрытие по п.8, отличающееся тем, что нижние слои, по меньшей мере, на отдельных участках освобождены за счет удаления верхних слоев или закрывания нижних слоев при нанесении верхних слоев.10. Покрытие по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что поверхность структурирована.11. Способ изготовления покрытия, при котором, по меньшей мере, один полимерный материал с добавлением, по меньшей мере, одного изменяющего свойство компонента наносят на покрываемую поверхность материала-основы (1) и сшивают за счет последующего подвода энергии, отличающийся тем, что полимерный материал наносят в зависимости от примешанного, изменяющего свойства компонента с образованием многослойных зон.12. Способ по п.11, отличающийся тем, что полимерный материал за одну операцию смешивают с изменяющим свойства компонентом и наносят на покрываемую поверхность.13. Способ по п.11, отличающийся тем, что к полимерному материалу до нанесения на покрываемую поверхность примешивают изменяющий свойство компонент.14. Способ по одному из пп.11-13, отличающийся тем, что полимерный материал наносят в жидком виде.15. Способ по одному из пп.11-14, отличающийся тем, что в качестве матричного материала применяют комбинацию различных полимерных материалов.16. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сшивание осуществляют с использованием электростатического поля.17. Способ по одному из пп.11-15, отличающийся тем, что сшивание осуществляют с использованием излучения, специфического в отношении длины волны.18. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что многослойные зоны выполняют с разной толщиной слоев.19. Способ изготовления покрытия, при котором полимерный материал наносят на покрываемую поверхность и полимеризуют за счет последующего воздействия энергии, отличающийся тем, что к полимерному материалу для образования намагничиваемой, по меньшей мере, в отдельных зонах синтетической пленки примешивают содержащую намагничиваемые частицы добавку, причем, задавая нужную толщину слоя и зная наносимое количество в единицу времени, посредством управления в зависимости от пути и времени управляют точным наносимым количеством для достижения заданной толщины слоя, верхние слои удаляют для освобождения нижних слоев и поверхность структурируют.20. Способ по п.19, отличающийся тем, что измерение толщины слоя осуществляют бесконтактно.21. Способ по п.20, отличающийся тем, что измерение толщины слоя осуществляют посредством ультразвука.22. Способ по одному из пп.19-21, отличающийся тем, что покрытие наносят таким образом, что сшивания не происходит, и при наличии дефектов нанесенный слой удаляют и деталь покрывают заново.23. Способ по п.22, отличающийся тем, что структурирование осуществляют до сшивания, во всяком случае до окончательного затвердевания во время полимеризации.24. Устройство для изготовления покрытия, с установкой для нанесения полимерного материала на покрываемую поверхность, отличающееся тем, что в нем предусмотрено подающее приспособление для примешивания к полимерному материалу изменяющим свойства компонентам одновременно с его нанесением на покрываемую поверхность или до его нанесения на покрываемую поверхность, причем предусмотрено также регулирующее устройство, для регистрации с помощью измерительного устройства подачи изменяющих свойства компонентов по виду и количеству, выдачи соответствующего виду или количеству сигнала и сравнения этого сигнала с заданной опорной величиной и при их идентичности - прекращения подачи, а также оно содержит блок для структурирования поверхности покрытия.25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что предусмотрено подающее приспособление для примешивания к полимерному материалу содержащей намагничиваемые частицы добавки.26. Устройство по п.24 или 25, отличающееся тем, что предусмотрено намагничивающее устройство для выборочного намагничивания включенных в матрицу полимерного материала намагничиваемых частиц.27. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит регулирующее устройство для управления в зависимости от пути и времени.28. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит приспособление для бесконтактного измерения толщины.29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что оно представляет собой ультразвуковое устройство для измерения толщины.30. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит блок для обдува.31. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит блок для удаления верхних слоев и освобождения нижних слоев.