一般在建筑包层板和其它的金属板产品的生产中,可以在一钢板精轧
机中产生预先喷涂的钢带。在这样的喷涂过程中,固态的基本上不溶解的
涂料组合物通过与热的喷涂带相接触或靠近热的喷涂带而熔化成液体,从
而被喷涂到热的衬底带上。在该说明书中,术语“液体”包括高粘度系数
的液体,其形式接近于柔软的塑性固体的液态及容易流动的液体。
上述向热的衬底上涂覆液体材料的方式被称作“熔化喷涂”,而且所
喷涂的液体通常被称作熔化涂层,下文中也将如此命名。
以前,通过控制固体涂料和衬底带之间的接触压力而保持影响涂层速
率的所有其它的参数为恒定不变,来确定熔化涂层的喷涂速率,在Dettling
的美国专利No.3,630,802中描述了这样的一个过程。
在使用Dettling形式的压力控制熔化喷涂过程时所出现的问题是要精
确地控制影响喷涂速率的所有参数,进而使获得产生厚度均匀的薄的涂层
所需要的低而且恒定的喷涂速率非常困难。这一问题使得人们在实践中用
澳大利亚专利No.667716中所描述的熔化喷涂技术来代替上述的过程。
简言之,澳大利亚专利No.667716公开了通过将金属带加热到一高于组
合物的玻璃化温度的温度并朝向该金属带以预定的速度移动组合物的固体
块料,从而将一种聚合体涂料组合物以一恒定的速率喷涂到移动的金属带
衬底的一侧面上。除了块料移动速度之外,其它的操作参数仅需要保持在
较宽的运行值范围内即可。因此要以精确控制的喷涂速率向带上喷涂熔化
涂层,仅需要控制块料的移动速度,而不需要精确地控制其它的运行参数。
在澳大利亚专利No.667716中还公开了借助于一压力辊使不连续的薄
的熔化涂层在带的表面上伸展开,从而在带上得到光滑的液体涂层。在带
上压力辊的上游端产生液体涂层的小珠,可以根据小珠的尺寸调节块料进
给的速度。而后如果需要将所得到的带移动通过一加热处理室,再将其进
行冷却完成整个过程。
本发明涉及一种向移动带供给涂料组合物固体块料的装置和方法。本
发明提供了一个用于在一熔化喷涂工作站中供给块料的装置,包括一传送
装置,所述传送装置包括一大体成平面的条板(flight),用于传送固体涂料
组合物,还包括转向装置,该装置在靠近要被喷涂的热移动带的一个表面
处结束所述条板的一端而使其转向,所述传送装置还包括该传送装置的驱
动装置,该驱动装置使所述条板朝向该条板的所述一端以预定的速度连续
运动。
传送装置可以是包括一环形带的环状传送带,该环形带具有大体成平
面的条板,用于传送固体涂料组合物,传送装置也可以是一列滚柱,这些
滚柱的共同切线构成了大体成平面的条板。
通过控制驱动装置,进而控制条板的速度,从而使本发明装置能够以
一预定的控制速率朝该条板的一末端向前运送一个或多个固体涂料组合
物。而后在该条板的所述末端根据所述条板向前移动的速度以一定速率使
固体涂料组合物与要被喷涂的热的移动带相接触。
在本发明的一个最佳形式中,转向装置使所述条板的末端距离所述带
的表面1mm至30mm,并且环状传送带上的带是耐热的。转向装置使所述条
板的末端和所述带的表面之间的距离大约在3mm至7mm之间则更好。
固体涂料组合物可以是一种基本上不溶解的涂料组合物固体块料。
在本发明的另一方面中,提供了一种在熔化喷涂工作站中供给固体涂
料组合物的方法,包括如下步骤:将至少一块固体涂料组合物放置在一环
状传送带装置上,所述传送装置具有一大体成平面的条板,所述传送装置
还具有一转向装置,该装置在靠近要被喷涂的热移动带的一个表面处结束
所述条板的一端使其转向,而且以一预定速度朝向所述条板的末端,在所
述条板上连续地传送所述固体涂料组合物并使之通过所述条板的末端。
考虑到平的条板末端和喷涂带之间间隔较近,最好转向装置使传送带
能够从条板的平面产生比常规的传送带转向装置所产生的角度偏转更急剧
的角度偏转,常规的传送带转向装置如直径足够大的主动皮带轮和导轮能
够使皮带轮跨越带的整个宽度,而没有过度的偏转。偏转使得带在一至少
平行于喷涂带的表面的方向上移动,但最好是在一与所述喷涂带的表面相
偏离的方向上移动。
因此在本发明的最佳实施例中,转向装置可包括一跨越带的宽度的固
定的导向件,带在其上滑动。在带从平面条板的末端产生偏转时,该带从
该固定导向件上绕过,该固定导向件为带提供了半径很小的角度。
从下面的对本发明的最佳实施例和附图描述中可以更清楚地看到本发
明的特性和优点,附图包括:
所示出的喷涂装置包括转动辊3和4,一要被喷涂的带5由其引导通过一
熔化喷涂工作站。该装置还包括一带预热炉6,带5被该炉加热到高于要被
喷涂到带5上的固体涂料组合物熔化的玻璃化温度。该装置还包括一用于使
涂料扩展开和平整的部件,它包括一弹性滚筒7和一用于在涂料组合物是热
固性材料时使用的固化炉8。
在上述附图中示出的装置与前述的澳大利亚专利No.667716中提出的
发明是相适应的,其全文在此作为参考,而且前述的装置可以与任何已知
的用于在喷涂工作站向带上喷涂熔化的喷涂液体涂料组合物的块料供给装
置一同使用。
然而,根据本发明,块料供给装置包括一传送装置,即所示的具有一
带10的环形传送装置9,它包括一大体为平的条板11,带10绕过一主动皮带
轮12并围绕包含有一固定的导向件13和一惰轮14的转向装置。
主动皮带轮12由一电机和变速装置(未示)来驱动,以便可以在一定
范围内精确地将主动皮带轮的转动速度设置在任一所需的值。
带的条板11用于支撑至少两个基本上不溶解的涂料组合物块料15。条
板11可以在一支撑工作台上滑动到该末端,在该情形下,转向装置的固定
导向件仅仅是该工作台的边缘。
在该实施例中,导向件13是一标准的具有矩形横断面的中空横梁,该
横梁跨越带的整个宽度。由此它给出了一半径很小的角度16,带10通过该
角度在端部17脱离开条板11的平面。转过之后,该带在一方向上继续向前,
该方向或平行于要被喷涂的带的表面或偏离要被喷涂的带的表面。
主动皮带轮12的表面最好铺有高磨擦系数的材料,如天然橡胶。它最
好被固定在一可滑动的座架上或类似物上,该座架或类似物由一可调节的
负荷弹簧或类似物连续地推动,离开转向装置。这些布置方式提供了主动
皮带轮12和带10之间的无滑移传动,使得条板11由主动皮带轮的转速带
动,能够以一预定的速度朝向带5移动。在其它的实施例中,带10与主动皮
带轮接触的表面可以是横向地布置有肋状物或齿状物,进而皮带轮的表面
相应地具有凹槽以在其间提供良好的驱动连接关系。
带10由柔韧的耐热且耐久的材料制成,例如,它可以是由如玻璃纤维
等的纺织品强化的氟化聚合物。带10的与块料15接触的表面最好是光滑
的。
块状的热固性的涂料组合物易于粘附在大多数的表面上,上述的带10
的材料正是提供了这样一种表面。其结果是在带10和块料15之间提供了高
磨擦系数的接触,使得带速度的控制转换成块料速度的控制,这是进行熔
化喷涂速率的控制所需要的。然而,在研制本发明的实验中,发现块料和
带之间粘附的产生需要一定的时间。出现该现象的原因是块料的表面与带
的表面充分地适应以在其间建立所必需的相互贴近程度需要一些时间。
要设置带的速度以产生所需要的块料的移动速度,该速度是由块料15
的横断面尺寸、带5的宽度和速度及喷涂产品所需要的喷涂厚度来决定的。
因此,带的速度在任一特定的喷涂操作中是一个不可变化的参数。所以,
本发明的一个重要特点是传送装置9足够长,使得块料有足够的滞留时间,
加到传送装置的主动皮带轮端部的块料量,在到达转向端部之前与带之间
产生足够的粘附,在喷涂发生时防止块料在带上滑动。
传送装置最好足够长以提供1至30分钟的滞留时间。滞留时间最好在3
分钟到20分钟的范围内,大约10分钟则更好。
滞留时间还能够使块料堆中的前部的块料与其后面的块料粘附在一
起,当两块料的接触面到达条板11的终端17但还没有到达带5上时,形成于
前部块料尾部的薄片不会与后面的块料相分离。
熔化喷涂技术的一种主要的优点是可以快速而简便地在所喷涂的产品
上产生颜色的变化。为了有效地利用该优点,必须在块料支撑条板11的末
端清除带10上的块料15的“脱皮”。这种需要是与上述块料和带之间的良
好粘附需求相背离的。在研制本发明的实验中发现,如果未熔化的块料伸
出到支撑条板的末端之外,即超过带从条板的平面开始分离的线是较短的
时,可以得到这样的一“脱皮”。反过来,这需要带从条板平面的分离是
比较突然的。
在所示的实施例中,带5和条板11的末端17之间的距离“D”为1至30mm
之间,最好在大约3mm至7mm的范围内,以便带10和移动的带5之间的最小
间隙“G”在2mm至5mm的范围内。
可以通过在条板11的端部冷却该带而使块料15从带10上完全释放开变
得更为方便。利用分离冷却气体供给喷嘴指向条板的端部边缘的下侧,或
最好,将一定压力的冷却气体供给到中空的具有矩形剖面的导向件13的内
部,通过其内的由带覆盖的孔排出,而实现上述冷却。这不仅冷却了带上
的相关部分,还降低了带上支配的磨擦阻力。冷却的程度最好要保证带的
被冷却的部分的温度低于涂料组合物的玻璃化温度。
小尺寸的“D”和“G”产生了所需要的较短的未支撑块料的伸出。它
还降低了在离开被冷却的带的条板11之后块料接受带5辐射热量的时间。进
而可以降低不希望出现的块料的滴落。
在涂料组合物是热塑性材料的情形下,块料的重量可能不足以在块料
和带之间产生充分的粘附以保证两者之间没有滑动。这就需要通过加压的
方法,在块料暴露的表面上施加,以增加块料的重量,例如,利用压辊,
或是第二种方案利用一方向相反的传送装置,该传送装置具有一压在这些
块料表面上的带的条板。如果块料是在一大体垂直的方向上朝向一基本上
水平的移动的带上进给,则需要这样的一种布置方式。
在所示出的布置类型中,在例如如下的情形下,即当带的温度下降到
小于其最佳值,并且需要防止块料由向上移动的带的作用而被提起,进而
离开传送带,因而需要这样的一个轮辊压在靠近条板11末端的前部的块料
上。
在图1所示的实施例中,值得注意的是带通过传送装置的移动路径不是
完全垂直的。它可以相对于垂直方向倾斜大约5度。这用来保证如果出现液
体涂料的滴落,则它将被滴落在即将被拉上来的靠近扩展装置7的带的部分
上。
还将注意到块料15的传送装置朝向带5的移动路径或方向也不是与其
完全垂直的。移动路径可以向下倾斜地朝向带5,倾斜的角度相对于垂直线
大约为10度左右,最好是从大约3度到大约7度。这保证了块料和带之间的
接触表面相对于块料移动的方向是有一定角度的,使得仅在块料在传送装
置上被施加向后的力的作用时才会出现端部接触中的块料上升,而块料和
传送带之间的粘附可以有效地阻止这样的向后移动。因此可以防止任何由
喷涂带的作用而引起的块料上升。
在图3所示的实施例中,示出了一种垂直的供给装置20,将涂料组合物
的块料供给到一水平布置的移动的喷涂带21上。为了控制块料朝向移动带
移动的速度,涂料组合物的块料在一对传送装置如图所示的环状传送带22
和23之间经过。涂料组合物的块料朝向移动带21移动的速度由环状传送带
22和23的速度来决定,为此目的,最好控制带式传送装置22和23使其以相
同的速度移动,进而避免使喷涂块料24受到剪切作用。环状传送带22包括
一带25,该带25具有基本上平的条板26,该条板绕过主动皮带轮27和一个
包含有一固定导向件28和一惰轮29的转向装置。与图1所示的实施例相同,
主动皮带轮27由一电机和变速装置(未示出)来驱动,并且主动皮带轮的
转动速度可以在一范围内被精确地设置成任一所需要的值,进而控制块料
朝向移动带21移动的速度。环状传送带23包括一带30,该带30绕过一主动
皮带轮31和一固定导向件32及惰轮33。环状传送带23的转动方向与传送装
置22的转动方向相反,而且如上所述,带式传送装置23的转动速度与带式
传送装置22的转动速度相同。
当所示的双重传送装置系统朝向一水平移动的带相对于垂直方向供给
一块料时,本领域的技术人员可以理解,双重传送装置系统可以采用任一
进给角度,以使出现故障的概率最小化,控制块料供给的渐进速度,并提
供块料供给速度的更有效的控制或提供任意的进给角度。
在图1和3所示的实施例中,传送装置可以是如图所示的环状传送带
10、22、23,或者它们也可以由一列滚柱来代替,这些滚柱的共同切线构
成了大体成平面的条板,块料沿该条板向移动带逐步进给。在此传送装置
的替换实施例中,块料的进给速度通过控制滚柱的转动速度来控制。而两
个环状传送带22和23可以由滚柱的传送带(未示出)来替换,最好仅一个
传送装置是一列滚柱,并且在图3所示的结构中,最好环状传送带23由一列
压力滚柱来替代,控制压力滚柱的速度使其表面与这些压力滚柱相接触的
块料的进给速度与环状传送带22向带21传送块料的速度相同。如上所述,
双重传送装置可以以介于水平和垂直之间的任一进给角度来布置。
在附图中所示的实施例的变化形式中,本发明可以包括一串联的块料
进给装置,借助于该进给装置,两个或更多的块料支撑条板一个位于另一
个之上,其间由一大于喷涂块料的厚度的距离分隔开,或者横跨移动带的
宽度并排地布置。两个或多个条板将可以一同操作(即在一共同的支撑工
作台上一同滑动)并在相同的时间内操作。当传送装置是一环状传送带时,
每一个条板的主动皮带轮将能够独立于其它的而自行操作,以便使传送带
的转动速度可以是相同的,也可以是变化的。条板在支撑工作台上独立地
滑动也是合乎需要的。
串联块料进给装置的另一优点是它可以采用单一的标准尺寸块料实现
对任意宽度的喷涂带的喷涂。在没有串联块料进给装置的情况下,喷涂的
带的宽度可以仅是接近块料尺寸的倍数(例如,两个300mm宽的块料能够
喷涂一620mm宽的带,三个块料能够喷涂一920mm宽的带,但是要想喷涂
一800mm宽的带则相当困难)。这一问题在附图中的图4和5中示出,其中
图4示出了一移动带40,该带的宽度对于两个块料并排喷涂来讲则太宽而不
能被喷涂,而对于图5中所示的三个块料并排布置来说又不够宽,不能有效
使用。采用串联块料进给布置方式后,如图6所示,块料41相互重叠布置,
使得块料覆盖的宽度可以降低到与带40的宽度一致。
如果块料41在其上移动的条板能够彼此独立地滑动,则图7中所示的顶
部条板可以移入并喷涂一种颜色,而在底部条板加载第二中颜色,当不再
需要第一种颜色时,喷涂第二种颜色。由此当底部条板进入喷涂位置开始
喷涂时,顶部条板可以被缩回,进而增加喷涂速度,而且可以改变喷涂到
带上的颜色。