專利名稱:涂覆方法、涂覆設備及涂層產品的制作方法
技術領域:
本發明涉及涂覆工件例如車體的方法,實施該方法的設備以及該方法涂覆的產品,尤其是涉及旋轉涂覆的方法,在該方法中涂層組合物在工件的表面上被施加到超過流動或流掛的極限厚度,而且該工件繞一基本水平的軸旋轉,從而防止該涂層組合物發生流動或流掛,它還涉及實施該方法的設備以及用該方法涂覆的產品。
人們已經知道,當用涂層組合物涂覆工件例如車體時,通過增加涂層組合物的數量以增加該涂層膜的厚度可以改善該涂層表面的平整性。
也就是說,當將涂層組合物施加到工件的表面上時,由于其表面張力該涂層膜的表面將會變得平整,所說的表面張力以與該涂層膜的表面相平行的方向的張力形式作用在涂層膜的表面上。由于表面張力而引起的平整作用隨著該涂層組合物的流動性的增加而變得更好。該涂層組合物的流動性隨著涂層組合物的量(該涂層膜的厚度)的增加而增加。因此,當該涂層組合物的數量增加時該涂層組合物的流動性將增加并且該涂層膜的平整性將變得更好。特別是當該涂層組合物所施加的厚度高于流動或流掛的極限厚度時,涂層膜的表面將變得極其光滑。“流動或流掛的極限厚度”是指涂層組合物發生流動或流掛的最小的涂層膜厚度,下文將它簡單地說成“流動極限厚度”。
當將涂層組合物施加到表面基本上沿垂直方向沿伸的工件上且其厚度高于流動極限厚度時,該涂層組合物在重力作用下在工件的垂直表面上發生流掛或流動,這極大地降低了該涂層膜的平滑性。
但是,當在施加涂層組合物之后將該工件繞一水平軸旋轉時,就會有一個方向與重力相反的力作用在垂直表面上的涂層組合物上并且可以阻止該涂層組合物發生流掛或流動。
此外,由于工件的旋轉還產生了一種張力,該張力以與涂層膜的表面相平行的方向作用在該涂層組合物上,而且,該張力和該涂層組合物的表面張力接合在一起從而進一步使該涂層膜的表面變得更光滑。
最近,正如在美國專利4874639中所公開的,人們提出了一種稱為“旋轉涂覆法”的涂覆方法,在該方法中涂層組合物以高于流動極限厚度的厚度施加到工件的表面上,并且施加了涂覆組合物的工件繞一基本水平的軸旋轉,從而從該涂層組合物開始流動或流掛的時候起防止該涂層組合物發生流動或流掛,直到該涂層組合物固化到它不能流動或流掛的程度為止,從而獲得足夠的涂層膜厚度以改善該涂層膜的表面的平滑性,同時防止該涂層組合物發生流動或流掛。
但是,我們的研究發現即使該涂層組合物所施加的厚度超過流動極限厚度且將工件旋轉,仍然不能總是獲得特別平滑的涂層膜表面。
也就是說,當要涂覆的表面具有細微的不平整時,該涂層膜表面有時極其光滑,并不受此不平整的影響,而有時該不平整會顯現在該涂層膜表面上。
考慮到上述觀察及描述,本發明的基本目的是提供一種旋轉涂覆方法,在該方法中涂層膜表面及其光滑,不受要涂覆的表面上的不平整的影響。
本發明的另一目的是提供一種實施該方法的涂覆設備。
本發明的另一目的是提供按該方法涂覆的涂層產品。根據本發明的第一方面涂覆方法根據本發明的第一方面的涂覆方法是有下列步驟組成的涂覆方法的一個改進,該方法包括涂覆步驟用于將含有溶劑的涂層組合物施加到工件上,固化步驟用于將在施加到該工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發以及硬化步驟用于在固化步驟之后將該涂層組合物硬化,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上,在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在固化步驟期間發生流動或流掛,和在涂覆步驟之后將該工件繞一基本水平的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。
第一方面的涂覆方法其特征在于該涂層組合物被設計成在固化步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30℃,優選地該溶劑的百分比為不超過10%。在該固化步驟中該溶劑可以在常溫下揮發。
例如該涂層組合物可以是一種熱固型的或紫外線固化型的,只要它含有溶劑。在前種情況下,硬化步驟是通過加熱使該涂層組合物硬化的步驟,而在后一種情況下硬化步驟是通過用紫外線照射而使涂層組合物硬化的步驟。
當采用含有溶劑的熱固型涂層組合物作為涂層組合物并且采用加熱-硬化步驟作為硬化步驟時,可以在涂覆步驟中將該涂層組合物以高于極限厚度的厚度施加在工件上,在該極限厚度之上在工件垂直表面上的涂層組合物通常將會在固化步驟和加熱-硬化步驟期間發生流動或流掛。在這種情況下,該工件在固化步驟和加熱-硬化步驟期間繞一基本平行軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。
該涂覆步驟可用來形成外層膜。該工件可以是車體。根據本發明的第二方面涂覆方法根據本發明的第二方面的涂覆方法是有下列步驟組成的涂覆方法的一個改進,該方法包括涂覆步驟用于將含有溶劑的熱固型涂覆組合物施加到工件上,和加熱-硬化步驟用于在涂覆步驟之后通過加熱使該涂層組合物硬化,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在加熱-硬化步驟期間發生流動或流掛,和在涂覆步驟之后將該工件繞一基本水平的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。
第二方面的涂覆方法其特征在于該涂層組合物被設計成在加熱-硬化步驟期間具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。優選地該溶劑的百分比為不超過10%。
用于將在施加到工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發掉的固化步驟可以放在涂覆步驟和加熱-硬化步驟之間。在這種情況下,可以在涂覆步驟中將該涂層組合物以高于極限厚度的厚度施加到工件上,在該極限厚度之上在工件垂直表面上的涂層組合物通常將會在固化步驟和加熱-硬化步驟期間發生流動或流掛,并且該工件在固化步驟和加熱-硬化步驟期間繞一基本水平軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。在該固化步驟中該溶劑可以在常溫下揮發。
該涂覆步驟可用來形成外層膜。該工件可以是車體。根據本發明的第三方面涂覆方法根據本發明的第三方面的涂覆方法是有下列步驟組成的涂覆方法的一個改進,該方法包括涂覆步驟用于將熱固型涂層組合物施加到工件上,和加熱-硬化步驟用于在涂覆步驟之后通過加熱使涂層組合物硬化,該加熱-硬化步驟包括升溫步驟用于將該涂層組合物加熱到其反應起始溫度和反應-硬化步驟用于通過將該涂層組合物的溫度在升溫步驟之后保持在不低于該反應起始溫度下而使該涂層組合物硬化,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在升溫步驟期間發生流動或流掛,并且在涂覆步驟之后將該工件繞一基本水平的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。
第三方面的涂覆方法其特征在于所說的升溫步驟包括保溫步驟用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度而高于正常溫度的溫度下達到一段預定的時間。該工件在升溫步驟和反應-硬化步驟期間可以繞一基本水平軸旋轉。
該熱固型涂層組合物可以含有溶劑,在這種情況下,優選地該涂層組合物被設計成在升溫步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。更優選地該溶劑的百分比為不超過10%。
當采用含有溶劑的熱固型涂層組合物時,可以在涂覆步驟和升溫步驟之間安排一個固化步驟用于將在施加到工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發掉。在這種情況下,該涂層組合物可以在涂覆步驟中以高于極限厚度的厚度施加到工件上,在該極限厚度之上在工件垂直表面上的涂層組合物通常將會在固化步驟和升溫步驟期間發生流動或流掛,并且該工件在固化步驟和升溫步驟期間繞一基本水平軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。出于同樣目的,該工件也可以在反應硬化步驟中旋轉。在固化步驟中該溶劑可以在常溫下揮發。
所說的預定溫度的預定時間彼此相關。該預定時間優選地不短于1分鐘。例如,該升溫步驟可以通過將工件傳送通過一隔開的加熱爐而實現,在該加熱爐中有多個以預定方向排列的加熱區,這些加熱區各自具有溫度可控的加熱源。另外,該升溫步驟也可以利用遠紅外線而實現。
該涂覆步驟可以用于形成外層膜。該工件可以是車體。根據本發明的第四方面的涂覆設備根據本發明的第四方面的涂覆設備是一種涂覆設備的改進,該涂覆設備包括涂覆裝置用于將熱固型涂層組合物施加到工件上,加熱-硬化裝置用于通過加熱使工件上的涂層組合物硬化和旋轉裝置用于將工件繞一基本水平軸旋轉,該加熱-硬化裝置包括升溫裝置用于將該涂層組合物加熱到其反應起始溫度和反應-硬化裝置用于通過將涂層組合物保持在不低于反應起始溫度下而使涂層組合物硬化,該涂覆裝置將涂層組合物以高于極限厚度的厚度施加到工件上,在該極限厚度之上,在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物在通過升溫裝置加熱的過程中通常將發生流動或流掛,旋轉裝置在涂層組合物施加到工件上以后將該工件繞所述的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。
第四方面涂覆設備其特征在于具有一個加熱控制裝置,該裝置控制升溫裝置以進行保溫加熱,用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度和高于正常溫度的溫度下達到一段預定的時間。該旋轉裝置可以設計成在用升溫裝置進行加熱和用反應-硬化裝置進行反應-硬化的過程中用來繞所述的軸旋轉該工件。
該熱固型涂層組合物可以含有溶劑。在這種情況下優選地應將該加熱控制裝置設計成可以控制升溫裝置,從而使該涂層組合物在通過升溫裝置加熱的過程中或在該過程結束時具有流動性同時該溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。更優選地該溶劑的百分比不超過10%。
當采用含有溶劑的熱固型涂層組合物時可以設置一個固化裝置用于用來進行固化從而在通過升溫裝置進行加熱之前將在施加到工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發掉。在這種情況下該涂覆裝置優選地將該涂層組合物以高于極限厚度和厚度施加到工件上,在該極限厚度之上在該工件垂直表面上的涂層組合物通常將在固化和加熱過程中發生流動或流掛,該旋轉裝置在固化和加熱期間繞所述的軸旋轉工件以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。該旋轉裝置還可以在反應-硬化過程中旋轉工件。該固化裝置可以在常溫下使溶劑蒸發。
所述的預定時間優選地不短于1分鐘,舉例來說該升溫裝置可以是一種分割開的加熱爐,爐中有多個加熱區沿著工件的運動方向排列,各個加熱區具有溫度可控的加熱源。加熱控制裝置可以根據工件移動通過該分割加熱爐的速度來改變所工作的加熱區的數量,或者根據工件移動通過該分割加熱爐的速度來改變預定的溫度。該升溫裝置可以具有遠紅外線照輻射裝置作為加熱源。
通過涂覆裝置施加的涂層組合物可用于形成外層膜。該工件可以是車體。根據本發明的第五方面的涂層產品根據本發明的第五方面的涂層產品其特征在于該產品采用根據本發明的第一至第三方面的涂層方法中的一種而涂覆。關于本發明第一至第五方面的總描述作為上述溶劑可以采用含水的溶劑以及揮發性溶劑或有機溶劑。
在本說明書中所謂涂層組合物發生流動或流掛是指該涂層組合物流動或流掛2毫米或更長,所謂涂層組合物具有流動性是指涂層組合物能流動或流掛1毫米或更長的狀態。這些定義的原因將在下文進行了解。由這些定義可以看出,當該涂層組合物處于能夠流動或流掛的狀態時,它必定具有流動性。
所謂的在工件垂直表面上的涂層組合物通常會發生流動或流掛是指在工件垂直表面上的涂層組合物如果將該垂直表面保持垂直不旋轉就會在重力下流動或流掛2毫米或更長。所說的在工件垂直表面上的涂層組合物通常將發生流動或流掛的極限厚度是指涂層組合物能夠流動或流掛的最小厚度并且基本上等于上述流動極限厚度。
所謂的工件在涂覆步驟之后繞一基本水平軸旋轉以防止在工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛是指將該工件旋轉不讓在工件上的涂層組合物流動或流掛2毫米或更長,而且該工件至少在施加到工件上的涂層組合物流動或流掛2毫米之前應旋轉直到涂層組合物不再流動或流掛。
只要該涂層組合物能流動或流掛,優選地只要該涂層組合物具有流動性(能流動或流掛1毫米)以及更優選地直到該涂層組合物完全失去其流動性,就應該旋轉工件。更進一步地說在所說的固化步驟或硬化步驟期間(特別是在加熱-硬化步驟期間)涂層組合物可能發生流動或流掛。因此當涂層組合物處于在固化步驟期間能發生流動或流掛的狀態時,至少只要涂層組合物在固化步驟中處于這種狀態下就應該旋轉工件,而且當涂層組合物處于在硬化步驟期間能發生流動或流掛狀態時,至少只要涂層組合物在硬化步驟期間處于此狀態下就應該旋轉工件,而且當涂層組合物處于在固化步驟和硬化步驟期間能發生流動或流掛的狀態時,至少只要涂層組合物在固化步驟和硬化步驟期間處于此狀態下就應該旋轉工件。在涂層組合物不會流動或流掛之后也可以將工件保持旋轉。
當在涂覆步驟之后立刻對施加了涂層組合物的工件進行加熱-硬化步驟時,涂層膜的表面迅速硬化,大量的溶劑留在涂層組合物中,當溶劑隨后從硬化的表面膜中釋放出來時,在涂層膜的表面上的就會形成孔。為了避免這種問題,就要進行固化步驟,從而在硬化步驟之前,特別是在加熱-硬化步驟之前將溶劑蒸發到某種程度。當該溶劑是一種有機溶劑(揮發性溶劑)時,固化步驟可以使工件在常溫下放置一段預定的時間。當溶劑是一種含水溶劑時,固化步驟可以使工件在高于常溫下保持一段預定的時間,在80℃下保持5~7分鐘。盡管對于有機溶劑也可以在較高溫度下進行固化步驟,但是該溫度通常不應超過40℃。
雖然本發明主要是針對旋轉涂覆,其中涂層組合物以高于流動極限厚度的厚度施加到工件上而且將工件旋轉以防止涂層組合物發生流動或流掛,而且本發明是針對具有沿基本垂直方向延伸的表面的工件的涂層,但是還可以將本發明用來涂覆具有不是沿基本垂直方向延伸的表面的工件。本發明第一方面的描述根據本發明第一方面的方法是基于下列假設,即涂層組合物能在固化步驟中發生流動或流掛而不管涂層組合物是否能在硬化步驟中發生流動或流掛。
涂層組合物可以是任何一種類型,只要它含有溶劑。例如,該涂層組合物可以是熱固型的,在加熱時它會硬化,也可以是紫外線固化型的,當將它向紫外線暴露時它會硬化,也可以是其它類型的,它可以用其它方法硬化。硬化步驟取決于所用的涂層組合物的類型。
典型地,用于本發明的第一方面的方法中的涂層組合物是含有溶劑的一種熱固型涂層組合物。當將典型的熱固型涂層組合物加熱時,涂層組合物中的固體成分將軟化而且該涂層組合物具有高流動性,當進一步加熱時,涂層組合物的溫度將超過其反應起始溫度并且該涂層組合物通過交聯反應而硬化。因此,在固化步驟結束時,涂層組合物有時處于能發生流動或流掛的狀態(下文簡單地說成是“流動狀態”),有時處于不能發生流動或流掛的狀態(下文簡單地說成是“非流動狀態”)(不再由于當涂層組合物在涂覆步驟中以高于極限厚度的厚度施加到工件上時溶劑的蒸發)。在這兩種情況下涂層組合物中的固體成分在加熱-硬化步驟中較早地軟化并且涂層組合物的流動性會增加到能發生流動或流掛的狀態。
在第一方面的方法中涂層組合物在硬化步驟中不必處于流動狀態,但是該涂層組合物也可以是在進行硬化步驟時會馬上硬化的種類。例如紫外線固化型涂層組合物只要向紫外線暴露就會硬化并且在某些熱固型涂層組合物中,涂層組合物的溫度在加熱時立刻達到反應起始溫度,涂層組合物不軟化就硬化。
由上面的描述可以看出在第一方面的方法中涂層組合物至少在固化步驟中處于流動狀態,因此該工件至少應在固化步驟中旋轉。當涂層組合物在硬化步驟中也處于流動狀態時,該工件在硬化步驟中也應旋轉。當涂層組合物在硬化步驟處于非流動狀態時,該工件在硬化步驟中不必旋轉,盡管它可以旋轉。本發明第二方面的描述根據本發明第二方面的方法是基于下列假設,即采用一種熱固型涂層組合物并且涂層組合物能在加熱-硬化步驟中發生流動或流掛。盡管并非必要但也可以進行固化步驟。當進行固化步驟時涂層組合物在固化步驟中可以處于流動狀態也可以處于非流動狀態。熱固型涂層組合物可以是任何一種類型,只要它在加熱-硬化步驟中能處于流動狀態即可。典型地可以采用一加熱就軟化的熱固型涂層組合物但也可以采用不軟化的那些組合物。
由上面的描述可以看出在第二方面的方法中涂層組合物至少在固化步驟中處于流動狀態,因此該工件至少應在固化步驟中旋轉。當涂層組合物在硬化步驟中也處于流動狀態時,該工件在硬化步驟中也應旋轉。當涂層組合物在硬化步驟處于非流動狀態時,該工件在硬化步驟中不必旋轉,盡管它可以旋轉。本發明第三方面的描述根據本發明第三方面的方法是基于下列假設,即采用一種熱固型涂層組合物,加熱-硬化步驟包括所述的升溫步驟和反應-硬化步驟并且涂層組合物能在升溫步驟中發生流動或流掛,而且,在升溫步驟中進行所述的保溫。盡管并非必要但也可以進行固化步驟。當進行固化步驟時涂層組合物在固化步驟中可以處于流動狀態也可以處于非流動狀態。熱固型涂層組合物可以是任何一種類型,只要它在升溫步驟中能處于流動狀態即可。典型地可以采用一加熱就軟化的熱固型涂層組合物但也可以采用不軟化的那些組合物。
由上面的描述可以看出在第三方面的方法中涂層組合物至少在升溫步驟中處于流動狀態,因此該工件至少應在升溫步驟中旋轉。當進行固化步驟并且涂層組合物在固化步驟中也處于流動狀態時,該工件在固化步驟中也應旋轉。當涂層組合物在固化步驟處于非流動狀態時,該工件在固化步驟中不必旋轉,盡管它可以旋轉。在這兩種情況下,工件在反應-硬化步驟中也可以旋轉。本發明第四方面的描述根據本發明第四方面的設備用于實施第三方面的方法。旋轉涂覆的表面平滑作用如上所述當將涂層組合物以超過流動極限厚度的厚度施加到工件上而且該工件繞一基本水平軸旋轉時,該涂層膜表面可以變得極其平滑而不必擔心涂層組合物發生流動或流掛。被涂層的表面上的不平整的影響但是,即使采用這種旋轉涂覆法,也不能始終獲得極其光滑的涂層膜表面。也就是說我們的研究已經發現即使涂層膜表面在涂層組合物失去流動性時充分光滑,當溶劑在涂層組合物失去流動之后大量揮發時平滑性仍會下降。也就是說當大量溶劑在涂層組合物失去流動性之后蒸發時,涂層膜會大量收縮。當涂層膜收縮較大時,要被涂層的表面上的不平整就會極大地影響涂層膜的平滑性,而且該不平整的影響就會出現在涂層膜的表面上。當涂層膜的收縮較小時,該不平整的影響幾乎不會出現在涂層膜的表面上。
更進一步地說,我們發現涂層膜在涂層組合物由于溶劑的蒸發、固體組分粘度的降低等等而失去其流動性之后的收縮越小,要涂層表面的不平整性的影響就會更少出現在涂層膜的表面上,而且涂層膜的收縮基本上可以通過在涂層組合物失去其流動性時包含在涂層組合物中的溶劑的數量而確定。當在涂層組合物失去流動性時包含在涂層組合物中溶劑的數量不超過重量的30%時,就可以避免要涂層的表面上的不平整的影響,而且涂層膜表面的平滑性就會好于用常規旋轉涂覆法獲得的。當包含在涂層組合物中的溶劑的數量在涂層組合物失去其流動性時不超過10%重量時就會獲得更加平滑的涂層膜表面。
也就是說當涂層膜的收縮在涂層組合物失去其流動性之后增加時要涂層的表面上的不平整的影響就會更多地出現在涂層膜上,反之亦然。當該不平整的影響在涂層組合物失去其流動性之后一旦出現在涂層膜上,即使該工件連續旋轉也不能除去在涂層膜上的不平整,這是因為該涂層組合物已經失去了流動性。
本發明是基于我們的上述發現,并且本發明將阻止在要涂層表面上的不平整的影響顯現在涂層膜表面上并且通過將涂層膜的收縮在涂層組合物失去其流動性之后降低到使要涂層表面上的不平整的影響不會出現的程度,也就是說通過將包含在涂層組合物中的溶劑的數量在涂層組合物失去其流動性時降低到不超過30%重量從而保持涂層膜表面(通過旋轉涂覆獲得)的平滑性。
為了獲得充分平滑的涂層膜表面而不受要涂層表面上的不平整的影響,涂層組合物必須在涂層膜表面通過旋轉涂覆獲得足夠光滑度的狀態下失去其流動性而且溶劑的含量在涂層組合物失去流動性時必須低于涂層組合物重量的30%(優選地低于10%重量)。
由于旋轉涂覆是通過將工件旋轉直到涂層組合物固化到該涂層組合物不能流動或流掛的程度而獲得充分平滑的涂層膜表面的,該涂層膜表面在涂層組合物失去其流動性時必定具有足夠的平滑性,而不管該涂層組合物是否在工件旋轉過程中或工件旋轉結束后失去流動性。即使該涂層組合物在旋轉結束時具有流動性,但涂層組合物的流動很小而且涂層組合物不能流動或流掛超過2毫米。因此,通過旋轉工件而獲得的涂層膜表面的平滑性可以保持住直到該涂層組合物失去其流動性。
因此在旋轉涂覆中,當涂層組合物在工件旋轉過程中具有流動性并且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%或10%時,在涂層組合物失去流動性時溶劑的含量肯定不超過涂層組合物重量的30%或10%而且涂層膜表面在肯定具有足夠的平滑性。因此涂層組合物在工件旋轉過程中具有流動性而且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%或10%,基本上就等同于該涂層組合物在涂層膜表面具有足夠平滑性的狀態下失去其流動性以及溶劑的重量在涂層組合物失去其流動性時不超過涂層組合物重量的30%或10%。
如上所述,在本說明書中,涂層組合物流動或流掛被定義為涂層組合物流動或流掛2毫米或更長以及涂層組合物具有流動性定義為涂層組合物可以流動或流掛1毫米或更長的狀態。
將涂層組合物施加到高于極限厚度的厚度,在該極限厚度之上涂層組合物通常將流動或流掛,是為了使涂層組合物具有足夠的流動性,這樣當該工件旋轉時就可以獲得足夠平滑的涂層膜表面,而且為了獲得足夠平滑的涂層膜表面,就必須有使涂層組合物可以流動或流掛至少2毫米的流動性。
當涂層膜大量收縮而且不平整的影響一旦在涂層組合物失去其流動性之后出現在涂層膜上的時候,由于涂層組合物已經失去其流動性和由表面張力引起的“自平滑能力”,因此涂層膜上的不平整就不能去除。因此在涂層組合物具有足夠的流動性從而具有自平滑能力的同時必須將溶劑降低到即使該涂層膜收縮,要涂層的表面上的不平整的影響也不會顯現在涂層膜表面上的程度(即溶劑的含量不超過30%重量,優選地不超過10%重量)。為了確保自平滑能力,流動性不必要高到涂層組合物可以流動或流掛2毫米或更長的程度,但是它可以是涂層組合物可以流動或流掛1毫米或更長的一個值。第一方面的涂層方法在第一方面的涂層方法中,進行固化步驟而且在涂覆步驟中將涂層組合物施加到工件上,這樣涂層組合物至少在固化步驟中可能發生流動或流掛。
在這種情況下,當涂層組合物在固化步驟中或在該步驟結束時具有流動性而且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%時,溶劑的含量肯定不超過涂層組合物重量的30%而且涂層膜表面在涂層組合物在余下的固化步驟中或在硬化步驟中失去其流動性時肯定具有足夠的平滑性。因此即使在涂層組合物失去流動性時留在涂層組合物中的溶劑在涂層組合物失去流動性時隨后蒸發而且涂層膜發生收縮,但該收縮太小以至于在要涂層的表面上的不平整的影響不會出現在涂層膜表面上,由此可以獲得極其平滑的涂層膜的表面。
因此在本發明的第一方面的方法中,涂層組合物以高于極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上,在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將在固化步驟中發生流動或流掛,而且該工件在涂覆步驟之后繞一基本水平軸旋轉,從而防止在工件垂直表面上涂層組合物發生流動或流掛,而該涂層組合物被設計成在硬化步驟中或在該步驟結束時具有流動性且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%,可以獲得極其光滑的涂層膜表面,受要涂層表面上的不平整的影響較小。
當溶劑的百分比低于10%時可以獲得更加光滑的涂層膜表面,受要涂層的表面上的不平整的影響較小。
當采用含有溶劑的熱固型涂層組合物作為涂層組合物而且采用加熱-硬化步驟作為硬化步驟時,該涂層組合物可以以超過極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上在工件垂直表面上的涂層組合物通常在固化步驟和加熱-硬化步驟中將會發生流動或流掛,而且工件可以在固化步驟和加熱-硬化步驟中繞一基本水平軸旋轉,以防止在工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。在這種情況下通過設計該涂層組合物使之在加熱-硬化步驟中具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%,也可以獲得極其光滑的涂層膜表面,受要涂覆的表面上的不平整的影響較小。但是即使涂層組合物在加熱-硬化步驟中也具有流動性,通過設計該涂層組合物使之在固化步驟中具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%也可以獲得極其光滑的涂層膜表面,受要涂層的表面上的不平整的影響較小,而與涂層組合物在加熱-硬化步驟中的狀態無關。
當采用含有溶劑的紫外線固化型涂層組合物作為涂層組合物時該涂層組合物必須設計成使之具有流動性同時溶劑的含量在固化步驟中不超過涂層組合物重量的30%,這是因為紫外線固化型涂層組合物只要向紫外線暴露就會失去其流動性并硬化。第二方面的涂層方法在第二方面的涂層方法中,在涂覆步驟中將涂層組合物施加到工件上,這樣涂層組合物至少在加熱-硬化步驟中能發生流動或流掛。
在這種情況下當在加熱-硬化步驟中涂層組合物具有流動性而且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%時,在余下的加熱-硬化步驟中溶劑的含量肯定不超過涂層組合物重量的30%而且涂層膜表面在涂層組合物失去其流動性時肯定具有足夠的平滑性。因此即使在涂層組合物失去流動性時,留在涂層組合物中的溶劑在涂層組合物失去流動性時隨后蒸發而且涂層膜發生收縮,但該收縮太小以至于在要涂層的表面上的不平整的影響不會顯現在涂層膜表面上,由此可以獲得極其平滑的涂層膜的表面。
因此在本發明的第二方面的方法中,此時涂層組合物以高于極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將在加熱-硬化步驟中發生流動或流掛,而且該工件在涂覆步驟之后繞一基本水平軸旋轉,從而防止在工件垂直表面上涂層組合物發生流動或流掛,而該涂層組合物被設計成在加熱-硬化步驟中具有流動性且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%,可以獲得極其光滑的涂層膜表面,受要涂層的表面上的不平整的影響較小。
當溶劑的百分比低于10%時可以獲得更加光滑的涂層膜表面,受要涂層表面上的不平整的影響較小。
當進行固化步驟時,該涂層組合物可以以超過極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上在工件垂直表面上的涂層組合物通常在固化步驟和加熱-硬化步驟中將會發生流動或流掛,而且工件可以在固化步驟和加熱-硬化步驟中繞一基本水平軸旋轉,以防止在工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。在這種情況下通過設計該涂層組合物使之在加熱-硬化步驟中具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%,也可以獲得極其光滑的涂層膜表面,受要涂覆的表面上的不平整的影響較小,而與涂層組合物在固化步驟中的狀態無關。第三方面的涂層方法在第三方面的涂層方法中,加熱-硬化包括升溫步驟和反應-硬化步驟,而且在涂覆步驟中將涂層組合物施加到工件上,這樣涂層組合物至少在升溫步驟中能發生流動或流掛。
在這種情況下,當升溫步驟包括保溫步驟用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度(在該溫度下涂層組合物開始硬化反應)的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度和高于常溫的溫度下達到一段預定時間的時候,可以將涂層組合物具有較高流動性狀態保持預定的時間,這一點與普通的加熱-硬化步驟不一樣,在該普通加熱-硬化步驟中涂層組合物的溫度線性增加到反應起始溫度。當本涂層組合物具有較高流動性時由于表面張力和工件的旋轉涂覆膜表面將更加光滑,而且當將該狀態保持預定時間時可以獲得更加光滑的涂層膜表面,受要涂層的表面上的不平整的影響較小。
因此在第三方面的方法中,此時加熱-硬化步驟包括升溫步驟用于將涂層組合物加熱到反應起始溫度和反應-硬化步驟用于通過將涂層組合物的溫度保持在不低于反應起始溫度而使涂層組合物硬化,涂層組合物以高于極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將在升溫步驟中發生流動或流掛,該工件在涂覆步驟之后繞一基本水平軸旋轉,從而防止在工件垂直表面上涂層組合物發生流動或流掛,而且升溫步驟包括保溫步驟用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度且高于常溫的溫度下達到一段預定的時間,借助于保溫步驟可以使涂層膜表面更加光滑而且可以獲得極其光滑的涂層膜表面,受要涂層表面上的不平整的影響較小。
當采用含有溶劑的熱固型涂層組合物作為涂層組合物時,通過設計涂層組合物使之在升溫步驟中或該步驟結束時具有流動性同時溶劑含量不超過涂層組合物重量的30%,就可以獲得極其平滑的涂層膜表面,受要涂層表面上的不平整的影響較小。
特別是當采用保溫步驟用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度而高于常溫的溫度下達一段預定的時間時,在保持涂層組合物的流動性的同時可以蒸發掉更多的溶劑,從而在涂層組合物失去其流動性時包含在涂層組合物中的溶劑數量與普通的加熱-硬化步驟相比降低了,在該普通加熱-硬化步驟中,涂層組合物的溫度線性增加到反應起始溫度,而且可以獲得極其光滑的涂層膜表面,它幾乎不受要涂層的表面上的不平整的影響。更進一步地說在普通的加熱-硬化步驟中加熱爐中的溫度被設置成不低于涂層組合物的反應起始溫度而且該涂層組合物的溫度以某種速度(取決于工件的加熱能力)增加。當涂層組合物的溫度以這樣一種方式增加時,涂層組合物的溫度在短時間內達到反應起始溫度并且涂層組合物的粘度由于反應-硬化而增加(流動性降低)。因此很難在保持流動性的同時將溶劑的含量降低(不低于10%重量)。與此相反,當采用保溫步驟時可以蒸發掉足夠數量的溶劑而不會使涂層組合物反應-硬化,從而在保持充動性的同時可以很容易地將溶劑的數量降低(不低于10%重量),而且可獲得極其光滑的表面,這種表面若非保溫步驟是不能獲得的。
當溶劑的含量降到一定的水平,通過進行保溫步驟就可以在短時間內達到目的,從而可以縮短加熱-硬化步驟所需的時間。
當采用含有溶劑的熱固型涂層組合物時,可以在涂覆步驟的和升溫步驟之間進行固化步驟用于將施加到工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發掉,涂層組合物以超過極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上工件垂直表面上的涂層組合物通常將在固化步驟和升溫步驟中發生流動和流掛,工件可以在固化步驟和升溫步驟(如有必要,以及反應-硬化步驟)中繞一基本水平軸旋轉,從而防止工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。當在升溫步驟之前進行固化步驟時,可以在固化步驟中將一定量的溶劑蒸發掉,因此在涂層組合物失去其流動性時殘留在涂層組合物中的溶劑的數量可以進一步降低。
預定的溫度可以根據預定時間而設定,而預定的時間也可以根據預定的溫度而設定。通過改變預定的溫度和預定的時間,甚至改變工件穿過加熱爐的傳送速度,可以很容易地處理速度的變化從而保持適當的保溫步驟。當預定的時間不短于1分鐘時,保溫步驟的效果會特別好。
當通過將工件傳送經過一分割加熱爐而進行升溫步驟時(在該加熱爐中有多個加熱區以預定的方向排列,各個加熱區分別具有溫度可控的加熱源),通過簡單地將實際工作的加熱區的數量進行改變就可以很容易地改變工件的傳送速度。此外當采用遠紅外線進行升溫步驟時,可以很快地將涂層組合物的溫度提高到預定的溫度,而且加熱-硬化步驟所需的時間可以縮短。第四方面的涂覆設備第四方面的涂覆設備是用于施加第三方面的方法,其操作和結果和第三方面方法的基本相同。
附圖簡述
圖1是簡單描述涂覆工藝的流程圖。
圖2是表示旋轉工件從而防止涂層組合物發生流動或流掛的示意圖。
圖3A和圖3B是表示測量涂層組合物的流動或流掛的示意圖。
圖4是表示要涂層的表面上的不平整的影響出現情況的示意圖。
圖5是用來實施根據本發明的實施方案的涂覆方法的中試工廠的平面示意圖。
圖6是圖5中所示工廠中的一個重量部分的正視圖。
圖7是圖5中所示工廠的空推車貯存部分的正視圖。
圖8是旋轉推車的一個實例的正視圖。
圖9是圖8中所示旋轉推車的右視圖。
圖10是預熱爐的正式圖。
圖11是圖10中預熱爐的右視圖。
圖12是主加熱爐的正式圖。
圖13是圖12所示主加熱爐的右視圖。
圖14表示涂層組合物在包括保溫步驟的預熱-硬化步驟中的溫度變化。
圖15表示試驗5中涂層組合物的溫度變化。
圖16表示試驗6中涂層組合物的溫度變化。
圖17表示試驗7中涂層組合物的溫度變化。
下面參照附圖對將本發明用來涂覆車體的實施方案進行描述。車體的涂覆參照圖1對涂覆車體的實例進行描述。如圖1所示通常對車體依次進行底涂層、中間涂層和外層涂層。
在底涂層步驟中,首先對車體進行表面處理。在表面處理中車體被除油,然后在車體上形成一層磷酸鋅膜,從而提高涂層組合物與車體的粘接強度。然后通過電鍍在磷酸鋅膜上形成環氧涂層組合物膜并通過加熱使其硬化。
在中間涂層步驟中,形成聚酯涂層組合物膜并通過加熱而硬化。
在外層涂層步驟中,車體被涂上固體涂層或底層-透明涂層。當車體上涂以固體涂層時,該因體涂層形成外層膜。固體涂層組合物首先施加到車體上然后通過加熱使其硬化。當車體涂以底層-透明涂層時,首先將底層涂層組合物(例如丙烯樹脂)施加到車體上然后將透明涂層組合物(例如丙烯樹脂)施加到該底層涂層組合物層上。然后通過加熱使該底層涂層組合物和透明涂層組合物硬化。底層涂層組合物和透明涂層組合物和結合包括含有發光材料例如鋁或云母的底層涂層組合物和無色的透明涂層組合物;含有發光材料例如鋁或云母的底層涂層組合物和著色的透明涂層組合物;不含有發光材料的底層涂層組合物和著色的透明涂層組合物。在底層-透明涂層中,底層涂層組合物的使用及其加熱-硬化對應于底層涂層步驟,而透明涂層組合物的使用及其加熱-硬化對應于透明涂層步驟。
上述車體的涂覆僅僅是一個例子,舉例來說中間涂層步驟和/或透明涂層步驟可以進行兩次。另外在底涂層步驟和/或中間涂層步驟中也可以進行其它的各種處理,例如密封處理(一種用于改善抗切削性的處理)等等。旋轉涂覆進行旋轉涂覆是為了獲得及其光滑的涂層膜表面。旋轉涂覆可以使用到任何一種涂層上,只要該涂層膜表面需要光滑。舉例來說在涂覆車體的情況下,旋轉涂層可以用在中間涂層步驟和外層涂層步驟中。旋轉涂覆可以適當地用于固體涂層步驟和透明涂層步驟。
在旋轉涂覆中,如圖2所示,涂層組合物4以高于極限厚度(流動極限厚度)的厚度施加到工件2上,在該極限厚度之上在工件2沿垂直方向延伸的表面2a上的涂層組合物通常將會發生流動或流掛,工件2在涂覆步驟之后繞一基本水平軸6旋轉,從而防止工件2垂直表面2a上的涂層組合物4發生流動或流掛。
在工件2垂直表面2a上的涂層組合物4通常將發生流動或流掛是指在垂直表面2a上的涂層組合物4,如果垂直表面保持垂直不旋轉就會在重力下發生流動或流掛。如前所述,在本說明書中,涂層組合物流動或流掛是指涂層組合物流動或流掛2毫米或更長。當涂層組合物流動或流掛2毫米更長時,在涂層膜表面上就會形成無法接受的不平整。尤其是,在如圖3A中所示用遮帶遮蓋垂直表面2的下半部之后,將涂層組合物施加到表面2a上并且如圖3B中所示除去帶8。在將工件放置直到涂層組合物的流動或流掛不再增加之后,測量流動(或流掛)4a的長度1。當長度1不短于2毫米時,可以確定發生了流動或流掛。因此,通過在確定固化空氣或預定加熱空氣中從重復測定流動或流掛同時逐漸增加涂層的厚度并確定在長度1不低于2毫米時的涂層厚度就可以獲得流動極限厚度。
涂層組合物的流動或流掛是一種現象,即具有流動性的涂層組合物在重力作用下向下流動。因此如圖2所示當工件2繞一基本水平軸旋轉時,就會有一個和重力相同的力和一個方向和重力相反的力相互交替作用在涂層組合物上,從而防止涂層組合物發生流動或流掛。也就是說,當工件2沿著圖2中箭頭A的方向持續旋轉時,就有一個方向和重力相反的指向箭頭B方向的慣性力,當表面2A上面的涂層組合物是位于右側時(如圖2所示)作用在表面2A上,而且有一個和重力相同的指向箭C方向的慣性力,當表面2A上的涂層組合物4位于左側時作用在表面2A上。因此通過旋轉工件2就有一個方向和重力相同的力和一個方向與重力相反的力交替作用在涂層組合物4上,從而防止在一個方向上的涂層組合物發生流動或流掛。工件2不必沿著一個方向持續旋轉,但是可以交替地以一個方向和另一個方向以預定的角度(例如360°,45°,90°,135°)轉動。
工件的旋轉應該在涂層組合物在重力作用下在該涂層組合物施加到工件上以后開始流動或流掛之前開始,而且應該持續到涂層組合物的流動性降低到該涂層組合物不能在重力作用下發生流動或流掛的程度為止。此外該工件應該以可以防止涂層組合物發生流動或流掛的速度進行旋轉,例如以高于涂層組合物在重力作用下發生流動或流掛的速率,以及涂層組合物在離心力作用下不產生流動或流掛的速度的速率。當工件具有一個由軸6徑向延伸的要涂層的表面時,在該表面上的涂層組合物會在由于工件旋轉而產生的離心力的作用下發生流動或流掛。旋轉涂覆的變化旋轉涂覆主要包括涂覆步驟用于將涂層組合物施加到工件的表在上和硬化步驟用于將施加到表面上的涂層組合物硬化。當該涂層組合物含有溶劑時可在涂覆步驟和硬化步驟之間進行固化步驟用于將該溶劑蒸發。
涂層組合物的流動或流掛至少可以在固化步驟和硬化步驟之一中發生在旋轉涂覆過程中,為了獲得極其滑的涂層膜表面涂層組合物必須以高于極限厚度的厚度在涂覆過程中施加到工件上,在該極限厚度之上,在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將在固化步驟和/或硬化步驟中發生流掛。也就是說,當不進行固化步驟時,涂層組合物必須以高于極限厚度的厚度在涂覆過程中施加到工件上,在該極限厚度之上在沿垂直方向上延伸的工件表面上涂層組合物通常將在固化步驟中發生流動或流掛,由此該涂層組合物在硬化步驟中變成上述流動狀態。另一方面,當進行固化步驟時涂層組合物必須以高于極限厚度的厚度在涂覆步驟中施加到工件上,在該極限厚度之上在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將在固化步驟或在硬化步驟或在固化步驟和硬化步驟兩個步驟中發生流動或流掛,由此該涂層組合物在固化步驟中或在硬化步驟中或在固化步驟和硬化步驟兩個步驟中變成上述流動狀態。
在上述任何一種情況下工件均繞一基本水平軸旋轉,從而防止發生流動或流掛。通過旋轉涂覆使涂層膜表面平滑舉例來說,涂層組合物可以噴涂到要涂覆的表面10上,如圖4中(a)所示。要涂層的表面10可以是工件自身的表面或者是另一個已經施加到該表面上的涂層膜的表面。例如當將中間層施加到表面10上時,表面10可以是底涂層的表面,而當將固體涂層施加到表面10上時,該表面10可以是中間層的表面,而當將透明涂層施加到表面10上時,表面10可以施加到底涂層表面上。
如圖4(b)中所示,當以一定厚度施加該涂層組合物時,涂層膜表面5在表面張力作用下以平行于涂層膜表面5的箭頭D方向被拉伸并且趨向光滑。當涂層厚度較小時,涂層組合物的流動性較差,就不能通過表面張力獲得足夠的平滑效果。但是當涂層組合物施加到超過流動極限厚度的厚度時,就可以通過表面張力獲得平滑效果而且涂層膜表面5可以變得極其光滑。
但是當涂層組合物以超過流動極限厚度的厚度施加到基本上沿垂直方向延伸的表面上時,涂層組合物就會在重力作用下發生流動或流掛,而涂層膜表面的光滑性被大大降低。
如上所述,當工件繞一基本水平軸旋轉時,就會有一個方向和重力相同的力和一個方向與重力相反的力交替作用在涂層組合物上,從而防止涂層組合物發生流動或流掛。此外通過旋轉工件可以產生以平行于涂層膜表面的箭E的方向作用在涂層組合物上的力,而且增加了由于表面張力而產生的平滑效果,從而可以獲得更加光滑的涂層膜表面,如圖4中(c)所示。
也就是說,當涂層組合物以超過流動極限厚度的厚度施加到工件上并且該工件繞一基本水平軸旋轉時,借助于表面張力以及由于工件旋轉而產生的力可以使涂層膜表面變得極其光滑,而不必擔心涂層組合物發生流動或流掛。要涂層的表面上的不平整的影響(溶劑的含量和要涂層的表面上的不平整的影響)但是當涂層組合物含有溶劑,即使涂層膜表面如圖4中(c)所示那樣地足夠光滑,該平滑性隨后當溶劑在涂層組合物失去其流動性之后大量揮發時仍會下降。也就是說當大量溶劑在涂層組合物失去其流動性之后揮發時,涂層膜會大量收縮。當涂層膜的收縮較大時,涂層膜的平整性會受到要涂層的表面10上的不平整的極大影響,而且該不平整的影響會出現在涂層膜表面上,如圖4中(d)所示。當涂層膜的收縮較小時,該不平整的影響幾乎不會出現在涂層膜表面上,如圖4中(e)所示。
更進一步地說,在涂層組合物由于溶劑的蒸發、固體組分粘度的下降等等而失去其流動性之后涂層膜的收縮越小,要涂層表面上的不平整的影響就越不可能出現在涂層膜的表面上,而且涂層膜的收縮基本上可以通過包含在涂層組合物中的溶劑的含量而確定。當包含在涂層組合物中的溶劑的含量在涂層組合物失去其流動性時不超過30%重量時,就可以避免在要涂層表面上的不平整的影響,而涂層膜的表面的平滑性會超過用普通的旋轉涂覆所獲得的。當包含在涂層組合物中的溶劑的含量在涂層組合物失去其流動性時不超過10%重量則會獲得更加平滑的涂層膜表面。
在本說明書中,涂層組合物具有流動性是指涂層組合物具有足夠的流動性以使涂層膜表面可以通過表面張力等等而平滑,當涂層組合物處于可以流動或流掛1毫米或更長的狀態時,就可以說該涂層組合物具有流動性。另一方面,當涂層組合物處于僅可以流動或流掛1毫米以下的狀態時,就可以說該涂層組合物不具有流動性或失去其流動性。(保溫步驟和要涂層表面上的不平整的影響)當采用熱固型涂層組合物作為涂層組合物并以超過極限厚度的厚度施加到工件上,在該極限厚度之上,在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將會在加熱-硬化步驟中發生流動或流掛而且將工件繞一基本水平軸旋轉以防止垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛的時候,如前所述在加熱-硬化步驟中可以獲得極其光滑的涂層膜表面。在這種情況下,當加熱-硬化步驟包括升溫步驟用于將涂層組合物加熱到其反應起始溫度,和反應-硬化步驟用于通過將涂層組合物的溫度保持在不低于反應起始溫度的溫度而使涂層組合物硬化,而且升溫步驟包括保溫步驟用于將涂層組合物的溫度在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中保持在預定的不低于反應起始溫度且高于室溫的溫度下達一預定時間的時候,就可以保證涂層組合物具有較高流動性的狀態達一預定時間,這一點不同于普通的加熱-硬化步驟,在該普通加熱-硬化步驟中涂層組合物的溫度線性增加到反應起始溫度。當涂層組合物具有較高的流動性時,由于表面張力和工件的旋轉而產生的涂層膜表面的平滑作用就可以得到進一步加強,而當該狀態保持一預定時間時,就可以獲得更加平滑的涂層膜表面,而受要涂層表面上的不平整的影響較小。
當將含有溶劑的熱固型涂層組合物用作涂層組合物時,通過設計該涂層組合物使之在升溫步驟中或在該步驟結束時具有流動性且同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%(優選地10%)就可以獲得極其光滑的涂層膜表面,而受要涂層表面上的不平整的影響較小。
特別是在進行保溫步驟,用于將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度和高于常溫的溫度下達一預定的時間時,與涂層組合物的溫度線性增加到反應起始溫度的普通加熱-硬化步驟相比,在保持涂層組合物的流動性的同時就可以將更多的溶劑蒸發掉,從而包含在涂層組合物中的溶劑的含量在涂層組合物失去其流動性時可以降低,而且可以獲得極其光滑的涂層組合物表面,它幾乎不受要涂層表面上的不平整的影響。更進一步地說,在普通的加熱-硬化步驟中加熱爐中的溫度被設置在不低于涂層組合物的反應起始溫度而且涂層組合物的溫度以取決于工件加熱能力的速度增加。當涂層組合物的溫度以這種方式增加時,涂層組合物的溫度可以在短時間內達到反應起始溫度而且涂層組合物的粘度由于反應-硬化而增加(流動性降低)。因此很難在保持流動性的同時將溶劑的含量降低,不低于10%。與此相反當采用保溫步驟時,可以蒸發掉足夠數量的溶劑,而不會使涂層組合物反應-硬化,從而溶劑的含量可以很容易地在保持流動性的同時降低,不降低于10%重量,而且可以獲得特別好的光滑性,這種光滑性沒有保溫步驟是不能獲得的。
當將溶劑的含量降低到一定水平的時候,通過采用保溫步驟就可以在短時間內達到目的,從而可以縮短加熱-硬化步驟所需的時間。涂層中試工廠下面將參照圖5-13對用于實施根據本發明的實施方案的涂層方法的涂層中試工廠進行描述。
在由該工廠實施的涂覆方法中,將根據本發明的實施方案的旋轉涂覆法使用到透明涂層上。在該實施方案中,采用含有溶劑的透明熱固型涂層組合物并且在涂覆步驟和加熱-硬化步驟之間進行固化步驟。該加熱-硬化步驟包括預熱-硬化步驟用于將涂層組合物部分硬化,和主加熱-硬化步驟用于使涂層組合物完全硬化。在預熱-硬化步驟的早期進行保溫步驟。該透明涂層組合物已超過極限厚度的厚度施加到工件上,在該極限厚度之上涂層組合物通常將在固化步驟和預熱-硬化步驟中(特別是在保溫步驟中)發生流動或流掛,而且旋轉工件以防止涂層組合物在固化步驟和預熱-硬化步驟中發生流動或流掛。另外涂層組合物被設計成在固化步驟和預熱-硬化步驟中(特別是在保溫步驟中)具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%或10%。
如圖5和6中所示,該涂層中試工廠配有用于非旋轉推車的第一傳送機12(下文稱為“第一非旋轉傳送機12”)、用于非旋轉推車的第二傳送機14(下文稱為“第二非旋轉傳送機14”)和用于旋轉推車的傳送機16(下文稱為“旋轉傳送機16”)。第一非旋轉傳送機12和第二非旋轉傳送機14分別以箭頭方向傳送非旋轉推車20,推車20將車體(工件)18保持靜止,而旋轉傳送機16以箭頭方向傳送旋轉推車22,旋轉推車22用于保持車體18,車體18繞一基本水平軸旋轉。
旋轉傳送機16被設計成循環方式,它包括第一至第三傳送機24,26和28,它們能夠相互獨立地傳送旋轉推車22。第二傳送機26由一對皮帶平行延伸的傳送機26A和26B組成。第一傳送機24和上游端在位置a和提升機29(在下面描述)相連,而第一傳送機24的下游端在結合點e支連到一對支路傳送機24A和24B。支路傳送機24A和24B的下游端分別在位置b與傳送機26A和26B的上游端相連。第三傳送機的下游端在位置d與提升機29相連并且通過強力提升機29和第一傳送機24的上游端相連,第三傳送機28的上游端在結合點f支連到一對支路傳送機28A和28B中。支路傳送機28A和28B的上游端在位置c分別與傳送機26A和26B的下游端相連。
因此旋轉傳送機16從相對底涂覆區(以后描述)的部分至相對預定-硬化區(以后描述)的部分有兩條線,即線A和線B。在旋轉傳送機16中,從結合點f到結合點e的傳送機速度可以高于從結合點e到結合點f的傳送速度(在整個線A和線B上)。
第一非旋轉傳送機12具有一個旋轉加緊固定區30。旋轉傳送機16從上游算起依次具有旋轉吹氣區32、外層涂層制備區34、一對底涂覆區36、一對透明涂覆區38(每一個包括第一透明涂覆區38a和第二透明涂覆區38b)、一對固化區40、一對預熱-硬化區42(每一個包括升溫區42a和一個半加熱-硬化區42b)、用于堆放的堆放區44(它具有傳送機44a)和空推車維修區46,維修區46由所述的提升機29和傳送機45組成,它用于維修空推車。在線A和線B上各自具有底層涂覆區36、透明涂覆區38、固化區40、和預熱-硬化區42。第二非旋轉傳送機14配有主加熱-硬化區48。
在第一傳送機24上配有旋轉吹氣區32、外層涂層制備區34和底層涂覆區36。在第一傳送機24的支路傳送機24A和24B與傳送機26A和26B的結合點處設置了透明涂覆區38。進一步地說,第一透明涂覆區38a在第一傳送機24(支路傳送機24A和24B)上,而第二透明涂覆區38b在第二傳送機26(傳送機26A和26B)上。固化區40和預熱-硬化區42和第二透明涂覆區38b一起設置在第二傳送機26(傳送機26A和26B)上。在第三傳送機28上設有堆放區44。在第三傳送機28的下游端和第一傳送機24的上游端之間設有空推車維修區46。
在第一非旋轉傳送機12和旋轉傳送機16之間設有第一傳送裝置50,用于將由第一非旋轉傳送機12上的非旋轉空車20傳送的車體18傳送到在旋轉傳送機16的第一傳送機24上的旋轉推車22上。在第二非旋轉傳送機14和旋轉傳送機16之間設有第二傳送裝置52,用于將由在第三傳送機28上的旋轉推車22輸送的車體18傳送到在第二非旋轉傳送機14上的非旋轉空車20上。旋轉吹氣區32設有副傳送機54,用于在旋轉推車22經過旋轉吹氣區32的時候旋轉在旋轉推車22上的車體18。在線A和線B上的固化區40和預定-硬化區42各自具有副傳送機56用于在旋轉推車22經過固化區40和預熱區42時旋轉在旋轉推車22上面的車體18。
如圖7所示,第一非旋轉傳送機12、第二非旋轉傳送機14和旋轉傳送機16安置在上層地板58上,而用于維修空推車的傳送機45(下文稱為“維修傳送機45”)放置在下部地板60上。提升機29包括由下層地板60延伸到上層地板58的垂直柱29a和推車支承件29b,該支承件29b通過未示出的驅動裝置而沿柱29a上下移動。提升機29將空旋轉推車22(車體18已經被第二傳送裝置52由該推車上取走)傳送到位于底層地板60上的維修傳送機45上。維修傳送機45被設計成循環方式(提升機29插在其上游端和下游端之間)并且以與在上層地板60上的旋轉傳送機16相同的方式在底層地板58上延伸。由維修傳送機45輸送到其下游端的空旋轉推車22被提升機29輸送到位于上層地板60上的第一傳送機24上。
如圖8和9中所示,旋轉推車22包括具有輪子62的基臺64、一對支承件66和68(它們沿著傳送的方向以預定的間距固定在基臺64上從而垂直延伸),和一對旋轉支承件70和72(它們分別安裝在支承件66和68上,彼此對準從而繞一基本沿水平方向延伸的旋轉軸L旋轉)。
旋轉夾具74和76分別安裝在車體18的前端和后端上,夾具74和76與旋轉支承件70和72相連,從而將車體18保持在支承件60和68之間使之繞旋轉軸L旋轉。
在后支承件68中設有用于旋轉后旋轉支承件72的旋轉傳送機構78。旋轉傳送機構78包括固定到旋轉支承件72的旋轉軸80上的斜齒輪82、固定在軸86的另一端上的并且與斜齒輪82嚙合的斜齒輪84、固定在軸92的一端上并且與斜齒輪88嚙合的斜齒輪90和固定在軸92另一端上的鏈輪94。鏈輪94可以和所說的副傳送機54和56(它由鏈子組成)相嚙合。在這種旋轉傳送機構78中,當在旋轉推車22的傳送速度和副傳送機54和56的驅動速度之間產生差異時,鏈輪94就會旋轉而鏈輪94的旋轉通過旋轉傳送機構78而傳送到后旋轉支承件72上,從而車體18可以繞旋轉軸L旋轉。通過調整副傳送機54和56的驅動速度,車體18的旋轉速度和/或旋轉方向可以改變,同時車體18甚至在旋轉推車22停止時也能旋轉。
在基臺64的前側裝有一個接合件95,它向前延伸并設有一個向下的突出物95a,連接件95繞一銷96旋轉。借助于突出物95a和旋轉傳送機16(它是鏈子的)之間的接合,旋轉推車22以旋轉傳送機16的驅動設備傳送。在機臺64的后側裝有接合釋放件98,它向后延伸一定的長度并由一個握持部件(未示出)握持。當后來的旋轉推車22靠近旋轉推車22并且后來的旋轉推車22的聯接件95搭上向前的旋轉推車22的聯接釋放件98時,后來的旋轉推車22的聯接件95向上旋轉,而突出物95a和旋轉傳送機16之間的聯接被釋放,從而后來的旋轉推車22即使當旋轉傳送機16在工作而向前的旋轉推車22停止時也會未達到向前的旋轉推車22就停止。
在預熱-硬化區42中,預熱爐100(圖10和11)在整個區42長度上延伸。通過將車體18通過預熱爐100可以對車體18上的底涂層和透明涂層進行預熱和硬化。
如圖10和11中所示,預熱爐100包括隧道式紅外爐傳送機26A和26B以及副傳送機56均延伸經過該爐。預熱爐100采用加熱爐的形式,其中有多個(在該實施方案中是6個)加熱區P1~P6沿著車體18的傳送方向排成一排,而且每個加熱區P1~P6均配有多個遠紅外輻射裝置102作為加熱源。如圖11中所示每個加熱區中的遠紅外輻射裝置102在爐的內表面上以一定間隔成U形排列。通過控制器104可以彼此獨立地控制加熱區的電壓供應。為了防止從涂層組合物蒸發出的溶劑充滿預熱爐100,在爐100中設有排氣口106。排氣口106包括設置在如100底側的空氣輸送箱108、設置在爐100上側的排氣箱110和設置在空氣輸送箱108和排氣箱110之間的空氣通道112之中的抽氣裝置114。抽氣裝置114包括熱源是蒸氣的熱交換器116、過濾器118和空氣輸送風扇120。通過熱交換器116加熱到預定溫度的熱空氣通過空氣輸送箱108送入爐100中,并在爐100中向上流動,從而通過排氣箱110排出。由氣箱110排出的空氣部分釋放到空氣中,部分通過抽氣裝置114返回到熱交換器106中。通過排氣箱110排出并返回到熱交換器106的空氣和新鮮空氣一起加熱到預定的溫度并通過空氣輸送箱108再次供入爐100中。每一個加熱區P1~P6均配有溫度敏感器122(在圖10中僅示出了用于加熱區P1的敏感器122),和控制器104根據溫度敏感器122的輸出值反饋式控制著每個加熱區中的遠紅外輻射裝置102。
上游側四個加熱區P1~P4形成升溫區42a,而其它兩個加熱區P5和P6形成半加熱-硬化區42b。
主加熱爐124在主加熱-硬化區48的整個長度上延伸,通過穿過主加熱爐124可以使車體18上的底層涂層膜和透明涂層膜完全硬化。
如圖12和13中所示,主加熱爐124是傾斜爐的形狀,它以隧道方式沿傳送方向延伸。爐124包括底層部分124a(在該部分上車體18上的涂層膜實際上被加熱)和一對傾斜部分124b,該傾斜部分位于底層部分124a的相對兩側用于將底層部分124a提高到較高的位置。在爐124中采用熱空氣作為加熱源。第二非旋轉傳送機14延伸經過主加熱爐124且非旋轉推車20上的車體18經過爐124。在爐124中,底層部分124b包括多個(在該實施方案中是3個)加熱區P1~P3,這些加熱區延著車體18的傳送方向排成一排。每一個加熱區P1~P3設有熱空氣輸送裝置126,由加熱區P1~P3中熱空氣供應裝置126排出的熱空氣的溫度和流速可以獨立地進行控制。熱空氣供應裝置126包括位于爐124底側的空氣輸送箱128、位于爐124上側的排氣箱和設置在空氣供應箱102和排氣箱130之間的空氣通道132中的抽氣裝置134。(空氣中的132和抽氣裝置134在圖中僅示于加熱區P1)。抽氣裝置包括加熱源是蒸氣的熱交換器136、過濾器138和空氣供應風扇140。
通過熱交換器136加熱到預定溫度的熱空氣通過空氣輸送箱128導入爐124中,并且在爐124中向上移動,從而通過排氣箱130排出。通過排氣箱130排出的空氣通過抽氣裝置134返回到熱交換器106中并循環。每一個加熱區P1~P3都設有溫度敏感器142用于對引入每一個加熱區的熱空氣溫度進行檢測,每一個加熱區中的熱空氣的溫度根據溫度敏感器142的輸出值進行返饋控制。涂覆的方法下文將描述通過上述中試工廠如何對車體18進行涂覆。通過第一非旋轉傳送機12在非旋轉推車20上延箭頭方向傳送涂有中間涂層的車體18(圖5),旋轉夾具74和76在旋轉夾具固定區30中固定在車體18的前側和后側。隨后車體18通過第一傳送裝置50從非旋轉推車20傳送到位于旋轉傳送機16旋轉推車22上。
然后車體18在旋轉推車22上傳送經過旋轉吹氣區32,而當經過旋轉吹氣區32時,車體18通過副傳送機54旋轉并且將空氣吹在車體18上,從而可以除去車體18上或車體18中的臟物、灰塵等等。然后將車體18傳送到外層涂層制備區34并用鴕鳥羽毛擦洗,以完全除去車體18上的臟物、灰塵等等。而后將車體18交替地引入線A或線B中并且將它傳送到底層涂覆區36,在該區域底層涂層組合物(為了外層涂層)被施加到車體18上。在該實施方案中底層涂層組合物包括丙烯酰-密胺樹脂(其中含有發光材料例如鋁或云母)和顏料等等,并將它施加到中間膜上。舉例來說,該底層涂層組合物施加到車體18的外表面上而且隨后施加到門開口、門的內側等等上并且兩次施加到車體18的外表面上。通常底層涂層組合物含有低沸點并且容易蒸發的溶劑,并且以相當小的厚度(例如20微米)進行使用。因此該涂層組合物不會流動或流掛。
隨后將車體18傳送到透明涂覆區38,并且通過適當的涂覆裝置例如涂覆機器人將透明涂層組合物施加到底層涂層膜上。在底層涂覆區36和透明涂覆區38之間設有預定的空閑區而且底層涂層組合物中的溶劑在車體18通過該空閑區的同時會充分地蒸發。
在該實施方案中,施加到底層涂層膜上的透明涂層組合物由含有易揮發溶劑的丙烯酰-密胺樹脂的透明樹脂涂層組合物組成。該透明涂層組合物在透明涂層區38中施加兩次。也就是說,在設置在第一傳送機24下游端部的第一透明涂層區38a中,透明涂層組合物第一次在固化區40中以小于流動極限厚度的厚度施加,然后將攜帶車體18的旋轉推車22傳送到位置b處的第二傳送機26上。然后車體18傳送到位于第二傳送機26的上游端部的第二透明涂覆區38b中,而且將透明涂層組合物施加到在第一透明涂覆區38a中施加的透明涂層膜上,從而使透明涂層膜的總厚度在固化區40和升溫區42a中變得不小于流動極限厚度。
在透明涂層之后,將車體18傳送到固化區40中并使透明涂層組合物中的揮發性溶劑在車體18經過固化區40的同時在常溫下蒸發。當車體18經過固化區40時,車體18通過副傳送機56而旋轉,從而防止涂層組合物發生流動或流掛。
當車體18經過固化區40時,涂層組合物中的揮發性溶劑逐漸減少,而涂層組合物的流動性也逐漸降低。涂層組合物有時在固化結束前失去流動性。可以根據透明涂層組合物的種類(例如樹脂的種類和溶劑的種類及其含量)、透明膜的厚度、預熱-硬化條件等等適當地設置固化條件,例如固化溫度和固化時間。
在固化之后,將車體18傳送到預熱-硬化區42中在車體18經過預熱-硬化區42中的預熱爐的同時將透明涂層膜預熱-硬化。在預熱-硬化區42的升溫區42a中,采用升溫步驟用于將透明涂層組合物的溫度提高到反應起始溫度,并且在將涂層組合物加熱到其反應起始溫度的過程中,采用保溫步驟用于將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度且高于常溫的溫度下達一預定時間,從而在保持透明涂層組合物的流動性的同時將足夠量的溶劑蒸發掉。然后在半加熱-硬化區42b中,將涂層組合物的溫度保持在不低于反應起始溫度的溫度下,從而使涂層組合物部分硬化(預熱-硬化)。預熱-硬化適用于將涂層組合物硬化到這樣一種程度,即即使灰塵等等隨后沉積在透明涂層膜的表面上,也可以通過后面的加熱很容易地將灰塵燒盡。例如,可以使該涂層組合物進行大約不到40%的交聯反應。此外在升溫區42a中對底層涂層膜進行保溫并且在半加熱-硬化區42b中將其部分硬化。
盡管在固化結束時透明涂層組合物的流動性很低或為零,在將涂層組合物的溫度在升溫區42a中升高反應起始溫度的過程中,固體組分和樹脂組分仍軟化(粘度降低),并且涂層組合物的流動性快速增加到流動或流掛的程度。當溶劑隨后蒸發時流動性就會降低,而且在涂層組合物的溫度到反應起始溫度并且涂層組合物在半加熱-硬化區42b中開始反應時會很快失去流動性。
根據透明涂層組合物的種類(例如樹脂和溶劑的種類及其含量)、涂層膜的厚度固化條件等等可以適當地確定保溫步驟中的預定溫度和預定時間,從而在保持涂層組合物的流動性的同時可以將溶劑的含量降低到所要求的值。可以根據預定的時間改變預定的溫度,而也可以根據預定的溫度改變預定的時間。優選地,預定的溫度處在從高于常溫至少20℃(通常是40℃)的溫度到低于反應起始溫度至少10℃的溫度之間。優選地預定時間可以設計成使涂層組合物可以在該狀態下保持至少1分鐘,從而使溶劑達到所要求的涂層組合物的比例(即不超過30%或10%重量)而且涂層組合物具有流動性。半加熱硬化條件,即溫度和時間也可以根據透明涂層組合物的種類(例如樹脂和溶劑的種類及其含量)、涂層膜的厚度、固化條件以及保溫條件等等而適當地確定。
圖14表示預熱-硬化區42中的透明涂層組合物溫度變化的一個例子。如圖14中所示,在固化區40中,涂層組合物保持在通常的溫度下(在該實施方案中為20℃),而且當車體18被傳送到預熱-硬化區42中時,涂層組合物的溫度提高到反應起始溫度(在該實施方案中為70℃~80℃),并且在升溫區42a(加熱區P1-P4)中在將溫度升高到反應起始溫度的過程中保持在預定的低于反應起始溫度且高于常溫的溫度下(在該實施方案中為60℃)達一段預定的時間。預定的溫度不一定恒定不變,它可以在預定的溫度范圍內變化。舉例來說,預定的溫度可以逐漸的增加。隨后在半加熱-硬化區42b(加熱區P5和P6)中,涂層組合物的溫度可以增加到預定的不低于反應起始溫度的溫度(在該實施方案中為140℃),而涂層組合物在該預定溫度下被半硬化。
在保溫步驟中預定時間可以通過改變加熱區P1-P4中的溫度(空氣溫度)而變化,預定的時間可以通過改變實際所用的加熱區的數目而改變。舉例來說,可以改變一天內要涂層的車體18的數量,旋轉傳送機16的傳送速度可以改變,從而改變車體18穿過預熱爐的傳送速度。在這種情況下,當采用相同數量的加熱區時,可以改變保溫步驟中的預定時間從而改變實際用于保溫步驟的加熱區的數量。例如當傳送速度降低時,僅采用加熱區P1-P3來進行保溫,而加熱區P4和P5用于半加熱-硬化區,加熱區P6沒有使用,從而可以很容易地將所說的預定時間保持不變。
通過改變實際使用的加熱區的數量和其中的空氣溫度可以很容易地改變在半加熱-硬化區42b中的涂層組合物的溫度和加熱時間。
在上述實施方案中,在各個加熱區P1-P4中的空氣溫度是相同的,因此當工件的熱容量較大而且需要較長時間將涂層組合物的溫度增加到預定的溫度時,升溫區42a必須較長。在這種情況下,通過將加熱區P1中的溫度升高到高于其它加熱區中的溫度從而使涂層組合物的溫度在短時間內升高到預定的溫度,預熱爐的長度可以較小,也就是說,通過獨立地控制在各個加熱區的溫度,可以對升溫圖進行各種改變用于各種目的。
在預熱-硬化區42中,特別是在升溫區42a中涂層組合物的固體組分軟化,而涂層組合物的流動性將變得很高,從而該涂層組合物達到了流動狀態。因此在預熱-硬化區42中車體18利用副傳送機56在固化區40之后保持旋轉,從而防止涂層組合物發生流動或流掛。由于車體18的旋轉是用于防止涂層組合物發生流動或流掛的,因此如果涂層組合物在加熱區P5中達到非流動狀態則車體18不必要在加熱區P6中旋轉,如圖14中所示。
此外,盡管在上述實施方案中在升溫區42a中采用保溫步驟,涂層組合物的溫度可以直接增加到反應起始溫度之上,而不必采用保溫步驟。在這種情況下涂層組合物的溫度可以如圖14中虛線所示線性地增加到反應起始溫度之上。
在預熱-硬化區42中進行預熱-硬化之后,攜帶車體18的旋轉推車22被傳送到位于位置c的第三傳送機18上,并傳送到堆放區44,車體18位于在接合點f匯合的線A和B上。如果需要,車體18可以堆放在堆放區44中,然后通過第二傳送裝置52傳送到位于第二非旋轉傳送機14上的非旋轉推車20中。隨后非旋轉推車20上的車體18通過第二非旋轉傳送機14傳送到主加熱-硬化區48中。當車體18通過主加熱-硬化區48時底層涂層膜和透明涂層膜被保持在預定的不低于反應起始溫度的溫度下達一預定時間,從而將該涂層膜硬化到最終狀態,這種狀態可以通過使涂層組合物進行大約80%的交聯反應而獲得。
由于在在主加熱-硬化區48中進行的主加熱-硬化步驟和在預熱-硬化區42的半加熱-硬化區42b中進行的半加熱-硬化步驟中,涂層組合物的溫度均保持在不低于反應起始溫度而且涂層組合物進行反應,主加熱-硬化步驟和半加熱-硬化步驟形成了上述反應-硬化步驟。
在主加熱-硬化步驟之后,車體18傳送到檢查區(未示出),從而對涂層進行檢測。
空旋轉推車22(車體18由該推車傳送到位于第二非旋轉傳送機14上的非旋轉推車20上)傳送到提升機29上并且通過提升機29傳送到位于下層地板上的維修傳送機45上。然后旋轉推車22接受維修,例如清洗、維修、檢查等等,同時將它傳送到維修傳送機45的下游端,然后再通過提升機29傳送到旋轉推車16上。也就是說,每次當旋轉推車22在旋轉傳送機16上運動時它都要接受維修然后再次使用。旋轉傳送機16以固定的間隔接受維修。在維修期間,在旋轉傳送機16上的所有旋轉推車22被傳送到位于下層地板上的維修傳送機45上。因此,維修傳送機45應該具有足夠的長度用于堆放旋轉傳送機16上的所有旋轉推車。在旋轉傳送機16進行維修的同時也可以對旋轉推車22進行維修。涂層中試工廠的改變盡管在該實施方案中用于加熱-硬化步驟的加熱爐被分成預熱爐和位于不同位置的加熱爐,但預熱-硬化和主加熱-硬化可以在一個加熱爐中進行。雖然預熱爐是遠紅外類型的而主加熱爐是熱空氣類型的,但也可以采用其它種類的爐子。
當在獨立的爐子中進行預熱和主加熱時(如在該實施方案中的那樣),可以獲得下列好處。也就是說作為加熱爐,熱空氣類型的爐子結構簡單,熱源成本低,但是當在一種熱空氣類型的爐子中進行預熱-硬化和主加熱和硬化時,就會存在下列缺陷。也就是說,由于涂層組合物在爐子的前面部分,即用于預熱-硬化的爐子的部分中處于流動狀態,車體18必須旋轉,而當車體18旋轉時,車體18中的臟物和灰塵就會離開車體18而粘接到尚未硬化的涂層膜表面上。盡管通過使用例如遠紅外爐可以避免這個問題,但遠紅外爐較昂貴。因此當將遠紅外爐用于預熱-硬化而將熱空氣爐用于主加熱-硬化時,可以以較低的成本制成用于加熱-硬化的爐子。
此外當預熱-硬化和主加熱-硬化均在一個熱空氣爐中進行時,該爐子必須位于旋轉傳送機16上,這是因為車體18必須在用于預熱-硬化的爐子部分中旋轉,這使得旋轉涂覆線較長。因此通過將用于預熱-硬化的爐子和用于主加熱-硬化的爐子分割開并且在旋轉傳送機16上僅設置一個用于預熱-硬化的爐子同時在第二非旋轉傳送機14上提供用于主加熱-硬化的爐子,可以將旋轉涂覆線縮短。
另外當預熱-硬化和主加熱-硬化均在熱空氣爐中進行時,優選地該爐子出于熱效率考慮應是一種傾斜爐。也就是說,在該傾斜爐中加熱集中在處于較高位置的底層部分,與水平爐相比熱量不太容易從該爐子的端部散失出去。但是在該爐子中車體18必須旋轉而且車體18必須被傳送通過在比非旋轉推車20長的旋轉推車22上的爐子。因此當該爐子是一種傾斜爐時,在用于將底層部分提高到較高位置的底層部分的相對端上的傾斜部分必須較長,從而它們能以較小的角度與平坦部分相連接(換句話說比非旋轉推車長的旋轉推車可以與傳送機脫離),這樣就會使爐子的長度較長而且旋轉涂覆線的長度也較長。因此通過將用于預熱-硬化的爐子和用于主加熱-硬化的爐子分割開并且在旋轉傳送機16上僅設置一個用于預熱-硬化的爐子(它可以是平的遠紅外爐而且其中車體18必須旋轉)同時在第二非旋轉傳送機14上設置用于主加熱-硬化的爐子(優選地它可以是熱空氣傾斜爐并且其中車體18不需要旋轉),旋轉涂覆線可以較短而且爐子的成本可以降低。
盡管在上述實施方案中,升溫步驟和半加熱-硬化步驟可以在預熱爐中進行,但是這些步驟也可以在獨立的爐中進行。在這種情況下車體18可以僅在用于升溫步驟的爐子中旋轉,這是因為涂層組合物主要是在升溫步驟中發生流動或流掛并且不會在半加熱-硬化步驟中發生。堆放區下面將對所述的堆放區44進行描述。如前所述,在位于預熱-硬化區42和第二傳送裝置52之間的第三傳送機28上設置了堆放區44。堆放區44是用于暫時存放預定數量的攜帶已經完成預熱-硬化的車體18的旋轉推車22。
通常涂層組合物多次施加到車體18上并且涂層膜的厚度通常在最終涂覆區中不低于流動極限厚度。在上述實施方案中,透明涂層組合物在第一透明涂覆區38a和第二透明涂覆區38b中被施加,在第二透明涂覆區38b中透明涂層膜的厚度不低于流動極限厚度。
在這種情況下,當在透明涂層膜的厚度不低于流動極限厚度之前的步驟中發生某些問題,例如涂層機器人或傳送機失敗,以及涂覆線停止時,已經以不低于流動極限厚度的厚度施加了涂層組合物的車體18就會停止,這就會使涂層組合物發生流動或流掛并且在涂層中產生缺陷。
為了避免這個問題,在該方案的涂層線中,該傳送線被分割成第一透明涂覆區38a和第二透明涂覆區38b,而且在第一透明涂層38a側的第一傳送機24和在第二透明涂覆區38b側的第二傳送機26被設計成彼此獨立驅動。這種安排使第二傳送機26可以連續地將已經以不超過流動極限厚度的厚度施加了涂層組合物的車體18傳送到固化區40中并且旋轉車體18以防止涂層組合物發生流動或流掛,即使在第一透明涂覆區38a或其上游涂層線發生某些問題時。
但是,即使采用上述安排,當在第二透明涂覆區38b的下游側,例如在第二傳送裝置52、主加熱-硬化區48、檢測區以及隨后的裝配線中發生某些問題并且變得不可能傳送旋轉推車22而旋轉傳送機16受到第二涂覆區38b下游的推車的干擾時,就不可能將從第二透明涂覆區38b出來的車體18傳送到旋轉區,即固化區40和預熱-硬化區42中,這會在涂層中產生缺陷。
堆放區44的目的在于避免該問題。也就是說即使在第二傳送裝置52、主加熱-硬化區48、檢測區以及隨后的裝配線中發生某些問題時,通過將在位于第二透明涂覆區38b下游的旋轉傳送機16上的旋轉推車22移動到堆放區44,可以將車體18從第二透明涂覆區38b傳送到旋轉區中并且將它旋轉以防止涂層組合物發生流動或流掛以及將其上的涂層膜預熱-硬化以防止灰塵等等粘到涂層膜上。
在該實施方案中,通過將副傳送機44a與第三傳送機28在結合點α和β處相連而形成堆放區44,從而可以將旋轉推車22暫時停留在副傳送機44a上。也可以以其它方式形成堆放區44。
例如,通過向在上述實施方案中所說的那樣將傳送線分割成第一透明涂覆區38a和第二透明涂覆區38b并且使在第二透明涂覆區38b側的第二和第三傳送機26和28中的傳送速度(在單位時間中可以傳送到推車的數量)高于在第一透明涂覆區38a側的第一傳送機24中的傳送速度,可以由第二和第三傳送機26和28本身形成堆放區。也就是說當第二和第三傳送機26和28的傳送速度高于第一傳送機24時,在第二和第三傳送機26和28上連續兩個旋轉推車22之間的間距將超過在第一傳送機24上的,因此當將旋轉推車22在第二和第三傳送機26和28上靠近放置時,就會在傳送機26和28上形成一定的間距。由此在傳送機26和28上形成的間距可以用作為堆放區44。
類似地,通過將第二透明涂覆區38b側的傳送線在預定的位于預熱-硬化區42下游端(在上述實施方案中的預熱-硬化區42的末端)的預定位置c分割成一對傳送機(第二和第三傳送機26和28)并且使第三傳送機28中的傳送速度高于第二傳送機26中的,可以由第三傳送機28本身形成堆放區。
堆放區44應該能夠容納至少和第二透明涂覆區38b中的旋轉推車22相同數量的旋轉推車22,從而可以將已經在第二透明涂覆區38b中以不低于流動極限厚度的厚度施加了涂層組合物的車體18全部從區域38b中傳送出去。
優選地,堆放區44至少可以容納和第二透明涂覆區38b和固化區40中的旋轉推車22相同數量的旋轉推車22,從而在第二透明涂覆區38b和固化區40中的車體18可以全部傳送到預熱-硬化區42中或經過預熱-硬化區42,由此可以避免在車體18在固化區40中旋轉較長時間的同時灰塵等等粘附到涂層膜上的問題。
更優選地,堆放區44至少可以容納和第二透明涂覆區38b、固化區40和預熱-硬化區42中的旋轉推車22的總量相同的旋轉推車22,從而在第二透明涂覆區38b、固化區40和預熱-硬化區42中的車體可以全部經過預熱-硬化區42,而且在所有車體18上的涂層膜的預熱-硬化可以完成,從而可以更有把握地避免灰塵等等粘附到涂層膜上的問題。硬化前涂層組合物狀態的控制下面將描述從施加到車體上到它硬化時的透明涂層組合物的狀態控制。
如前所述,在透明涂層中可以使用一種含有溶劑的熱固型透明涂層組合物,而且該涂層組合物在第二透明涂覆區38b中以超過極限厚度的厚度施加到車體18上,在該極限厚度之上在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物通常將在重力作用下在固化區40中的固化步驟中和在預熱-硬化區42中預熱-硬化步驟中發生流動或流掛,而且車體18在固化步驟和預熱-硬化步驟中旋轉,從而防止涂層組合物發生流動或流掛。
在這種情況下,如前所述,對透明涂層組合物進行控制,從而使該透明涂層組合物在預定的時間下具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%(優選地10%),從而避免在車體18的表面上的不平整的影響。
該預定的時間可以是在以超過極限厚度的厚度施加的涂層組合物開始硬化之前的任何一個時間。因此可以將涂層組合物控制成使該涂層組合物在固化步驟中或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%(優選地10%),或者將其控制成使該涂層組合物在預熱-硬化步驟中具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%(優選地10%)。
通過調整涂層組合物的種類、溶劑的種類和/或含量、涂層厚度、固化條件、預熱-硬化條件等等可以對涂層組合物進行控制。
例如,可以以下列方式對涂層組合物的狀態進行控制。(1)在固化步驟中或在該步驟結束時涂層組合物狀態的控制(a)當溶劑的含量太大而涂層組合物具有足夠的流動性時。
在這種情況下,應該對涂層組合物進行控制從而將溶劑的含量降低而不降低流動性。其具體的例子如下。
(a-1)將部分溶劑改變成快速蒸發的溶劑(其沸點較低)。
(a-2)增加固體組分的比例。
(a-3)增加固化時間。
(a-4)在不高于40℃范圍內提高固化溫度。
(b)當涂層組合物的流動性不夠大而溶劑的含量較小時。
在這種情況下,應該對涂層組合物進行控制,從而使溶劑的含量增加以增加流動性。其具體的例子如下(b-1)將部分溶劑改變成緩慢蒸發的溶劑(其沸點較低)。
(b-2)降低固體組分的比例。
(b-3)降低固化時間。
此外,也可以將涂層組合物控制成使其流動性增加而不改變溶劑的含量。其具體的例子如下。
(b-4)增加涂層膜的厚度。
(2)加熱-硬化步驟(此時不進行保溫步驟而且涂層組合物的溫度基本上線性增加)中涂層組合物狀態的控制(a)當溶劑的含量太大而涂層組合物具有足夠的流動性時。
在這種情況下應該對涂層組合物進行控制從而將溶劑的含量降低而不降低流動性。其具體的例子如下。
(a-1)在加熱-硬化步驟之前(當采用固化步驟時,在固化步驟結束時)增加固體組分的比例。在上文與(1)有關的(a-1)至(a-4)所述的方法也可以采用。
(a-2)降低升溫速度。
(b)當涂層組合物的流動性不夠大而溶劑的含量較小時。
在這種情況下,應該對涂層組合物進行控制,從而使溶劑的含量增加以增加流動性。其具體的例子如下。
(b-1)在加熱-硬化步驟之前(當采用固化步驟時,在固化步驟結束時)降低固體組分的比例。在上文與(1)有關的(b-1)至(b-3)所述的方法也可以采用。
(b-2)增加升溫速度。
此外,也可以將涂層組合物控制成使其流動性增加而不改變溶劑的含量。其具體的例子如下。
(b-3)增加涂層膜的厚度。
(b-4)改變涂層組合物使其具有較高的反應起始溫度。
(3)在加熱-硬化步驟(此時進行固化步驟和保溫步驟)中涂層組合物狀態的控制(a)當溶劑的含量太大而涂層組合物具有足夠的流動性時。
在這種情況下應該對涂層組合物進行控制從而將溶劑的含量降低而不降低流動性。其具體的例子如下。
(a-1)在固化步驟結束時增加固體組分的比例。在上文與(1)有關的(a-1)至(a-4)所述的方法也可以采用。
(a-2)提高所述的預定的對涂層組合物進行保溫的溫度。
(a-3)在所述的預定溫度下延長所述的預定的用于對涂層組合物進行保溫的時間。
(b)當涂層組合物的流動性不夠大而溶劑的含量較小時。
在這種情況下,應該對涂層組合物進行控制,從而使溶劑的含量增加以增加流動性。其具體的例子如下(b-1)在固化步驟結束時降低固體組分的比例。在上文與(1)有關的(b-1)至(b-3)所述的方法也可以采用。
(b-2)降低所述的預定的對涂層組合物進行保溫的溫度。
(b-3)在所述的預定溫度下縮短所述的預定的用于對涂層組合物進行保溫的時間。
另外也可以對涂層組合物進行控制以增加其流動性,而不改變溶劑的含量。其具體的例子如下。
(b-4)增加涂層膜的厚度。
(4)在加熱-硬化步驟(此時不進行固化步驟而進行保溫步驟)中涂層組合物狀態的控制(a)當溶劑的含量太大而涂層組合物具有足夠的流動性時。
在這種情況下應該對涂層組合物進行控制從而將溶劑的含量降低而不降低流動性。其具體的例子如下。
(a-1)將部分溶劑改變成快速蒸發的溶劑(其沸點較低)。
(a-2)增加固體組分的比例。
(a-3)提高所述的預定的對涂層組合物進行保溫的溫度。
(a-4)在所述的預定溫度下延長所述的預定的用于對涂層組合物進行保溫的時間。
(b)當涂層組合物的流動性不夠大而溶劑的含量較小時。
在這種情況下,應該對涂層組合物進行控制,從而使溶劑的含量增加以增加流動性。其具體的例子如下。
(b-1)將部分溶劑改變成較慢蒸發的溶劑(其沸點較高)。
(b-2)降低固體組分的比例。
(b-3)降低所述的預定的對涂層組合物進行保溫的溫度。
(b-4)在所述的預定溫度下縮短所述的預定的用于對涂層組合物進行保溫的時間。
另外也可以對涂層組合物進行控制以增加其流動性,而不改變溶劑的含量。其具體的例子如下。
(b-5)增加涂層膜的厚度。在固化步驟中涂層組合物狀態的控制下面將更詳細的描述在固化步驟中涂層組合物狀態的控制。本發明人做了各種試驗,在該試驗中對固化步驟中涂層組合物的狀態進行了多種改變,而且研究了涂層組合物的狀態和涂層膜表面的平滑性之間的關系。下面將描述這些試驗。(I)試驗條件(1)試驗樣品(a)試驗板采用300mm長100mm寬和0.7mm厚度的鋼板。
對該鋼板進行激光處理以使其表面上的不平整均勻(b)表面處理(1)電沉積涂層膜厚20μ,在175℃下加熱-硬化30分鐘。
(2)中間涂層膜厚30μ,熱固型無油聚酯涂層組合物,在140℃下加熱-硬化25分鐘。
在中間涂層之后將聚酯帶施加到試驗板的涂層表面上并測量PGD值。在試驗板中選擇那些涂層表面的PGD值為0.6的板,從而僅采用具有相同拋光值的試驗板。PGD值是一個代表成像清晰度的值并根據下列方式確定。也就是說將記錄了多個不同尺寸的數字符號的圖象投影到涂層膜表面上并通過圖象收集裝置獲得投影在涂層膜表面上的圖象。根據可以通過圖象收集裝置識別的最小數字符號的尺寸確定PGD值。盡管PGD值通常是通過反射光測定的,但試驗板的PGD值通過來自在實驗中施加到中間膜表面上的聚酯帶的反射光而確定,這是因為該中間膜表面是暗淡無光的。PGD值為0.6基本上等同于NSIC值為50-60,而PGD值不小于1.0則基本上等同于NSIC值約為85或更高。NSIC值是另一個代表成像清晰度的值。
(2)外層涂層(a)底層涂層
(1)膜厚度20μ(2)涂層組合物熱固型丙烯酰-密胺涂層組合物,N.V.(涂層組合物中的固體成分)=20wt%,粘度=13秒/#4FC·20℃(3)涂覆條件涂布器靜電噴射涂器空氣壓力3.0kg/cm2噴射速度350亳升/分鐘電壓-90KV距離300mm(4)涂覆的方式二次涂層(在第一涂層和第二次涂層之間間隔5分鐘)當工件以垂直方向固定并以4.0米/分鐘的速度傳送時,涂層組合物在往復運動(往復行程=1000mm,往復速度=70米/分鐘)以直角噴射到工件上第一次施加的涂層膜的厚度與第二次施加到涂層膜厚度的比例1∶1(b)透明涂層(1)膜厚標準厚度60μ對比厚度40μ(2)涂層組合物標準組合物熱固型丙烯酰-密胺涂層組合物,N.V.(涂層組合物中的固體成分)=40wt%,粘度=22秒/#4FC·20℃對比組合物1通過將標準組合物的溶劑改變成蒸發速度較高的溶劑而獲得,N.V.=41.8wt%,
粘度=25秒/#4FC·20℃對比組合物2通過將標準組合物的溶劑改變成蒸發速度較低的溶劑而獲得,N.V.=38.9wt%,粘度=18秒/#4FC·20℃在下列表1和表2中顯示了涂層組合物的組成和涂層組合物的流動或流掛特性。在表1中,每一種組分所附的溫度代表該組分的沸點。圖2中顯示的流動極限厚度是將涂層組合物的溫度保持在20℃時的值。
表1
<p>表2
p><p>以下列方式測定在固化中的流動(表2中所示)。以與圖3A和3B相同的方式,在用遮帶將工件垂直表面的下半部遮蓋之后,將涂層組合物施加到表面上并取下該帶。然后在20℃的空氣中將該工件固化60分鐘同時涂層表面保持垂直。在固化結束時測定涂層組合物的流動。以下列方式測定在加熱過程中的流動(示于表2中)。在用遮帶將工件垂直表面的下半部遮蓋之后,將涂層組合物施加到表面上并將工件在20℃空氣中固化8分鐘同時將工件旋轉。然后將涂覆的表面保持垂直并取下該帶。然后將工件放在加熱爐中并將爐中空氣的溫度在8分鐘內以15℃/分鐘的速度升高到140℃。
隨后將工件放置20分鐘同時爐中的溫度保持在140℃下在加熱步驟結束時測定涂層組合物的流動。
(3)間隔底涂層結束時與透明涂層開始時之間的間隔8分鐘(4)涂覆條件涂層器靜電噴射涂層器成型空氣1.5kg/cm2噴射速度200-300亳升/分鐘電壓-90KV距離300mm(4)涂覆的方式二次涂層(在第一涂層和第二次涂層之間間隔2分鐘)當工件以垂直方向固定并以4.0米/分鐘的速度傳送時,涂層組合物在往復運動(往復行程=500mm,往復速度=18米/分鐘)以直角噴射到工件上第一次施加的涂層膜的厚度與第二次施加到涂層膜厚度的比例2∶3(通過噴涂速度控制)(c)噴涂室的條件溫度=20±1℃,濕度=75±5%RH,風速=0.3-0.4米/秒(d)旋轉條件考慮到車體涂覆過程中的條件,在透明涂層結束以后,將試驗樣品在涂覆位置放置2分鐘,然后將試驗樣品放置到在離該裝置旋轉軸80厘米的位置處的旋轉裝置。然后將試驗樣品以10rom旋轉。在試驗樣品放置2分鐘時涂層組合物不會發生流動或流掛。
(e)固化條件和加熱-硬化條件在下列試驗及試驗結果的描述中給出。(II)實驗(1)實驗1將實驗樣品進行上述表面處理,然后施加外層涂層組合物。在透明涂層的情況下,施加標準涂層組合物,涂層膜的標準厚度為60微米。然后將實驗樣品在上述條件下旋轉并在下列條件下對其進行固化步驟和加熱-硬化步驟。以下列方式對在固化結束時的涂層組合物狀態和在加熱-硬化之后的涂層膜表面的光滑性進行研究。
(a)固化在下列不同的固化溫度下將試驗樣品固化下列不同的固化時間,同時在上述條件下將其旋轉。
(1)固化溫度(固化空氣的空氣溫度)20±1℃,30±1℃(濕度=75±5%RH,風速=0.3-0.4米/秒)(2)固化時間4,6,8,10,15,30,60分鐘(b)加熱-硬化在固化之后立刻將已經在上述不同條件下固化了的試驗樣品放入加熱爐中。在該加熱爐中,在相同的條件下旋轉該實驗樣品。將爐中空氣的溫度保持在140℃。10分鐘之后,使試驗樣品停止旋轉,并將試驗樣品在爐中放置15分鐘同時爐中的空氣溫度保持在140℃下。
(c)涂層組合物狀態的測定(1)NV值的測定根據下列等式利用重量測定法對在固化步驟之前(噴涂組合物之后)和在固化之后(就在將試驗樣品放入爐中之前)透明涂層組合物的NV值(涂層組合物中固體成分的比例)進行測定。/(測定時的組合物的重量)(2)流動性(流動或流掛)的測定根據下列方式對透明涂層組合物就在將實驗樣品送人爐中之前(固化結束時)的流動性(流動或流掛)進行測試。也就是說,對試驗樣品(尺寸為400×400mm)進行上述表面處理,以與上述圖3A和3B相同的方式將每個試驗樣品的下半部垂直表面用遮帶遮蓋。然后將涂層組合物(上述底涂層組合物或透明涂層組合物)施加到整個垂直表面上。在上述不同的條件下將帶有遮帶和涂層組合物的實驗樣品固化,同時將其在上述條件下旋轉。固化之后,除去實驗樣品上的遮帶并將其垂直放置,使被遮蓋的部分朝下,并在等于它們各自固化溫度下將其放置60分鐘。然后在固化結束時測定涂層組合物的流動(流動的長度)。
(d)涂層膜表面的平滑性測定按下列方式對加熱-硬化之后的每一種試驗樣品的涂層膜表面的平滑性進行測定。也就是說,利用由“Suga Sikenki,K.K.”制造的成像清晰度測定裝置對涂層膜表面的成像清晰度(平滑性)進行測定。在該測定中,在要測試的表面和光源之間放置一塊帶有線性狹縫的狹縫板,并將來自該光源的光通過該狹縫板投射到該表面上。然后利用圖像收集裝置獲取該表面的圖像,并根據在用該圖像收集裝置獲取的圖像中的狹縫圖像的線性度和亮度差(狹縫的圖像和附近背景之間的亮度差)計算成像清晰度(NSIC值)。NSIC值是相對黑鏡100值的數值。
(2)試驗2除了用對比組合物1代替標準組合物以及僅在下列條件下進行固化以外,以與試驗1相同的方式進行試驗。
溫度=20±1℃,時間=4,6和8分鐘(3)試驗3除了將涂層膜的厚度從標準厚度60微米變成40微米以及僅在下列條件下進行固化以外,以與試驗1相同的方式進行試驗。
溫度=20±1℃,時間=4,6,8,10,15,30和60分鐘(4)試驗4除了用對比組合物2代替標準組合物以及僅在下列條件下進行固化以外,以與試驗1相同的方式進行試驗。
溫度=20±1℃,時間=4,6,8,10,15,30和60分鐘(5)對比試驗真對試驗1和試驗2進行對比試驗。在該對比試驗中,將透明涂層組合物施加到具有極其光滑表面的試驗樣品上并且以和試驗1和試驗2相同的方式使其固化并加熱-硬化。然后測定該涂層膜表面的光滑性。通過將中間涂層組合物施加到拋過光的板上(膜厚40-50微米),使該中間層加熱-硬化以及隨后通過濕砂洗(#1000)使中間膜表面平滑而準備每一個對比試驗的試驗樣品。
(III)試驗的結果在下列表3和表4中表示了實驗1至4和對比試驗的結果。在這些試驗中,試驗樣品尺寸較小,因而可以認為試驗樣品上的涂層組合物的溫度與空氣的溫度相等,盡管存在某些時間滯后。在后面的試驗中同樣如此。
表3
表4<
<p>在試驗1-4中,各個試驗樣品的固化條件、涂層組合物的種類(特別是其中的溶劑的種類及含量)以及透明涂層膜的厚度(透明涂層組合物的涂層厚度)彼此不同,從而使各個試驗樣品在固化結束時或在固化過程中的某個預定的時間(下文將簡單地說成“固化過程中”)的涂層組合物的流動性及其NV值相互不同,而且試驗樣品在固化結束后立刻放入空氣溫度保持在140℃下的爐中,從而使涂層組合物隨即硬化。以這種方式,對固化過程中涂層組合物的狀態與涂層膜表面最后的平滑性之間的關系進行研究,同時避免爐中涂層膜的流動性對涂層膜的光滑性產生影響。
由試驗1-4的結果可以看出當在固化過程中涂層組合物具有流動性同時NV值不小于70%重量(即溶劑的含量不超過30%重量)時,NSIC值就落在不小于80的范圍內,而且可以獲得極其光滑的涂層膜表面,而不受要涂層表面上不平整的影響。利用普通方法,涂層膜表面的NSIC值最多為70左右。因此NSIC值不小于80就意味著根據本發明可以獲得極其光滑的涂層膜表面,它可以和用普通涂覆方法獲得的表面明顯區分開。
下面將更詳細地描述試驗1-4的結果。
由試驗1的結果可以看出,主要涂層組合物在將試驗樣品放入爐中加熱之前,即在固化結束時具有流動性,則當NV值增加時涂層膜表面的平滑性就會增高。也就是說,由于在試驗1中,試驗樣品在固化結束以后立刻放入保溫在140℃下的爐中,固化結束時的NV值可以看成是剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值。因此可以認為當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值(或涂層組合物失去其流動性時的NV值)越大,涂層膜表面的光滑性就會更好。
此外試驗1的結果還表示,當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值小于70%重量時,NSIC值小于80,而當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不小于70%重量時,NSIC值則不小于80。
不管固化溫度是否是20℃或30℃,涂層組合物在固化時間為30分鐘或60分鐘時均在固化結束時失去其流動性,在固化條件為20℃,30分鐘和20℃、60分鐘時的NSIC值與在固化條件為20℃,15分鐘時的相同,而在固化條件為30℃,30分鐘和30℃,60分鐘時的NSIC值與在固化條件為30℃,15分鐘時的相同。當固化時間為30分鐘或60分鐘時,涂層組合物在固化結束之前失去流動性,而且剛好在失去流動性之前的NV值必須基本上等于在15分鐘固化過程結束時的NV值,這是因為在15分鐘固化過程結束時的流動在20℃下為2mm而在30℃下為1mm,該值表明涂層組合物將要失去其流動性。因此由30分鐘固化過程和60分鐘固化過程的NSIC值與15分鐘固化過程的相等這一事實可以看出,剛好在失去流動性之前的NV值控制著涂層膜表面的平滑性,而不管涂層組合物是否在固化過程中或在固化結束時失去其流動性。另外試驗1的結果還表明隨著剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值的增加,涂層膜的平滑性就會增加,而當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不低于70%重量時,NSIC值不小于80。
試驗2的結果還表明隨著剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值的增加,涂層膜的平滑性就會增加,而當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不低于70%重量時,NSIC值不小于80。在試驗2中,溶劑的蒸發速度高于在試驗1中所用的,從而對于一個給定的固化條件在固化過程結束時的NV值與試驗1中的相比較大。對于固化條件20℃,4分鐘、20℃,6分鐘和20℃,8分鐘來說,在試驗1中加熱前的NV值分別為63wt%,68wt%和72wt%,而在試驗2中加熱前的NV值分別為70wt%,74wt%和78wt%。試驗2的結果表明當通過改變涂層組合物而增加NV值時,NSIC值也增加。
在試驗3中,流動性通過降低涂層膜厚度而降低。試驗3的結果表明當涂層組合物在固化過程結束時,即使NV值不小于70wt%也不具有流動性,NSIC值很小且達不到80。
試驗4的結果還表明隨著剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值的增加,涂層膜的平滑性就會增加,而當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不低于70%重量時,NSIC值不小于80。在試驗4中,溶劑的蒸發速度低于在試驗1中所用的,從而對于一個給定的固化條件在固化過程結束時的NV值與試驗1中的相比較大。對于固化條件20℃,4分鐘、20℃,6分鐘和20℃,8分鐘來說,在試驗1中加熱前的NV值分別為63wt%,68wt%和72wt%,而在試驗4中加熱前的NV值分別為55wt%,57wt%和60wt%。試驗2的結果表明當通過改變涂層組合物而降低NV值時,NSIC值也降低。
如前所述,針對實驗1和2進行對比試驗。通過將對比試驗的結果和試驗1和2的結果作比較可以看出,在相同的固化條件下試驗1和對比試驗之間的NSIC值差和試驗2和對比試驗之間的NSIC值差隨著NV值的增加而變小。例如當固化條件在試驗1中為20℃時,差值如下
NSIC值差隨著NV值增加而減小意味著涂層膜表面的平滑性在NV值增加時變得不容易受要涂層表面上的不平整的影響。因此,可以認為涂層膜表面的平滑性隨著NV值增加而增加的原因在于涂層膜表面的平滑性隨著NV值的增加而變得不容易受要涂層表面上的不平整的影響。在加熱-硬化步驟中涂層組合物狀態的控制下面將更詳細的描述在加熱-硬化步驟中涂層組合物狀態的控制。本發明人做了各種試驗,在該試驗中對加熱-硬化步驟中涂層組合物的狀態進行了多種改變,而且研究了加熱-硬化步驟中的涂層組合物的狀態和加熱-硬化步驟結束時涂層膜表面的平滑性之間的關系。下面將描述這些試驗。(I)試驗條件除了在透明涂層中采用標準組合物和標準膜厚度(60微米)以外采用和固化試驗中相同的試驗條件,即試驗樣品和外涂層。(II)實驗(1)實驗5將實驗樣品進行上述表面處理,然后施加底層和外涂層涂層。在透明涂層的情況下,施加標準涂層組合物,涂層膜的標準厚度為60微米。然后將實驗樣品在上述條件下旋轉并在下列條件下對其進行固化步驟和加熱-硬化步驟。以下列方式對在加熱-硬化過程中的涂層組合物狀態和在加熱-硬化之后的涂層膜表面的光滑性進行研究。以上述方式進行光滑性測量。
(a)固化在下列不同的固化溫度下將試驗樣品固化下列不同的固化時間,同時在上述條件下將其旋轉。
(1)固化溫度20±1℃,(濕度=75±5%RH,風速=0.3-0.4米/秒)(2)固化時間4,6,8,10,15,30,60分鐘(b)加熱-硬化在固化之后立刻將已經在上述不同條件下固化了的試驗樣品放入加熱爐中。在該加熱爐中,在相同的條件下旋轉該實驗樣品。將爐中空氣的溫度在8分鐘內以15℃/分鐘的速率升溫到140℃并保持在140℃。在爐中溫度達到140℃,10分鐘之后,使試驗樣品停止旋轉,并將試驗樣品在爐中放置15分鐘同時爐中的空氣溫度保持在140℃。在該過程中涂層組合物的溫度的變化示于圖15。
(c)涂層組合物狀態的測定(1)NV值的測定利用上述重量測定法對在固化步驟之前(噴涂組合物之后)和在固化之后(就在將試驗樣品放入爐中之前)以及爐中溫度開始升高之后3分鐘(爐中溫度為65℃時)的透明涂層組合物的NV值進行測定。
(2)流動性(流動或流掛)的測定根據上述試驗1的方式制備帶有遮帶和涂層組合物試驗樣品,在上述條件下將其固化并加熱-硬化,同時將其在上述條件下旋轉。在爐中溫度開始升高之后3分鐘,使試驗樣品的旋轉停止并將試驗樣品從爐中取出。然后除去實驗樣品上的遮帶并將其垂直放置,使被遮蓋的部分朝下,并在等于在爐中溫度開始升高之后3分鐘(65℃)時的溫度下將其放置60分鐘。然后測定涂層組合物的流動(流動的長度)。
測定在爐中溫度開始升高之后3分鐘時的NV值和涂層組合物的流動的原因在于已經確定在爐中溫度開始升高之后3分鐘時的溫度65℃剛好是在涂層組合物失去其流動性之前的溫度。
也就是說如上所述,可以認為剛好在失去流動性之前的NV值控制在涂層膜表面的光滑性,因此必須對剛好在涂層組合物在爐中失去其流動性之前的NV值與涂層膜表面的NSIC值之間的關系進行研究。因此為了對涂層組合物在爐中失去其流動性時的溫度進行研究,將剛好在試驗樣品放入爐中之前的涂層組合物的NV值定為80%重量的試驗樣品放入爐中,并將爐中溫度以10℃/分鐘,15℃/分鐘和20℃/分鐘的不同速度由20℃向上升高,然后對每一個升溫速度在不同的經過時間測定涂層組合物的流動。其結果示于下表5中。
表5
試驗結果表明當爐溫大約為70℃~80℃時涂層組合物失去其流動性。因此可以確定剛好在涂層組合物失去其流動性之前的爐溫,即涂層組合物可以保持其流動性的極限溫度為約65℃。因此,測定在爐中溫度開始升高之后3分鐘時的NV值和涂層組合物的流動性。
(2)對比試驗對試驗5進行對比試驗。除了僅在20℃,4分鐘、20℃,8分鐘、20℃,30分鐘和20℃,60分鐘的條件下進行固化以外,以和試驗1和2相同的方式進行該對比試驗。(III)試驗結果試驗5及對比試驗的結果示于下表6中表6<
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在試驗5中,通過在不同的條件下進行固化從而使剛好在涂層組合物在爐中失去其流動性之前的NV值彼此不同,對剛好在涂層組合物失去流動性之前的NV值和涂層膜表面的最終的平滑性之間的關系進行研究。實驗5的結果表明當剛好在涂層組合物在加熱爐中失去其流動性之前的NV值增加時,涂層組合物表面的平滑性就會增加,而當NV值不小于90wt%時,NSIC值不小于90。
在試驗5中,剛好在涂層組合物在爐中失去其流動性之前的NV值不小于81wt%,NV值為81wt%時的NSIC值為86。因此在NSIC值不低于80時的剛好在涂層組合物在爐中失去其流動性之前的NV值不能根據試驗5的結果而確定。但是試驗5的結果加上試驗1-4的結果表明確定涂層膜由于溶劑在涂層組合物失去流動性之后的蒸發而引起的收縮的剛好在涂層組合物在爐中失去其流動性之前的NV值控制著NSIC值。因此可以認為涂層組合物失去其流動性的時間或者涂層組合物是在爐中在固化過程中還是在加熱過程中失去流動性并不重要。換句話說,可以認為當涂層組合物在爐中失去其流動性的情況下,當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不小于70wt%時NSIC值不小于80,就象在涂層組合物在加熱過程中失去其流動性的情況那樣。由剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值與在試驗5中所看到的NSIC值之間的關系也可以看出。
出于同樣的原因,在試驗1-4中當NV值不低于90wt%時NSIC不低于90。由剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值與在試驗1-4中所看到的NSIC值之間的關系也可以看出。
將在試驗5中獲得的NSIC值與在試驗5的對比試驗中獲得的值進行比較也可以表明,隨著NV值的增加,涂層膜表面的平滑性變得不易受要涂層表面上的不平整的影響。在具有保溫步驟的加熱-硬化步驟中涂層組合物狀態的控制下面將更詳細的描述在加熱-硬化步驟(其中在該加熱-硬化步驟的早期進行保溫步驟)中涂層組合物狀態的控制。
如前所述,NSIC值隨著剛好在涂層組合物在加熱-硬化步驟中失去其流動性之前的NV值的增加而增加。根據該結果,我們預測當在加熱-硬化步驟中進行保溫步驟用于將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度且高于常溫的溫度下達一預定時間時,大量的溶劑在將涂層組合物保持在它不開始反應且保持其流動性的狀態下時會快速蒸發,從而剛好在失去流動性之前的NV值會快速增加而且可以獲得較高的NSIC值。
然后我們做了各種試驗,在該試驗中在該加熱-硬化步驟的早期進行保溫步驟并且對在保溫步驟結束時涂層組合物的狀態和涂層膜表面的平滑性之間的關系進行了研究。下面將描述這些試驗。(I)試驗條件除了在透明涂層中采用標準組合物和標準膜厚度(60微米)以外采用和固化試驗中相同的試驗條件,即試驗樣品和外涂層。(II)實驗(1)實驗6將實驗樣品進行上述表面處理,然后施加底層和外涂層。在透明涂層的情況下,施加標準涂層組合物,涂層膜的標準厚度為60微米。然后將實驗樣品在上述條件下旋轉并在下列條件下對其進行固化步驟和具有保溫步驟的加熱-硬化步驟。以下列方式對在保溫步驟結束時涂層組合物的狀態和在加熱-硬化之后的涂層膜表面的光滑性進行測定。以上述方式測定平滑性。
(a)固化在下列不同的固化溫度下將試驗樣品固化下列不同的固化時間,同時在上述條件下將其旋轉。
(1)固化溫度
20±1℃,(濕度=75±5%RH,風速=0.3-0.4米/秒)(2)固化時間6,10,30分鐘(b)加熱-硬化在固化之后立刻將已經在上述不同條件下固化了的試驗樣品放入第一加熱爐中,爐中的溫度已經保持在預定的溫度下,并在第一爐中保持預定的時間,從而對試驗樣品進行保溫步驟。在第一加熱爐中,在相同的條件下旋轉該實驗樣品。隨后立刻將試驗樣品放入保溫在140℃下的第二爐中,10分鐘后使試驗樣品停止旋轉。然后將工件在爐中溫度保持在140℃下時放置15分鐘。
考慮到透明涂層組合物通常在大約70-80℃下開始反應,在下列4種不同的條件下進行保溫步驟50℃,2分鐘;50℃,5分鐘;65℃,2分鐘和65℃,5分鐘。圖16中表示了當保溫步驟在50℃下進行2分鐘時涂層組合物的溫度變化。
(c)涂層組合物狀態的測定(1)NV值的測定利用上述重量測定法對在固化步驟之前(噴涂組合物之后)和在固化之后(就在將試驗樣品放入第一爐中之前)以及在保溫步驟結束時透明涂層組合物的NV值進行測定。
(2)流動性(流動或流掛)的測定根據上述試驗1的方式制備帶有遮帶和涂層組合物試驗樣品,在上述條件下對其進行固化和保溫步驟,同時將其在上述條件下旋轉。在保溫步驟結束時,使試驗樣品的旋轉停止并將試驗樣品從第一爐中取出。然后除去實驗樣品上的遮帶并將其垂直放置,使被遮蓋的部分朝下,并在等于保溫步驟的溫度的溫度下放置60分鐘。然后測定涂層組合物的流動(流動的長度)。(2)試驗7
在試驗6中,在固化之后進行保溫步驟。在試驗7中,對當不進行固化時在保溫步驟結束時涂層組合物的狀態與加熱-硬化之后涂層膜的表面的平滑性之間的關系進行研究。
除了不進行固化,不進行固化結束時的NV值的測量以及在下列6種不同條件下進行保溫步驟50℃,2分鐘;50℃,5分鐘;50℃,10分鐘;65℃,2分鐘;65℃,5分鐘和65℃,10分鐘以外,以和試驗6相同的方式進行試驗7。圖17中表示了當步驟在50℃下進行10分鐘時的涂層組合物溫度下變化。(3)對比試驗對試驗6和7進行對比試驗。除了在對試驗6的對比試驗中僅在20℃,6分鐘和20℃,30分鐘的條件下以及在對試驗7的對比試驗中僅在50℃,2分鐘;50℃,10分鐘;65℃,2分鐘和65℃,10分鐘的條件下進行固化以外,以類似試驗5的方式進行對比試驗。(III)試驗的結果在下列表7和8中表示的試驗6和7以及對比試驗的結果。由于在試驗6和7中,試驗樣品在保溫步驟結束后立刻放入保溫在140℃下的第二爐中并且涂層組合物立刻硬化,在保溫步驟結束時的NV值(在表7和8中表示為爐中的NV)可以看成是剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值。
表7
表8
<p>由試驗6的結果可以看出,與當爐中空氣溫度如試驗5中那樣線性增加時相比,當在試驗6中進行保溫步驟時,剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值可能升高,由此可以提高NSIC值。
也就是說,當將試驗6的結果與試驗5的結果比較時,可以看出當在50℃,5分鐘,或65℃,2分鐘,或65℃,5分鐘下進行保溫步驟時,剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值和NSIC值均高于試驗5中,而與固化條件(20℃,6分鐘;20℃,10分鐘和20℃,30分鐘)無關,盡管在50℃,2分鐘的保溫步驟中沒有如此大的差別,而當NV值不小于90%時,NSIC值不小于90,如下表9中所示。
表9
雖然我們希望當采用加熱-硬化而不進行固化步驟時,試驗樣品放入爐中之前的NV值較小而剛好在涂層組合物在爐中失去其流動性之前的NV值變小(它導致NSIC值較小),通過即使在不進行固化時在加熱-硬化步驟中的早些時候進行保溫步驟(除了保溫步驟50℃,2分鐘以外)可以使剛好在失去流動性之前的NV值不小于70wt%,從而可以確保NSIC值不小于80,就象試驗7的結果所表示的那樣。
將在試驗6和7中獲得的NSIC值與對比試驗中所獲得的進行比較,結果還表明當NV值象試驗1和2中那樣增加時涂層膜表面的平滑性變得不易受要涂層表面上的不平整的影響。
就像由試驗1-7的結果可以理解到的,在將涂層組合物以不低于流動極限厚度的厚度施加并旋轉工件從而使涂層組合物不發生流動或流掛的旋轉涂覆中,最終涂層膜表面的NSIC值會增加并且獲得更好的平滑性(隨著剛好在涂層組合物在工件旋轉過程中失去其流動性之前涂層組合物中的NV值,即隨著剛好在涂層組合物在工件旋轉過程中失去其流動性之前溶劑在涂層組合物中的比例)。涂層組合物可以在固化過程中的任何一個時間,在固化結束時和在加熱-硬化過程中失去其流動性。
當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不小于70%重量時,即剛好在涂層組合物失去其流動性之前溶劑在涂層組合物中的比例不大于30%重量時,NSIC值可以不超過80,不受要涂層表面上的不平整的影響,并且可以穩定地保證有一個極其光滑的涂層膜表面,這種表面通過普通涂覆方法是不能獲得的。此外當剛好在涂層組合物失去其流動性之前的NV值不小于90%重量,即剛好在涂層組合物失去其流動性之前溶劑在涂層組合物中的比例不大小10%重量時,NSIC值可以不小于90并且可以獲得更加好的光滑性。
換句話說,在固化過程中或在加熱-硬化過程中或在固化結束時涂層組合物具有流動性且涂層組合物中的溶劑的比例不大于30%時,NSIC值肯定可以不低于80,而當涂層組合物中溶劑的比例在此時不超過10%時,NSIC值肯定可以不小于90,從而可以獲得極其光滑的表面。
此外,當在加熱-硬化步驟中采用保溫步驟用于將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度并高于常溫的溫度下達一預定時間時,剛好在失去其流動性之前溶劑在涂層組合物中的比例可以進一步降低,由此獲得更加平滑的涂層膜表面,
權利要求
1.一種涂覆方法,它包括涂覆步驟用于將熱固型涂層組合物施加到工件上,和加熱-硬化步驟用于在涂覆步驟之后通過加熱使涂層組合物硬化,該加熱-硬化步驟包括升溫步驟用于將該涂層組合物加熱到其反應起始溫度和反應-硬化步驟用于通過將該涂層組合物的溫度在升溫步驟之后保持在不低于該反應起始溫度下而使該涂層組合物硬化,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在升溫步驟期間發生流動或流掛,并且在涂覆步驟之后將該工件繞一基本水平的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛,其改進在于所說的升溫步驟包括保溫步驟用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度而高于正常溫度的溫度下達到一段預定的時間。
2.權利要求1所述的涂覆方法,其中在升溫步驟和反應-硬化步驟中將該工件繞一基本水平的軸旋轉。
3.權利要求1所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物是含有溶劑的熱固化型涂層組合物。
4.權利要求3所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物被設計成在升溫步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。
5.權利要求4所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物被設計成在升溫步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的10%。
6.權利要求1-5中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的預定溫度根據所述的預定時間而定。
7.權利要求1-5中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的預定時間根據所述的預定溫度而定。
8.權利要求1-5中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的預定時間不短于1分鐘。
9.權利要求1-8中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的升溫步驟可以通過將工件傳送通過一隔開的加熱爐而實現,在該加熱爐中有多個以預定方向排列的加熱區,這些加熱區各自具有溫度可控的加熱源。
10.權利要求1-9中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的升溫步驟可以利用遠紅外線而完成。
11.一種涂覆設備,它包括涂覆裝置用于將熱固型涂層組合物施加到工件上,加熱-硬化裝置用于通過加熱使工件上的涂層組合物硬化和旋轉裝置用于將工件繞一基本水平軸旋轉,該加熱-硬化裝置包括升溫裝置用于將該涂層組合物加熱到其反應起始溫度和反應-硬化裝置用于通過將涂層組合物保持在不低于反應起始溫度下而使涂層組合物硬化,該涂覆裝置將涂層組合物以高于極限厚度的厚度施加到工件上,在該極限厚度之上,在沿垂直方向延伸的工件表面上的涂層組合物在通過升溫裝置加熱的過程中通常將發生流動或流掛,旋轉裝置在涂層組合物施加到工件上以后將該工件繞所述的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛,其改進在于包括一個加熱控制裝置,該裝置控制升溫裝置以進行保溫加熱,用于在將涂層組合物加熱到反應起始溫度的過程中將涂層組合物的溫度保持在預定的低于反應起始溫度和高于正常溫度的溫度下達到一段預定的時間。
12.權利要求11所述的涂覆設備,其中所述的旋轉裝置可以設計成在用升溫裝置進行加熱和用反應-硬化裝置進行反應-硬化的過程中用來繞所述的軸旋轉該工件。
13.權利要求11或12所述的涂覆設備,其中所述的涂層組合物是含有溶劑的熱固化型涂層組合物。
14.權利要求13所述的涂覆設備,其中所述的加熱控制裝置設計成可以控制升溫裝置,從而使該涂層組合物在通過升溫裝置加熱的過程中或在該過程結束時具有流動性同時該溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。
15.權利要求14所述的涂覆設備,其中所述的加熱控制裝置設計成可以控制升溫裝置,從而使該涂層組合物在通過升溫裝置加熱的過程中或在該過程結束時具有流動性同時該溶劑的含量不超過涂層組合物重量的10%。
16.權利要求11-15中任意一個所述的涂覆設備,其中所述的升溫裝置包括一種分隔開的加熱爐,爐中有多個加熱區沿著工件的運動方向排列,各個加熱區具有溫度可控的加熱源,工件從爐中經過。
17.權利要求16所述的涂覆設備,其中所述的加熱控制裝置可以根據工件移動通過該分隔加熱爐的速度來改變所工作的加熱區的數量。
18.權利要求16所述的涂覆設備,其中所述的加熱控制裝置可以根據工件移動通過該分割加熱爐的速度來改變預定的溫度。
19.權利要求11-18中任意一個所述的涂覆設備,其中所述的升溫裝置具有遠紅外線輻射裝置作為加熱源。
20.一種涂覆方法,它包括涂覆步驟用于將含有溶劑的涂層組合物施加到工件上,施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將發生流動或流掛,和旋轉步驟用于在涂覆步驟之后將該工件繞一基本水平的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛,其中該涂層組合物被設計成在旋轉步驟期間具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。
21.權利要求20所述的涂覆方法,它還進一步包括固化步驟用于將在施加到該工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發以及硬化步驟用于在固化步驟之后將該涂層組合物硬化,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在固化步驟期間發生流動或流掛,并且所述的涂層組合物被設計成在固化步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。
22.權利要求21所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物被設計成在固化步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的10%。
23.權利要求21所述的涂覆方法,其中溶劑在固化步驟中在常溫下蒸發。
24.權利要求21-23中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物是含有溶劑的熱固化型涂層組合物,所述的硬化步驟用于通過加熱將涂層組合物硬化。
25.權利要求21-23中任意一個所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物是含有溶劑的紫外固化型涂層組合物,所述的硬化步驟用于通過紫外線照射將涂層組合物硬化。
26.權利要求24所述的涂覆方法,其中在涂覆步驟中將該涂層組合物以高于極限厚度的厚度施加在工件上,在該極限厚度之上在工件垂直表面上的涂層組合物通常將會在固化步驟和加熱-硬化步驟期間發生流動或流掛,并且將該工件在固化步驟和加熱-硬化步驟期間繞一基本平行軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛。
27.一種涂覆方法,它包括涂覆步驟用于將含有溶劑的熱固型涂覆組合物施加到工件上,加熱-硬化步驟用于在涂覆步驟之后通過加熱使該涂層組合物硬化,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在加熱-硬化步驟期間發生流動或流掛,并且在涂覆步驟之后將該工件繞一基本水平的軸旋轉,以防止在該工件垂直表面上的涂層組合物發生流動或流掛,其改進之處在于該涂層組合物被設計成在加熱-硬化步驟期間具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。
28.權利要求27所述的涂覆方法,其中所述的涂層組合物被設計成在固化步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時溶劑的含量不超過涂層組合物重量的10%。
29.權利要求27或28所述的涂覆方法,它在所述的涂覆步驟和加熱-硬化步驟之間還進一步包括固化步驟用于將在施加到該工件上的涂層組合物中的溶劑蒸發,在涂覆步驟中施加到工件上的涂層組合物其厚度高于極限厚度,在該極限厚度之上在沿垂直方向沿伸的工件的表面上的涂層組合物通常將在固化步驟期間和加熱-硬化步驟期間發生流動或流掛。
全文摘要
在涂覆步驟中,將含有熔劑的涂層組合物以大于流動極限厚度的厚度施加到工件上,之后,將工件繞一基本水平軸旋轉,與此同時,進行將施加到工件上的該涂層組合物中的熔劑蒸發掉的固化步驟和將該涂層組合物硬化的硬化步驟,以防止在工件垂直面上的涂層組合物發生流動或流掛。該涂層組合物被設計成在固化步驟期間或在該步驟結束時具有流動性同時熔劑的含量不超過涂層組合物重量的30%。
文檔編號B05D3/06GK1119966SQ94113870
公開日1996年4月10日 申請日期1994年9月30日 優先權日1993年9月30日
發明者小原敏文 申請人:馬自達汽車株式會社