專利名稱：附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)及方法
發(fā)明的背景及概述對環(huán)境的關(guān)注已經(jīng)使得人們試圖減少源于多種來源的污染物。目前已經(jīng)要求一些制造設(shè)備在日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)轉(zhuǎn)。這些排放標(biāo)準(zhǔn)部分是要求降低揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放。
VOC在生產(chǎn)環(huán)境中具有各種廣泛的用途。例如，現(xiàn)在通常用某種VOC來清潔和預(yù)處理各種塑料元件，以便接受一種涂敷材料，例如漆。更具體而言，這種VOC特別有利于清潔和制備熱塑性聚烯烴(TPO)元以便在該元件上涂敷一種底漆或漆類產(chǎn)品。這種VOC不僅對清除油脂和其他殘留在這些元件上的污染物有效，而且多TPO的表面起作用而提高該表面與后續(xù)涂敷的底漆或油漆之間的粘附性。
為了降低排放量，有必要大量地減少或消除這種VOC的使用。由于相似的原因，大多數(shù)汽車制造商現(xiàn)在也采用了一種水性涂料和/或底漆而不采用傳統(tǒng)的溶劑性產(chǎn)品。
現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了一些可以采用非VOC方法進(jìn)行清潔的新塑料配方，并且該塑料產(chǎn)品能夠更好地與水性涂料和/或底漆粘附在一起。不過，TPO本身具有較差可濕性，即它趨向于排斥濕潤。在不采用三氯乙烯或類似材料對該表面進(jìn)行預(yù)處理的情況下，就會(huì)對提供充分的涂料粘附性方面給予極大的關(guān)注。為此，制造商通常利用一種水性清潔系統(tǒng)和水性涂料在最終涂敷涂料和有色涂層之前為TPO元件提供一種底漆。
不幸的是，涂敷底漆是一項(xiàng)成本較高的工序。原因之一是通常大部分噴出的底漆都會(huì)丟失而不會(huì)沉積到該元件上。此外，一旦該元件上具有一種底漆后，通常需要使其循環(huán)穿過一個(gè)爐子使得該底漆完全干燥。因此，需要開發(fā)一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法將能夠使得涂料能夠直接涂敷到TPO元件的表面而不需要首先涂敷一層底漆。
本發(fā)明就是為了滿足這種需要。本發(fā)明的這種系統(tǒng)和方法是在每個(gè)TPO元件上涂敷一種水性附著力促進(jìn)劑。該附著力促進(jìn)劑的涂敷優(yōu)選在該元件進(jìn)行清潔工序之后進(jìn)行。在涂敷完附著力促進(jìn)劑并進(jìn)行干燥之后，將會(huì)在TPO元件的表面上留下薄薄的一層促進(jìn)劑。該層薄薄的附著力促進(jìn)劑足以在該元件和隨后的涂料涂層之間提供必要的附著力。
本發(fā)明的這種附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)可以在操作過程中監(jiān)測各種參數(shù)，例如包括該元件的線速度；元件的溫度；附著力促進(jìn)劑的溫度；附著力促進(jìn)劑噴嘴距離和角度；附著力促進(jìn)劑的流速；噴嘴霧化狀態(tài)；調(diào)整區(qū)域中的時(shí)間、溫度以及相對濕度；以及預(yù)熱爐和爐中的時(shí)間、溫度和相對濕度。本發(fā)明的該附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)也可以用來分辨出一個(gè)部件何時(shí)出現(xiàn)在該系統(tǒng)中并能夠提供周期性的水流進(jìn)行沖洗從而防止附著力促進(jìn)劑累積起來。
因此，本發(fā)明的附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)使得涂料能夠涂敷到TPO元件的表面而不需要首先涂敷一層底漆。這樣，本發(fā)明可以減少材料、設(shè)備以及勞動(dòng)成本，以及增加生產(chǎn)能力。
附圖簡要說明除了上面所提到的新穎的特征和優(yōu)點(diǎn)之外，根據(jù)下面對附圖和實(shí)施例的說明將會(huì)很容易地清除本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1所示的是構(gòu)成本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的各種元件原理圖；圖2所示的是表示典型的現(xiàn)有技術(shù)中的TPO元件涂敷系統(tǒng)的直觀圖；圖3所示的是表示由本發(fā)明所公開的TPO元件涂敷工藝的一個(gè)實(shí)施例的直觀圖；圖4所示的是表示本發(fā)明的附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)的各階段的視圖；圖5所示的是一個(gè)放大的主視圖，圖中表示出了一系列TPO元件正在穿過本發(fā)明的附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的涂敷部分；圖6所示的是一個(gè)局部剖開的放大側(cè)視圖，表示出了圖5中所示的附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)的實(shí)施例中幾個(gè)元件的涂敷部分；圖7所示的是本發(fā)明中所采用的附著力促進(jìn)劑涂敷噴嘴的替換實(shí)施例；以及圖8所示的是詳細(xì)表示本發(fā)明的特定實(shí)施例的工作過程的示意圖。
實(shí)施例的詳細(xì)說明圖1中可以看到附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的各種元件的圖示。一個(gè)處理罩體15提供了一種用于向特定的熱塑性聚烯烴(TPO)元件(未示出)涂敷附著力促進(jìn)劑的封閉的環(huán)境，該處理罩體可以是一個(gè)較大的預(yù)處理罩的一部分。
處理罩15最好在其入口處采用第一氣簾密封件20封閉起來，并在其出口處采用第二氣簾密封件25封閉起來。一風(fēng)扇30可以提供保持該氣簾密封件20、25所必需的的氣體供給。比較好的是在TPO元件進(jìn)入處理罩15之前對其進(jìn)行冷卻，因此，第一氣簾密封件20有助于防止冷空氣進(jìn)入處理罩。比較好的是將一預(yù)熱爐連接到處理罩15的出口部分。與第一氣簾密封件20功能相似，第二氣簾密封件25有助于防止預(yù)熱爐中的熱空氣進(jìn)入處理罩15。比較好的是設(shè)置一種空氣溫度和濕度調(diào)節(jié)器35來維持處理罩15中的氣體狀況。設(shè)置一個(gè)冷卻器40和鍋爐45分別用來向空氣溫度與濕度調(diào)節(jié)器35供應(yīng)冷水和熱水。
比較好的是采用一供應(yīng)罐50來維持該系統(tǒng)10所使用的附著力促進(jìn)劑的來源。最好有一附著力促進(jìn)劑庫存55和去離子水補(bǔ)給源60與供應(yīng)罐50計(jì)量連通。該附著力促進(jìn)劑庫存55還可以通過一個(gè)表面張力計(jì)65進(jìn)行計(jì)量和控制。該表面張力計(jì)65用于對附著力促進(jìn)劑的濕潤樣本進(jìn)行分析，從而控制輸送給供應(yīng)罐50的附著力促進(jìn)劑和溶劑的量。比較好的是采用一種再循環(huán)泵70使附著力促進(jìn)劑進(jìn)再循環(huán)穿過一超過慮模塊75以便除掉微粒污染物。
比較好的是通過一輸送泵將供應(yīng)罐50中的附著力促進(jìn)劑輸送到一重力自流式供給箱80。該附著力促進(jìn)劑在其達(dá)到重力自流式供給箱80的途中最好經(jīng)過一供給過濾器90，并且還通過一熱交換器95。該熱交換器95用于調(diào)節(jié)正運(yùn)行到重力自流式供給箱80的附著力促進(jìn)劑的溫度。比較好的是，重力自流式供給箱中的附著力促進(jìn)劑的溫度保持在20-25℃。冷卻器40和鍋爐45還分別向熱交換器95供給冷水和熱水。
比較好的是，將來自于重力自流式供給箱80中的附著力促進(jìn)劑引入處理罩15中的一些噴嘴100中對行進(jìn)中的TPO元件進(jìn)行涂敷。在重力自流式供給箱80中對附著力促進(jìn)劑的溫度進(jìn)行監(jiān)測并對噴嘴100的出口處對流速進(jìn)行監(jiān)測，以確保正確的涂敷到TPO元件上。系統(tǒng)10的運(yùn)轉(zhuǎn)和監(jiān)測可以通過一操作員/配電盤105進(jìn)行。
還有另一種實(shí)施例。例如，附著力促進(jìn)劑庫存55和去離子水補(bǔ)給源60可以直接與重力自流式供給箱80相連或直接與噴嘴100相連?；蛘撸梢圆捎霉?yīng)罐50而不采用重力自流式供給箱80，由此附著力促進(jìn)劑可以直接從供應(yīng)罐輸送給噴嘴100。
圖2所示的是一種現(xiàn)有的TPO元件涂敷工藝120。沿箭頭所示的方向行進(jìn)的TPO元件首先進(jìn)入預(yù)處理罩125。在該預(yù)處理罩125中，該元件經(jīng)受一個(gè)沖洗/去脂工序，并且通常還經(jīng)受一種表面調(diào)節(jié)操作。在從該預(yù)處理罩125中出來時(shí)，該TPO元件進(jìn)入一底漆室130，在該室中，底漆被涂敷到TPO元件和隨后涂敷的底漆膩?zhàn)又g的附著力促進(jìn)劑上。涂敷有底漆的TPO元件隨后穿過一底漆爐135以便完全干燥該底漆。在底漆在底漆爐135中完全干燥后，該TPO元件進(jìn)入涂料室140，這些元件在該涂料室接受一種底漆(彩色)膩?zhàn)硬⒖赡芙邮芤环N透明膩?zhàn)?。該底漆膩?zhàn)?，如果適用的話還有透明膩?zhàn)樱S后在其適于最后使用之前在涂料爐145中進(jìn)行干燥。
參見圖3可以看到本發(fā)明的TPO元件涂敷工藝150的一種概略圖。在本發(fā)明中，沿著箭頭方向行進(jìn)的TPO元件進(jìn)入預(yù)處理罩155中。在該預(yù)處理罩155中，該TPO元件優(yōu)選進(jìn)行沖洗/去油脂工序并隨后在該罩的處理部分進(jìn)行附著力促進(jìn)劑的涂敷。因?yàn)樵摳街Υ龠M(jìn)劑能夠使得底漆膩?zhàn)又苯油糠蟮皆揟PO元件的受到附著力促進(jìn)劑處理的表面上，因此就不需要底漆室和底漆爐。因此，如圖3所示，在TPO元件從該預(yù)處理罩155中出來時(shí)，該TPO元件可以直接進(jìn)入一涂料室160，這些TPO元件在該涂料室中涂敷上一種底漆(彩色)膩?zhàn)?，可能的話還涂敷一種透明膩?zhàn)?。該底漆膩?zhàn)?，以及如果采用的還有該透明膩?zhàn)樱S后在其可以進(jìn)行最后的使用之前在涂料爐165中進(jìn)行干燥。
本發(fā)明的該工藝的另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)圖示于圖3中。因?yàn)椴恍枰灼崾一虻灼釥t，因此至少一個(gè)額外的涂料室170和涂料爐175可以用于接受經(jīng)過附著力促進(jìn)劑處理之后的部件。該額外的涂料室170和涂料爐175可以通過例如對現(xiàn)有的底漆室和底漆爐進(jìn)行改造后形成。因此，本發(fā)明的這種附著力促進(jìn)劑涂附系統(tǒng)和工藝還可以起到使TPO元件涂敷方法的生產(chǎn)能力翻倍的作用。
可以在圖4中看到本發(fā)明的附著力促進(jìn)劑涂敷工藝200的實(shí)施例的不同的階段的圖示。微粒清除起見，該系統(tǒng)的罩體部分表示成透明的。還需要指出的，盡管圖4中所示的載體225僅僅承載了一個(gè)TPO元件210，但是通常比較理想的是每個(gè)載體能夠傳送多個(gè)元件。
在預(yù)處理罩220的冷卻部分215的附近可以看到該TPO元件210，在該實(shí)施例中表示為一個(gè)汽車緩沖儀表半。如在該位置所表示的一樣，該TPO元件210已經(jīng)在該預(yù)處理罩220的一個(gè)更靠前的部分(未示出)中經(jīng)受一次沖洗/去脂工序。
因?yàn)樵揟PO元件210的溫度可能已經(jīng)在沖洗/和去脂工序中得到提高，因此載體225將該TPO元件沿著箭頭所指的方向傳送并通過一冷卻裝置230。為了便于解釋，該冷卻裝置230可以是一系列噴射去離子冷水的噴嘴，如在此處所示的那樣，但是其他能夠產(chǎn)生理想效果的其他實(shí)施方式也是可能的。比較好的是，該冷卻裝置將TPO元件的溫度降低到接近預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235的溫度。冷卻該TPO元件210是為了防止熱量從TPO元件傳遞到預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235中的氣體中。
第一氣簾密封件240有助于防止預(yù)處理罩220的冷卻部分215的空氣影響附著力促進(jìn)劑涂敷部分235中的空氣，該第一氣簾密封件最好通過一風(fēng)扇30(圖1)形成。該第一氣簾密封件240的溫度優(yōu)選維持在預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235中理想的內(nèi)部溫度。
該TPO元件210和載體225穿過第一氣簾密封件240并進(jìn)入預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235中。第二氣簾密封件245將預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235與預(yù)熱爐265分隔開。在優(yōu)選靠近第一氣簾密封件240的一點(diǎn)處，附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)的一涂敷部分250(圖5-7)向TPO元件涂敷附著力促進(jìn)劑255。在涂敷附著力促進(jìn)劑的過程中，涂敷載體255和TPO元件的線性速度優(yōu)選位于大約在每分鐘1-5米之間，且在一例示實(shí)施例中大約為每分鐘1.2米。
預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235的位于涂敷部分250和第二氣簾密封件245之間的其余部分用作調(diào)整區(qū)域260。該調(diào)整區(qū)域260使得TPO元件的至少一部分附著力促進(jìn)劑在進(jìn)入預(yù)熱爐265之前閃掉(flash off)優(yōu)選的是，該預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235的溫度保持在大約20-25℃之間且其濕度保持在大約40-70％之間。
在TPO元件從預(yù)處理罩220的附著力促進(jìn)劑涂敷部分235從來穿過第二氣簾密封件245時(shí)，該TPO元件優(yōu)選進(jìn)入預(yù)熱爐265中，在該預(yù)熱爐中，TPO元件以及剩余的附著力促進(jìn)劑的溫度在進(jìn)入干燥爐270之前就被提高。根據(jù)TPO元件210在預(yù)熱爐265中的位置不同，該溫度可在大約25-65℃之間變化，而相對濕度可以在大約15-60％之間變化。
TPO元件210上剩余的附著力促進(jìn)劑優(yōu)選在進(jìn)入涂料室160、170(圖3)之前在干燥爐270中進(jìn)行進(jìn)一步干燥。根據(jù)TPO元件210在干燥爐270中的位置不同，該溫度可在大約45-95℃之間變化，而相對濕度可以在大約5-25％之間變化。
圖5所示的是附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)的涂敷部分一個(gè)實(shí)施例的放大的主視圖?？梢钥匆姸鄠€(gè)TPO元件以一種與發(fā)射出的附著力促進(jìn)劑310相連通的方式放置在載體225上。在該實(shí)施例中，附著力促進(jìn)劑310優(yōu)選通過一重力自流式供給箱(未示出)輸送到一總供應(yīng)頭315和次級供應(yīng)頭320中。使用重力自流式供給箱有助于防止附著力促進(jìn)劑310在與TPO元件210接觸時(shí)產(chǎn)生泡沫?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，過量的泡沫會(huì)在沉積在TPO元件210上的附著力促進(jìn)劑層上產(chǎn)生瑕疵，例如紋、條以及凹陷。
所示的每個(gè)總供應(yīng)頭和次級供應(yīng)頭313、320都具有多個(gè)用于將該附著力促進(jìn)劑分布到行進(jìn)于其下的TPO元件210上的多個(gè)噴嘴325、330。盡管該噴嘴325、330的熟練可以有所不同，但是總共采用大約15-30噴嘴可以獲得較好的效果。
噴嘴可以具有不同的結(jié)構(gòu)以便使得附著力促進(jìn)劑310具有各種分配形態(tài)?？梢圆捎酶鞣N形態(tài)以便最適當(dāng)?shù)卦赥PO元件210周圍分布附著力促進(jìn)劑310而不會(huì)導(dǎo)致瑕疵，這些不同的形態(tài)例如為1流線形態(tài)335或扇形形態(tài)。
每個(gè)噴嘴325、330優(yōu)選還具有自身的流動(dòng)控制裝置(未示出)該流動(dòng)控制裝置例如可以為手動(dòng)閥，或電磁控制閥。采用流動(dòng)控制裝置比較好，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)附著力促進(jìn)劑310的流速會(huì)影響將存留在每個(gè)TPO元件210上的最終的附著力促進(jìn)劑層的質(zhì)量。采用大約在每分鐘0.5-2.5米之間的附著力促進(jìn)劑流速可以獲得滿意的效果，且在一示例實(shí)施例中，該附著力促進(jìn)劑流速大約為每分鐘1.5米。
圖6所示的是一個(gè)局部剖開的放大側(cè)視圖，表示出了圖5中所示供應(yīng)頭315、320以及噴嘴325、330。所示的典型的供應(yīng)頭315、320的橫斷面中部分填充有附著力促進(jìn)劑310。該供應(yīng)頭315、320可以采用各種材料制成，例如PVC管。噴嘴325、330從供應(yīng)頭315、320伸出并與位于供應(yīng)頭中的附著力促進(jìn)劑310連通。噴嘴325、330可以由各種形式和尺寸的管子構(gòu)成，且優(yōu)選采用塑料材料或不銹鋼材料制成。如上所述，優(yōu)選的是該噴嘴325、330還具有許多類型的流動(dòng)控制裝置(未示出)。
如圖所示，噴嘴325、330優(yōu)選與TPO元件210的行進(jìn)方向成一定的角度，該行進(jìn)方向采用箭頭表示。通過有角度的噴嘴325、330來輸送附著力促進(jìn)劑310看起來會(huì)降低附著力促進(jìn)劑對TPO元件210的沖擊力，由此減少泡沫的生成并因此減少附著力促進(jìn)劑層的瑕疵。盡管噴嘴的最佳角度根據(jù)待涂敷附著力促進(jìn)劑310的TPO元件210的結(jié)構(gòu)的不同而變化，但是采用相對于垂直方向大約為10-45度之間的噴嘴角度可以獲得較好的效果。而且，根據(jù)以下這些因素的不同，例如TPO元件的結(jié)構(gòu)、TPO元件的線性速度、附著力促進(jìn)劑流速、以及噴嘴離元件的距離，采用較小或較大的角度也可以獲得令人滿意的效果。
還是如圖6所示，比較好的是，在TPO元件210經(jīng)過附著力促進(jìn)劑310之下時(shí)可以將TPO元件210定位在角度β處。在圖6所示的實(shí)施例中，所示的TPO元件210在負(fù)載225上的向著行進(jìn)的方向并離開噴嘴325、330傾斜一角度?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)圖中所示的TPO元件210的定位可以減少在干燥后存留在TPO元件上的附著力促進(jìn)劑層中出現(xiàn)的瑕疵的數(shù)量或瑕疵的嚴(yán)重程度。與如上所述的噴嘴角度一樣，TPO元件在載體225上的方向的最佳角度β將主要依賴于TPO元件的結(jié)構(gòu)和其他涂敷參數(shù)。不過，對于圖6中的實(shí)施例來說將TPO元件210以大約5-20度的β角定位在載體225上可以獲得較好的效果，且更為優(yōu)選的是距離垂直方向和沿遠(yuǎn)離噴嘴325、330方向形成12度的角。
現(xiàn)在參見圖7，從中可以看出圖5和6中的噴嘴325、330的詳細(xì)的主視圖。所示的三種不同類型的噴嘴325、330從供應(yīng)頭315、320中伸出。圖中的左邊所示的是一個(gè)單流線噴嘴350。該單流線噴嘴350適于將一束直徑基本相同的附著力促進(jìn)劑流355輸送給TPO元件210。位于圖中的中間位置的是一個(gè)分散噴嘴360。該分散噴嘴360以一種較寬的形態(tài)365向TPO元件涂敷附著力促進(jìn)劑。在圖的右側(cè)所示的是一種扇形噴嘴370。該扇形噴嘴370優(yōu)選具有一種較薄的開口380，該開口寬度大約為20-30微米，這會(huì)使得附著力促進(jìn)劑310以基本上扇形形狀375從噴嘴中噴出。根據(jù)噴嘴325、330和TPO元件210之間的距離，該附著力促進(jìn)劑流385的扇形部分375的長度優(yōu)選在10-150微米之間。
可以采用各種直徑的噴嘴390以便充分地排出附著力促進(jìn)劑310。不過，對于圖5-7中所示的實(shí)施例，采用直徑在大約0.25-0.50英寸之間的噴嘴可以獲得最佳的效果，其中噴嘴的開口直徑在大約0.5-1.0微米之間。
通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，噴嘴325、330和TPO元件表面之間的距離D也關(guān)系到沉積在該元件上的附著力促進(jìn)劑層的質(zhì)量。就流速和沖擊的角度而言，噴嘴325、330和TPO元件之間的距離D會(huì)影響附著力促進(jìn)劑310將會(huì)產(chǎn)生的濺射和起泡量。根據(jù)附著力促進(jìn)劑流速、TPO元件210的線性速度、以及TPO元件的結(jié)構(gòu)的不同，大約在0.25-14英寸之間的距離D可以產(chǎn)生令人滿意的效果。不過，對于圖5-7中所示的實(shí)施例，距離D優(yōu)選大約為1.75英寸。由于不同TPO元件其距離D各不相同，因此比較好的是，采用一個(gè)碰撞檢測限位開關(guān)部件來確保TPO元件不會(huì)與任何噴嘴325、330產(chǎn)生碰撞。
在圖8中可以看到本發(fā)明特定實(shí)施例的工作流程。首先啟動(dòng)一個(gè)向系統(tǒng)輸送電力的總開關(guān)410。隨后電力又通過手動(dòng)啟動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)方式依次施加到TPO元件傳送機(jī)構(gòu)415、氣簾密封扇425、以及空氣調(diào)節(jié)(空氣控制)扇430，該傳送機(jī)構(gòu)受到一個(gè)互鎖機(jī)構(gòu)的限制以便檢測一個(gè)或多個(gè)部分沖撞檢測限位開關(guān)420的狀態(tài)。一旦啟動(dòng)空氣調(diào)節(jié)扇430之后，一個(gè)信號就會(huì)從一罩內(nèi)溫度傳感器435和一罩內(nèi)濕度傳感器440中傳送過來。該罩內(nèi)溫度傳感器435和罩內(nèi)濕度傳感器440分別與一用于熱水從空氣調(diào)節(jié)螺旋管返回的調(diào)幅閥445以及一用于冷卻水從空氣調(diào)節(jié)螺旋管返回的調(diào)幅閥450連通。這就能對罩體15內(nèi)的溫度和相對濕度進(jìn)行自動(dòng)控制。隨后進(jìn)行檢測以便確認(rèn)冷卻器和鍋爐是否處于工作狀態(tài)455。
接著，電力輸送給一個(gè)用于供給附著力促進(jìn)劑的泵460。在啟動(dòng)該附著力促進(jìn)劑泵460時(shí)，附著力促進(jìn)劑罐溫度傳感器465工作而將附著力促進(jìn)劑保持在理想的溫度，該傳感器與一用于熱水從熱交換器470返回的調(diào)幅閥470和一用于冷卻水從熱交換器返回的調(diào)幅閥475連通。附著力促進(jìn)劑泵460的啟動(dòng)還會(huì)觸發(fā)對附著力促進(jìn)劑開/關(guān)流動(dòng)控制閥480進(jìn)行檢測，以及部分間隙檢測光學(xué)傳感器485，該光電傳感器評估附著力促進(jìn)劑涂敷噴嘴與待處理的TPO元件之間的位置關(guān)系。附著力促進(jìn)劑開/關(guān)流動(dòng)控制閥480還與一用于對噴嘴進(jìn)行去離子水凈化的電磁閥490互聯(lián)，該電磁閥周期性地向噴嘴提供去離子水以防止形成附著力促進(jìn)劑的累積。
隨后開啟一過濾泵495和一去離子水泵500。對去離子水泵500的激勵(lì)會(huì)啟動(dòng)一個(gè)去離子水溫度傳感器505。該去離子水傳感器505與一用于冷卻水從熱交換器510返回的調(diào)幅閥連通，這使得溫度傳感器505控制去離子水供給源的溫度以便(尤其)可以用于在涂敷附著力促進(jìn)劑之前對TPO元件進(jìn)行沖洗和冷卻。
接著啟動(dòng)一附著力促進(jìn)劑罐PH傳感器515以及一附著力促進(jìn)劑罐導(dǎo)電性傳感器520。該P(yáng)H傳感器515以及該導(dǎo)電性傳感器520能夠使得該附著力促進(jìn)劑的性能得到監(jiān)測。
本發(fā)明的范圍不應(yīng)受到上述公開的限制，并且可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下進(jìn)行如下述權(quán)利要求書所述的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于改善熱塑性聚烯烴元件和表面涂料之間的附著力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一種附著力促進(jìn)劑；一種用于將一定量的所述附著力促進(jìn)劑和去離子水混合起來形成一種混合物的裝置；一存儲(chǔ)裝置，用于接收和存儲(chǔ)所述混合物補(bǔ)給源；一罩體，該罩體用于為將所述混合物涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上提供保護(hù)環(huán)境；一清潔裝置，用于在涂敷所述混合物之前將所述熱塑性聚烯烴元件上的污染物清除掉；一位于所述罩體內(nèi)的附著力促進(jìn)劑涂敷裝置，用于將所述混合物涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上；一用于將所述混合物輸送給所述涂敷裝置上的泵；一用于調(diào)節(jié)所述罩體內(nèi)的空氣的空氣控制器；一干燥裝置，該裝置在對所述熱塑性聚烯烴元件進(jìn)行涂敷后干燥所述混合物；以及一傳送裝置，該裝置使得所述熱塑性聚烯烴元件穿過該系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述的附著力促進(jìn)劑主要包括接枝聚氯丙烯；采用胺中和過的水溶性樹脂；以及濕性改進(jìn)劑。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述涂敷裝置具有至少一個(gè)用于將所述混合物的一個(gè)補(bǔ)給源引導(dǎo)到訴述熱塑性聚烯烴元件上的噴嘴。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述混合物在所述至少一個(gè)噴嘴處的流速可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述涂敷裝置具有一個(gè)位于訴述罩體內(nèi)的供應(yīng)裝置，用于保持所述混合物的供給。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，在所述供應(yīng)裝置上安裝至少有一個(gè)噴嘴，且該噴嘴與位于該供應(yīng)裝置中的所述混合物連通，用于將所述混合物引導(dǎo)供給到所述熱塑性聚烯烴元件上。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述混合物的流速可以通過所述至少一個(gè)噴嘴進(jìn)行調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括一個(gè)用于從所述存儲(chǔ)裝置接收一定量所述混合物的箱體，該箱體將其中至少一部分傳送給所述供應(yīng)裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述混合物以重力自流方式從所述箱體被輸送到所述供應(yīng)裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括，一個(gè)用于在所述混合物涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上之前調(diào)節(jié)該混合物的溫度的熱交換器。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括一個(gè)用于使該混合物再循環(huán)經(jīng)過所述存儲(chǔ)裝置的再循環(huán)泵。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述混合物再循環(huán)會(huì)經(jīng)過一個(gè)過濾器。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括一個(gè)位于所述存儲(chǔ)裝置和所述熱交換器之間的過濾器。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述罩體還容納有所述清潔裝置，所述清潔裝置相對于所述熱塑性聚烯烴元件行進(jìn)路線位于所述涂敷裝置之前。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其還包括至少一個(gè)部分密封件，用于將容納所述清潔裝置的所述罩體部分與容納所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的所述罩體部分分隔開。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)部分密封件為一氣簾密封件。
17.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述干燥裝置與所述罩體相連。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其還包括至少一個(gè)局部密封件，用于將容納所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的所述罩體部分與所述干燥裝置分隔開。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)部分密封件為一氣簾密封件。
20.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中與所述去離子水進(jìn)行混合的所述附著力促進(jìn)劑的量可以通過一計(jì)量裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中一表面張力計(jì)用于分析所述混合物的濕度樣本，所述表面張力計(jì)與所述計(jì)量裝置連通以便根據(jù)所述分析結(jié)果對添加到所述去離子水中的所述附著力促進(jìn)劑涂敷的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
22.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括一冷卻器，用于向所述空氣控制器和所述熱交換器供給冷卻水。
23.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括一鍋爐，用于向所述空氣控制器和所述熱交換器供給熱水。
24.一種附著力促進(jìn)劑涂敷系統(tǒng)，包括一種用于形成一種具有附著力促進(jìn)劑和去離子水的混合物的裝置；一罩體，該罩體用于為將所述混合物涂敷到位于其中的所述熱塑性聚烯烴元件上提供保護(hù)環(huán)境；一位于所述罩體內(nèi)的附著力促進(jìn)劑涂敷裝置，用于將所述混合物涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上；一用于將所述混合物輸送給所述涂敷裝置上的泵；一用于調(diào)節(jié)所述罩體內(nèi)的空氣的空氣控制器；
25.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一存儲(chǔ)裝置，用于接收和存儲(chǔ)所述混合物補(bǔ)給源。
26.如權(quán)利要求25所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括其還包括一個(gè)用于使該混合物再循環(huán)經(jīng)過所述存儲(chǔ)裝置的再循環(huán)泵。
27.如權(quán)利要求26所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述混合物再循環(huán)會(huì)經(jīng)過一個(gè)過濾器。
28.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一個(gè)用于接收來自于所述存儲(chǔ)裝置的一定量的所述混合物的箱體。
29.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一清潔裝置，用于在涂敷所述混合物之前將所述熱塑性聚烯烴元件上的污染物清除掉。
30.如權(quán)利要求29所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述罩體還容納有所述清潔裝置，所述清潔裝置相對于所述熱塑性聚烯烴元件行進(jìn)路線位于所述涂敷裝置之前。
31.如權(quán)利要求30所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括至少一個(gè)部分密封件，用于將容納所述清潔裝置的所述罩體部分與容納所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的所述罩體部分分隔開。
32.如權(quán)利要求31所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)部分密封件為一氣簾密封件。
33.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一干燥裝置，該裝置在對所述熱塑性聚烯烴元件進(jìn)行涂敷后干燥所述混合物。
34.如權(quán)利要求33所述的涂敷系統(tǒng)，其中其中所述干燥裝置與所述罩體相連。
35.如權(quán)利要求34所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括至少一個(gè)局部密封件，用于將容納所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的所述罩體部分與所述干燥裝置分隔開。
36.如權(quán)利要求35所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)部分密封件為一氣簾密封件。
37.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一傳送裝置，用于使得所述熱塑性聚烯烴元件經(jīng)過由所述涂敷裝置輸送的所述混合物。
38.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述涂敷裝置包括至少有一個(gè)噴嘴，用于將所述混合物引導(dǎo)供給到所述熱塑性聚烯烴元件上。
39.如權(quán)利要求38所述的涂敷系統(tǒng)，其中，所述混合物流經(jīng)所述至少一個(gè)噴嘴的流速可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
40.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述涂敷裝置具有一個(gè)位于訴述罩體內(nèi)的供應(yīng)裝置，用于保持所述混合物的供給。
41.如權(quán)利要求40所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述混合物以重力自流方式從所述箱體被輸送到所述供應(yīng)裝置。
42.如權(quán)利要求40所述的涂敷系統(tǒng)，其中，在所述供應(yīng)裝置上安裝至少有一個(gè)噴嘴，且該噴嘴與位于該供應(yīng)裝置中的所述混合物連通，用于將所述混合物引導(dǎo)供給到所述熱塑性聚烯烴元件上。
43.如權(quán)利要求42所述的涂敷系統(tǒng)，其中所述混合物流經(jīng)所述至少一個(gè)噴嘴的流速可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
44.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一個(gè)用于在所述混合物涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上之前調(diào)節(jié)該混合物的溫度的熱交換器。
45.如權(quán)利要求44所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一個(gè)過濾器，用于在所述混合物進(jìn)進(jìn)入所述熱交換器之前將混合物中的污染物清除掉。
46.如權(quán)利要求44所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一個(gè)冷卻器，用于向所述熱交換器輸送冷卻水。
47.如權(quán)利要求44所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一個(gè)鍋爐，用于向所述熱交換器輸送熱水。
48.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其中與所述去離子水進(jìn)行混合的所述附著力促進(jìn)劑的量可以通過一計(jì)量裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
49.如權(quán)利要求48所述的涂敷系統(tǒng)，其中一表面張力計(jì)用于分析所述混合物的濕度樣本，所述表面張力計(jì)與所述計(jì)量裝置連通以便根據(jù)所述分析結(jié)果對添加到所述去離子水中的所述附著力促進(jìn)劑涂敷的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
50.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一冷卻器，用于向所述空氣控制器輸送冷卻水。
51.如權(quán)利要求24所述的涂敷系統(tǒng)，其還包括一鍋爐，用于向所述空氣控制器輸送熱水。
52.一種用于改善熱塑性聚烯烴元件和表面涂料之間的附著力的方法，該方法包括供給一種附著力促進(jìn)劑；形成一種含有所述附著力促進(jìn)劑和去離子水的混合物；提供一罩體，所述罩體構(gòu)成了用于涂敷所述混合物的保護(hù)環(huán)境；調(diào)節(jié)所述罩體內(nèi)的空氣；提供一個(gè)用于將所述混合物輸送給所述罩體內(nèi)的所述涂敷裝置的泵；將所述熱塑性聚烯烴元件置于所述罩體內(nèi)；通過所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置將所述混合物涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上；在涂敷所述混合物之后對所述熱塑性聚烯烴進(jìn)行干燥。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其中所述的附著力促進(jìn)劑主要包括接枝聚氯丙烯；采用胺中和過的水溶性樹脂；以及濕性改進(jìn)劑。
54.如權(quán)利要求52所述的方法，其中，所述的混合物通過至少一個(gè)作為所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的一個(gè)部件的噴嘴涂敷到所述熱塑性聚烯烴元件上。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述混合物通過所述至少一個(gè)噴嘴的平均流速在每分鐘大約0.5-2.5升之間。
56.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述至少一個(gè)噴嘴和所述熱塑性聚烯烴元件的表面之間的距離在大約0.25-14英寸之間。
57.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置具有總共大約15-30個(gè)噴嘴。
58.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述至少一個(gè)噴嘴的直徑在大約0.25-0.5英寸之間。
59.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述至少一個(gè)噴嘴的開口直徑在大約0.5-1.0微米之間。
60.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述至少一個(gè)噴嘴相對于垂直方向傾斜角度在大約10-45度之間。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其中，在所述熱塑性聚烯烴元件行進(jìn)通過所述混合物的涂敷區(qū)域時(shí)，所述至少一個(gè)噴嘴的所述角度遠(yuǎn)離該行進(jìn)方向。
62.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括使得所述熱塑性聚烯烴元件移動(dòng)經(jīng)過由所述的附著力促進(jìn)劑涂敷裝置涂敷所述的混合物的區(qū)域。
63.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述熱塑性聚烯烴元件的速度在每分鐘大約1-5米。
64.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，在所述混合物以一角度進(jìn)行涂敷時(shí)，所述熱塑性聚烯烴元件定向在遠(yuǎn)離所述混合物涂敷方向的角度。
65.如權(quán)利要求63所述的方法，其中，所述角度在大約5-20度之間。
66.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括在涂敷所述混合物之前對所述熱塑性聚烯烴元件進(jìn)行清潔。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其還包括在涂敷所述混合物之前采用去離子水對所述熱塑性聚烯烴元件進(jìn)行沖洗。
68.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括將所述熱塑性聚烯烴元的溫度調(diào)節(jié)到幾乎為所述罩體的容納所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的部分的溫度。
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其中，所述的溫度在大約20-25℃。
70.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括將所述罩體內(nèi)的相對濕度維持在大約40-70％之間。
71.如權(quán)利要求52所述的方法，其中，與所述去離子水進(jìn)行混合的所述附著力促進(jìn)劑的量可以通過一計(jì)量裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
72.如權(quán)利要求71所述的方法，其中，一表面張力計(jì)用于分析所述混合物的濕度樣本，所述表面張力計(jì)與所述計(jì)量裝置連通以便根據(jù)所述分析結(jié)果對添加到所述去離子水中的所述附著力促進(jìn)劑涂敷的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
73.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括設(shè)置一個(gè)用于接收一定量的所述混合物的存儲(chǔ)裝置。
74.如權(quán)利要求73所述的方法，其還包括使得所述存儲(chǔ)裝置中的所述混合物再循環(huán)。
75.如權(quán)利要求74所述的方法，其還包括在所述再循環(huán)的過程中過濾所述混合物。
76.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括在采用所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置進(jìn)行涂敷之前使得所述混合物穿過一熱交換器以便調(diào)節(jié)所述混合物的溫度。
77.如權(quán)利要求76所述的方法，其中所述的泵將所述混合物從所述熱交換器抽送到所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置中。
78.如權(quán)利要求77所述的方法，其中所述的泵將所述的混合物從所述熱交換器抽送到所述重力自流式供給箱中。
79.如權(quán)利要求78所述的方法，其中所述的重力自流式供給箱將所述混合物輸送給所述罩體內(nèi)的一供應(yīng)頭中。
80.如權(quán)利要求79所述的方法，其中所述供應(yīng)頭具有至少一個(gè)從其上伸出的噴嘴，且該噴嘴與位于該供應(yīng)頭中的混合物連通，所述供應(yīng)頭和所述至少一個(gè)噴嘴構(gòu)成所述附著力促進(jìn)劑涂敷裝置的至少一部分。
81.如權(quán)利要求52所述的方法，其還包括采用至少部分密封的方式用于密封所述罩體的各端部。
82.如權(quán)利要求81所述的方法，其中所示至少局部密封件為一氣簾密封件。
83.如權(quán)利要求82所述的方法，其中所述氣簾密封通過一風(fēng)扇形成。
84.如權(quán)利要求52所述的方法，其中對所述熱塑性聚烯烴元件進(jìn)行的所述干燥是在一個(gè)爐子內(nèi)進(jìn)行的。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，其中所述爐子內(nèi)的溫度在大約45-95℃之間。
86.如權(quán)利要求85所述的方法，其中所述爐子內(nèi)的相對濕度在大約5-25％之間。
87.如權(quán)利要求84所述的方法，其中所述熱塑性聚烯烴元件在進(jìn)入所述爐子之前先進(jìn)入一個(gè)預(yù)熱爐。
88.如權(quán)利要求87所述的方法，其中所述預(yù)熱爐中的溫度在大約25-65℃之間。
89.如權(quán)利要求87所述的方法，其中所述預(yù)熱爐中的相對濕度在大約15-60％之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于涂敷一種材料以便改善熱塑性聚烯烴(TPO)元件(210)和涂敷在其上的涂料之間的附著力的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括將一種附著力促進(jìn)劑和去離子水混合器來并將其涂敷到待涂敷的TPO元件的表面。比較好的是，該涂敷在一個(gè)空氣得到控制的罩體(220)中進(jìn)行。該附著力促進(jìn)劑的涂敷最好通過一系列噴嘴(250)在TPO元件的上方分配該混合物來實(shí)現(xiàn)?？梢詫υ撏糠笙到y(tǒng)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。在完成該涂敷工藝時(shí)，在一個(gè)爐子(270)中對處理后的TPO元件進(jìn)行干燥，在其表面上留下一層薄薄的附著力促進(jìn)劑。
文檔編號B05D7/02GK1429136SQ01809511
公開日2003年7月9日 申請日期2001年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月24日
發(fā)明者舒博·巴塔查里亞, 勞拉·麥克布賴德, 山本義博, 竹內(nèi)昌二郎, 索爾·岡薩雷斯·古鐵雷斯 申請人:舒博·巴塔查里亞, 勞拉·麥克布賴德, 山本義博, 竹內(nèi)昌二郎, 索爾·岡薩雷斯·古鐵雷斯