CN101257978A - 高粘度材料的涂敷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涂敷装置，其能够进行包括高粘度材料的涂敷量和涂敷形状均一化的高精度的涂敷。本发明涉及涂敷装置，用于该装置的涂敷方法、及利用该装置得到的涂敷物，因为使高粘度材料，例如，涂敷型板金增强材相对于机动车车身板金，得到稳定的增强效果，从而能够进行包括涂敷量(或涂敷厚度)和涂敷形状的均匀化的高精度的涂敷。

Description

高粘度材料的涂敷装置
技术领域
本发明涉及高粘度材料的涂敷装置。详情地说，本发明涉及涂敷装置，用于该装置的涂敷方法、及利用该装置得到的涂敷物，因为使高粘度材料，例如，涂敷型板金增强材相对于机动车车身板金，得到稳定的增强效果，从而能够进行包括涂敷量(或涂敷厚度)和涂敷形状的均匀化的高精度的涂敷。
背景技术
相对于机动车车身板金的增强被用于随着机动车车身的轻量化而薄厚的车身板金的张力刚性和耐凹性的确保，或是用于冲撞安全性。该增强效果一般为将作为高粘度粘着物的增强材(一般为通过热管等加温下)供给喷枪，接着，从该喷枪喷嘴向车身板金上带状(或者珠状)喷涂后，附之以加热硬化，形成希望的增强材层，由此而实现。
然而，在这样的涂敷工序中，还残留有如下问题：
i)在例如车身板金的倾斜面、垂直面、顶棚面涂敷时，由于带状涂敷的增强材的自重，从边缘部堆积(或浮起)生成很多；
另外，为了涂敷量的均匀化，使用定量喷出性良好的定流量泵，特别是在涂敷开始时，
ii)喷出量发生变动，由此，喷出量(涂敷厚度)不固定，由于增强材的硬化收缩，板金被拉伸，在其表面生成应变得倾向变大；或是，
iii)涂敷形状(带状)不固定，涂敷接缝边缘部防锈性下降，增强性下降，影响了表面外观。
在涂敷型板金增强材的涂敷中，由于涂敷量和涂敷形状的偏差，对增强效果和硬化后的应变有影响，因此，相比一般的粘着剂和密封材等，要求有更高的涂敷精度。
作为现有技术涉及所述课题(ii)(iii)，例如，
一种粘性材料的涂敷装置，其在喷枪设有调整来自喷嘴的喷出压力而调整粘性材料的喷出量的压力调整阀，和检测喷出压力的压力传感器(参照专利文献1)；
在珠形涂敷增强材的喷枪中，有一种在该喷嘴部前端设有调整增强材的剖面形状的珠形调整工具的喷枪(参照专利文献2)。
专利文献1：特开平5-293413号公报(第1页)
专利文献2：特开平7-256179号公报(第1页)
发明内容
本发明者们通过与这些先行技术相异的方法，为了解决所述课题(i)～(iii)进行了锐意研究。
并通过如下认识，解决了各个问题，从而完成了本发明：
(i)首先对于防止的堆积(浮起)，设有在涂敷高粘度材料的同时或在紧随涂敷后使该高粘度材料固定的气体喷射器具；
(ii)对于防止的喷出量的变化，为了将涂敷开始时的定流量泵的喷出侧软管内的压力调整为所定目标值，而设有能够进行定流量泵的自动切换运转的机构。
(iii)对于涂敷形状的维持，使喷枪的狭缝喷嘴自身形成为特殊的形状。
即本发明的希望的方式为以下构成。
[1]、一种涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
在该喷枪上设有用于在涂敷的同时或在紧随涂敷之后使带状的高粘度材料向被涂物固定的气体喷射器具。
[2]、一种涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
还包括将该泵的喷出侧软管内的测定压力值调节为预先设定的预压目标值从而能够进行泵的自动切换运转的预压控制机构，该预压控制机构至少具有用于泵的控制器。
[3]、一种涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
该狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，其具有与放射状的导入通路连通，从导入口向导出口以一定的平行宽度(W)延伸，并且具有一定的间隙宽度(S)的喷嘴通路。
[4]、根据[3]所述的涂敷装置，其中，一定的平行宽度(W)为10～100mm的范围，一定的间隙宽度(S)为0.5～5mm的范围，从导入口(11)向导出口(12)的长度(L)为5～30mm的范围。
[5]、一种高粘度材料的涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
在该喷枪上设有用于在涂敷的同时或在紧随涂敷之后使带状的高粘度材料向被涂物固定的气体喷射器具，
还包括将该泵的喷出侧软管内的测定压力值调节为预先设定的预压目标值从而能够进行泵的自动切换运转的预压控制机构，该预压控制机构至少具有用于泵的控制器，
该狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，其具有与放射状的导入通路连通，从导入口向导出口以一定的平行宽度W延伸，并且具有一定的间隙宽度S的喷嘴通路。
[6]、根据[1]至[5]中任意一个所述的涂敷装置，用于通过机器人进行的自动涂敷
[7]、利用[1]至[6]中任意一个所述的涂敷装置，向被涂物带状涂敷高粘度材料的涂敷方法。
[8]、根据[7]所述的涂敷方法，高粘度材料为涂敷型搬进增强材，被涂物为机动车车身板金。
[9]、用[8]所述的方法涂敷后，使增强材加热硬化而得到的增强板金结构体。
[10]、一种被覆物的制造方法，包括经软管1和泵2将高粘度材料供给到喷枪3，接着从该喷枪3的狭缝喷嘴向被涂物上带状地进行涂敷的工序，其中，包括利用设于该喷枪上的气体喷射器具，在涂敷同时或在紧随涂敷之后，使带状的高粘度材料向被涂物固定的工序。
[11]、根据[10]中记载的方法，包括经用于泵的控制器(5)将泵的喷出侧软管内的测定压力值调节为预先设定的预压目标值，由此进行泵的自动切换运转的工序。
[12]、根据权利要求[10]或[11]所述的方法，狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，其具有与放射状的导入通路连通，从导入口向导出口以一定的平行宽度W延伸，并且具有一定的间隙宽度S的喷嘴通路。
附图说明
图1是用于说明作为本发明的涂敷装置的一个实施方式的基本结构和预压控制机构的简图。
图2(A)是表示为进行涂敷开始时的预压控制的情况的涂敷状态概要图、(B)是表示进行了涂敷开始时预压控制的情况的涂敷状态的概要图。
图3是表示特殊形状狭缝喷嘴的一例的内部结构的立体图。
图4(A)是图3的狭缝喷嘴的横剖面图，(B)是同喷嘴的纵剖面图。
图5(A)是表示图3的狭缝喷嘴的狭缝口的正视图，(B)和(C)分别表示其他的狭缝口的正视图。
图6是表示通过气体的喷射器具形成的高粘度材料的固定状态的概要图。
符号说明
1    软管
2    泵
3    喷枪
4    压力传送器
5    用于泵的控制器
具体实施方式
在优选的实施方式中，本发明涉及高粘度材料的涂敷装置和利用该涂敷装置的涂敷法及利用该涂敷装置而得到的涂敷物，本发明的涂敷装置，是包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料的装置，优选为是用于经软管1和泵2将高粘度材料供给到喷枪3，接着从该喷枪3的狭缝喷嘴向被涂物上带状地进行涂敷的装置，其特征在于，
(i)在喷枪3上设有在涂敷高粘度材料的同时或在紧随涂敷后使该高粘度材料固定的气体喷射器具；和/或
(ii)包括为了将该泵2的喷出侧软管1内的涂敷开始时的测定压力值调节为预先设定的预压目标值，经用于泵的控制器(例如PLC)5能够进行泵2的自动切换运转的预压控制机构，该预压控制机构至少具有用于泵的控制器；和/或
(iii)该狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，其具有与放射状的导入通路10连通，从导入口11向导出口12以一定的平行宽度W延伸，并且具有一定的间隙宽度S的喷嘴通路。
本发明中的高粘度材料不限于所述的涂敷型板金增强材，还包含一般的粘着剂、涂料、密封材、涂敷材、隔音材、减震材等。作为涂敷型板金增强材，可例举出如特开2002-226995公报和2003-127897公报所示的以环氧树脂和聚胺酯树脂为主要成分的材料。特别是含有液态的环氧树脂、潜在性硬化剂和特定量(20～50重量％)的长宽比(L/D)为5以上的无机物填充剂的增强材优选作为本发明中的高粘度材料。
本发明中的被涂物种类没有特别限制。例如作为涂敷有所述涂敷型板金增强材的车身板金包括SPC钢板、电镀锌钢板、熔融镀锌钢板、有机系表面处理钢板、合金化镀锌钢板、锌-镍合金镀敷钢板、锡-铅镀敷钢板、阳离子系电泳涂敷钢板、铝板、镁板等。
以下根据附图对本发明的涂敷装置和利用该装置的涂敷方法进行说明。
在本发明的一实施方式中，涂敷装置如图1所示，基本上由与高粘度材料例如涂敷型板金增强材(以下，简称为增强材)的供给装置(未图示)连接用于供给该增强材的软管1(优选为一般用于在35～60℃的加温下进行供给的热管)、泵2和具有狭缝喷嘴(未图示)的喷枪3构成，从狭缝喷嘴向车身板金带状地涂敷加温状态的增强材。此时，优选为由机器人进行的自动涂敷。
在本发明中，可以使用能够输送高粘度材料的任意的泵，但是优选使用例如齿轮泵、塞(活塞)泵、离心泵、蛇形泵等的定流量泵。
这里，首先作为本发明的重要特征的气体喷射器具设在喷枪3上，在被涂敷的带状的增强材上喷射气体使其固定，是使该增强材相对于车身板金牢固地固定，如此而起作用的器具。由此，即使在垂直面和顶棚面实施涂敷时，也能够预先避免堆积(ハガレ)和浮起。
作为使用的气体，一般优选为空气，此外，也可以使用加热或冷却的空气、干燥空气、氮等惰性气体。
另外，作为喷射器包括用于喷射被压缩过的气体的器具，通过利用风扇和鼓风机等送风而喷射的器具等，但不作特别限定。其中，最优选为利用用于喷射压缩空气的器具。
另外，气体的喷射角度优选为相对于涂敷喷嘴为15～85°，特别优选为30～60°。气体的喷射压力优选为0.5～5Kgf/cm2(0.05～0.49MPa)，特别优选为1～4Kgf/cm2(0.10～0.39MPa)。若喷射压力低于0.5Kgf/cm2(0.05MPa)，则有高粘度材料的固定效果变低的倾向，若超过5Kgf/cm2(0.49MPa)，则有高粘度材料容易产生变形的倾向。
另外，在气体的喷射中，为了使端部的固定性良好，优选使用能够以与呈带状喷出的高粘度材料同样宽度或更宽的范围喷射气体的空气喷嘴。
其次，根据图1说明作为本发明中的其他重要特征的所述预压控制机构及其作用。
该预压控制机构至少具有用于泵的控制器5，例如PLC(ProgrammableLogic Controller的简称)，优选为还包括测定泵2的喷出侧软管1内涂敷开始时的压力的压力传送器4而构成。
本发明中的用于泵的控制器读取喷出侧软管内的压力值或下述司服放大器负荷随动(モニタ一)输出值，进行演算处理，调节预压目标值，为此，具有输出控制泵动作的信号的功能。
作为所述的控制器PLC为其一个例子，作为其他例子，在机器人涂敷时，也可以将其控制盘作为泵的控制器使用(组合使用均由司服电动机驱动的、同一厂家的泵和涂敷机器人时)。
即，由压力传送器4测定的压力值送至控制器5，在此与预设的预压目标值比较，判定相对于该预压目标值是过剩还是不足。
在过剩时将逆旋转信号从控制器5送向定流量泵2，在不足时将正旋转信号从控制器5送向定流量泵2，定流量泵2以预先设定的速度进行正旋转或逆旋转。
而且，软管内的压力被调整为与预压目标值相等时，从控制器5向定流量泵2的运转信号停止。如此，通过控制器5的命令，定流量泵2能够进行自动切换运转。
再者，软管1优选为在35～60℃能够将高粘度材料加热到一定温度的热管。通过使用热管，可以使高粘度材料的粘度形成一定，涂敷量不受外界气温的影响。另外，能够降低材料粘度，降低定流量泵2的负荷。
作为定流量泵的驱动力，例如在使用司服电动机时，也可以替代上述压力计，使用司服放大器的负荷电动机功能，这时，能够构成本发明中的压力控制机构。这时，伺服电动机的负荷随动输出，能够成为所述压力的指标，本说明书中的“压力”为“负荷随动输出”。
图2(A)表示未进行涂敷开始时的预压控制时的图符状态，(B)表示进行了涂敷开始时的预压控制时的涂敷状态。特别是在(A)的情况下由于端部材料变厚从而有诱发外板应变的倾向。
还有，在涂敷开始时的预压低时，由于涂敷量不足而变得固定不良，成为垂挂造成的污染、电镀涂敷不良的原因，更成为生锈的诱因。相反，在涂敷开始时的预压高时，由于涂敷量增加，厚度过多，从而产生应变，外观不良。
在图3和4中表示作为本发明的另一个重要特征的、用于所述喷枪3的狭缝喷嘴的特殊形状的一例。
在图3中显示将该狭缝喷嘴分割为两个时的内部结构。而且，图3的狭缝喷嘴如图4的(A)和(B)所示，是一种平行喷嘴，该平行喷嘴具有与放射状的导入通路10连通的、从导入口11向导出口12以一定的平行宽度W延伸并且具有一定的间隙宽度S(优选为0.5～5mm)的喷嘴通路13(从导入口11到到处口12的长度L优选为5mm～30mm，更优选为8～20mm)。特别是L低于5mm或超过30mm时，来自喷嘴口的中心部的喷出压与两端部相比单侧变高，会出现不能进行均匀正常的涂敷的倾向。
还有，该狭缝喷嘴优选为与所述的软管同样，是能够在35～60℃的范围，将高粘度材料加温到一定温度的热喷嘴。
另外，作为该喷嘴的狭缝口，也可以是图5的(A)的形状，或是与(B)相同的两侧部的一部分欠缺的形状，或是如(C)那样的椭圆形状。特别是(B)、(C)的情况，优选重叠涂敷每一个循环(反复进行预压→涂敷开始→涂敷结束→预压的循环时，将从最初的预压开始到下一个预压开始作为一个循环)的涂敷宽度的一部分(上述欠缺部或椭圆端部)。
如此，如果使用特殊形状的狭缝喷嘴，一般能够得到一定形状的、即与图5所示的狭缝口对应的涂敷物。
如此，根据本发明，相对于规定的被涂物，例如车身板金涂敷增强材后，在规定的烧结条件(一般为140～220℃×10～60分钟)下，使其加热硬化，形成具有均匀厚度和形状的增强材层，由此，能够得到增强板金结构体。
实施例
下面，举实施例对本发明进行更具体的说明。
实施例1
(1)涂敷装置
将机器人进行的自动涂敷装置适用于下述的方法，即，在配设有图1的预压控制机构的装置中，在喷枪3上一体设有压缩空气的喷射器具，并且安装有如图3～4所示的、W＝30mm、S＝1.0mm、及L＝11mm的平行喷嘴(能够将高粘度材料调温到40℃的热喷嘴)作为狭缝喷嘴。
(2)涂敷方法
作为被涂物使用SPC钢板的机动车车身板金，作为高粘度材料使用调温到40℃的サンスタ一技研(株)制“ペンギンステイフナ一#1190”(涂敷型板金增强材)，在将热管1内的涂敷开始时的压力调整为预压目标值6MPa后，以喷出量1200cc/分钟，涂敷速度400mm/秒，进行机器人进行的自动涂敷和压缩空气的喷射。
还有，压缩空气的喷射以图6所示的要领实施。即，通过以相对于将高粘度材料向箭头方向涂敷在被涂物的狭缝喷嘴45°的角度安装的空气喷嘴((株)いけうち制的“タイフ一ジエツト”、外形38×65×8mm)，喷射调压为3.5Kgf/cm2(0.34MPa)的压缩空气，使涂敷型板金增强材固定在机动车板金上。
接着，在170℃×20分钟的烧结条件下进行加热硬化，形成均匀正常的增强材层，得到机动车车身板金的增强板金结构体。

Claims (12)

1、一种涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
在该喷枪上设有用于在涂敷的同时或在紧随涂敷之后使带状的高粘度材料向被涂物固定的气体喷射器具。
2、一种涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
还包括将该泵的喷出侧软管内的测定压力值调节为预先设定的预压目标值从而能够进行泵的自动切换运转的预压控制机构，该预压控制机构至少具有用于泵的控制器。
3、一种涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
该狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，该平行喷嘴具有与放射状的导入通路连通的、从导入口向导出口以一定的平行宽度(W)延伸并且具有一定的间隙宽度(S)的喷嘴通路。
4、根据权利要求3所述的涂敷装置，其中，一定的平行宽度(W)为10～100mm的范围，一定的间隙宽度(S)为0.5～5mm的范围，从导入口(11)向导出口(12)的长度(L)为5～30mm的范围。
5、一种高粘度材料的涂敷装置，其包括至少具有软管、泵和狭缝喷嘴的喷枪而构成，用于向被涂物上带状地涂敷高粘度材料，其中，
在该喷枪上设有用于在涂敷的同时或在紧随涂敷之后使带状的高粘度材料向被涂物固定的气体喷射器具，
还包括将该泵的喷出侧软管内的测定压力值调节为预先设定的预压目标值从而能够进行泵的自动切换运转的预压控制机构，该预压控制机构至少具有用于泵的控制器，
该狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，该平行喷嘴具有与放射状的导入通路连通的、从导入口向导出口以一定的平行宽度(W)延伸并且具有一定的间隙宽度(S)的喷嘴通路。
6、根据权利要求1至5中任意一个所述的涂敷装置，其中，该涂敷装置用于进行由机器人进行的自动涂敷。
7、一种涂敷方法，是向被涂物带状地涂敷高粘度材料的方法，其中，使用权利要求1至6中任意一个所述的涂敷装置。
8、根据权利要求7所述的涂敷方法，其中，高粘度材料为涂敷型板金增强材，被涂物为机动车车身板金。
9、一种增强板金结构体，其中，该增强板金结构体是在通过权利要求8所述的方法进行涂敷后，使增强材加热硬化而得到的。
10、一种被覆物的制造方法，包括经软管(1)和泵(2)将高粘度材料供给到喷枪(3)，接着从该喷枪(3)的狭缝喷嘴向被涂物上带状地进行涂敷的工序，其中，包括利用设于该喷枪上的气体喷射器具，在涂敷的同时或在紧随涂敷之后，使带状的高粘度材料向被涂物固定的工序。
11、根据权利要求10所述的方法，包括经用于泵的控制器(5)将泵的喷出侧软管内的测定压力值调节为预先设定的预压目标值，由此进行泵的自动切换运转的工序。
12、根据权利要求10或11所述的方法，狭缝喷嘴是如下的平行喷嘴，该平行喷嘴具有与放射状的导入通路连通的、从导入口向导出口以一定的平行宽度(W)延伸并且具有一定的间隙宽度(S)的喷嘴通路。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080903