CN102143802A - 涂层设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是传统雾化涂层设备的替代方式。本发明的设备和相关的涂层方法在工业规模上对物体提供了均匀雾化的流体流，并且进而提供了均匀涂层。该设备和方法解决了与传统的幕帘雾化涂层技术相关的许多重要参数，这些参数包括但不限于均匀分布、声学透明度、减少和消除堵塞喷嘴、以及消除了对往复运动喷嘴的需求。

Description

涂层设备和方法
技术领域
本发明涉及一种涂层设备，更具体地涉及一种改进的涂层设备，该涂层设备提供了纵向延伸的、均匀雾化的涂层流。
背景技术
涂层设备制造商的关键问题是需要满足消费者对于在涂层涂覆过程中提高效率的需求。无论涂层类型或涂覆方法如何，涂覆均匀性和传送效率都是关键的参数，并且不断加以研究和改良。合适的涂覆方法的选择不仅取决于涂层的类型，而且取决于要涂覆涂层的基材的要求。
例如，在试图保留物体的声学能力的情况下，在涂层领域中公知关键的是使涂层对于材料的声学性能的影响很小或者没有影响，也就是说，涂层是声学透明的。还公知的是材料的声学性能受到涂覆均匀性和涂层厚度的影响。因而，获得诸如声学纤维垫之类的材料的最优性能需要使声学能力在材料的整个表面上的偏差最小。
在现有技术的图1中示出了一种公知的大规模(即，工业规模)的雾化技术，该雾化技术提供了声学透明度和较宽的覆盖区域。该传统的大规模涂层技术利用了一系列单点雾化喷枪或喷嘴。该系统在工业中公知为重叠头或多末端头。如图1所示，在本领域中通常称作单点喷嘴的每个喷嘴1A-1E分别产生了散开或发散成锥形喷洒形式的雾化流体流3A-3E。为了确保完全覆盖较大的宽度，雾化流体流3A-3A的外部必须重叠。尽管肉眼不能检测到，但是这些重叠流并未均匀地涂覆涂层。
为了利用重叠头技术进行均匀的涂覆，可以操纵几个特征，包括：喷嘴的间距；重叠头与待涂布物体之间的间距；喷嘴的末端几何形状；以及经过喷嘴的流体的流量。然而，本领域普通技术人员公知并理解的是，重叠头技术对于每个喷嘴采用了密度梯度，因此进行均匀涂覆的工作是在根本上可变的重复过程。
本领域技术人员进一步理解的是，不可能利用重叠头完全消除诸如条纹和色花之类的缺陷。传统上试图利用循环横动，即往复运动的多末端头而不是固定的多末端头来使这些缺陷随机化。传统的看法是，使这些缺陷随机化将掩饰这些缺陷，并且使它们肉眼不可见。
不幸的是，固定头和往复运动头都会增加最终产品的成本。例如，当每个喷枪的末端逐渐磨损或者甚至堵塞时，喷枪的喷洒形式将改变并且最终导致更加不均匀的涂覆。而且，由于清洁或更换末端导致的频繁中断在所需停工时间和更换部件成本方面增加了很多的费用。因此，需要能够解决现有技术问题的替代性的大规模技术。
发明内容
本发明是用于将液体涂层涂覆到吸声材料的表面的工业规模涂层设备。该设备包括具有指定长度的纵向延伸的排放喷嘴。该喷嘴沿着喷嘴的整个指定长度以匀速排放雾化液滴的线性流。
本发明还包括在工业规模上对运动物体进行喷涂的改进方法。该方法包括以下步骤：(a)提供工业规模涂层设备，该涂层设备包括具有指定长度的纵向延伸的排放喷嘴；(b)将所述涂层设备定位在输送器上方，该输送器具有行进方向，使得纵向延伸的排放喷嘴沿着横向于输送器的行进方向的方向延伸；以及(c)将雾化液滴的线性流排放到在所述输送器上运动的物体的表面上，所述雾化液滴的线性流沿着所述喷嘴的整个指定长度以匀速从所述喷嘴排放。
在将液体涂层涂覆于材料的表面，且该材料需要在材料的整个表面上的声学能力偏差最小以获得最优性能时，所述改进的涂层设备和喷涂方法特别有用。该设备和方法还可用于在希望材料的光反射系数、颜色和光泽性中的一种或多种的偏差最小的时候。其它优点包括但不限于：消除由多个雾化流生成的视觉缺陷；避免使用利用往复运动技术以使视觉缺陷随机化的多个雾化流；以及消除多个单点雾化喷嘴的成本和维护。
附图说明
图1是利用多个单点雾化喷嘴的现有技术涂层设备的正视图。
图2是利用本发明的涂层设备的涂层系统的一部分的透视图。
图3是本发明的涂层设备的示例性实施方式的部分剖开的透视图。
图4是图3所示的示例性实施方式的剖视图。
图5是本发明的涂层设备的第二示例性实施方式的部分剖开的透视图。
图6是图5所示的示例性实施方式的剖视图。
具体实施方式
现在参照附图，在全部几个附图中类似的部件标有相同的附图标记。
在传统的工业规模涂层系统中可利用改进的雾化设备，该传统的工业规模涂层系统包括具有纵向延伸的输送器的系统，该输送器将待涂布的物体或材料输送通过涂布工位，例如如图1所示。如图所示，雾化设备10位于输送器11或背衬辊上方并与其相隔开，从而形成“涂层区域”。输送器11具有由箭头C标识的行进方向。设备10沿着横向于输送器11的行进方向的方向定位。如图所示，雾化涂层材料20的连续流被排放到诸如声学天花板之类的物体22的表面上，涂覆量在排放喷嘴16的整个长度上均匀，进而在物体22的整个长度上均匀。
图3和4更加详细地示出了改进的工业尺寸涂层设备10的第一示例性实施方式。涂层设备10包括大致线性、纵向延伸的壳体结构12。壳体结构12包括容纳液体涂层材料的料斗14。液体涂层材料通常用于以工业尺寸规模涂布材料，例如用于声学天花板的液体涂层材料，其包括重量为大约40％至大约70％的固体，并且优选是重量为大约50％至大约60％的固体。
在全部附图所示的实施方式中，料斗14大体上在壳体结构12的整个长度上纵向延伸。在图4中最佳可见，在料斗14的基部设置线性排放喷嘴16，尽管未要求，但线性排放喷嘴16也可大体上在壳体结构12的整个长度上延伸。通常，允许液体涂层材料在重力作用下从料斗14流过线性排放喷嘴16。
壳体结构12还包括第一空气流18和第二空气流19。空气流18、19沿纵向延伸并且相对于线性排放喷嘴16平行定位。空气流18、19的出口接近线性排放喷嘴16定位。高速空气如箭头F所示流过空气流，并且最终在流体流出线性排放喷嘴16时冲击在液体涂层材料上。优选地，空气流出口位于排放喷嘴出口的后面，例如上方，从而高速空气使得液体涂层作为雾化流体液滴20的连续均匀的纵向延伸流冲向待涂布物体，该纵向延伸流具有纵向延伸的展开半径(fan radius)。作为比较，当空气流在传统雾化喷洒设备(诸如图1所示的雾化喷洒设备)中冲击在涂层流上时，雾化液滴形成圆形的展开半径。
图5和6示出了本发明的涂层设备的第二示例性实施方式。第二示例性实施方式包括以上对于第一示例性实施方式描述的所有特征。此外，在该涂层设备10’的基部设置帽25，帽25提供了用于使空气和液体涂层在离开设备10之前进行内部混合的区域。对于本说明书而言，内部空气混合定义为在涂层设备的限制内混合的流体流。帽25分别包括第一侧壁27和第二侧壁28。每个侧壁27、28的至少一部分成一角度布置，从而在其间形成线性开口32。线性的帽开口32优选与线性排放喷嘴16对准。另外，线性的帽开口32的长度优选大体上与纵向延伸的线性喷嘴16和空气流18、19的长度相同。
提供本发明的以上描述从而能够在本发明的当前已知的最佳实施方式中教导本发明。本领域技术人员将理解，对于本文阐述的实施方式的变型是可行的，并且落在本发明的范围内。本领域技术人员可制造上述实施方式以及许多其它的增添、删除和修改，而不脱离本发明的精神和范围。
例如，设备10、10’也可以利用外部空气辅助。对于本发明而言，“外部空气辅助”指的是通过涂层设备部件外部的空气流添加空气，例如通过本领域已知的线性气刀或喷气装置产生空气。外部空气辅助将使雾化流体液滴的流进一步雾化并且保持均匀性。根据冲击角度，外部空气辅助可增加液滴20朝向喷洒目标的速度。

Claims (15)

1.一种用于将液体涂层涂覆到要求多孔性、声学透明度或很轻的涂层重量的材料上的工业规模雾化设备，该设备包括指定长度的排放喷嘴，纵向延伸的所述排放喷嘴能够至少沿着该排放喷嘴的整个指定长度以匀速排放雾化液滴的均匀流。
2.如权利要求1所述的工业规模雾化设备，该设备包括接近所述排放喷嘴定位的、相对的第一空气流和第二空气流，所述相对的第一空气流和第二空气流均纵向延伸并相对于所述排放喷嘴平行。
3.如权利要求1所述的工业规模雾化设备，其中所述液体涂层包括重量为大约40％至大约70％的固体。
4.如权利要求3所述的工业规模雾化设备，其中所述液体涂层包括重量为大约50％至大约60％的固体。
5.如权利要求1所述的工业规模雾化设备，其中涂覆有所述液体涂层的声学材料的声学能力实现了最小偏差。
6.如权利要求1所述的工业规模雾化设备，其中所述设备提供的涂层对于涂覆有该涂层的材料的光反射系数、颜色和光泽的影响最小。
7.一种对运动物体进行喷涂的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供工业规模涂层设备，该涂层设备包括具有指定长度的纵向延伸的排放喷嘴；
(b)将所述工业规模涂层设备定位在输送器上方，该输送器具有行进方向，使得纵向延伸的所述排放喷嘴沿着横向于输送器的行进方向的方向延伸；以及
(c)将雾化液滴的线性流排放到在所述输送器上运动的物体的表面上，所述雾化液滴的线性流沿着所述喷嘴的整个指定长度以匀速从所述喷嘴排放。
8.如权利要求7所述的方法，其中在步骤(c)中，所述雾化液滴的线性流在所述运动物体的机器横向宽度上均匀延伸。
9.如权利要求8所述的方法，其中在步骤(c)中，相对的第一空气流和第二空气流接近所述排放喷嘴定位，所述空气流排放使液体涂层雾化的空气。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一空气流和第二空气流沿所述排放喷嘴的纵向延伸。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一空气流位于所述排放喷嘴的上游。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二空气流位于所述排放喷嘴的下游。
13.如权利要求7所述的方法，其中所述运动物体是纤维垫。
14.如权利要求13所述的方法，其中在所述纤维垫的顶表面中具有穿孔。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述纤维垫是声学天花板。
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