CN102470684B - 用于制造部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造暴露在大气影响下的部件的方法，例如金属部件，特别是分节门门板、卷帘门门片或类似部件，在所述方法中，对必要时已带有底涂的部件进行印刷。

Description

用于制造部件的方法

本发明涉及一种用于制造处于大气影响下的部件的方法，例如金属部件，特别是分节门门板、卷帘门门片或类似部件。

在许多情况下，建筑物的正面会使用到金属部件。这种部件会用于例如门、特别是分节门的制作，其外表面在门关闭的状态下会暴露在大气影响下。为了保证部件的外面给人留下好的印象，要使得这些部件的外观在大气影响下也能保持良好的状态。为此，如今会使用由金属板制成的部件，所述板材在经过必要的成型加工制成部件之前要经过一定的油漆和烘干工序。油漆在金属基材上经过烘干，通过这种方式获得了所需的耐候性能。为了制成部件例如分节门门板，经过这样准备的金属板要经过成型加工工序，例如辊压成型工序，在这个过程中，将经过油漆的金属板从料卷（coil）中抽出，然后连续地通过辊压成型设备。然后，加工成型的金属板在必要时还要经过发泡，并与其它的金属板连接在一起，从而得到例如在EP 370 376 A中所述的分节门门板。在油漆工序方面，必须保证在成型加工工序中油漆表面不得出现破损。在必要时，油漆后的板材还要经过压制工序，同时油漆不得破损，所述压制工序在成型加工前完成，以便在金属板材上生成例如“木质压痕”。

部件通常必须带有不同的颜色和装饰效果。因此，必须从不同的、经过相应预处理的金属板材的料卷中抽取材料。在某些设计中还要求在经过预处理的金属板上加上薄膜，而为了达到要求的耐候性能还要在薄膜上覆盖保护膜。这种情况出现在例如要在金属板上做出木质装饰效果。在这种情况下，具有木质装饰效果的薄膜被加在金属基材上，然后再将丙烯酸酯膜压在装饰薄膜上。在这里，丙烯酸酯膜的厚度可以为大约50 μm。而为了每种装饰效果都要分别准备相应的金属板材料卷（coils）。这给仓库管理带来很大问题。面对现有技术中的这个问题，本发明的目的在于提供用于制造暴露在大气影响下的部件、特别是分节门门板的方法，从而能在无需耗费大量仓库管理成本的情况下提供具有所需外观效果的部件，并提供实施相应方法的装置。

按照本发明，上述目的通过对已知方法的改进实现，其特征在于，对已加工成型并且在必要时带有底涂的部件进行印刷。

本发明以以下认识为基础，即为了达到所需的外观效果，在加工如成型加工、压制等等之前，原材料不需要具有所需的装饰层。确切地说，在成型加工工序完成后再加上所需的表面装饰，是完全可以的。因此，各种外表形态的部件都可采用同一种的原材料，从而在整体上简化了仓库管理。

印刷工序可以以数字图像文件为基础由计算机控制完成。因此，利用本发明所述的方法可以在部件上达到任意的、客户所需的表面效果。也可以采用由客户提供的图像文件，例如JPG文件。因此，采用本发明所述的方法不仅可以简化仓库管理，还可以增加制造工艺的调整范围。在这里，印刷可在连续生产部件的生产线的尾部进行，要在部件成型加工及必要时的发泡工序之后且在将部件裁切至所需长度之前进行。

在发明的一个优选实施方式中，部件表面的印刷通过形式为喷墨打印机的印刷装置完成，其中，部件的印刷表面和打印头之间出现相对运动，在运动过程中，打印头上至少一个用于将油墨喷到部件表面的油墨喷嘴经过印刷表面。通过这种方式，在原材料为带有常见白色烘漆的金属板材时，可通过例如单一的打印头在部件表面上做出任意的黑白主题。也就是说，这里只使用了黑色油墨。为了在部件表面上获得彩色图案，优选的是，在相对运动的过程中，打印头的两个、三个或者更多的油墨喷嘴在必要时相互并列地经过印刷表面。通过相应的设置以及通过计算机对油墨喷嘴进行控制，可以在部件表面上制作出任意形状和颜色的主题。在这里，与传统的喷墨打印机一样，三个基色即青色、品红和黄色以及必要时的淡红色和淡青色通过减色法混色来获得任意的颜色。

为了在一侧的部件和另一侧的一个打印头或多个打印头之间产生相对运动，打印头可以相对于固定框架来回运动，而同时部件则沿着垂直于上述来回运动的方向相对于打印头和框架运动。在本发明一个特别优选的实施方式中，一个或多个打印头相对于框架固定布置，而相对运动仅通过部件相对于油墨喷嘴运动来实现。油墨喷嘴则根据部件的进给运动到用混色主题对部件进行印刷这一过程进行控制。为此可使用计算机控制的印刷设备。

印刷工序所采用的油墨可优选地使用紫外线固化的油墨。这种油墨在印刷之后直接在一个辐射固化过程中通过紫外线辐射固化。在这种化学固化中，液态或者低粘度的油墨通过交联或者聚合在一个不可逆的过程中固化。这种固化过程在紫外线辐射达到足够强度的情况下可在若干分之一秒的时间内完成。为此，打印头优选地包括提供紫外线辐射的装置，从而可在喷涂上油墨后直接对油墨进行固化。通过迅速固化可提高印刷速度，从而提高了部件的通过速度。此外，因为油墨的干燥时间较短，还可在印刷工序后直接进行下一步的涂覆。

紫外线固化的油墨通常不用于户外区域，因为它们的耐候性不强。但是要确保通过印刷获得的部件表面效果也能够耐受大气的影响。因此，部件的印刷表面优选地还带有一层耐候性涂料。在本发明的一个特别优选的实施方式中，在油墨预固化后才涂上耐候性涂料。人们已认识到，在带有印刷表面的基材上涂上耐候性涂料不会对通过印刷工序获得的表面效果产生明显影响，即使是少量的影响也可以通过相应地调整印刷工序予以抵消。 

耐候性涂料可以是例如能耐受气候影响的、优选为透明的专用墨或者是以液态形式涂覆、基本上为透明的清漆。

在印刷工序后，如果耐候性涂料通过直径优选为50 μm或更小、特别优选为35 μm或更小的涂料喷嘴喷涂在印刷表面上，那么通过印刷获得的部件表面效果将得以保留。在这里，为了喷涂耐候性涂料，印刷表面和涂料喷嘴之间也可产生相对运动。这种相对运动也优选地通过部件相对于印刷装置中的固定框架运动而产生，而涂料喷嘴则相对于框架固定地布置。在这里，多个涂料喷嘴沿与部件运动方向相垂直的方向延伸，从而使部件的整个表面能够通过简单的部件进给运动就可以涂上耐候性涂料。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，优选地通过部件的进给运动，使打印头和涂料喷嘴共同地与部件表面之间产生相对运动，在运动过程中，涂料喷嘴在油墨喷嘴之后经过印刷表面区域。这可以通过例如以下方式实现，即、打印头还装有涂料喷嘴，而涂料喷嘴则具有储存涂料的容器。这样，油墨喷嘴和涂料喷嘴就可以共同运动。在前面所述的具有固定打印头的本发明的实施方式中，涂料喷嘴为独立构件。

在印刷过程中，油墨喷嘴也可以相对于待喷涂的表面来回运动，而待喷涂的表面则沿与油墨喷嘴运动方向相垂直的方向相对于油墨喷嘴运动。在这种情况下，特别优选的是，在油墨喷嘴的每侧设置至少一个涂料喷嘴。这样，在每个运动方向上，印刷工序后及紧接着的涂料喷涂可以按以下方式实现，即首先喷上油墨，然后紧接着在印刷表面上喷上涂料。通过这种方式可以明显地加快生产速度。

在传统分节门门板的制造方法中，如果按照生产流动方向，门板的宽度大于或等于400 mm，而部件在印刷和喷涂时以相应的通过速度通过带有至少一个打印头和至少一个涂料喷嘴的喷涂设备，那么生产速度则可以达到10 m/分钟或更高，优选为15 m/分钟或更高，特别优选为20 m/分钟或更高。为了提高生产速度，喷涂设备可具有两个、三个或者更多的打印头，它们带有相应的涂料喷嘴，并且在与通过方向相垂直的印刷方向上并排布置，从而使每个打印头只须印刷一个较窄的表面区域。这样就可以采用通过固定打印头进行喷涂的方法。如本发明所述的方法在节省材料方面被证明是具有优点的，因为印刷时油墨的整体厚度仅为15μm或更小，优选为10 μm或更小，特别优选为5 μm或更小，就足以满足印刷要求，而耐候性涂层的整体厚度仅为15 μm或更小，优选为10 μm或更小，特别优选为5 μm或更小时，就能够达到所需的耐候性能。总体来说，油墨和耐候性涂料的整体厚度可以为30 μm或者更小。

如前面所述，本发明所述的方法在制造金属部件时可以与连续的生产工艺合为一体，在这里，在一个连续的过程中，必要时带有底涂的金属带材从库存材料（带材卷）抽出，经过加工例如成型加工、发泡等，然后进行印刷、喷涂，并在必要时裁切到规定长度。 

通过如本发明所述的方法获得的部件，基本上其特征在于，它具有经过印刷的表面区域，所述区域还可涂上耐候性涂料。

特别是对于所谓的三明治部件，在这种部件上，隔热芯体夹在两个金属零件之间，而在以下情况中，三明治部件会产生问题，即部件的颜色较深的外部接触面区域处于阳光照射下并出现温升，由于外部接触面和内部接触面之间的温差造成热应力，这将会导致部件弯曲变形。如果底涂、油墨和/或耐候性涂料中含有在波长大于750 nm的范围内反射性很高的颜料，那么就会降低这种影响，因为大部分在其它情况下会被吸收并造成部件出现温升的阳光光谱中的热辐射不会被吸收，而是被反射，从而不会造成加热的效果。在采用相应的冷色调颜料时，特别优选的是，当电磁波的波长为750 nm到2500 nm且入射角度为45°时，经过喷涂的部件表面的平均反射率（反射强度和照射强度之比）为0.1或更小，优选为0.2或更小，特别优选为0.25或更小。

如前所述，上述冷色调颜料特别具有优点，如果在印刷表面和与之相对的接触面之间的部件带有导热性低的材料，例如PU泡沫。由如本发明所述的部件制成的分节门门板具有多个相对于规定的铰链轴相互铰接的部件，其中，部件在与铰链轴垂直的截面中的形状可与EP 370 376 A所述的分节门门板的形状相同。

在如本发明所述的分节门上，分节门门板可在基本上为垂直的关闭位置和基本上为水平的打开位置之间运动。为此，除了分节门门板外，分节门还具有导轨，所述导轨包括大致沿重力方向直线延伸用于决定关闭位置的第一段和大致沿水平方向直线延伸用于决定打开位置的第二段以及将水平延伸段和垂直延伸段连接起来的弧形段。此外，分节门还可包括将分节门门板在关闭位置围住的框，而必要时分节门门板上还可装有便门。

用于实施如本发明所述的方法的、如本发明所述的喷涂设备具有至少一个打印头，用于对必要时已经带有底涂的金属部件的表面进行印刷，并还优选地具有将耐候性涂料喷涂到印刷表面的涂料涂覆装置、优选为涂料喷嘴。在这里，涂料涂覆装置具有配备给涂料喷嘴的、容纳涂料的涂料储存容器。为了达到期望的加工特性，涂料可以含有溶剂，例如丙二醇单甲醚、异丙醇或类似物，用于将喷涂材料的粘度调到期望的值。溶剂易挥发到空气中，因此在喷涂工序结束后它将不会再影响涂料的性能。

当涂料的粘度被调整到50 mPas或更小时，优选为10 mPas或更小时，特别优选为5 mPas或更小时，可以采用传统的喷墨打印机的油墨喷嘴作为涂料喷嘴进行涂覆。耐候性好的、优选为透明的专用墨或者清漆被优选地用作涂料。除了特别优良的耐候性能外，清漆还可具有优良的耐刮擦性，并具有极优的抗紫外线性能。清漆的涂覆厚度可以为6到7 μm，在涂覆后可以利用紫外线辐射固化。已被证明有效的是，具有印刷表面的待喷涂部件沿重力方向布置，从这样布置的部件的上部边缘开始，利用喷嘴喷出清漆或墨对部件进行涂覆。在重力作用下，清漆或墨分布到部件的印刷表面，并在必要时可利用紫外线固化。

下面通过附图对本发明中所有重要的、但在上述说明未详细说明的内容做进一步解释。这唯一的附图是如发明所述的喷涂设备的示意图。

在附图中所示的喷涂设备上，通过成型加工工序获得的但尚未按规定长度裁切的部件10，在图中只是示意地表示，沿由箭头P所示的方向被连续地输送到由20所标出的打印头下方，其中，打印头可沿着由双箭头DP所示的、与输送方向P垂直的方向来回运动。打印头20包括两个涂料喷嘴22和24，它们中的每个都用于将耐候性涂料涂覆到部件10的表面上，打印头还包括一共三个油墨喷嘴25、26和27，每个油墨喷嘴分别用一种颜色对部件进行印刷。在对涂料喷嘴22和24进行控制时，要使得两个中只有一个用于对已经过油墨喷嘴25、26和/或27印刷的材料区域进行喷涂。在油墨喷嘴和涂料喷嘴之间可布置用于产生紫外线辐射的装置。按照油墨压力利用计算机对油墨喷嘴进行控制，从而在部件10的表面上印刷出所需的、例如由客户指定的图像所规定的主题。通过这种方式，可以在部件表面上做出任意的主题。

本发明并不局限于由附图给出的实施例。更确切地说，在与输送方向P垂直的方向上可以并列布置两个、三个或者更多的打印头，以便缩小每个打印头的印刷区域，从而在整体上提高生产速度。此外，如本发明所述的方法不仅仅用于金属部件的印刷，也可用于由其它材料制成的部件，例如塑料。

Claims (19)

1.一种用于制造暴露在大气影响下的分节门门板的方法，其特征在于，包括：

将金属带材以一个连续的过程从库存材料中抽出；

金属带材连续地通过辊压成型设备进行成型加工，并将其裁切到规定长度形成所述分节门门板；

在成型后在分节门门板的表面上印刷图案，其中，印刷包括在被印刷的分节门门板的表面与被设计用来在分节门门板表面喷涂油墨的打印头之间产生相对运动，以使得在分节门门板表面印刷彩色图案，在相对运动过程中，打印头上的至少一个油墨喷嘴经过被印刷彩色油墨的表面，具有相应油墨的两个、三个或者更多的打印头在印刷方向上并排布置，即与通过方向垂直，从而使每个打印头只须印刷一个狭窄的表面区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相对运动的过程中，打印头的两个、三个或者更多的油墨喷嘴相互并列地经过印刷表面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述油墨在印刷之后通过紫外线辐射固化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，打印头包括提供紫外线辐射的装置，从而可在喷上油墨后直接对油墨进行固化。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，分节门门板的至少一个印刷表面区域在油墨固化后涂上一层耐候性涂料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述耐候性涂料为能耐受气候影响的专用墨或者是以液态形式涂覆、透明的清漆。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，耐候性涂料通过直径为50 μm或更小涂料喷嘴喷涂在印刷表面上。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，耐候性涂料通过直径为35 μm或更小的涂料喷嘴喷涂在印刷表面上。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，印刷表面和涂料喷嘴之间产生相对运动以喷涂耐候性涂料。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，打印头和涂料喷嘴共同地与分节门门板表面之间产生相对运动，在相对运动过程中，涂料喷嘴在油墨喷嘴之后经过印刷表面区域。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，印刷时油墨的整体涂覆厚度为15μm或更小。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，印刷时油墨的整体涂覆厚度为10 μm或更小。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，印刷时油墨的整体涂覆厚度为5 μm或更小。

14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，耐候性涂层的整体涂覆厚度为15 μm或更小。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，耐候性涂层的整体涂覆厚度为10 μm或更小。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，耐候性涂层的整体涂覆厚度为5 μm或更小。

17.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，分节门门板在印刷和喷涂时以相应的通过速度通过带有至少一个打印头和至少一个涂料喷嘴的喷涂设备，生产速度为10 m/分钟或更高。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，生产速度为15 m/分钟或更高。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，生产速度为20 m/分钟或更高。