CN102781591A - 用于涂布基底的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于涂布基底的方法和装置。模头（110）可用于挤出涂布细长基底，其中模头（110）在其内限定出涂布腔（134）。模头（110）可包含具有用于向涂布腔（134）供应涂料的涂料供应通道（130）的模块（120）。模头（110）可进一步包含可拆卸地接合到模块的导向插头（112）和模板（118）。导向插头（112）可包含具有非圆形侧向横截面的基底入口（149），模板（118）可包含也具有非圆形侧向横截面的基底出口（190）。包含这种模头（110）的涂布系统可用于涂布基底，其中可以将基底至少部分推过模头（110）并在其中接触涂料。

Description

用于涂布基底的方法和装置
背景
1. 发明领域
本发明的一个或多个实施方案大体上涉及用于涂布基底的方法和装置。
2. 相关技术描述
将涂料施加到基底的多种方法是本领域中已知的。在基底如塑料、金属或木材上施加涂料时，该涂料通常是用溶剂作为载体施加的漆。这允许漆快速有效地涂布基底表面。但是，这种漆的一个缺点在于，必须从漆中蒸发出溶剂且漆必须干燥之后才能触摸该表面。
将涂料施加到基底上的另一方法包括对基底（通常金属）的表面施加静电荷，然后使漆带相反电荷（oppositely charging）以在对着基底表面吹送其时，相反电荷将漆吸引到该表面上。一旦漆粉经由静电荷附着到表面上，在炉中加热该基底以使漆固化成最终饰面。这种方法另外需要以下步骤：清洁基底表面以使漆附着到表面的所有部分上、将基底加热至足以熔融漆以便涂施的温度、和最后冷却基底以便触摸。
涂布基底的另一方法包括通过传送机使基底经过涂料带以涂布暴露的表面。然后倒转基底以在其再经过涂料幕时或在第二阶段中涂布底面。在这种方法，涂料是液体，其通常要求使用溶剂以助于涂布步骤过程中的涂料沉积和涂料流动。此外，涂料湿法操作（goes on wet）并在触摸基底之前或在施加可能需要的任何附加涂料之前必须干燥。
另一方法可以将被称作Gesso的涂料施加到基底上。这种涂料是经过某种“wipe on（擦上）”和随后“wipe off（擦去）”型工艺并要求在涂布后干燥的稠膏。通常，使用二次涂布以实现所需表面外观。Gesso涂层是脆的但产生可遮蔽下方基底中的许多瑕疵的光滑的有吸引力的整饰表面。
另一方法利用真空涂布或喷涂技术，其简单使用大量水基乳胶漆将表面打底。这种方法也需要与砂磨/抛光一起的干燥步骤，接着另一涂底漆和干燥步骤。不同于Gesso，该真空涂布和喷涂技术使下方基底表面直接透印（telegraphing）成可观察到的漆表面。因此，真空涂布或喷涂的平滑度完全取决于基底铣削操作和能力。
溶剂基载体和涂料造成负载涂料所需的溶剂的附加花费。干燥阶段通常需要额外时间，由此降低装配线饰面作业（finish work）的生产量。干法涂布和用于固化漆涂层的物品加热也增加所需的涂饰（finish）时间，这进一步降低生产量。因此，可能希望改进用于涂布基底的方法和装置。
概述
本发明的一个实施方案涉及用于挤出涂布细长基底的模头。此实施方案的模头包含：(a) 限定出至少一部分涂布腔的模块，其中所述模块进一步限定出用于向涂布腔供应涂料的涂料供应通道；(b) 可拆卸地接合到所述模块上并限定用于接收基底和使基底朝向涂布腔的基底入口的导向插头；和(c) 可拆卸地接合到所述模块上并限定用于从所述模头中排出基底的基底出口的模板，其中所述基底出口具有在形状上与基底入口的侧向横截面基本对应的非圆形侧向横截面。
本发明的另一实施方案涉及用于将涂料施加到细长的基本刚性基底的多面上的系统。此实施方案的系统包含：(a) 用于使基底与涂料接触的模头，其中所述模头限定出涂布腔、涂料供应通道、基底入口和基底出口；和(b) 用于使基底与所述基底入口对齐并将基底经所述基底入口、涂布腔和基底出口至少部分推送通过模头的基底进给器。此外，在此实施方案中，所述模头包含模块、可拆卸地接合到所述模块上的导向插头和可拆卸地接合到所述模块上的模板，其中所述导向插头限定所述基底入口且所述模板限定所述基底出口。
本发明的再一实施方案涉及涂布基底的方法。此实施方案的方法包括：(a) 将涂料引入模头的涂布腔；(b) 将细长基底经基底入口推送进入模头；(c) 使所述细长基底输送通过涂布腔以使所述细长基底与涂料接触；和(d) 经基底出口从模头中排出基底，由此形成涂布的基底。在此实施方案，该模头包含模块、导向插头和模板，其中所述导向插头和模板可拆卸地接合到所述模块上，其中所述导向插头限定所述基底入口且其中所述模板限定所述基底出口。
附图简述
在本文中参照下列附图描述本发明的实施方案，其中：
图1是描绘用于涂布基底的系统的根据本发明的一个方面的工艺流程图，这种系统包含预处理区、干燥器、进给器、涂料源、模头、压力箱和喷砂系统（blasting system）；
图2a是根据本发明的一个实施方案的模头的顶/后等距分解图，特别图解导向插头、背板、模体和模板；
图2b是图2a中所示的装配模头的侧视图，特别图解背板、模体和模板；
图2c是图2a中所示的装配模头的顶视图，特别图解位于模体上表面上的涂料入口；
图2d是图2a中所示的装配模头的后视图，特别图解限定基底入口的导向插头，其中所述导向插头可拆卸地接合到背板上；
图2e是图2a中所示的装配模头的前视图，特别图解限定基底出口的模板，其中所述模板可拆卸地接合到模体上；
图3a是图2c中所示的模头沿线段3a-3a截取的横截面视图，特别图解由导向插头、背板、模体和模板限定的涂布腔；
图3b是图3a中所示的横截面模头的顶/后等距视图；
图3c是图2a-e中所示的模头的剖视顶/前等距视图，特别图解基底经由基底入口、涂布腔和基底出口输送通过模头；
图4a是图2a-e中所示的模头的导向插头的后视图；
图4b是图4a中所示的导向插头的顶/前等距视图；
图4c是图4a中所示的导向插头的前视图；
图4d是图4a中所示的导向插头的底/前等距视图；
图5a是图2a-e中所示的模头的背板的后视图；
图5b是图5a中所示的背板的顶/后等距视图；
图5c是图5a中所示的背板的前视图；
图5d是图5a中所示的背板的底/前等距视图；
图6a是图2a-e中所示的模头的模体的后视图；
图6b是图6a中所示的模体的顶/后等距视图；
图6c是图6a中所示的模体的前视图；
图6d是图6a中所示的模体的底/前等距视图；
图7a是图2a-e中所示的模头的模板的后视图；
图7b是图7a中所示的模板的顶/后等距视图；
图7c是图7a中所示的模板的前视图；
图7d是图7a中所示的模板的底/前等距视图；
图8a是替换模板的后视图，特别图解沿基底出口的底角具有洇出通道(feathering channel)的基底出口；
图8b是替换模板的前视图，特别图解沿基底出口的底角的洇出通道；
图8c是图8b中所示的模板的基底出口的放大视图，特别图解在基底出口的底角处的洇出通道；且
图9是模头的基底入口和出口的一个备选形状的放大视图。
详述
最先参照图1，将模头10布置在用于将涂料施加到基底上的涂布系统12中。涂布系统12被描绘为包括模头10、预处理区14、干燥器16、进给器18、涂料源20、压力箱22和喷砂系统24。涂布系统12可构造成最初将基底引入预处理区14中。此后，基底可以在干燥器16中干燥并送往进给器18。进给器18可用于将基底进给到模头10中。模头10可以与涂料源20流体流通（in fluid flow communication with）接合并构造成经管道26接收涂料。另外，模头10可构造成促进引入的基底与涂料之间的接触。在经过模头10后，基底可随后相继引入压力箱22和喷砂系统24。所得涂布的基底可随后经受其它各种精加工工艺或简单从涂布系统12中取出。
现在参照图2a-e，模头110被描绘为包含导向插头112、背板114、模体116和模板118。模头110呈现适合用作图1中所示的涂布系统12中的模头10的构造。构成模头110的各种部件可以由也可是惰性的耐用材料（例如金属）形成。例如，模头110部件可以由钢或不锈钢形成。
仍参照图2a-e，背板114可刚性接合到模体116上以形成模块 120。本领域已知的或此后发现的任何接合方法可用于接合背板114和模体116，例如螺栓连接、卡装（clamping）或焊接。在一个或多个实施方案中，背板114和模体116可以通过紧固件，如螺丝或螺栓，经由孔122a,b,c,d,e,f（它们可以是螺纹孔）接合。在另一实施方案中，模块120可以由单部件形成（未描绘）。
在图2d中，导向插头112被描绘为经由背板114接合到模块120上。导向插头112可以使用本领域已知的或此后发现的任何方法，例如通过螺栓连接或卡装接合到背板114上。在一个或多个实施方案中，导向插头112可通过紧固件，如螺丝或螺栓，经由孔124a,b（它们可以是螺纹孔）接合到背板114上。无论用于将导向插头112接合到背板114上的方法如何，在一个或多个实施方案中， 导向插头112可拆卸地接合到背板114上。本文所用的术语“可拆卸地接合”应是指导向插头112（或如下文更详细论述，模板）能从模块120上拆下，而不将模块120与涂料源脱开。例如，在模头110用作图1的涂布系统12中的模头10时，可以将导向插头112从模块120上拆下而不将模块120与涂料源20断开。
可能如最好在图2c中看出，模块120，具体地模体116，限定涂料入口126。尽管图2c将涂料入口126描绘为位于模块120的正常上表面128上，但涂料入口126的位置不重要并可以位于模块120上的多个其它位置。涂料入口126与涂料源流体流通接合。另外，涂料入口126可以是螺纹的。例如，在模头110用作图1的涂布系统12中的模头10时，涂料入口126可以与涂料源20流体流通接合。涂料入口126可具有适合从涂料源接收涂料（例如熔融的挤出涂料）的任何构造。
如图2a中可以看出，模体116进一步限定出与涂料入口126流体流通的涂料供应通道130。涂料供应通道130可具有适合将从涂料入口126接收的涂料流导向在模头110内限定出的涂布腔，如下面参照图3a-c更详细论述的涂布腔的任何构造。
在图2e中，模板118被描绘为经模体116接合到模块120上。模板118可以使用本领域已知的或此后发现的任何方法，例如通过螺栓连接或卡装接合到模体116上。在一个或多个实施方案中，模板118可通过紧固件，如螺丝或螺栓，经由孔132a,b,c,d,e,f,g,h（它们可以是螺纹孔）接合到模体116上。无论用于接合模板118与模体116的方法如何，在一个或多个实施方案中，模板118可拆卸地接合到模体116上。如上所述，术语“可拆卸地接合”应是指模板118（或上述导向插头112）能从模块120上拆下，而不将模块120与涂料源脱开。例如，在模头110用作图1的涂布系统12中的模头10时，可以将模板118从模块120上拆下而不将模块120与涂料源20断开。
图3a和3b代表沿图2c中的线段3a-3a截取的模头110的垂直横截面。如图3a和3b中可以看出，模头110在其内限定出涂布腔134。涂布腔134与涂料供应通道130流体流通。另外，涂布腔134可促进经由涂料供应通道130供应的涂料与经由涂布腔134输送通过模头110的基底之间的接触。涂布腔134可具有适合促进这种接触的任何体积或尺寸。
如图3a和3b中可以看出，可以通过模头110的各种部件联合限定出涂布腔134。涂布腔134的后部由导向插头112和背板114限定。涂布腔134的中部由模体116限定，且涂布腔134的前部由模板118限定。应该指出，在提到模头110时，方向术语“正”和“前”是指基底在涂布后正常离开模头110时的面和方向。相反，方向术语“背”和“后”是指基底拟进入的模头110的面。因此，在使用时，基底通常从后向前输送通过模头110。
在一个或多个实施方案中，涂布腔134可具有正常下表面136，基底在经过涂布腔134时要停留在其上。因此，由于涂料经由在涂布腔134的正常上部和侧部的涂料通道130进入涂布腔134，具有四面侧向横截面的基底主要在其四面中的三面上涂布。在另一实施方案（未描绘）中，由模体116和/或由模板118限定的下表面136的部分可降低或以其它方式修改以便涂料在所有面上包围和涂布经过的基底。
涂布腔134可具有适合促进涂料与穿过其中的基底之间的接触的任何尺寸。在一个或多个实施方案中，涂布腔134可具有大约0.5至大约24英寸，大约1至大约18英寸，或1.5至12英寸的宽度。在各种实施方案中，涂布腔134可具有大约0.1至大约12英寸，大约0.125至大约8英寸，或0.25至4英寸的高度。
图3c是使基底138以箭头140所示的方向经过涂布腔134的模头110的剖视顶/前等距视图。如下文更详细论述，基底 138可具有在形状上与模头110的基底入口和基底出口基本对应的侧向横截面。
现在参照图4a-d，详细描绘从模头110上拆下的导向插头112。导向插头112的背面142存在具有矩形凹入口146的基底入口144，所述矩形凹入口146会聚在具有正常上曲面150、两个相对的侧面152a,b和正常下表面154的内型（inner profile）148上。在一个或多个实施方案中，内型148可以在与预期基底穿行方向（例如图3c的箭头140）垂直取的任何点处具有非圆形侧向横截面轮廓。
在图4a-d中所示的实施方案中，下表面154向前延伸得没有上表面150和侧面152a,b那么远。在一个或多个实施方案中，下表面154可以是平面或基本平面。另外，下表面154可以在使用过程中水平或基本水平放置。在另一些实施方案（未描绘）中，下表面154可呈现具有一个或多个凸和/或凹面的曲线轮廓。相对的侧面152a,b可以是平面或基本平面并可以在使用过程中垂直或基本垂直放置。在另一些实施方案（未描绘）中，侧面152a,b可各自呈现具有一个或多个凸和/或凹面的曲线轮廓。此外，上表面150可呈现具有至少一个凹面和至少一个凸面的曲线轮廓。在一个或多个实施方案中，上表面150可具有多个凹面和/或多个凸面。另外，上表面150可具有至少一个、至少两个或至少三个平面。在另一些实施方案（未描绘）中，上表面150可以是平面或基本平面。下表面154、侧面152a,b和上表面150之间的交点可以圆化、成角或成直角。
如上所述，导向插头112可包含孔124a,b，它们贯穿导向插头112并可用于如图2d中所示将导向插头112可拆卸地接合到模块120上。
如图4a-d中所示，在一个或多个实施方案中，导向插头112可具有外型156。外型156可以是基本矩形并可具有一个或多个圆角。另外，导向插头112可具有容纳内型148的外型突出部（outer profile protrusion）156a。外型突出部156a可从导向插头112的正面158向前延伸。外型突出部156a可具有足以容纳内型148的任何形状。在一个或多个实施方案中，外型突出部156a可具有向前渐缩的形状。另外，外型突出部156a可具有从正面158向前渐缩的细长的基本截头锥体形状。可能最好在图3a-c中看出，在组装模头110时，至少一部分外型突出部156a可限定出如上文参照图3a-c所述的至少一部分涂布腔134。在一个或多个实施方案中，外型156和外型突出部156a可相应成型以便导向插头112如图2d中所示安装在背板114中。
仍参照图4a-d，导向插头112可具有适合使具有所需侧向横截面轮廓和尺寸的基底通过的任何尺寸。在一个或多个实施方案中，导向插头112的内型148可具有大约0.5至大约24英寸，大约1至大约18英寸，或1.5至12英寸的宽度。在一个或多个实施方案中，内型148可具有大约0.1至大约12英寸，大约0.125至大约8英寸，或0.25至4英寸的最大高度。在一个或多个实施方案中，内型148可具有大约0.25至大约6英寸，大约0.5至大约5英寸，或1至4英寸的最大深度。
尽管未描绘，各种实施方案设想了具有有不同侧向横截面和/或不同尺寸的各种内型的一个或多个替换导向插头可取代导向插头112。这样的替换导向插头可具有与外型156和外型突出部156a相同或基本相同的外型以便将所选替换导向插头安装在背板114中而不必使用替换背板。这样的取代允许如图2a-e中所示的模头110用于涂布具有不同侧向横截面轮廓的基底而不必替换整个模头。
现在参照图5a-d，详细描绘从模头110上拆下的背板114。背板114的背面160限定出凹入的导向插座（guide plug seat）162，其构造成允许导向插头，如上文参照图4a-d描述的导向插头112安装在其中。除凹入的导向插座162外，背板114的背面160可以是平面或基本平面。凹入的导向插座162可进一步限定出导向插座口164。导向插座口164可成型为允许如下文更详细描述的基底穿过其中。另外，导向插座口164可成型为允许导向插头112的至少一部分外型突出部156a至少部分或完全贯穿背板114。
在一个或多个实施方案中，凹入的导向插座162在形状上足够接近地对应于外型156和外型突出部156a以在将导向插头112接合到背板114上时在导向插头112与背板114之间的界面处制造气密或基本气密的密封。这种构造有助于控制上文参照图3a-c描述的模头110的涂布腔134内的增压。另外，凹入的导向插座162可包含在尺寸和位置上与导向插头112的孔124a,b（上文参照图4a-d描述）对应的孔166a,b以便将导向插头112接合到背板114上。在一个或多个实施方案中，孔166a,b仅部分贯穿背板114。另外，孔166a,b可以是螺纹孔。
如最好在图5c和5d中看出，背板114具有正面168。在一个或多个实施方案中，正面168可以是平面或基本平面。另外，正面168可具有孔170a,b,c,d,e,f（它们可以是螺纹孔）。孔170a,b,c,d,e,f在位置和尺寸上可对应于上文在图2e中所述的穿过模体116的孔122a,b,c,d,e,f。孔170a,b,c,d,e,f可至少部分贯穿背板114。由此，孔170a,b,c,d,e,f可促进背板114和模体116的接合。此外，如下文更详细描述的那样，当背板114接合到模体116上时，正面168可形成上文参照图2a描述的至少一部分涂料供应通道130。
背板114可具有适合提供大到足以容纳导向插头112的凹入的导向插座162和提供大到足以充当一部分涂料供应通道130的正面168的任何尺寸。
现在参照图6a-d，详细描绘从模头110上拆下的模体116。模体116的背面172具有涂料供应通道130、凹面174和孔122a,b,c,d,e,f。除涂料供应通道130和凹面174外，模体116的背面172可以是平面或基本平面。背面172进一步具有贯穿模体116的模体空隙176。模体空隙176可成型为允许如下文更详细描述的基底穿过其中。此外，至少一部分模体空隙176可构成上文参照图3a-c描述的至少一部分涂布腔134。
涂料通道130可具有适合使经涂料入口126接收的涂料流入模体空隙176（并因此流入涂布腔134）的任何形状或构造。如上文参照图5a-d所述，在接合到模体116上时，背板114的正面168可形成涂料通道130的其余部分。因此，在运行中，在涂料通道130中从涂料入口126接收的涂料可流经涂料通道130，然后流经在背板114的凹面174与正面168之间制造的空隙空间并流入模体空隙176。尽管此处未描述，本发明的各种实施方案设想，涂料通道可包围模体空隙176的所有侧面，特别是在希望完全涂布穿过其中的基底的所有侧面的用途中。在这种情况中，凹面174也可完全围绕模体空隙176延伸以使涂料流向基底的正常底面。
在一个或多个实施方案中，模体空隙176可以由两个相对的侧面178a,b、上表面180和下表面182限定。侧面178a,b可以沿预期的基底穿过模头110的方向（例如图3c的箭头140）共面或基本共面，且上表面180可以沿预期的基底穿过模头110的方向与下表面182共面或基本共面。另外，侧面178a,b、上表面180或下表面182中的一个或多个可以在预期基底穿行方向中延伸之前从背面172向内渐缩。在一个或多个实施方案中，侧面178a,b和上表面180各自最初从背面172向内渐缩。另外，侧面178a,b、上表面180和下表面182之间的交点可以各自圆化、成角或成直角。
现在参照图6c和6d，模体116具有正面184。在一个或多个实施方案中，正面184可以是平面或基本平面。如上所述，正面184限定出孔122a,b,c,d,e,f。在一个或多个实施方案中，模体116可以用贯穿孔122a,b,c,d,e,f并伸入位于背板114的正面168上的孔170a,b,c,d,e,f中的紧固件（例如螺栓）接合到背板114上。在一个或多个实施方案中，模体116可接合到背板114上以在模体116与背板114之间的界面处制造气密或基本气密的密封。这种构造有助于控制上文参照图3a-c描述的模头110的涂布腔134内的增压。另外，这种构造有助于阻止或防止涂料在使用过程中逸出模头110。
模体116的正面184另外具有孔186a,b,c,d,e,f,g,h（它们可以是螺纹孔）。孔186a,b,c,d,e,f,g,h在位置和尺寸上可对应于如上文参照图2e描述的模板118的孔132a,b,c,d,e,f,g,h。孔186a,b,c,d,e,f,g,h可至少部分贯穿模体116。在各种实施方案中，孔186a,b,c,d,e,f,g,h仅部分贯穿模体116。
现在参照图7a-d，详细描绘从模头110上拆下的模板118。模板118的背面188具有孔132a,b,c,d,e,f,g,h。在一个或多个实施方案中，模板118的背面188可以是平面或基本平面。背面188进一步具有贯穿模板118的基底出口190。基底出口190可成型为允许基底和涂料如下文更详细描述的那样从模头110（上文参照图2a-e所论述）中排出。此外，至少一部分基底出口190可构成上文参照图3a-c描述的至少一部分涂布腔134。基底出口190可以由正常上表面192、两个相对的侧面194a,b和正常下表面196限定。在一个或多个实施方案中，基底出口190可以在与预期基底穿行方向（例如图3c的箭头140）垂直取的任何点处具有非圆形侧向横截面轮廓。在一个或多个实施方案中，基底出口190可以从模板118的背面188向正面198渐缩。另外，在各种实施方案中，上表面192、相对的侧面194a,b或下表面196中的至少两者或至少三者可以从模板118的背面188向正面198会聚。
仍参照图7a-d，在一个或多个实施方案中，下表面196可以是平面或基本平面。在另一些实施方案（未描绘）中，下表面196可以是曲线型，具有一个或多个凸和/或凹面。另外，下表面196可以在使用过程中水平或基本水平放置。在另一实施方案（未描绘）中，下表面196可以以大约1至大约89°，大约5至大约60°，或10至45°的任何角度从模板118的背面188向正面198向上渐缩。相对的侧面194a,b可以是平面或基本平面并可以在使用过程中垂直或基本垂直放置。在另一些实施方案（未描绘）中，侧面194a,b可各自是曲线型，具有一个或多个凸和/或凹面。在一个或多个实施方案中，如图7a-d中所示，相对的侧面194a,b之一或两者可以从模板118的背面188向正面198向内渐缩。相对的侧面194a,b可各自以大约1至大约89°或大约5至大约60°的任何角度向内渐缩。上表面192可呈现具有至少一个凹面和至少一个凸面的曲线轮廓。在一个或多个实施方案中，上表面192可具有多个凹面和/或多个凸面。另外，上表面192可具有至少一个、至少两个或至少三个平面。在另一些实施方案（未描绘）中，上表面192可以是平面或基本平面。此外，在各种实施方案中，上表面192可以以大约1至大约89°或大约5至大约60°的任何角度从模板118的背面188向正面198向下渐缩。下表面192、相对的侧面194a,b和上表面196之间的交点可以圆化、成角或成直角。
模板118的正面198限定基底出口190的最终轮廓200。在一个或多个实施方案中，最终轮廓200可具有与上文参照图4a-d论述的导向插头112的内型148相同或基本相同的形状。在各种实施方案中，由最终轮廓200限定的面积可大于由导向插头112的内型148的侧向横截面限定的面积。这种布置可虑及由于涂施到其上的涂料而提高的基底尺寸。另外，最终轮廓200的尺寸可至少部分决定基底上的涂层的厚度。因此，在一个或多个实施方案中，最终轮廓200可平均在其周界的至少三面上比导向插头112的内型148的侧向横截面大至少1、至少2或至少5密耳。在另一些实施方案中，最终轮廓200可平均在其周界的至少三面上比导向插头112的内型148的侧向横截面大大约1至大约20密耳，大约20至大约15密耳，或5至10密耳。
模板118的正面198另外具有孔132a,b,c,d,e,f,g,h（它们可以是螺纹孔）。孔132a,b,c,d,e,f,g,h在位置和尺寸上可对应于如上文参照图6c所述的模体116的孔186a,b,c,d,e,f,g,h。孔132a,b,c,d,e,f,g,h可完全贯穿模板118以便模板118接合到模体116上。如上文参照图2a-e所述，模板118可拆卸地接合到模体116上。在一个或多个实施方案中，模板118可接合到模体116上以在模板118与模体116之间的界面处制造气密或基本气密的密封。这种构造有助于控制上文参照图3a-c描述的模头110的涂布腔134内的增压。另外，这种构造有助于阻止或防止涂料在使用过程中逸出模头110。
现在参照图8a-c，描绘具有含洇出通道204a,b的基底出口202的模板118的另一构造。本文所用的术语“洇出”应是指基底上的涂层包裹在涂布表面与未涂布表面之间的基底边缘的状况。因此，在模板118用于主要涂布4面基底的三面时，洇出通道204a,b允许涂料部分涂布或“包裹”基底边缘以涂布基底第四面的一部分。洇出通道204a,b的宽度可以随所需洇出量而变。在一个或多个实施方案中，最终轮廓206处的洇出通道204a,b的宽度可以为大约0.1至大约1.5英寸或0.3至0.8英寸。洇出通道204a,b的深度可以为适合实现穿行基底上的所需洇出量的任何深度。在各种实施方案中，洇出通道204a,b可具有大约1至大约20密耳 ，大约2至大约15密耳，或3至10密耳的各自深度。
尽管未描绘，各种实施方案设想了具有有不同侧向横截面和/或不同尺寸的各种内型的一个或多个替换模板，其可取代模板118。这样的替换模板可具有与模板118相同或基本相同的尺寸以便将所选替换模板可拆卸地接合到模体116上而不必使用第二模体。这样的取代允许如图2a-e中所示的模头110用于涂布具有不同侧向横截面轮廓的基底而不必替换整个模头。
图9提供模头的基底入口和出口的备选形状的一个实例。图9中所示的基底入口/出口的内型306可用在用于涂布六面基底（例如皇冠形模制品）的模头中。轮廓306可包括底面308、两个下侧面310 a,b、两个上侧面312 a,b和顶部曲面314。在一个实施方案中，可以在顶面314和上侧面312 a,b施加涂料；但不在底面308或下侧面310 a,b施加。在另一实施方案中，可以在顶面314、上侧面312 a,b和下侧面310 a,b施加涂料；但不在底面308施加涂料。此外，可任选由位于上和下侧面312 a,b与310 a,b的交点处或下侧面310 a,b与底面308的交点处的洇出通道（未显示）提供涂层的洇出。
再参照图1，在一个或多个实施方案中，上述模头110可用作图1中所示的涂布系统12中的模头10。如上所述，可最初将基底引入涂布系统12的预处理区14中。在各种实施方案中，涂布系统12中所用的基底可以是适合挤出涂布的任何基底。另外，在各种实施方案中，基底可以是刚性或基本刚性的。此外，基底可以是细长基底。在上述模头110用作涂布系统12中的模头10时，基底可具有在形状上与基底入口144的内型148和基底出口190的最终轮廓200对应或基本对应的侧向横截面轮廓。在各种实施方案中，基底可精确铣削以使基底的侧向横截面具有小于10、小于7或小于5密耳的穿过基底入口144的内型148的平均余隙。基底的侧向横截面可具有至少1或至少2密耳的穿过基底入口144的内型148的平均余隙。另外，基底的侧向横截面可具有至少1、至少3或至少5密耳的分别穿过基底出口190或202的最终轮廓200或206的平均余隙。此外，基底的侧向横截面可具有小于20、小于15或小于10密耳的分别穿过基底出口190或202的最终轮廓200或206的平均余隙。涂布系统12中所用的基底可以由任何合适的材料形成。在一个或多个实施方案中，基底可包含木材、木材混合产品、塑料、金属、纤维玻璃或其中两种或更多种的混合物。另外，在各种实施方案中，基底可以是装饰或模式板的形式。
如上所述，可首先将涂布系统12中的基底引入预处理区14中。预处理区14可包含可在涂布基底之前进行的一个或多个阶段。例如，预处理区14可包括获取初始空白储备基底并将其成形成所需形状的装置，例如获取木材、塑料或金属空白储料并将其铣削成所需轮廓和长度。另外，在涂布之前清洁基底表面是有用的。清洁阶段可包括高压蒸汽清洁、高压空气清洁、溶剂清洁应用、水浴清洁或通常适合涂布系统12中所用的基底类型的其它类型的清洁阶段。预处理区14还可包括将基底染色的染色浴。
在预处理后，可以将基底引入干燥器16中。干燥器16可用于加热至少基底表面，这有助于防止在涂布的基底的涂层下形成气泡。在干燥器16中的基底干燥可另外从基底上除去表面水分以更精确控制基底尺寸，其可随水含量而变（即湿膨胀）。在一个或多个实施方案中，基底可以在干燥器16中干燥至少5、至少10或至少20秒。干燥器16中的干燥也可以在至少250、至少300或至少350 °F的温度下进行。
在干燥器16中干燥后，可以借助进给器18将基底引入模头10中。进给器18可包含构造成将基底推入和至少部分推过模头10的任何方法或装置。另外，进给器18可用于适当地将基底与模头10的基底入口，例如上述模头110的基底入口144对齐。在一个或多个实施方案中，进给器18可包含由例如电动机供能的多个辊（未显示）以将基底嵌入和推入模头10中。这样的动力辊可位于基底经过进给器18的路径上方和下方。顶辊和底辊可保持基底与模头10的基底入口的垂直对齐。另外，进给器18可包含位于基底经过进给器18的路径的侧面上的多个侧辊（可供能或不供能）。这样的侧辊可以接合基底的侧面并保持基底与模头10的基底入口的侧向对齐。
进给器18可构造成将各个基底元件以基本连续方式供应至模头10。在一个实施方案中，各个基底元件以首尾相连（butt to butt）的方式进给至模头10，其中保持第一基底元件的后端与在第一基底元件后进给的第二基底元件的前段之间的接触。
涂布系统12的模头10可促进经由管道26从涂料源20接收的涂料与引入的基底之间的接触。在一个或多个实施方案中，模头10可以与上文参照图2-8描述的模头110基本相同。涂布过程中模头10中的压力可以为至少25，至少50或至少100磅/平方英寸（“psi”）。另外，涂布过程中模头10中的压力可以为大约25至大约2,000 psi，大约50至大约1,500 psi，或100至1,000 psi。涂布过程中模头10中的温度可以为足以使引入的涂料保持液态或基本液态的任何温度。在一个或多个实施方案中，涂布过程中模头10中的温度可以为至少100，至少200或至少400 °F。另外，涂布过程中模头10中的温度可以为大约100至大约1,000 °F，大约200至大约750 °F，或400至600 °F。
本文所述的各种实施方案可允许基底以高进给速率输送通过模头10。在一个或多个实施方案中，基底可以以至少10、至少25或至少50英尺/分钟的线速度输送通过模头10。另外，基底可以以大约10至大约500英尺/分钟，大约25至大约400英尺/分钟，或50至250英尺/分钟的线速度输送通过模头10。
经由管道26引入模头10中的涂料可以是适合涂布基底的任何涂料。在各种实施方案中，该涂料可以是适用在挤出涂布模头中的涂料。另外，涂料可包含一种或多种聚合物，如热塑性聚合物。适用在与涂布系统12一起使用的涂料中的聚合物或聚合物树脂的实例包括，但不限于，聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯或二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate glycol)；聚丙烯、聚乙烯或其它聚烯烃；聚氯乙烯；丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯共聚物；或其中两种或更多种的混合物。聚合物组分可以以涂料总重量的大约10至大约100重量%或大约30至大约70重量%的量存在于涂料中。
该涂料还可包含涂料配方中通常包括的附加组分，例如彩色颜料、UV稳定剂、增容剂、橡胶、光泽改性剂（例如碳酸钙）、不透明性改性剂（例如二氧化钛）、抗冲改性剂（例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯聚合物）和常用于确保对施加到基底上的涂层的耐久和有吸引力的整饰（finish）的其它类型的稳定剂。在一个或多个实施方案中，光泽改性剂可构成涂料总重量的大约10至大约40重量%。另外，在各种实施方案中，不透明性改性剂可构成涂料总重量的大约1至大约10重量%。此外，在各种实施方案中，抗冲改性剂可构成涂料总重量的0至大约20重量%。其它任选成分，如UV稳定剂或乳化剂可各自以涂料总重量的0至大约20重量%的量存在。
在各种实施方案中，引入模头10中的涂料可在其中具有低停留时间。在模头110（如上文参照图2-8所述）用作涂布系统12中的模头10时，涂料可具有小于60、小于50、小于40或小于30秒的在涂布腔134中的平均停留时间。另外，涂料可具有大约1至大约60秒，大约5至大约50秒，或10至40秒的在涂布腔134中的平均停留时间。此外，涂料可具有小于120、小于100、小于80或小于60秒的在涂布腔134中的最大停留时间。
涂料源20可以是可用于向模头提供如上所述的涂料的任何装置或容器。在一个或多个实施方案中，涂料源20可以是挤出机。在涂料源20包含挤出机时，可以最先将涂料以基本固体形式，如丸粒或粉末形式引入涂料源20中。涂料源20可用于加热初始涂料直至其熔融或基本熔融。然后将这样的熔融涂料挤出到模头10并如上所述使用。挤出机在涂布过程中的螺杆速度可以为大约1至大约200 rpm，或大约2至大约100 rpm。
在涂布过程后，可以从模头10中排出基底。此后，可以将基底引入压力箱22中。在各种实施方案中，压力箱22可补充或替代上述干燥器16使用。压力箱22可以为涂料提供增压环境以便涂料在基底上冷却。压力箱22可以保持20至100 psi，25至80 psi，或30至60 psi的压力。尽管不希望受制于理论，但保持这样的压力被认为在涂料冷却的同时防止蒸气上升到表面，由此防止最终涂层中的表面气泡。
在压力箱22中的任选处理后，涂布的基底可任选经过喷砂系统24。喷砂系统24设计成使表面产生凹点（pit）以便附加的漆经由机械联锁粘合到涂布的基底表面上。在喷砂系统24中可以使用任何类型的聚集体喷砂材料。在各种实施方案中，喷砂材料可包含砂。在所需表面的实现中，喷砂材料的类型、该材料的几何和压力水平都是变量。
在压力箱22和/或喷砂系统24中的任选处理后，可以从涂布系统12中排出涂布的基底。在一个或多个实施方案中，该涂布的基底可具有小于40、小于20或小于15密耳的平均涂层厚度。此外，该涂布的基底可具有至少1、至少3或至少5密耳的平均涂层厚度。另外，该涂布的基底可具有大约1至大约40密耳、大约2至大约20密耳或3至15密耳的平均涂层厚度。基于在基底的稳态涂布过程中消耗的涂料量测定“平均涂层厚度”的上述值。例如，可以通过将消耗的涂料总体积除以用该材料涂布的总表面积来计算平均涂层厚度。
可通过下列实施例进一步例证本发明的各种实施方案，但要理解的是，除非明确地另行指明，这些实施例仅用于举例说明且无意限制本发明的范围。
实施例
实施例1 – 通过增压控制涂层厚度
使用基本如图2-8中所示的模头，测定压力在挤出涂布工艺过程中的作用。控制挤出涂布工艺过程中的压力的能力有助于控制基底上的涂层厚度。使用含有65% Eastman Eastar® 6763 PETG共聚酯、20%碳酸钙#10 白、10% Kane Ace KAB 564抗冲改性剂和5 %二氧化钛的组合物涂布中密度纤维板基底。下表1显示基底输送通过模头时的各种压力和速度。
表1：涂层厚度控制
样品号 挤出机/模头温度(°F) 板进给(英尺/分钟) 螺杆(rpm) 压力(psi) 涂层厚度(mil)
1 500 50 2.5 - 6.0
2 500 45 2.5 - 7.0
3 500 40 2.5 80 7.3
4 500 35 2.5 200 7.5
5 500 100 6.5 40 4.5
6 500 95 6.5 40 4.8
7 500 90 6.5 40 5.7
8 500 85 6.5 60 6.0
13 500 80 6.5 130 6.3
14 500 75 6.5 160 5.8
15 500 70 6.5 170 5.8
16 500 65 6.5 200 7.3
17 500 60 6.5 360 7.6
9 500 150 11.9 160 5.0
10 500 145 11.9 160 4.8
11 500 140 11.9 170 5.8
12 500 135 11.9 120 5.9
18 500 130 11.9 170 6.3
19 500 125 11.9 200 5.9
20 500 120 11.9 230 5.6
21 500 115 11.9 270 7.0
22 500 110 11.9 330 7.2
23 500 105 11.9 290 7.1
24 500 100 11.9 360 7.4
通过在给定板进给速率下将更多涂料泵送至涂布模头，可以提高压力。在上表1中清楚看出压力的这种提高。压力的提高也在基底上产生更厚涂层。尽管不希望受制于理论，但推定较厚涂层也可能部分归因于这种特定实施例中所用的基底的压缩。用于此实施例的基底是42-lb中密度纤维板，将其铣削成涂布所需的确切尺寸。基底的压缩随基底而变并可在确定特定厚度涂层所需的压力时需要计入考虑。影响涂层厚度的因素包括，但不限于，聚合物熔体的温度、基底温度、基底的压缩模量、相对于模头的基底尺寸、模头中的压力和线速度。基本如图2a-e和8a-c中所示的模头的精确控制压力以及其它工艺条件的能力允许精确控制基底上的涂层厚度。
实施例2 – 通过增压控制剥离强度
使用基本如图2-8中所示的模头控制挤出涂布工艺过程中的压力的能力也有助于控制涂层在基底上的粘合力。通常，随着涂布过程中基底上的压力提高，涂层在表面上的粘合力提高。可以用剥离试验机测试这种粘合力。涂层在基底上的粘合力的量还取决于涂布的基底的类型。
在ChemInstruments in Fairfield, OH制造的Adhesion/Release Tester AR-1000上用10-lb测力计、使用90°剥离试验测量涂层与基底材料的粘合力。使用9” x 1/2”模板制备试样以用刀片划出剥离样品。将样品固定在滑动90°剥离台上并以12英寸/分钟的剥离速率测试。然后记录平均剥离力。除剥离力外，还评估可观察到的纤维拉出（fiber pull-off）程度。使用剥离试样背面上的残留基底纤维量指示存在的粘合水平。各样品进行三次重复试验以得到平均剥离试验值。
使用上述方法分析实施例1中制成的各样品的涂层的平均剥离强度。下表2提供这些分析的结果：
表2：剥离强度控制
样品号 挤出机/模头温度(°F) 板进给(英尺/分钟) 螺杆(rpm) 压力(psi) 平均剥离强度(lb)
1 500 50 2.5 - 0.672
2 500 45 2.5 - 0.810
3 500 40 2.5 80 0.852
4 500 35 2.5 200 0.971
5 500 100 6.5 40 0.241
6 500 95 6.5 40 0.336
7 500 90 6.5 40 0.379
8 500 85 6.5 60 0.371
13 500 80 6.5 130 0.517
14 500 75 6.5 160 0.586
15 500 70 6.5 170 0.555
16 500 65 6.5 200 0.797
17 500 60 6.5 360 0.873
9 500 150 11.9 160 0.322
10 500 145 11.9 160 0.352
11 500 140 11.9 170 0.360
12 500 135 11.9 170 0.267
18 500 130 11.9 170 0.517
19 500 125 11.9 200 0.336
20 500 120 11.9 230 0.541
21 500 115 11.9 270 0.540
22 500 110 11.9 330 0.622
23 500 105 11.9 290 0.658
24 500 100 11.9 360 0.684
涂层的剥离强度受若干因素影响，包括但不限于，基底类型、基底的压缩性质、基底的表面粗糙度、基底的孔隙率、轮廓形状、涂布速度、模头中聚合物熔体的温度、基底在模头中的停留时间量、基底温度、涂层厚度、涂料组成和模头内的压力。使用基本如图2-8中所示的模头精确控制上列因素的能力导致精确控制剥离强度值的能力，这能够制造能满足与特定用途的使用标准的适合度的涂布基底。
应该指出，表2中的样品12和19各自表现出低于预期的剥离强度值。这可能是因为涂布中密度纤维板的未铣削面。由于存在未铣削的光滑表面，表面上没有足够的纤维供聚合物熔体附着，以致粘合强度较低。
实施例3 – 洇出的验证
使用基本如图2-8中所示的模头控制压力的能力另外能实现控制基底未涂布面上的洇出量能力。进一步分析实施例1中制成的样品的洇出存在和量。使用下表3中所示的下列评级系统将受分析的样品评级：
表3：用于评估洇出的评级系统
Figure 2011800131869100002DEST_PATH_IMAGE001
下表4呈现实施例1中制成的样品的洇出分析结果：
表4：使用E1模头涂布基底时的洇出的验证
样品号 挤出机/模头温度(°F) 板进给(英尺/分钟) 螺杆(rpm) 压力(psi) 洇出评级
1 500 50 2.5 - 1
2 500 45 2.5 - 2
3 500 40 2.5 80 3
4 500 35 2.5 200 3
5 500 100 6.5 40 0.5
6 500 95 6.5 40 0.5
7 500 90 6.5 40 0.5
8 500 85 6.5 60 0.5
13 500 80 6.5 130 1
14 500 75 6.5 160 2
15 500 70 6.5 170 2
16 500 65 6.5 200 3
17 500 60 6.5 360 3
9 500 150 11.9 160 0
10 500 145 11.9 160 0
11 500 140 11.9 170 0
12 500 135 11.9 170 0
18 500 130 11.9 170 0
19 500 125 11.9 200 0
20 500 120 11.9 230 1
21 500 115 11.9 270 1
22 500 110 11.9 330 2
23 500 105 11.9 290 2
24 500 100 11.9 360 2
洇出防止在基底与涂层中间存在预开裂，由此使两者难以分离。这也可以被视为在基底与涂层之间不存在清洁界面。涂层与基底之间不存在清洁界面防止界面处的涂层易剥离。洇出因此能在基底上形成具有改进的边缘剥离强度的更好品质涂层。洇出还为涂层提供涂漆而非共挤出的外观。这也倾向于满足相对于层压或挤出涂布表面更喜爱涂漆表面的消费者。模板中提供的底切（undercut）量受若干因素影响，包括但不限于，基底类型、基底的压缩性质、轮廓形状、涂布速度、模头中聚合物熔体的温度、基底温度和模头内的压力。使用基本如图2-8中所示的模头控制这些因素的能力有助于控制基底下侧上的洇出量。
定义
应该理解的是，下列内容无意构成所定义的术语的排他名单。在上文的描述中，例如伴随着所定义的术语在上下文中的使用，可能提供其它定义。
本文所用的术语“一”和“该”是指一个或多个。
在用于两个或更多个项目的名单中时，本文所用的术语“和/或”是指任一所列项目可独自使用，或可以使用两个或更多个所列项目的任何组合。例如，如果一组合物被描述为含有组分A、B和/或C，该组合物可仅含A；仅含B；仅含C；含A和B；含A和C、含B和C；或含A、B和C。
本文所用的术语“包含”是用于从该术语前陈述的对象过渡到该术语后陈述的一个或多个要素的开端过渡术语，其中在该过渡术语后列举的要素不一定是构成该对象的仅有要素。
本文所用的术语“具有”具有与上文提供的“包含”相同的开端含义。
本文所用的术语“包括” 具有与上文提供的“包含”相同的开端含义。
数值范围
本说明书使用数值范围量化与本发明相关的某些参数。应该理解的说，在提供数值范围时，这些范围应被解释为提供仅列举该范围下限值的权利要求限制以及仅列举该范围的上限值的权利要求限制的字面支持。例如，10至100的公开数值范围为列举“大于10”（无上限）的权利要求和列举“小于100”（无下限）的权利要求提供字面支持。
权利要求不受制于所公开的实施方案。
上述本发明的优选形式仅用作举例说明，且不应以限制意义用于解释本发明的范围。本领域技术人员容易在不背离本发明精神的情况下对上述示例性实施方案作出修改
本发明人特此声称他们意图依赖等同原则确定和评估本发明的合理范围，因为其涉及没有实质背离但在如下列权利要求中阐述的本发明的字面范围外的任何装置。

Claims (20)

1.用于挤出涂布细长基底的模头，所述模头包含：
限定出至少一部分涂布腔的模块，所述模块进一步限定出用于向所述涂布腔供应涂料的涂料供应通道；
导向插头，其可拆卸地接合到所述模块并限定用于接收所述基底和使所述基底朝向所述涂布腔的基底入口；和
模板，其可拆卸地接合到所述模块并限定用于从所述模头中排出所述基底的基底出口，所述基底出口具有在形状上与所述基底入口的侧向横截面基本对应的非圆形侧向横截面。
2.权利要求1的模头，所述基底入口和所述基底出口的所述横截面各自包含至少一个曲面，其中所述曲面包含至少一个凸起段和至少一个凹入段。
3.权利要求1的模头，所述模板包含正面和背面，所述背面与所述模块相邻，所述基底出口从所述背面向所述正面渐缩。
4.权利要求3的模头，所述基底出口具有至少一个正常下表面、至少两个正常侧面和至少一个正常上表面，所述正常上表面具有从所述背面到所述正面大约1°至大约89°的平均倾斜角，且其中所述基底出口的所述下表面、侧面或上表面中的至少两者从所述背面向所述正面会聚。
5.权利要求1的模头，所述基底出口的所述横截面的面积大于所述基底入口的横截面的面积。
6.权利要求1的模头，所述基底具有4-面或6-面侧向横截面，所述模头可用于基本完全涂布所述基底的三面，并任选可用于涂布所述基底的第四面的一部分，或任选可用于涂布所述6面基底的至少一个其它面的一部分。
7.权利要求1的模头，所述导向插头部分延伸到所述模块中，所述涂布腔进一步由一部分所述导向插头限定，所述涂布腔进一步由一部分所述模板限定。
8.权利要求1的模头，所述模块包含接合到模体的背板，所述导向插头可拆卸地接合到所述背板，所述模板可拆卸地接合到所述模体。
9.权利要求1的模头，所述模块进一步包含与所述涂料供应通道流体流通的涂料入口。
10.权利要求1的模头，所述模块、所述导向插头和所述模板至少部分由惰性材料形成。
11.权利要求1的模头，所述细长基底是基本刚性的，所述涂布腔与所述基底入口和所述基底出口对齐以使所述基本刚性基底通过其中。
12.权利要求1的模头，所述模板限定出至少一个与所述基底出口的两面的交点相邻的洇出通道。
13.用于将涂料施加到细长的基本刚性基底的系统，所述系统包含：
用于使所述基底与所述涂料接触的模头，其中所述模头限定出涂布腔、涂料供应通道、基底入口和基底出口；和
用于使所述基底与所述基底入口对齐并将所述基底经所述基底入口、涂布腔和基底出口至少部分地推送通过所述模头的基底进给器，
其中所述模头包含模块、可拆卸地接合到所述模块的导向插头和可拆卸地接合到所述模块的模板，
其中所述导向插头限定所述基底入口，且所述模板限定所述基底出口。
14.权利要求13的系统，进一步包含在所述进给器上游的至少一个烘箱或干燥器，或在所述模头下游的至少一个压力箱，或在所述模头下游的至少一个喷砂系统。
15.权利要求13的系统，进一步包含与所述模头流体流通并可用于向所述模头供应所述涂料的涂料源。
16.涂布基底的方法，所述方法包括：
(a) 将涂料引入模头的涂布腔；
(b) 将第一细长基底经基底入口推送进入所述模头；
(c) 使所述第一细长基底输送通过所述涂布腔以使所述第一细长基底与所述涂料接触；和
(d) 经基底出口从所述模头中排出所述第一细长基底以形成至少部分涂布的第一基底，
其中所述模头包含模块、导向插头和模板，
其中所述导向插头和所述模板可拆卸地接合到所述模块，
其中所述导向插头限定所述基底入口，
其中所述模板限定所述基底出口。
17.权利要求16的方法，其中所述第一细长基底的侧向横截面在形状上与所述基底入口和所述基底出口的侧向横截面基本对应。
18.权利要求16的方法，其中在步骤（c）的所述接触过程中所述模头中的压力为大约25 psi至大约2,000 psi，在步骤（c）的所述接触过程中所述模头中的温度为大约100 °F至大约1,000 °F。
19.权利要求16的方法，其中所述第一细长基底包含木材、塑料、金属或其混合物。
20.权利要求16的方法，进一步包括在所述第一细长基底之后以首尾相接的方式将第二细长基底推送进入所述模头中以使所述第一细长基底的后端与所述第二细长基底的前端相互接触。
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