ES2235826T3 - PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF PAINTED METAL SHEETS. - Google Patents
PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF PAINTED METAL SHEETS.Info
- Publication number
- ES2235826T3 ES2235826T3 ES00870243T ES00870243T ES2235826T3 ES 2235826 T3 ES2235826 T3 ES 2235826T3 ES 00870243 T ES00870243 T ES 00870243T ES 00870243 T ES00870243 T ES 00870243T ES 2235826 T3 ES2235826 T3 ES 2235826T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- layer
- paint
- substrate
- stage
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0254—After-treatment
- B05D3/0263—After-treatment with IR heaters
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Procedimiento para la producción de chapas metálicas pintadas.Sheet metal production procedure painted metal.
La presente invención se refiere a un procedimiento para producir un sustrato metálico prepintado, es decir una chapa, que comprende una etapa de pintado y una etapa de endurecimiento. Particularmente, la presente invención se refiere a la producción de chapas metálicas prepintadas que pueden soldarse.The present invention relates to a procedure to produce a prepainted metal substrate, is say a sheet, which comprises a stage of painting and a stage of hardening. Particularly, the present invention relates to the production of prepainted metal sheets that can weld
En la industria automovilística, existe una gran necesidad de chapas de acero recubiertas de metal. El recubrimiento metálico puede consistir en una capa que contiene zinc, aplicada por ejemplo mediante electrogalvanización o mediante galvanización por inmersión en baño caliente. En los últimos años, el uso de chapas metálicas prepintadas ha cobrado importancia. Para producir estas chapas prepintadas, se aplica una capa de pintura orgánica que puede soldarse sobre la parte superior del recubrimiento metálico.In the car industry, there is a large Need for metal coated steel sheets. Coating Metallic may consist of a layer containing zinc, applied by example by electrogalvanization or by galvanization by hot bath immersion. In recent years, the use of veneers Prepainted metal has gained importance. To produce these prepainted veneers, an organic paint layer is applied that can weld over the top of the metal coating.
El endurecimiento de estas capas de pintura determina la calidad final de la chapa prepintada. Tradicionalmente, el endurecimiento se realiza por convección. Sin embargo, este procedimiento provoca problemas de flexibilidad, en cuanto a costes y tiempos de producción más prolongados.The hardening of these layers of paint determines the final quality of the prepainted sheet. Traditionally, hardening is done by convection. However, this procedure causes flexibility problems, in terms of costs and longer production times.
Uno de los elementos importantes de una chapa pintada orgánica que puede soldarse es el diseño del enlace químico y/o mecánico entre la chapa metálica y la capa de pintura orgánica. Sobre la chapa metálica siempre se realiza un tratamiento previo, a fin de obtener una capa con una composición adecuada sobre la que se aplicará la pintura. Un factor crucial en la calidad de la capa de pintura es la interfase entre esta capa de tratamiento previo y la capa de pintura final. Por una parte, la interfase debe ser lo suficientemente fuerte para garantizar una buena adhesión y una buena protección frente a la corrosión, en particular una protección frente a la corrosión de las juntas. Por otra parte, la interfase debe ser lo suficientemente conductora para permitir una buena soldadura, sobre todo la soldadura por puntos. En el estado de la técnica ya se conocen las capas de tratamiento previo ricas en metales pesados, tales como las capas que contienen cromatos.One of the important elements of a sheet organic graffiti that can be welded is the chemical bond design and / or mechanical between the metal sheet and the organic paint layer. A pretreatment is always carried out on the metal sheet, at in order to obtain a layer with a suitable composition on which Will apply the paint. A crucial factor in the quality of the layer of painting is the interface between this pretreatment layer and the final paint layer. On the one hand, the interface must be the strong enough to ensure good adhesion and a good protection against corrosion, in particular a protection against corrosion of the joints. On the other hand, the interface must be conductive enough to allow a good welding, especially spot welding. In the state of the technique the pretreatment layers rich in heavy metals, such as layers containing chromates.
Sin embargo, las normas medioambientales están
provocando que estas capas de tratamiento previo ricas en metales
pesados dejen de utilizarse en favor de capas de tratamiento previo
sin metales pesados, por ejemplo, capas orgánicas muy delgadas que
contienen complejos metálicos, capas muy delgadas de óxidos
metálicos o capas de moléculas funcionales. No obstante, estos
tratamientos previos sin metales pesados adolecen de un rendimiento
más bajo en cuanto a la adhesión y la corrosión, que se debe a la
insuficiencia de procedimientos de endurecimiento
existentes.However, environmental standards are causing these pretreatment layers rich in heavy metals to stop being used in favor of pretreatment layers without heavy metals, for example, very thin organic layers containing metal complexes, very thin layers of metal oxides or layers of functional molecules. However, these heavy metal-free pretreatments suffer from lower performance in terms of adhesion and corrosion, which is due to insufficient hardening procedures.
existing.
Cuando una capa de pintura líquida está presente sobre la chapa, el endurecimiento de las chapas prepintadas tiene lugar inmediatamente después de la etapa de pintado. Durante el proceso de pintado, deberían producirse tres fenómenos:When a layer of liquid paint is present on the sheet, the hardening of the prepainted sheets has place immediately after the painting stage. During the painting process, three phenomena should occur:
- --
- eliminación del disolvente de la capa de pintura mediante evaporación de dicho disolvente;solvent removal from the layer of paint by evaporation of said solvent;
- --
- formación de una película de la capa de pintura: cuando el disolvente se elimina, la pintura forma una capa con una viscosidad superior que la pintura líquida, pero que es lo suficientemente fluida para rellenar los poros de la capa de tratamiento previo y formar de este modo una conexión mecánica entre la capa de pintura orgánica y el metal;film formation layer paint: when the solvent is removed, the paint forms a layer with a higher viscosity than liquid paint, but that is what sufficiently fluid to fill the pores of the layer of pretreatment and thus form a mechanical connection between the layer of organic paint and metal;
- --
- polimerización: formación de conexiones químicas dentro de la capa de pintura y entre la capa de pintura y la capa de tratamiento previo.polymerization: connection formation chemicals within the paint layer and between the paint layer and The pretreatment layer.
Las dos últimas etapas son cruciales para formar un enlace de alta calidad dentro de la interfase capa de pintura/capa de tratamiento previo, y se describen adicionalmente como la "activación" de dicha interfase.The last two stages are crucial to form a high quality link within the interface layer of paint / pretreatment layer, and are further described as the "activation" of said interface.
Los procedimientos de endurecimiento funcionan por aplicación de calor a la capa de pintura húmeda. Sin embargo, los procedimientos existentes no permiten una realización óptima de las etapas anteriormente mencionadas. Esto es debido a que provocan que las etapas tengan lugar gradualmente, desde la parte superior de la capa hasta la parte inferior: esto provoca que la parte superior de la capa de pintura comience a formar una película blanda, antes de que se haya evaporado todo el disolvente de debajo. Como consecuencia, quedan atrapadas bolsas de disolvente en la capa de pintura, dejando rechupes dentro de la capa, o salen a través de la película superior, formando de este modo cráteres en la superficie. La activación apropiada de la interfase entre la capa de tratamiento previo y la capa de pintura se ve dificultada por estas deficiencias, lo que conduce a una disminución de la adhesión de la pintura. Los cráteres pueden ser tan grandes como para dejar al descubierto el metal subyacente o, en cualquier caso, provocan una conductividad no homogénea de la capa resultante. Finalmente, esto conllevará una calidad inferior del recubrimiento base y del recubrimiento superior que se aplican sobre la parte superior de las chapas prepintadas, por ejemplo en la fábrica automovilística.Hardening procedures work by application of heat to the wet paint layer. But nevertheless, the existing procedures do not allow an optimal realization of the stages mentioned above. This is because they cause that the stages take place gradually, from the top of the layer to the bottom: this causes the top of the paint layer begin to form a soft film, before that all the solvent below has evaporated. How consequently, solvent bags are trapped in the layer of paint, leaving plugs inside the coat, or leaving through the upper film, thereby forming craters on the surface. Appropriate activation of the interface between the treatment layer previous and the paint layer is hampered by these deficiencies, which leads to a decrease in the adhesion of the painting. The craters can be large enough to leave the discovered the underlying metal or, in any case, cause a non-homogeneous conductivity of the resulting layer. Finally this it will lead to a lower quality of the base coat and the top coating that are applied over the top of the Prepainted sheets, for example in the car factory.
El problema del deterioro de la conductividad es especialmente importante cuando se utilizan capas de tratamiento previo sin metales pesados. Las capas de tratamiento previo ricas en metales pesados tienden a adolecer menos de este problema, que se ve compensado por la presencia de los metales pesados. Sin embargo, en todos los casos, puede decirse que se observa un aspecto superficial malo y una disminución de la calidad de la pintura como consecuencia de los procedimientos de endurecimiento existentes.The problem of conductivity deterioration is especially important when using treatment layers previous without heavy metals. The pretreatment layers rich in Heavy metals tend to suffer less from this problem, which is seen offset by the presence of heavy metals. However, in In all cases, it can be said that a superficial aspect is observed bad and a decrease in paint quality as a result of the existing hardening procedures.
En el documento CA-1196235, se utiliza un horno de infrarrojo cercano para endurecer la pintura. El documento citado describe la línea de producción, que incluye el recubrimiento con metal, el tratamiento previo, el pintado y el endurecimiento mediante varias lámparas de infrarrojo cercano, siendo adaptable la energía de la radiación a la extensión, espesor de la chapa, etc..., mediante el control del número de lámparas encendidas o apagadas.In document CA-1196235, Use a near infrared oven to harden the paint. He cited document describes the production line, which includes the metal coating, pretreatment, painting and hardening by several near infrared lamps, the radiation energy being adaptable to the extension, thickness of the sheet, etc ..., by controlling the number of lamps on or off.
Sin embargo, las densidades de energía descritas en este documento, normalmente sólo permiten que la capa de pintura se endurezca de la forma anteriormente descrita, es decir, gradualmente desde la parte superior hasta la parte inferior, lo que producirá una disminución de la calidad de la capa de pintura, especialmente cuando se aplican capas de tratamiento previo sin metales pesados.However, the energy densities described in this document, they usually only allow the paint layer harden in the manner described above, that is, gradually from the top to the bottom, which will produce a decrease in the quality of the paint layer, especially when pretreatment layers are applied without heavy metals
La presente invención tiene como objetivo proporcionar un procedimiento de producción de chapas metálicas prepintadas, por ejemplo para la industria automovilística, que tengan una buena adhesión entre la chapa y la capa de pintura.The present invention aims at provide a production method for sheet metal pre-painted, for example for the car industry, which have good adhesion between the sheet and the paint layer.
La presente invención se refiere a un procedimiento tal como se define en la reivindicación 1.The present invention relates to a procedure as defined in claim 1.
Dicho procedimiento puede comprender adicionalmente una etapa de tratamiento previo, que da como resultado una capa de tratamiento previo sobre dicho sustrato metálico, realizándose dicha etapa de tratamiento previo antes de dicha etapa de pintado. Según la invención, dicha capa de pintura consiste en una pintura orgánica que puede soldarse, y dicha etapa de endurecimiento se realiza mediante radiación infrarroja cercana de alta energía, que tiene una densidad de energía de al menos 400 kW/m^{2}.Said procedure may comprise additionally a stage of previous treatment, which gives as result a pretreatment layer on said substrate metallic, said pre-treatment stage being carried out before said painting stage. According to the invention, said paint layer it consists of an organic paint that can be welded, and said stage hardening is done by near infrared radiation high energy, which has an energy density of at least 400 kW / m2.
Según una realización preferida, dicho calentamiento tiene lugar en un intervalo de tiempo de 2 s como máximo.According to a preferred embodiment, said heating takes place in a time interval of 2 s as maximum.
Según una realización preferida, dicha irradiación infrarroja cercana se realiza en un horno de infrarrojo cercano, que comprende una pluralidad de lámparas de infrarrojo cercano.According to a preferred embodiment, said Near infrared irradiation is done in an infrared oven nearby, comprising a plurality of infrared lamps near.
Según una realización preferida, dicha capa de tratamiento previo es una capa sin metales pesados.According to a preferred embodiment, said layer of Pretreatment is a layer without heavy metals.
El procedimiento de la invención puede comprender además una etapa de recubrimiento con metal antes de la etapa de tratamiento previo, realizándose dicha etapa de recubrimiento con metal en la misma línea de producción continua que dicha etapa de tratamiento previo, dicha etapa de pintado y dicha etapa de endurecimiento. Dicha etapa de recubrimiento con metal puede seleccionarse del grupo que consiste en una etapa de recubrimiento por electrodeposición y una etapa de recubrimiento por inmersión en baño caliente.The process of the invention may comprise also a metal coating stage before the stage of pretreatment, said coating stage being carried out with metal in the same continuous production line as said stage of pretreatment, said stage of painting and said stage of hardening. Said metal coating stage can be selected from the group consisting of a coating stage by electrodeposition and an immersion coating stage in hot bath
Dicho calentamiento puede aplicarse en una cara de dicho sustrato o en ambas caras de dicho sustrato.Said heating can be applied on one side. of said substrate or on both sides of said substrate.
En la realización en la que se aplica el calentamiento en ambas caras, dicho sustrato puede pintarse en ambas caras.In the embodiment in which the heating on both sides, said substrate can be painted on both faces.
Según otra realización, se aplica una primera densidad de energía en una primera parte de dicho horno, y se aplica una segunda densidad de energía en una segunda parte de dicho horno, siendo superior dicha primera densidad de energía a dicha segunda densidad de energía.According to another embodiment, a first is applied energy density in a first part of said furnace, and it is applied a second energy density in a second part of said furnace, said first energy density being superior to said second energy density
La figura 1 representa una vista esquemática de una línea de producción según la presente invención.Figure 1 represents a schematic view of a production line according to the present invention.
La figura 2 es un gráfico que muestra los tiempos de endurecimiento en función del espesor de la chapa.Figure 2 is a graph showing the times hardening depending on the thickness of the sheet.
La presente invención se refiere a un procedimiento, tal como se define en la reivindicación 1, para producir sustratos metálicos previamente pintados, es decir chapas, en el que la capa de pintura consiste en una pintura que puede soldarse, que incluye las etapas de pintar y endurecer la capa de pintura tras el pintado, y preferiblemente que comprende la etapa de un tratamiento previo de la chapa metálica antes de dicha etapa de pintado. El procedimiento de la invención es particularmente adecuado para capas de tratamiento previo sin metales pesados. El elemento clave de la presente invención es la activación apropiada de la interfase entre la capa de tratamiento previo y una capa de pintura líquida orgánica. Antes de la aplicación del disolvente o la pintura que puede soldarse a base de agua, la capa de tratamiento previo ya se ha secado y ha formado una película o una capa de conversión sobre el metal. Sobre esta capa, debe unirse con fuerza una capa de pintura que puede soldarse a fin de obtener una buena adhesión y comportamiento frente a la corrosión, pero también una buena capacidad de soldadura.The present invention relates to a procedure, as defined in claim 1, for produce previously painted metal substrates, ie sheets, in which the paint layer consists of a paint that can weld, which includes the stages of painting and hardening the layer of paint after painting, and preferably comprising the stage of a pretreatment of the sheet metal before said stage of painted. The process of the invention is particularly Suitable for pretreatment layers without heavy metals. He key element of the present invention is the appropriate activation of the interface between the pretreatment layer and a layer of organic liquid paint Before the application of the solvent or the water-based paint that can be welded, the treatment layer It has already dried and formed a film or a layer of Conversion over metal. On this layer, you must join tightly a layer of paint that can be welded in order to get a good adhesion and corrosion behavior, but also a Good welding capacity.
Según la presente invención, se propone el uso de radiación infrarroja cercana de alta energía, con una densidad de energía de al menos 400 kW/m^{2}, para conseguir una activación superior tras la aplicación de la pintura que puede soldarse. La radiación infrarroja cercana debe ser lo suficientemente potente a fin de calentar toda la capa de pintura en un tiempo muy corto, inferior a 3 segundos, preferiblemente inferior a 2 segundos.According to the present invention, the use of high energy near infrared radiation, with a density of energy of at least 400 kW / m2, to achieve activation upper after application of the paint that can be welded. The near infrared radiation must be powerful enough to in order to heat the entire coat of paint in a very short time, less than 3 seconds, preferably less than 2 seconds.
La radiación de alta energía es lo que produce las ventajas del procedimiento de la invención en comparación con los procedimientos existentes. La radiación infrarroja cercana de alta energía se absorbe por toda la capa de pintura y se transfiere por conducción térmica a la chapa. La transferencia de calor en la interfase metal/polímero es relativamente rápida, mientras que la transmisión de calor en el metal es muy rápida. Esto significa que en el plazo del corto periodo anteriormente mencionado, la capa de pintura y la chapa subyacente se calentarán hasta una temperatura similar. El calor penetra rápidamente en la capa de pintura, que se calienta en su totalidad, permitiendo que se eliminen de forma eficaz los disolventes antes de que se inicie la formación de película de la capa de pintura. Durante la polimerización y la formación de película posteriores, no se forman ni cráteres ni rechupes, de manera que puede tener lugar una activación óptima de la interfase entre la capa de tratamiento previo y la capa de pintura fluida (sin disolventes).High energy radiation is what produces the advantages of the process of the invention compared to The existing procedures. The near infrared radiation of high energy is absorbed throughout the paint layer and transferred by thermal conduction to the sheet. The heat transfer in the Metal / polymer interface is relatively fast, while the Heat transfer in metal is very fast. This means that within the short period mentioned above, the layer of paint and the underlying sheet will heat up to a temperature Similary. Heat quickly penetrates the paint layer, which heats in its entirety, allowing them to be removed so effective solvents before the formation of paint layer film. During polymerization and subsequent film formation, neither craters nor plug, so that optimal activation of the interface between the pretreatment layer and the layer of fluid paint (without solvents).
Se consigue una aportación de energía muy elevada en un tiempo corto, teniendo la radiación infrarroja cercana su pico de energía en una longitud de onda de aproximadamente 1 micra. Para poder realizar la activación anteriormente descrita son necesarias densidades de energía de 400 kW/m^{2} y superiores. Las lámparas de infrarrojo cercano comercialmente disponibles permiten tales densidades de energía elevada durante un largo periodo de tiempo, a corta distancia unas de otras utilizando material refractario reflectante, junto con enfriamiento por aire o utilizando espejos de aluminio muy reflectantes junto con enfriamiento por agua.A very high energy contribution is achieved in a short time, with near-peak infrared radiation of energy at a wavelength of approximately 1 micron. For to be able to perform the activation described above are necessary energy densities of 400 kW / m2 and higher. The lamps commercially available near infrared allow such high energy densities over a long period of time, at Short distance from each other using refractory material reflective, along with air cooling or using mirrors Highly reflective aluminum along with water cooling.
La densidad de energía máxima (en kW/m^{2}) del número de lámparas puede verse influida por la máxima potencia de cada lámpara (por ejemplo, 4 kW/10 pulgadas) y la densidad de la lámpara en la dirección de la anchura (por ejemplo, 1 pulgada entre dos lámparas) y en la dirección de recubrimiento (por ejemplo, 4 lámparas de 10 pulgadas de largo en 1 m).The maximum energy density (in kW / m2) of number of lamps can be influenced by the maximum power of each lamp (for example, 4 kW / 10 inches) and the density of the lamp in the width direction (for example, 1 inch between two lamps) and in the coating direction (for example, 4 lamps 10 inches long in 1 m).
Pueden aplicarse distintos tratamientos previos dentro del alcance de esta invención. La capa de tratamiento previo es preferiblemente delgada: del orden de 0,1 a 1 \mum. Esta capa puede obtenerse por una pasivación alcalina de la capa metálica. No obstante, preferiblemente, esta capa es una capa orgánica delgada, que comprende resina epoxídica, poliéster o poliuretano con la adición de iones metálicos complejos, tales como Zr o Ti. Otra capa de tratamiento previo que puede utilizarse dentro del alcance de la presente invención es una capa que comprende moléculas funcionales, tales como silanos o moléculas autoensamblables, que son capaces de formar fuertes conexiones y mejorar la resistencia a la corrosión.Different previous treatments can be applied within the scope of this invention. The pretreatment layer it is preferably thin: of the order of 0.1 to 1 µm. This layer It can be obtained by an alkaline passivation of the metal layer. Do not However, preferably, this layer is a thin organic layer, comprising epoxy resin, polyester or polyurethane with the addition of complex metal ions, such as Zr or Ti. Another layer of pretreatment that can be used within the scope of the The present invention is a layer comprising functional molecules, such as silanes or self-assembling molecules, which are capable of form strong connections and improve resistance to corrosion.
Según otra realización de la presente invención, el sustrato metálico no se somete a un tratamiento previo antes del pintado. En esta realización, la entrada de energía elevada y rápida, preferiblemente mediante radiación infrarroja cercana de alta energía, posibilita obtener una buena activación de la interfase entre la superficie del sustrato metálico y la capa de pintura.According to another embodiment of the present invention, The metal substrate does not undergo prior treatment before painted. In this embodiment, the high energy input and fast, preferably by near infrared radiation of high energy, allows to obtain a good activation of the interface between the surface of the metal substrate and the layer of painting.
Pinturas adecuadas que pueden utilizarse son a base de, por ejemplo, partículas de Fe_{3}P o Zn como pigmentos conductores. Las pinturas utilizadas son líquidas, conteniendo disolventes tales como agua o disolventes basados en compuestos orgánicos.Suitable paints that can be used are a base of, for example, Fe 3 P or Zn particles as pigments drivers. The paints used are liquid, containing solvents such as water or compound based solvents organic
Según la presente invención, puede aplicarse la radiación en una cara o las dos caras de una chapa metálica. Se ha descubierto que un endurecimiento de una cara produce un buen resultado para espesores de chapas de hasta 1,2 mm. Hasta este espesor, el calentamiento de una cara con infrarrojo cercano permite el calentamiento global descrito de la capa de pintura con la consecuente calidad superior de la capa de pintura. Para espesores superiores, se recomienda la irradiación de dos caras para chapas pintadas por una cara. El procedimiento de la presente invención es especialmente ventajoso en el caso de chapas que se pinten en ambas caras. Si estas chapas se someten a una irradiación de dos caras, puede obtenerse la misma calidad de endurecimiento en un tiempo de irradiación más corto que para la misma chapa pintada sólo en una cara. Este efecto es debido a la mayor absorción de calor por la capa de pintura en comparación con la superficie metálica que presenta un mayor reflectancia. Esto se ilustra mediante los resultados de laboratorio de la tabla I, que son válidos para el endurecimiento de una chapa de acero galvanizada de 0,75 mm de espesor, con una capa de pintura a base de Zn aplicada a la misma. La primera columna muestra el tiempo de irradiación en segundos y la producción de energía en porcentaje de las lámparas (el 100% corresponde a la densidad de energía máxima). Las temperaturas indicadas son las temperaturas de la pintura, medidas por un pirómetro, tras los intervalos de tiempo dados.According to the present invention, the radiation on one side or both sides of a sheet metal. It has been discovered that a hardening of a face produces a good result for sheet thicknesses up to 1.2 mm. To this thickness, the heating of a face with near infrared allows the described global warming of the paint layer with the consequent superior quality of the paint layer. For thicknesses upper, two-sided irradiation for sheet metal is recommended painted by a face. The process of the present invention is especially advantageous in the case of sheets painted on both faces. If these plates undergo two-sided irradiation, the same quality of hardening can be obtained in a time of irradiation shorter than for the same sheet painted only on one face. This effect is due to the greater absorption of heat by the paint layer compared to the metal surface that It has a greater reflectance. This is illustrated by laboratory results of table I, which are valid for the hardening of a 0.75 mm galvanized steel sheet thickness, with a layer of Zn-based paint applied to it. The first column shows the irradiation time in seconds and the energy production in percentage of lamps (100% corresponds to the maximum energy density). The temperatures indicated are the paint temperatures, measured by a pyrometer, after the given time intervals.
Para obtener una calidad óptima de la pintura es necesaria una temperatura de \pm 170ºC al final del intervalo de endurecimiento. A partir de la tabla I, queda claro que un calentamiento de dos caras conduce a una reducción de los tiempos de endurecimiento. La tabla II ilustra el efecto de una capa de pintura adicional en la otra cara de la chapa metálica: debido únicamente a esta capa de pintura, la temperatura al final del mismo intervalo de tiempo, con la misma energía de la radiación es mayor. Esto significa que las chapas con un recubrimiento en dos caras, endurecidas mediante calentamiento de dos caras, pueden endurecerse más rápidamente que las chapas pintadas en una cara.To obtain an optimal quality of the paint is a temperature of ± 170 ° C is necessary at the end of the hardening. From table I, it is clear that a two-sided heating leads to a reduction in the times of hardening. Table II illustrates the effect of a coat of paint additional on the other side of the sheet metal: due solely to this layer of paint, the temperature at the end of the same interval of time, with the same radiation energy is greater. This means that the sheets with a two-sided coating, hardened by double-sided heating, they can harden faster than the plates painted on a face.
Una aportación de energía muy elevada en una capa de pintura en un tiempo corto está relacionada con concentraciones localmente elevadas de disolventes. Para que la activación de la interfase tenga lugar a altas velocidades, es deseable eliminar los disolventes y/o el agua bastante rápido. En primer lugar, es necesario que el mezclado de los disolventes con una cantidad bastante elevada de aire se efectúe en un nivel seguro, es decir, por debajo del límite de explosión inferior. En segundo lugar, es necesaria una eliminación rápida de la capa de agua/disolvente gaseoso sobre la pintura para permitir una penetración eficaz de la radiación infrarroja cercana en la capa de pintura y permitir con ello un buen rendimiento de la radiación infrarroja cercana.A very high energy contribution in one layer paint in a short time is related to concentrations locally high solvent. So that the activation of the interface take place at high speeds, it is desirable to eliminate solvents and / or water quite fast. First, it is it is necessary that the mixing of the solvents with an amount quite high air is carried out at a safe level, that is, below the lower explosion limit. Secondly it is rapid removal of the water / solvent layer is necessary gaseous on the paint to allow an effective penetration of the near infrared radiation in the paint layer and allow with it a good performance of near infrared radiation.
Debido a la activación muy rápida de dicha interfase y al endurecimiento de la capa de pintura según la presente invención, es posible una eliminación igualmente rápida de los disolventes del horno de endurecimiento. La velocidad del aire aplicado sobre la superficie que se va a endurecer debe ser lo suficientemente alta para dar como resultado una evacuación suficiente de dichos disolventes.Due to the very rapid activation of said interface and hardening of the paint layer according to the In the present invention, an equally rapid removal of hardening oven solvents. Air speed applied on the surface to be hardened should be what high enough to result in an evacuation enough of such solvents.
La presente invención produce otras ventajas. Los tiempos de endurecimiento y activación bajos permiten una combinación de la sección de calentamiento con infrarrojo cercano (endurecimiento de la pintura) y de la galvanización en una única línea de producción. Varios experimentos han demostrado que es deseable un cierto aumento de temperatura durante la activación a fin de conseguir una excelente interacción entre los grupos funcionales del tratamiento previo sin metales pesados y los grupos funcionales de la pintura. Esta temperatura es independiente del espesor de las chapas. Esto significa que en la chapa más delgada se puede obtener el aumento de temperatura mediante densidades de energía inferiores mientras que en una chapa más gruesa se recomiendan densidades de energía superiores.The present invention produces other advantages. The low hardening and activation times allow for combination of the near infrared heating section (hardening of the paint) and galvanization in a single production line. Several experiments have shown that it is desirable a certain temperature increase during activation to in order to get an excellent interaction between the groups functional pretreatment without heavy metals and groups functional painting. This temperature is independent of sheet thickness. This means that the thinnest sheet is you can get the temperature rise by densities of lower energy while in a thicker sheet it Recommend higher energy densities.
Los hornos de infrarrojos son muy conocidos por su rápido tiempo de reacción. Un cambio de las dimensiones (espesor y/o anchura) de la chapa puede deducirse muy rápidamente mediante un ajuste de la potencia de las lámparas y/o la desconexión de secciones de lámparas a fin de controlar la anchura de la banda.Infrared ovens are well known for Its fast reaction time. A change of the dimensions (thickness and / or width) of the sheet can be deduced very quickly by means of a adjustment of lamp power and / or disconnection of lamp sections in order to control the width of the band.
El número total de lámparas de infrarrojo cercano presente en el horno depende de la velocidad de la línea de producción y del tiempo de endurecimiento a alcanzar. Según la realización preferida de la invención, las lámparas utilizadas comprenden un hilo incandescente y se instalan de tal manera que dicho hilo es paralelo a la dirección de transporte de la chapa metálica a través del horno. Las lámparas se colocan próximas entre sí a una pequeña distancia unas de otras por toda la anchura del horno. La longitud total del horno (suma de varias lámparas en una fila) normalmente depende del tiempo de endurecimiento y de la velocidad del sustrato.The total number of near infrared lamps present in the oven depends on the speed of the line production and hardening time to achieve. According to preferred embodiment of the invention, the lamps used they comprise an incandescent wire and are installed in such a way that said thread is parallel to the direction of transport of the sheet Metallic through the oven. The lamps are placed next to each other yes at a small distance from each other for the entire width of the oven. The total length of the oven (sum of several lamps in one row) normally depends on the hardening time and the substrate speed.
Según otra realización de la invención, la potencia de un primer grupo de lámparas puede ajustarse a un nivel superior que un segundo grupo de lámparas. Por ejemplo, la primera mitad de las lámparas al principio del horno puede ajustarse al 90% de la producción máxima, mientras que la segunda mitad al final puede ajustarse al 50%. Esto puede mejorar la activación de dicha interfase en determinadas circunstancias.According to another embodiment of the invention, the power of a first group of lamps can be adjusted to a level higher than a second group of lamps. For example, the first half of the lamps at the beginning of the oven can be adjusted to 90% of maximum production, while the second half at the end It can be adjusted to 50%. This may improve the activation of said interface in certain circumstances.
Debido al tiempo de endurecimiento muy corto de la pintura que puede soldarse, pueden suprimirse los procesos de difusión en el sustrato metálico. Las chapas de aluminio o acero (galvanizado) endurecibles en horno se caracterizan por su aumento de la resistencia debido a un proceso adicional de recubrimiento orgánico, tal como cocer en horno un recubrimiento base durante de 15 a 20 minutos, a aproximadamente 170ºC, que tiene lugar por ejemplo en la fábrica automovilística. Las chapas prepintadas, tal como se han producido según el procedimiento de esta invención primero se deforman, se colocan en una carrocería del coche sin protección y después de cubren adicionalmente mediante una secuencia de capas de recubrimiento: recubrimiento electrodepositado, sellador, recubrimiento base y recubrimiento superior. En las chapas endurecibles en horno es ventajoso el hecho de que presenten una resistencia a la deformación reducida en dispositivos de embutición profunda, y a continuación adquieran una parte importante de sus propiedades mecánicas a través del fenómeno de endurecimiento en horno. Sin embargo, esta capacidad de endurecimiento en horno puede eliminarse en la etapa de endurecimiento del proceso de pintado previo, si este endurecimiento tarda demasiado tiempo. La alta velocidad del proceso de endurecimiento por infrarrojo cercano según la invención permite suprimir los procesos de difusión en la chapa a temperaturas superiores en comparación con el endurecimiento por convección y retiene de este modo la capacidad de endurecimiento en horno de la chapa.Due to the very short hardening time of the paint that can be welded, the processes of diffusion in the metallic substrate. Aluminum or steel plates (galvanized) oven hardenable are characterized by their increase of resistance due to an additional coating process organic, such as baking a base coat during 15 to 20 minutes, at approximately 170 ° C, which takes place by example in the car factory. Prepainted veneers, such as produced according to the process of this invention first they deform, are placed in a car body without protection and then cover additionally by a sequence Coating layers: electrodeposited coating, sealant, base coat and top coat. In the sheets hardenable in the oven it is advantageous that they have a reduced deformation resistance in drawing devices deep, and then acquire an important part of their mechanical properties through the hardening phenomenon in oven. However, this oven hardening capacity can be removed in the hardening stage of the painting process prior, if this hardening takes too long. The high speed of the near infrared hardening process according to the invention allows suppressing the diffusion processes in the sheet a higher temperatures compared to hardening by convection and thus retains the hardening capacity in sheet oven.
La figura 1 muestra una vista esquemática de una línea de producción según una realización preferida de la presente invención. Un sustrato 1 metálico en forma de una chapa o banda continua es guiado a través de varias etapas subsiguientes: la etapa 2 de tratamiento previo, la etapa 3 de secado por aire, la etapa 4 de pintado, la etapa 5 de endurecimiento y la etapa 6 de enfriamiento. En la realización mostrada, el tratamiento previo se realiza mediante un primer conjunto de rodillos 7 y el pintado se realiza mediante un segundo conjunto de rodillos 8. Según la realización preferida, el horno de endurecimiento según la presente invención comprende lámparas de infrarrojo cercano a cada cara del sustrato, produciendo cada lámpara un máximo de 4,4 kW por cada 10 pulgadas.Figure 1 shows a schematic view of a production line according to a preferred embodiment of the present invention. A metallic substrate 1 in the form of a sheet or band Continuous is guided through several subsequent stages: the stage 2 pretreatment, stage 3 air drying, stage 4 painted, stage 5 hardening and stage 6 of cooling. In the embodiment shown, the pretreatment is It is done using a first set of rollers 7 and the painting is made using a second set of rollers 8. According to the preferred embodiment, the hardening furnace according to the present invention comprises infrared lamps near each side of the substrate, producing each lamp a maximum of 4.4 kW per 10 inches
Las lámparas se sitúan a una distancia de 2 cm unas respecto a otras sobre la anchura del horno, y se instalan de manera que los hilos productores de calor sean paralelos a la dirección en la que se transporta el sustrato metálico.The lamps are located at a distance of 2 cm about each other about the width of the oven, and they are installed so that the heat producing threads are parallel to the direction in which the metal substrate is transported.
La producción de energía de las lámparas puede adaptarse según la extensión y espesor del sustrato, de manera que la densidad de energía en una cara pueda adaptarse entre 400 kW/m^{2} y 800 kW/m^{2}. Para una irradiación de dos caras, esto conduce a un máximo de 1600 kW/m^{2}. La distancia entre la chapa y una unidad de infrarrojo cercano es de 20 mm. En las tablas I y II, se ilustran los tiempos de endurecimiento típicos para una chapa de acero galvanizado con un espesor de 0,75 mm.The energy production of the lamps can adapt according to the extension and thickness of the substrate, so that the energy density on a face can adapt between 400 kW / m2 and 800 kW / m2. For a two-sided irradiation, this leads to a maximum of 1600 kW / m2. The distance between the sheet and a near infrared unit is 20 mm. In tables I and II, typical hardening times for a sheet are illustrated of galvanized steel with a thickness of 0.75 mm.
La figura 2 muestra un gráfico, en el que se representa el tiempo de endurecimiento con el procedimiento según la invención en función del espesor de la chapa, para una pintura que contiene partículas de Zn. La curva mostrada es válida para una densidad de energía de infrarrojo cercano máxima por calentamiento de dos caras (1600 kW/m^{2}). La curva muestra que esta densidad máxima permite eficazmente un endurecimiento en un plazo de 2 segundos con espesores de chapa de hasta 1,75 mm. Con una densidad reducida, por ejemplo un calentamiento de una cara a 400 kW/m^{2}, es posible endurecer una chapa de 0,5 mm en el mismo intervalo de 2 s. También puede obtenerse un endurecimiento eficaz aplicando más potencia al principio, y menos potencia en la parte final del horno, por ejemplo 80% en la primera mitad y un 20% en la segunda.Figure 2 shows a graph, in which represents the hardening time with the procedure according to the invention depending on the thickness of the sheet, for a paint that It contains Zn particles. The curve shown is valid for one maximum near infrared energy density per heating double-sided (1600 kW / m2). The curve shows that this density maximum effectively allows hardening within 2 seconds with sheet thicknesses of up to 1.75 mm. With a density reduced, for example a one-sided heating to 400 kW / m2, It is possible to harden a 0.5 mm sheet in the same range of 2 s. Effective hardening can also be obtained by applying more power at the beginning, and less power in the final part of the oven, for example 80% in the first half and 20% in the second.
Claims (11)
- --
- pintar una cara de dicho sustrato, que da como resultado una capa de pintura orgánica que puede soldarse,paint a face of said substrate, which results in a layer of organic paint that can be welded,
- --
- endurecer dicha capa de pintura mediante la aplicación de radiación infrarroja cercana (NIR) de alta energía,harden said layer of paint by High near infrared radiation (NIR) application Energy,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00870243A EP1201321B1 (en) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | Method of producing painted metal sheets |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2235826T3 true ES2235826T3 (en) | 2005-07-16 |
Family
ID=8175832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00870243T Expired - Lifetime ES2235826T3 (en) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF PAINTED METAL SHEETS. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1201321B1 (en) |
| AT (1) | ATE285851T1 (en) |
| DE (1) | DE60017146T2 (en) |
| ES (1) | ES2235826T3 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1518941A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-30 | Sidmar N.V. | A method and apparatus for the production of metal coated steel products |
| US20080305358A1 (en) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Jurgen Friederich Rudolph | Method of coating a metallic substrate |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57184473A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-13 | Nippon Steel Corp | Production of precoat steel sheet |
| DE19913446C2 (en) * | 1999-03-25 | 2002-10-31 | Herberts Gmbh & Co Kg | Process for multi-layer painting |
| DE19913442C2 (en) * | 1999-03-25 | 2002-10-31 | Herberts Gmbh & Co Kg | Process for painting vehicle bodies or their parts |
-
2000
- 2000-10-24 AT AT00870243T patent/ATE285851T1/en active
- 2000-10-24 DE DE60017146T patent/DE60017146T2/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-24 ES ES00870243T patent/ES2235826T3/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-24 EP EP00870243A patent/EP1201321B1/en not_active Revoked
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE285851T1 (en) | 2005-01-15 |
| EP1201321B1 (en) | 2004-12-29 |
| DE60017146T2 (en) | 2006-03-23 |
| DE60017146D1 (en) | 2005-02-03 |
| EP1201321A1 (en) | 2002-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2222976T3 (en) | PROCESS TO COVER METAL SUBSTRATE SURFACES AND COVERED SURFACE. | |
| WO2011148955A1 (en) | Drying furnace and drying method | |
| EP2060863B1 (en) | Coating film drying method and coating film drying apparatus | |
| HRP20110300T1 (en) | A reflector element for a solar heat reflector and the method for producing the same | |
| TWI455823B (en) | Chromate-free coated metal sheet | |
| ES2235826T3 (en) | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF PAINTED METAL SHEETS. | |
| CA2474009A1 (en) | Method for producing coated steel sheet | |
| US20160265118A1 (en) | Method for producing a completely or partially enameled component | |
| ES2381614T3 (en) | Procedure for corrosion protection of body, chassis, engine or exhaust systems components | |
| ES2719402T3 (en) | Procedure for heat treatment of a black plate coated with a conversion layer | |
| JP2013194295A (en) | Plated metal sheet, thermal insulation coated metal sheet, and method for manufacturing the thermal insulation coated sheet | |
| JP2009208015A (en) | Corrosion preventive treatment method of automotive body | |
| US10388455B2 (en) | Coil coating process | |
| CN102472527B (en) | Solar collector and method for producing a light-absorbing surface | |
| JP4954758B2 (en) | Method for producing plated steel sheet with excellent corrosion resistance and paint adhesion | |
| CN106987855B (en) | Method for removing coating formed by organic material attached to surface of tin-plated steel plate | |
| ES2656339T3 (en) | Aqueous agent and coating procedure for the protective treatment against corrosion of metal substrates | |
| JP4954589B2 (en) | Method for producing surface-treated steel sheet and heat drying apparatus | |
| KR101810350B1 (en) | Precoated metal sheet, method for manufacturing precoated metal sheet, and continuous coating device | |
| JP2006516472A5 (en) | ||
| JP3466393B2 (en) | Far infrared radiation material | |
| JPS5916571A (en) | Curing method of powder paint | |
| JP4984654B2 (en) | Water-based paint film forming equipment | |
| KR0133509B1 (en) | Drying method and device for coated layer | |
| JP6378790B2 (en) | Manufacturing method of heat-shielding coated metal sheet |