PROCESOS POLIETAPICOS PARA RECUBRIR SUSTRATOS CON RECUBRIMIENTO BASE LÍQUIDO Y RECUBRIMIENTO SUPERIOR LÍQUIDO
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud de patente está relacionada con la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 09/320.264 titulada "Procesos polietápicos para recubrir sustratos con recubrimiento base líquido y recubrimiento superior en polvo"; la Solicitud de Patente de Estados Uni-0 dos número de serie 09/320.483 titulada "Procesos para recubrir un sustrato metálico con una composición de recubrimiento electrodepositada y secarla"; la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 09/320.484 titulada "Procesos para secar composiciones de recubrimiento de im- primación" ; y la Solicitud de Patente de Estados Unidos número de serie 09/320.522 titulada "Procesos para secar recubrimientos superiores y recubrimientos compuestos multicomponentes sobre sustratos metálicos y poliméricos", todas de Donaldson J. Emch y presentadas simultáneamente con la presente solicitud. Campo de la invención La presente invención se refiere al secado de recubrimientos base líquidos para aplicaciones de recubrimiento para automóviles y, más en particular, a procesos polietá- picos para secar un recubrimiento base líquido que incluyen una combinación de secado por radiación infrarroja y convección para posterior aplicación del recubrimiento superior líquido. Antecedentes de la invención Las carrocerías de los automóviles de hoy día se tratan con capas múltiples de recubrimientos que no solamente mejoran el aspecto del automóvil, sino también proporcionan
&--$!-protección contra la corrosión, picado, luz ultravioleta, lluvia acida y otras condiciones ambientales que pueden deteriorar el aspecto del recubrimiento y la carrocería subyacente del automóvil . Las formulaciones de estos recubrimientos pueden variar ampliamente. Sin embargo, un desafío importante al que se enfrentan todos los fabricantes de automóviles es cómo secar y curar rápidamente estos recubrimientos con mínima inversión de capital y espacio, que se valora mucho en las plantas de fabricación. Se ha propuesto varias ideas para acelerar los procesos de secado y curado para recubrimientos de automóvil, tal como secado por convección de aire caliente. Aunque el secado por aire caliente es rápido, puede formar un revés-timiento en la superficie del recubrimiento que impide el escape de volátiles de la composición de recubrimiento y produce desconchados, burbujas o ampollas que deterioran el aspecto del recubrimiento secado. Otros métodos y aparatos para secar y curar un recu-brimiento aplicado a una carrocería de automóvil se describen en las Patentes de Estados Unidos números 4.771.728; 4.907.533-1 4.908.231 y 4.943.447, en las que la carrocería de automóvil se calienta con calor radiante durante un tiempo suficiente para endurecer el recubrimiento en super-ficies de Clase A de la carrocería y después se cura con aire caliente. En particular, la Patente de Estados Unidos número 4.943.447 ("la Patente '447") describe un método y aparato para secar y curar una composición líquida de recubrimiento base sobre un sustrato, y después aplicar encima una composición líquida de recubrimiento superior. Como se expone allí, la composición de recubrimiento base se aplica a una carrocería de automóvil, y después se calienta con calor radiante durante un tiempo suficiente para endurecer el recubrimiento en las superficies de Clase A de la carrocería. Se puede emplear un flujo de aire muy bajo durante la etapa de calentamiento por infrarrojos para enfriar los paneles de lámpara. La Patente '447 describe que la radiación infrarroja se emite a una alta densidad de potencia de entre 30 y 150 /pulgada2 (es decir entre 47 a 233 kw/m para endurecer inicialmente el recubrimiento. Después del endurecimiento inicial del recubrimiento mediante calenta-miento de infrarrojos, se elimina virtualmente el calentamiento por infrarrojos y el recubrimiento se somete a aire caliente a "velocidad alta" (por ejemplo 3000 pies por minuto (más de 15 metros por segundo) ) que cura las superficies de Clase A. Después de la etapa de curado a "velocidad alta", se puede aplicar una composición líquida de recubrimiento claro sobre el recubrimiento base secado. La Patente de Estados Unidos número 4.416.068 describe un método y aparato para acelerar el secado y curado de recubrimientos de reacabado para automóviles usando radiación infrarroja. Se descarga aire de ventilación usado para proteger los radiadores de infrarrojos contra los vapores de disolventes como un flujo laminar sobre la carrocería de automóvil. La figura 15 es un gráfico de la temperatura en función del tiempo que muestra la curva preferida de alta temperatura/tiempo corto de secado 122 contra el secado convencional por infrarrojos (curva 113) y el secado por convección (curva 114) . Tales técnicas de secado rápido a alta temperatura pueden ser indeseables porque pueden formar un revestimiento en la superficie del recubrimiento que puede producir desconchados, burbujas o ampollas, como se explica anteriormente. La Patente de Estados Unidos número 4.336.279 describe
t X un proceso y aparato para secar recubrimientos de automóvil usando energía radiante directa, de la que la mayor parte tiene una longitud de onda superior a 5 mieras. Se hace circular aire caliente en condiciones turbulentas contra 5 los lados traseros de las paredes de la cámara de calentamiento para proporcionar calor radiante. Después, el aire caliente se hace circular como un flujo generalmente laminar a lo largo de los lados interiores de las paredes para mantener la temperatura de las paredes y extraer volátiles
10 de la cámara de secado. Como se explica en la columna 7, líneas 18-22, el movimiento del aire se mantiene a un mínimo en la porción central de la cámara interior en la que se seca la carrocería de automóvil . Se necesita un proceso de secado polietápico rápido
15 para recubrimientos de automóvil que inhiba la formación de defectos superficiales y la decoloración en el recubrimiento, en particular para uso con recubrimientos base líquidos a sobrerrecubrirse con recubrimiento superior líquido. Compendio de la invención 20 La presente invención proporciona un proceso para recubrir un sustrato metálico, incluyendo los pasos de: (a) aplicar una composición líquida de recubrimiento base a una superficie del sustrato metálico; (b) exponer la composición de recubrimiento base a aire que tiene una temperatura 25 del orden de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 35°C durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos para volatilizar al menos una porción de material volátil de la composición líquida de recubrimiento base, siendo la velocidad del aire en una superficie de la composición de
30 recubrimiento base inferior a aproximadamente 0,5 metros por segundo; (c) aplicar radiación infrarroja y aire templado simultáneamente a la composición de recubrimiento ba-
JÜa-a-. 1-i-se durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos, siendo la velocidad del aire en la superficie de la composición de recubrimiento base inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, incrementándose la temperatura del sustrato metálico a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,02°C por segundo a aproximadamente 0,4°C por segundo para lograr una temperatura máxima del metal del sustrato del orden de desde aproximadamente 20°C a aproximadamente 60°C; (d) aplicar radiación infrarroja y aire caliente simultáneamente a la composición de recubrimiento base durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos, incrementándose la temperatura del sustrato metálico a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,4°C por segundo a aproximadamente 1,5°C por segundo para lograr una temperatura máxima del metal del sustrato del orden de desde aproximadamente 40°C a aproximadamente 75°C, de tal manera que se forme un recubrimiento base secado en la superficie del sustrato metálico; y (e) aplicar una composición líquida de recubrimiento superior sobre el recu-brimiento base secado. Otro aspecto de la presente invención es un proceso para recubrir un sustrato polimérico, incluyendo los pasos de: (a) aplicar una composición líquida de recubrimiento base a una superficie del sustrato polimérico; (b) exponer la composición de recubrimiento base a aire que tiene una temperatura del orden de aproximadamente 10°C a aproximadamente 35°C durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos para volatilizar al menos una porción de material volátil de la composición líquida de recubrimiento ba-se, siendo la velocidad del aire en una superficie de la composición de recubrimiento base inferior a aproximadamente 4 metros por segundo; (c) aplicar radiación infrarroja que tiene una longitud de onda del orden de desde aproximadamente 0,7 a aproximadamente 4 mieras y aire templado simultáneamente a la composición de recubrimiento base durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos, siendo la velocidad del aire en la superficie de la composición de recubrimiento base inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, incrementándose la temperatura del sustrato polimérico a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,02°C por segundo a aproximadamente 0,2°C por segundo para lograr una temperatura polimérica máxima del orden de aproximadamente 30°C a aproximadamente 50°C; y (d) aplicar radiación infrarroja y aire caliente simultáneamente a la composición de recubrimiento base durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos, incrementándose la temperatura del sustrato polimérico a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,4°C por segundo a aproximadamente 1,5°C por segundo para lograr una temperatura polimérica máxima que es inferior a una temperatura de distorsión por calor del sustrato polimérico y es del orden de aproximadamente 40°C a aproximadamente 150°C, de tal manera que se forme un recubrimiento base secado en la superficie del sustrato polimérico; y (e) aplicar una composición líquida de recubrimiento superior sobre el recubrimiento base secado. Breve descripción de los dibujos El resumen anterior, así como la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas, se entenderán mejor leídos en unión con los dibujos anexos. En los dibujos : La figura 1 es un diagrama de flujo de un proceso para secar el recubrimiento base líquido para recubrimiento superior líquido según la presente invención.
La figura 2 es un diagrama esquemático en alzado lateral de una porción del proceso de la figura 1. Y la figura 3 es una vista en alzado frontal tomada a lo largo de la línea 3-3 de una porción del diagrama esque-mático de la figura 2. Descripción detallada de las realizaciones preferidas Con referencia a los dibujos, en los que números análogos indican elementos análogos en todos ellos, en la figura 1 se muestra un diagrama de flujo de un proceso polie-tápico para recubrir un sustrato según la presente invención. Este proceso es adecuado para recubrir sustratos metálicos o poliméricos en un proceso discontinuo o continuo. En un proceso discontinuo, el sustrato está fijo durante cada paso de tratamiento del proceso, mientras que en un proceso continuo el sustrato está en movimiento continuo a lo largo de una línea de montaje. La presente invención se explicará ahora en general en el contexto de recubrir un sustrato en un proceso continuo de línea de montaje, aunque el proceso también es útil para recubrir sustratos en un proceso discontinuo. Los sustratos útiles que se puede recubrir según el proceso de la presente invención incluyen sustratos metálicos, sustratos poliméricos, tal como materiales termoesta-bles y materiales termoplásticos, y sus combinaciones. Los sustratos metálicos útiles que se puede recubrir según el proceso de la presente invención incluyen metales ferrosos tal como hierro, acero, y sus aleaciones, metales no ferrosos tal como aluminio, zinc, magnesio y sus aleaciones, y sus combinaciones. Preferiblemente, el sustrato se forma de acero laminado en frío, acero electrogalvanizado tal como acero electrogalvanizado de inmersión en caliente o acero al hierro-zinc electrogalvanizado, aluminio o magnesio. Los materiales termoestables útiles incluyen poliésteres, epóxidos, fenólicos, poliuretanos tal como materiales termoestables de uretano moldeados por inyección de reac-ción (RIM) y sus mezclas. Los materiales termoplásticos útiles incluyen poliolefinas termoplásticas tal como polietileno y polipropileno, poliamidas tal como nylon, poliuretanos termoplásticos, poliésteres termoplásticos, polímeros acrílicos, polímeros de vinilo, policarbonatos, copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) , caucho EPDM, copolímeros y sus mezclas. Preferiblemente, los sustratos se utilizan como componentes para fabricar vehículos automóviles, incluyendo, aunque sin limitación, automóviles, camiones y tractores. Los sustratos pueden tener cualquier forma, pero tienen preferiblemente forma de componentes de carrocería de automóvil tal como carrocerías (bastidores) , capós, puertas, guardabarros, parachoques y/o embellecedores para vehículos automóviles . La presente invención se explicará en primer lugar en general en el contexto de recubrir una carrocería metálica de automóvil. Los expertos en la técnica entenderán que el proceso de la presente invención también es útil para recubrir componentes metálicos y/o poliméricos no de automóvil, que se explicarán a continuación. Antes del tratamiento según el proceso de la presente invención, el sustrato metálico se puede limpiar y desengrasar y se puede depositar un recubrimiento de pretratamiento, tal como fosfato de zinc CHEMFOS 700 o pretrata-miento rico en zinc BONAZINC (comercializados por PPG Industries, Inc., de Pittsburgh, Pennsylvania), en la superficie del sustrato metálico. Alternativa o adicionalmente, se puede electrodepositar una composición de recubrimiento electrodepositable en al menos una porción del sustrato metálico. Los métodos de electrodeposición y composiciones de recubrimiento electrodepositables útiles incluyen composi-ciones de recubrimiento electrodepositables aniónicas o catiónicas convencionales, tal como recubrimientos a base de epoxi o poliuretano explicados en las Patentes de Estados Unidos números 4.933.056; 5.530.043; 5.760.107 y 5.820.987, que se incorporan aquí por referencia. Con referencia ahora a la figura 1, que presenta un diagrama de flujo del proceso de la presente invención, se aplica una composición líquida de recubrimiento base a una superficie del sustrato metálico (carrocería de automóvil 16 mostrada en la figura 2) en un primer paso 110, preferi-blemente sobre un recubrimiento electrodepositado como se ha descrito anteriormente o imprimación. El recubrimiento base líquido se puede aplicar a la superficie del sustrato en el paso 110 por cualquier proceso de recubrimiento adecuado conocido por los expertos en la materia, por ejemplo por recubrimiento por inmersión, recubrimiento por laminación directa, recubrimiento por laminación inversa, recubrimiento de cortina, recubrimiento por pulverización, recubrimiento con brocha y sus combinaciones. El método y aparato para aplicar la composición líquida de recubrimien-to base al sustrato se determina en parte por la configuración y el tipo de material de sustrato. La composición líquida de recubrimiento base incluye un material peliculígeno o ligante, material volátil y opcionalmente pigmento. Preferiblemente, la composición de recubrimiento base es una composición de recubrimiento en-trecruzable incluyendo al menos un material peliculígeno termoestable, tal como acrílicos, poliésteres (incluyendo
. -..i alquidos) , poliuretanos y epoxies, y al menos un material de entrecruzamiento. También se puede usar materiales peli-culígenos termoplásticos tal como poliolefinas. La cantidad de material peliculígeno en el recubrimiento base líquido oscila en general desde aproximadamente 40 a aproximadamente 97 por ciento en peso en base al peso total de sólidos de la composición de recubrimiento base. Los polímeros acrílicos adecuados incluyen copolímeros de uno o varios de ácido acrílico, ácido metacrílico y sus alquil esteres, tal como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de hidroximetilo, metacrilato de butilo, acrilato de etilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de butilo y 2 -acrilato de etilhexilo, opcionalmente junto con uno o varios otros monómeros etilénicamente insaturados polimerizables incluyendo compuestos aromáticos de vinilo tal como estireno y vinil tolueno, nitrilos tal como acrilonitrilo y metacrilonitrilo, haluros de vinilo y vinilideno, y esteres de vinilo tal como acetato de vinilo. Otros acrílicos adecuados y métodos para prepararlos se describen en la Patente de Estados Unidos número 5.196.485 en la columna 11, líneas 16-60, que se incorporan aquí por referencia . Los poliésteres y alquidos son otros ejemplos de ligantes resinosos útiles para preparar la composición de re-cubrimiento base. Tales polímeros se pueden preparar de manera conocida por condensación de alcoholes polihídricos, tal como etilen glicol, propilen glicol, butilenglicol, 1,6-hexilen glicol, neopentil glicol, trimetilolpropano y pentaeritritol, con ácidos policarboxílicos tal como ácido adípico, ácido maleico, ácido fumárico, ácidos ftálicos, ácido trimelítico o ácidos grasos de aceite secante. También se puede usar poliuretanos como el ligante re-
_-..,?_ sinoso del recubrimiento base. Los poliuretanos útiles incluyen los productos de reacción de polioles poliméricos tal como polioles de poliéster o polioles acrílicos con un poliisocianato, incluyendo diisocianatos aromáticos tal co-mo 4 , 4 ' -diisocianato de difenilmetano, diisocianatos alifáticos tal como 1, 6-diisocianato de hexametileno, y diisocianatos cicloalifáticos tal como diisocianato de isoforona y 4 , 4 ' -metilen-bis (isocianato de ciciohexilo). Los materiales de entrecruzamiento adecuados incluyen aminoplastos, poliisocianatos, poliácidos, polianhídridos y sus mezclas. Las resinas aminoplásticas útiles se basan en los productos de adición de formaldehído, con una sustancia portadora de grupos amino o amido. Los productos de condensación obtenidos de la reacción de alcoholes y formaldehído con melamina, urea o benzoguanamina son muy comunes. Los materiales de entrecruzamiento de poliisocianato útiles incluyen poliisocianatos bloqueados o no bloqueados tal como los explicados anteriormente para preparar el poliuretano. Los ejemplos de agentes bloqueantes adecuados para los po-liisocianatos incluyen alcoholes alifáticos inferiores tal como metanol, oximas tal como metil etil cetoxima y lactamas tal como caprolactama. La cantidad del material de entrecruzamiento en la composición de recubrimiento base oscila en general desde aproximadamente 5 a aproximadamente 50 por ciento en peso en base de peso total de sólidos de resina de la composición de recubrimiento base. La composición líquida de recubrimiento base incluye uno o varios materiales volátiles tal como agua, disolventes orgánicos y/o aminas. Los ejemplos no limitadores de los disolventes útiles incluidos en la composición, además de los proporcionados por otros componentes de recubrimiento, incluyen disolventes alifáticos tal como hexano, nafta, y alcoholes minerales; disolventes aromáticos y/o aromáticos alquilados tal como tolueno, xileno, y SOLVESSO 100; alcoholes tal como etilo, metilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo y alcohol amílico, y m-pirol; esteres tal como acetato de etilo, n-acetato de butilo, acetato de isobutilo e isobutirato de isobutilo; cetonas tal como acetona, metil etil cetona, metil isobutil cetona, diisobutilce-tona, metil n-amil cetona, e isoforona, éteres glicólicos y esteres de éter glicólico tal como éter monobutílico de etilen glicol, éter monobutílico de dietilen glicol, éter monohexílico de etilen glicol, éter monometílico de propilen glicol, éter monopropílico de propilenglicol, éter monobutílico de etilen glicol acetato, éter monometílico de propilen glicol acetato, y diéter monometílico de propilen glicol acetato. Las aminas útiles incluyen alcanolaminas . El contenido de sólidos de la composición líquida de recubrimiento base oscila en general desde aproximadamente 15 a aproximadamente 60 por ciento en peso, y preferiblemente de aproximadamente 20 a aproximadamente 50 por ciento en peso. La composición de recubrimiento base puede incluir además uno o varios pigmentos u otros aditivos tal como absorbedores de UV, agentes de control reológico o surfactantes. Los pigmentos metálicos útiles incluyen escamas de aluminio, escamas de bronce, mica recubierta, escamas de níquel, escamas de estaño, escamas de plata, escamas de cobre y sus combinaciones. Otros pigmentos adecuados incluyen mica, óxidos de hierro, óxidos de plomo, negro de carbón, dióxido de titanio y pigmentos orgánicos de color tal como ftalocianinas . La relación específica de pigmento a ligante puede variar ampliamente a condición de que proporcione la cubrición requerida al grosor deseado de la película y sólidos de aplicación.
Los recubrimientos base a base de agua adecuados para compuestos de color más transparentes incluyen los descritos en las Patentes de Estados Unidos números 4.403.003; 5.401.790 y 5.071.904, que se incorporan por referencia aquí. Además, los poliuretanos a base de agua tal como los preparados según la Patente de Estados Unidos número 4.147.679 se pueden usar como el formador de película resinoso en el recubrimiento base, que se incorpora por referencia aquí. Los peliculígenos adecuados para recubrimien-tos base a base de disolvente orgánico se describen en la Patente de Estados Unidos número 4.220.679 en la columna 2, línea 24, a la columna 4, línea 40 y la Patente de Estados Unidos número 5.196.485 en la columna 11, línea 7, a la columna 13, línea 22, que se incorporan por referencia aquí. El espesor de la composición de recubrimiento base aplicada al sustrato puede variar en base a factores como el tipo de sustrato y el uso previsto del sustrato, es decir, el entorno en el que el sustrato se ha de colocar y la naturaleza de los materiales en contacto. En general, el espesor de la composición de recubrimiento base aplicada al sustrato es del orden de aproximadamente 10 a aproximadamente 38 mieras, y más preferiblemente de aproximadamente 12 a aproximadamente 30 mieras. Con referencia ahora a la figura 1, después de aplicar el recubrimiento base, el proceso de la presente invención incluye un segundo paso 12, 112 de exponer la composición de recubrimiento base a aire a velocidad baja que tiene una temperatura del orden de aproximadamente 10°C a aproximadamente 35°C, y preferiblemente de aproximadamente 20°C a aproximadamente 30°C, durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos para volatilizar al menos una porción del material volátil de la composición líquida de recubrimiento base y endurecer el recubrimiento base. En el sentido en que se usa en la presente memoria, el término "endurecer" significa que el recubrimiento base no es pegajoso (resiste la adherencia de polvo y otros conta-minantes en suspensión en el aire) y no se perturba o estropea (ondula o riza) por corrientes de aire que soplan por la superficie con recubrimiento base. La velocidad del aire en una superficie de la composición de recubrimiento base es inferior a aproximadamente 0,5 metros por segundo y oscila preferiblemente desde aproximadamente 0,3 a aproximadamente 4 metros por segundo. La volatilización o evaporación de volátiles del recubrimiento base 14 se puede llevar a cabo al aire libre, pero se realiza preferiblemente en una primera cámara de se-cado 18 en la que se hace circular aire a velocidad baja para minimizar la contaminación por partículas suspendidas en el aire como se muestra en la figura 2. La carrocería de automóvil 16 se coloca en la entrada a la primera cámara de secado 18 y se desplaza lentamente a través de la misma a modo de línea de montaje a una velocidad que permite la volatilización del recubrimiento base como se ha explicado anteriormente. La velocidad a la que la carrocería de automóvil 16 se desplaza a través de la primera cámara de secado 18 y las otras cámaras de secado explicadas a continua-ción depende en parte de la longitud y configuración de la cámara de secado 18, pero oscila preferiblemente desde aproximadamente 3 metros por minuto a aproximadamente 7,3 metros por minuto para un proceso continuo. Los expertos en la técnica entenderán que se puede usar secadoras indivi-duales para cada paso del proceso o que se puede usar una sola secadora que tenga una pluralidad de cámaras o secciones de secado individuales (mostradas en la figura 2) con-figuradas de manera que correspondan a cada paso del proceso, según se desee. El aire se suministra preferiblemente a la primera cámara de secado 18 por un ventilador impelente 20 o secado-ra, mostrado en transparencia en la figura 2. Un ejemplo no limitador de un ventilador impelente adecuado es un ventilador impelente ALTIVAR 66 que se puede adquirir en el mercado de Square D Corporation. El aire se puede circular a temperatura ambiente o calentar, si es necesario, a la ban-da de temperaturas deseada de aproximadamente 10 °C a aproximadamente 50°C. Preferiblemente, la composición de recubrimiento base se expone a aire durante un período del orden de desde aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 3 minutos antes de que la carrocería de automóvil 16 se desplace a la etapa siguiente del proceso de secado. Con referencia ahora a las figuras 1 y 2, el proceso incluye un paso siguiente 114 de aplicar radiación infrarroja y aire templado a baja velocidad simultáneamente a la composición de recubrimiento base durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos (preferiblemente aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 3 minutos) de tal manera que la temperatura del sustrato metálico se incremente a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,02°C por segundo a aproximadamente 0,4°C por segundo para lograr una temperatura máxima del metal del orden de aproximadamente 20°C a aproximadamente 60 °C y formar un recubrimiento base presecado en la superficie del sustrato metálico. Controlando la velocidad a la que se incrementa la temperatura del metal y la temperatura máxima del metal, se puede minimizar los defectos en el aspecto del recubrimiento base y recubrimiento superior, tal como desconchados y burbuj as .
La radiación infrarroja aplicada incluye preferiblemente radiación de la región infrarroja próxima (0,7 a 1,5 mieras) y la región infrarroja intermedia (1,5 a 20 mieras) , y oscila más preferiblemente desde aproximadamente 0,7 a aproximadamente 4 mieras. La radiación infrarroja calienta las superficies (externas) de Clase A 24 del sustrato recubierto que están expuestas a la radiación y preferiblemente no induce reacción química o entrecruzamiento de los componentes del recubrimiento base. La mayoría de las superficies no de Clase A no se exponen directamente a la radiación infrarroja pero se calentarán mediante conducción mediante la carrocería de automóvil y dispersión aleatoria de la radiación infrarroja. Con referencia ahora a las figuras 2 y 3, la radiación infrarroja se emite por una pluralidad de emisores 26 dispuestos en la cámara interior de secado 27 de un aparato combinado de secado por infrarrojos/convección 28. Cada emisor 26 es preferiblemente una lámpara de infrarrojos de alta intensidad, preferiblemente una lámpara de envuelta de cuarzo que tiene un filamento de tungsteno. Otras lámparas útiles de longitud de onda corta (0,76 a 2 mieras), de alta intensidad, incluyen las lámparas Modelo número T-3 como las comercializadas por General Electric Co . , Sylvania, Phillips, Heraeus y Ushio y tienen una tasa de emisión de entre 75 y 100 vatios por pulgada lineal (2,54 cm) en la fuente de luz. También se puede usar lámparas de longitud de onda media (2 a 4 mieras) y se pueden obtener de los mismos proveedores. La lámpara emisora tiene preferiblemente forma de varilla en general y tiene una longitud que se puede variar para adaptarla a la configuración del horno, pero en general es preferiblemente de aproximadamente 0,75 a aproximadamente 1,5 metros de largo. Preferiblemente, las
l. _. «¿j? lámparas emisoras en las paredes laterales 30 de la cámara interior de secado 27 están dispuestas de forma generalmente vertical con referencia a tierra 32, a excepción de unas pocas filas 34 (preferiblemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 filas) de emisores 26 en la parte inferior de la cámara interior de secado 27 que están dispuestas de forma generalmente horizontal a tierra 32. El número de emisores 26 puede variar dependiendo de la intensidad deseada de energía a emitir. En una realízación preferida, el número de emisores 26 montados en el techo 36 de la cámara interior de secado 27 es de aproximadamente 24 a aproximadamente 32 dispuestos en una disposición lineal lado con lado con los emisores 26 espaciados de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 centímetros de cen-tro a centro, y preferiblemente aproximadamente 15 centímetros. La anchura de la cámara interior de secado 27 es suficiente para acomodar la carrocería de automóvil o cualquier componente de sustrato a secar en ella, y es preferiblemente de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 3,0 me-tros de ancho. Preferiblemente, cada pared lateral 30 de la cámara 27 tiene de aproximadamente 50 a aproximadamente 60 lámparas con las lámparas espaciadas de aproximadamente 15 a aproximadamente 20 centímetros de centro a centro. La longitud de cada pared lateral 30 es suficiente para abar-car la longitud de la carrocería de automóvil o cualquier componente de sustrato que se seque en ella, y es preferiblemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 6 metros. La pared lateral 30 tiene preferiblemente cuatro secciones horizontales que están inclinadas para adaptarse a la forma de los lados de la carrocería de automóvil. La sección superior de la pared lateral 30 tiene preferiblemente 24 lámparas paralelas divididas en 6 zonas . Las tres zonas más
_? XX próximas a la entrada a la cámara de secado 27 se ponen en funcionamiento a longitudes de onda medias, las tres más próximas a la salida a longitudes de onda cortas. La sección media de la pared lateral está configurada igual que 5 la sección superior. Cada una de las dos secciones inferiores de las paredes laterales contiene preferiblemente 6 bombillas en una disposición de 2 por 3. La primera sección de bombillas más próxima a la entrada opera preferiblemente a longitud de onda media y las otras dos secciones a longi- 10 tudes de onda cortas. Con referencia a la figura 2, cada una de las lámparas emisoras 26 está dispuesta dentro de un reflector en forma de canal 38 que se forma preferiblemente de aluminio pulido. Los reflectores adecuados incluyen reflectores de alu- 15 minio o con recubrimiento de oro integral que comercializa BGK-IT Automotive, Heraeus y Fannon Products. Los reflectores 38 recogen energía transmitida de las lámparas emisoras 26 y enfocan la energía en la carrocería de automóvil 16 para disminuir la dispersión de energía. 20 Dependiendo de factores como la configuración y colocación de la carrocería de automóvil 16 dentro de la cámara interior de secado 27 y el color del recubrimiento base a secar, las lámparas emisoras 26 pueden ser controladas independientemente por microprocesador (no representado) de 25 tal manera que las lámparas emisoras 26 más alejadas de una superficie de Clase A 24 se puedan iluminar a una mayor intensidad que las lámparas más próximas a una superficie de Clase A 24 para proporcionar calentamiento uniforme. Por ejemplo, cuando el techo 40 de la carrocería de automóvil 30 16 pasa por debajo de una sección de lámparas emisoras 26, las lámparas emisoras 26 en dicha zona se pueden ajustar a una intensidad más baja hasta que el techo 40 haya pasado,
¡ S i i , * .. * - f ' «- 1 v -. ^ÍOS?^XÍSÍ después la intensidad se puede incrementar para calentar la tapa de cubierta 42 que está a una mayor distancia de las lámparas emisoras 26 que el techo 40. Además, para minimizar la distancia de las lámparas emisoras 26 a las superficies de Clase A 24, la posición de las paredes laterales 30 y lámparas emisoras 26 se puede aproximar o alejar de la carrocería de automóvil como indican flechas de dirección 44, 46, respectivamente, en la figura 3. Los expertos en la técnica entenderán que cuanto más cerca están las lámparas emisoras 26 de las superficies de Clase A 24 de la carrocería de automóvil 16, mayor es el porcentaje de energía disponible que se aplica para calentar las superficies 24 y recubrimientos presentes encima. En general, la radiación infrarroja se emite a una densidad de potencia del orden de desde aproximadamente 10 a aproximadamente 25 kilovatios por metro cuadrado (kW/m2) de superficie de pared del emisor, y preferiblemente aproximadamente 12 kW/m2 para lámparas emisoras 26 que miran a los lados 48 de la carrocería de automóvil 16 (puertas o para-choques) que están más próximos que las lámparas emisoras 26 que miran al capó y la tapa de cubierta 42 de la carrocería de automóvil 16, que emiten preferiblemente aproximadamente 24 kW/m2. Un ejemplo no limitador de un aparato adecuado combi-nado de secado por infrarrojos/convección es un horno combinado de radiación infrarroja y convección de aire caliente BGK, que se puede adquirir en el mercado de BGK Automotive Group de Minneapolis, Minnesota. La configuración general de este horno se describirá a continuación y se des-cribe en las Patentes de Estados Unidos números 4.771.728; 4.907.533; 4.908.231 y 4.943.447, que se incorporan a la presente memoria por referencia. Otro aparato combinado útil de secado por infrarrojos/convección lo comercializa Durr de ixom, Michigan, Thermal Innovations de Manasquan, New Jersey, Thermovation Engineering de Cleveland, Ohio, Dry-Quick de Greenburg, Indiana, y Wisconsin Oven and In- 5 frared Systems de East Troy, Wisconsin. Con referencia ahora a las figuras 2 y 3, el aparato combinado de secado por infrarrojos/convección preferido 28 incluye paredes laterales deflectadas 30 que tienen boquillas o agujeros de ranura 50 por los que se pasa aire 52
10 para que entre en la cámara interior de secado 27 a una velocidad de menos de aproximadamente 4 metros por segundo. Durante este paso, la velocidad del aire en la superficie 54 de la composición de recubrimiento base es inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, oscila preferiblemen- 15 te desde aproximadamente 0,3 a aproximadamente 4 metros por segundo y, más preferiblemente, de aproximadamente 0,7 a aproximadamente 1,5 metros por segundo. La temperatura del aire 52 oscila en general desde aproximadamente 25°C a aproximadamente 50°C, y preferible- 20 mente de aproximadamente 30°C a aproximadamente 40 °C. El aire 52 se suministra por un ventilador impelente 56 o secadora y se puede precalentar externamente o pasar el aire sobre las lámparas emisoras de infrarrojos calentadas 26 y sus reflectores 38. Pasando el aire 52 sobre los emisores
25 26 y reflectores 38, la temperatura operativa de estas partes se puede disminuir, prolongando por lo tanto su duración útil. Además, se puede extraer vapores de disolvente indeseables de la cámara interior de secado 27. El aire 52 también se puede hacer subir por la cámara interior de se- 30 cado 27 a través del suelo inferior 58. Preferiblemente, el flujo de aire se hace recircular para aumentar la eficiencia. Una porción del flujo de aire puede ser expulsada para
^--¿SflB extraer contaminantes y complementarse con aire fresco filtrado para compensar las pérdidas. La carrocería de automóvil 16 se calienta por la radiación infrarroja y aire templado a una temperatura máxima del metal del orden de aproximadamente 20°C a aproximadamente 60°C, y preferiblemente aproximadamente 25°C a aproximadamente 30 °C. En el sentido en que se usa en la presente memoria, "temperatura máxima del metal" significa la temperatura instantánea prevista a la que se debe cálentar el sustrato metálico (carrocería de automóvil 16) . La temperatura máxima del metal para un sustrato metálico se mide en la superficie del sustrato recubierto aproximadamente en el medio del lado del sustrato enfrente del lado en el que se aplica el recubrimiento. La temperatura máxima para un sustrato polimérico se mide en la superficie del sustrato recubierto aproximadamente en el medio del lado del sustrato en el que se aplica el recubrimiento. Se prefiere que esta temperatura máxima del metal se mantenga durante un tiempo lo más corto posible. Con referencia ahora a las figuras 1 y 2, el proceso de la presente invención incluye un paso siguiente 116 de aplicar radiación infrarroja y aire caliente simultáneamente a la composición de recubrimiento base en el sustrato metálico (carrocería de automóvil 16) durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos, y preferiblemente aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 3 minutos. La temperatura del sustrato metálico se incrementa a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,4°C por segundo a aproximadamente 1,5°C por segundo para lograr una tempe-ratura máxima del metal del sustrato del orden de desde aproximadamente 40°C a aproximadamente 75°C. Por lo tanto, se forma un recubrimiento base secado 62 en la superficie del sustrato metálico. Controlando la velocidad a la que se incrementa la temperatura del metal y la temperatura máxima del metal, la combinación de pasos 112, 114 y 116 puede proporcionar re-cubrimientos compuestos del recubrimiento base líquido y el recubrimiento superior líquido con un mínimo de defectos en el aspecto superficial, tal como desconchados y burbujas. Además, se puede lograr altas acumulaciones de película en un período corto de tiempo con mínima entrada de energía y las condiciones operativas flexibles pueden disminuir la necesidad de reparaciones. El recubrimiento base secado que se forma en la superficie de la carrocería de automóvil 16 se seca suficientemente para permitir la aplicación del recubrimiento supe-rior de tal manera que la calidad del recubrimiento superior no quede afectada negativamente por el secado adicional del recubrimiento base. Preferiblemente, el recubrimiento base secado, después de la aplicación a la superficie del sustrato, forma una película que está sustancial -mente no entrecruzada, es decir, es no calentado a una temperatura suficiente para inducir entrecruzamiento significativo y no hay sustancialmente reacción química entre el material peliculígeno termoestable y el material de entre-cruzamiento. Para recubrimientos base a base de agua, "seco" significa la casi ausencia completa de agua del recubrimiento base. Si está presente demasiada agua, el recubrimiento superior puede agrietarse, formar burbujas o "descncharse" durante el secado del recubrimiento superior cuando el va-por de agua del recubrimiento base intenta pasar a través del recubrimiento superior. Este paso de secado 116 se puede llevar a cabo de for-ma similar a la del paso 114 anterior usando un aparato combinado de secado por radiación infrarroja/convección; sin embargo, la velocidad a la que la temperatura del sustrato metálico se incrementa es del orden de aproximadamen-te 0,4°C por segundo a aproximadamente 1,5°C por segundo y la temperatura máxima del metal del sustrato es del orden de aproximadamente 40°C a aproximadamente 75°C. Preferiblemente, la tasa de calentamiento es del orden de aproximadamente 0,7°C por segundo a aproximadamente 1,3°C por segundo y la temperatura máxima del metal del sustrato es del orden de aproximadamente 40°C a aproximadamente 60 °C. La radiación infrarroja aplicada incluye preferiblemente radiación de la región infrarroja próxima (0,7 a 1,5 mieras) y la región infrarroja intermedia (1,5 a 20 mi-eras) , y oscila más preferiblemente desde aproximadamente 0,7 a aproximadamente 4 mieras. El aire caliente de secado tiene preferiblemente una temperatura del orden de aproximadamente 50°C a aproximadamente 110°C, y más preferiblemente de aproximadamente 60°C a aproximadamente 90°C. La velocidad del aire en la superficie de la composición de recubrimiento base en el paso de secado 116 es inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, y oscila preferiblemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 4 metros por segundo . El paso de secado 116 se puede llevar a cabo usando cualquier aparato combinado convencional de secado por infrarrojos/convección tal como el horno combinado de radiación infrarroja y convección de aire caliente BGK que se describe con detalle anteriormente. Los emisores individua-les 26 se pueden configurar como se ha explicado anteriormente y controlar individualmente o en grupos por un micro-procesador (no representado) para proporcionar las tasas
A deseadas de calentamiento y transmisión de energía de infrarrojos . El proceso de la presente invención puede incluir además un paso de curado adicional 118 en el que se aplica ai-re caliente 66 al recubrimiento base secado 62 durante un período de al menos aproximadamente 6 minutos después del paso 116 para mantener el sustrato recubierto a una temperatura máxima del metal del orden de aproximadamente 110 °C a aproximadamente 135 °C y curar el recubrimiento base. Pre-feriblemente, se utiliza simultáneamente una combinación de secado por convección de aire caliente y radiación infrarroja para curar el recubrimiento base secado. En el sentido en que se usa en la presente memoria, "curar" significa que componentes entrecruzables del recubrimiento base seca-do se entrecruzan sustancialmente. Este paso de curado 118 se puede llevar a cabo usando una secadora por convección de aire caliente, tal como se explica anteriormente o de forma similar a la del paso 114 anterior usando un aparato combinado de secado por radia-ción infrarroja/convección; sin embargo, la temperatura máxima prevista del metal del sustrato es del orden de aproximadamente 110°C a aproximadamente 135°C y el sustrato se mantiene a la temperatura máxima del metal durante al menos aproximadamente 6 minutos, y preferiblemente de aproximadamente 6 a aproximadamente 20 minutos. El aire caliente de secado tiene preferiblemente una temperatura del orden de aproximadamente 110°C a aproximadamente 140°C, y más preferiblemente de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 135 °C. La velocidad del aire en la superficie de la composición de recubrimiento base en el paso de curado 118 puede oscilar desde aproximadamente 4 a aproximadamente 20 metros por segundo, y oscila preferible- mente desde aproximadamente 10 a aproximadamente 20 metros por segundo. Si se utiliza una combinación de aire caliente y radiación infrarroja, la radiación infrarroja aplicada inclu- ye preferiblemente la región del infrarrojo cercano (0,7 a 1,5 mieras) y la región del infrarrojo intermedio (1,5 a 20 mieras) , y oscila más preferiblemente desde aproximadamente 0,7 a aproximadamente 4 mieras. El paso de curado 118 se puede llevar a cabo usando cualquier aparato combinado con- vencional de secado por infrarrojos/convección tal como el horno combinado de radiación infrarroja y convección de aire caliente BGK que se describe con detalle anteriormente. Los emisores individuales 26 se pueden configurar como se ha explicado anteriormente y controlar individualmente o en grupos por un microprocesador (no representado) para proporcionar las tasas deseadas de calentamiento y transmisión de energía de infrarrojos. El proceso de la presente invención puede incluir además un paso de enfriamiento en el que la temperatura de la carrocería de automóvil 16 que tiene un recubrimiento base curado de los pasos 116 y/o 118 se enfría, preferiblemente a una temperatura del orden de aproximadamente 20°C a aproximadamente 60°C y, más preferiblemente de aproximadamente 25°C a aproximadamente 30°C. El enfriamiento de la carrocería de automóvil con recubrimiento base 16 puede facilitar la aplicación del recubrimiento superior líquido. La carrocería de automóvil con recubrimiento base 16 se puede enfriar en aire a una temperatura del orden de aproximadamente 15°C a aproximadamente 35°C, y preferible- mente de aproximadamente 25 °C a aproximadamente 30°C durante un período del orden de desde aproximadamente 3 a aproximadamente 6 minutos. Alternativa o adicionalmente, la
a?át carrocería de automóvil con recubrimiento base 16 se puede enfriar por exposición a aire enfriado saturado soplado sobre la superficie del sustrato a aproximadamente 4 a aproximadamente 10 metros por segundo para evitar el agrie- 5 tamiento del recubrimiento. Después de que el recubrimiento base en la carrocería de automóvil 16 se ha secado (y curado y/o enfriado, si se desea) , se aplica una composición líquida de recubrimiento superior sobre el recubrimiento base secado en un paso de
10 recubrimiento superior líquido 120. El recubrimiento superior se puede aplicar con equipo de pulverización electrostática convencional tal como un atomizador de campana rotativa a alta velocidad (aproximadamente 30.000 a aproximadamente 60.000 revoluciones por minuto) a un alto voltaje
15 (aproximadamente 60.000 a aproximadamente 90.000 voltios) a un espesor de aproximadamente 40 a aproximadamente 65 mieras en una o dos pasadas . Preferiblemente, la composición de recubrimiento superior es un recubrimiento entrecruzable incluyendo al menos
20 un material peliculígeno termoestable y al menos un material de entrecruzamiento, aunque se puede usar materiales peliculígenos termoplásticos tal como poliolefinas. Se describen recubrimientos superiores a base de agua adecuados en la Patente de Estados Unidos número 5.098.947 (incorpo- 25 rada por referencia aquí) y se basan en resinas acrílicas solubles en agua. Se describen recubrimientos superiores a base de disolvente útiles en las Patentes de Estados Unidos números 5.196.485 y 5.814.410 (incorporadas por referencia aquí) e incluyen poliepóxidos y agentes poliácidos de cura- 30 do. La composición de recubrimiento superior puede incluir materiales de entrecruzamiento e ingredientes adicionales tal como se explica anteriormente pero preferiblemente no
incluye pigmentos. La cantidad de la composición de recubrimiento superior aplicada al sustrato puede variar en base a factores como el tipo de sustrato y el uso previsto del sustrato, es decir, el entorno en el que se ha de colo-car el sustrato y la naturaleza de los materiales en contacto . En una realización preferida, el proceso de la presente invención incluye además un paso de curado 122 (mostrado en la figura 1) de curar la composición líquida de recubrí-miento superior después de la aplicación sobre el recubrimiento base secado. El espesor del recubrimiento compuesto secado y entrecruzado es generalmente aproximadamente 5 a 125 mieras (0,2 a 5 milésimas de pulgada), y preferiblemente aproximadamente 10 a 75 mieras (0,4 a 3 milésimas de pulgada) . El recubrimiento superior líquido se puede curar por secado por convección de aire caliente y, si se desea, calentamiento por infrarrojos, de tal manera que los componentes entrecruzables del recubrimiento superior líquido se entrecrucen en tal grado que la industria automovilística acepte el proceso de recubrimiento como suficientemente completo para transportar la carrocería de automóvil recubierta sin dañar el recubrimiento superior. El recubrimiento superior líquido se puede curar usando una secadora convencional de convección de aire caliente o secadora combi-nada de convección/infrarrojos tal como se explica anteriormente. En general, el recubrimiento superior líquido se calienta a una temperatura de aproximadamente 120°C a aproximadamente 150°C durante un período de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 minutos para curar el recubrimiento superior líquido. Alternativamente, si el recubrimiento base no se curó antes de aplicar el recubrimiento superior líquido, tanto el recubrimiento base como la composición líquida de recubrimiento superior se pueden curar juntos aplicando calentamiento por convección de aire caliente y/o infrarrojos usando un aparato tal como se describe con detalle ante-riormente para curar individualmente tanto el recubrimiento base como la composición líquida de recubrimiento. Para curar el recubrimiento base y la composición líquida de recubrimiento, el sustrato se calienta generalmente a una temperatura de aproximadamente 120°C a aproximadamente 150°C durante un período de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 minutos para curar el recubrimiento superior líquido. Otro aspecto de la presente invención es un proceso para recubrir un sustrato polimérico. El proceso incluye pasos similares a los usados para recubrir un sustrato me-tálico anterior. Se aplica una composición líquida de recubrimiento base a una superficie del sustrato polimérico como se ha descrito anteriormente. La composición de recubrimiento base se expone a aire que tiene una temperatura del orden de aproximadamente 10°C a aproximadamente 35°C duran-te un período de al menos aproximadamente 30 segundos para volatilizar al menos una porción de material volátil de la composición líquida de recubrimiento base. La velocidad del aire en una superficie de la composición de recubrimiento base es inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, y oscila preferiblemente desde aproximadamente 0,3 a aproximadamente 0,5 metros por segundo. El aparato usado para volatilizar el recubrimiento base puede ser el mismo que el usado para volatilizar el recubrimiento base para el sustrato metálico. Se aplica simultáneamente radiación infrarroja, que tiene una longitud de onda del orden de desde aproximadamente 0,7 a aproximadamente 4 mieras, y aire templado a la composición de recubrimiento base durante un período de al menos aproximadamente 30 segundos y preferiblemente aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 minutos. La velocidad del aire en la superficie de la composición de recubrimiento base es inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, y oscila preferiblemente desde aproximadamente 0,7 a aproximadamente 1,5 metros por segundo. La temperatura del sustrato polimérico se incrementa a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,02°C por segundo a aproximadamente 0,2°C por segundo para lograr una temperatura máxima del sustrato polimérico del orden de aproximadamente 20°C a aproximadamente 60°C, y preferiblemente de aproximadamente 300°C a aproximadamente 500°C. El aparato usado para secar el recubrimiento base puede ser el mismo aparato combinado de infrarrojos/convección de aire caliente tal como se explica anteriormente para tratar el sustrato metálico. A continuación se aplica simultáneamente radiación infrarroja y aire caliente a la composición de recubrimiento base durante un período de al menos aproximadamente 30 se-gundos y preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 minutos. La velocidad del aire en la superficie de la composición de recubrimiento base es inferior a aproximadamente 4 metros por segundo, y oscila preferiblemente desde aproximadamente 1,5 a aproximadamente 2,5 me-tros por segundo. La temperatura del sustrato polimérico se incrementa a una velocidad del orden de desde aproximadamente 0,4°C por segundo a aproximadamente 1,5°C por segundo para lograr una temperatura máxima del sustrato polimérico que es inferior a la temperatura de distorsión por calor del sustrato polimérico y es del orden de aproximadamente 40°C a aproximadamente 150°C, de tal manera que se forme un recubrimiento base secado en la superficie del sustrato po-
-*_-limérico. La temperatura de distorsión por calor es la temperatura a la que el sustrato polimérico se deforma físicamente y es incapaz de recuperar su forma anterior. Por ejemplo, las temperaturas de distorsión por calor para va-rios materiales termoplásticos comunes son las siguientes: olefinas termoplásticas aproximadamente 138°C (280°F) , poliuretanos termoplásticos aproximadamente 149°C (300°F), y copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno aproximadamente 71-82°C (160-180°F) . El aparato usado para secar el recubrimiento base puede ser el mismo aparato combinado de infrarrojos/convección de aire caliente tal como se explica anteriormente para tratar el sustrato metálico. El recubrimiento base se puede curar, si se desea, antes de aplicar el recubrimiento su-perior líquido. El sustrato polimérico con recubrimiento base se enfría preferiblemente a una temperatura de aproximadamente 20 a aproximadamente 30°C antes de aplicar la composición líquida de recubrimiento superior sobre el recubrimiento base secado. Las composiciones líquidas de recubrimiento superior adecuadas y los métodos de aplicarlas se explican con detalle anteriormente para recubrir el sustrato metálico . La presente invención se describirá mejor por referen-cia al ejemplo siguiente. El ejemplo siguiente es meramente ilustrativo de la invención y no se pretende que sea limitador. A no ser que se indique lo contrario, todas las partes son en peso. EJEMPLO En este ejemplo se recubrieron paneles de acero de prueba con un recubrimiento base líquido y recubrimiento claro líquido como se especifica a continuación para eva-luar procesos de secado según la presente invención. Los sustratos de prueba eran paneles de acero laminado en frío ACT tamaño 30,48 cm por 45,72 cm (12 pulgadas por 18 pulgadas) electrorrecubiertos con una imprimación electrodeposi-table catiónicamente comercializada por PPG Industries, Inc., como ED-5000. Se aplicó recubrimiento base a base de agua comercial (HWB90394 que se puede adquirir en el mercado de PPG Industries, Inc.) por pulverización (pulverización automática de 1 capa (campanas) con evaporación am-biente durante 30 segundos) a 60% de humedad relativa y 24 °C para obtener un espesor de película seca como se especifica en las Tablas ÍA y 1C siguientes. Los recubrimientos base en los paneles se secaron como se especifica en las Tablas 1A-1C usando un horno combinado de radiación infra-rroja y convección de aire caliente comercializado por BGK-ITW Automotive Group de Minneapolis, Minnesota. Los paneles recibieron después un recubrimiento superior con recubrimiento superior líquido DIAMONDCOAT® DCT-5002 (comercializado por PPG Industries, Inc.) y curaron durante 30 minutos a 141°C (285 °F) usando convección de aire caliente para obtener un espesor general de película de aproximadamente 110 a 130 mieras.
TABLA 1A
10
15
20
|?n o o - * oa
co o «. . H
TABLA 1C
10 15
20
El aspecto y las propiedades físicas de los paneles recubiertos se midieron usando las pruebas siguientes: sólidos de lámina y aspecto (número de deconchados, clasificación de piel de naranja y clasificación general) . El por-centaje en peso de sólidos de lámina para cada muestra se determinó midiendo el recubrimiento no volátil depositado sobre una hoja de lámina de 75 mm por 100 mm unida al panel rociado. La lámina se extrajo del panel después del proceso de secado y se pesó, después se coció hasta que solamente había no volátiles según el método ASTM 2369-D a una temperatura de 110°C. El número de desconchados en la superficie del recubrimiento de cada muestra se determinó por inspección visual de la superficie completa del panel. El desconchado se clasificó en una escala de 0 a 5, indicando 0 au-sencia de desconchado e indicando 5 un desconchado severo. La clasificación de piel de naranja, brillo especular y distinción de imagen ("DDI") se determinaron explorando una muestra de superficie de panel de 9375 mm cuadrados usando un analizador de calidad superficial Autospect QMS BP que se puede adquirir en el mercado de Perceptron. La clasificación de aspecto general se determinó sumando 40% de la clasificación de piel de naranja, 20% de la clasificación de brillo y 40% de la clasificación DDI . La Tabla 2 siguiente expone las propiedades medidas . Como se muestra en la Tabla 2, los sustratos recubiertos secados según el proceso de la presente invención (Pasadas n° 1-8) exhibían en general menos desconchado y tenían un aspecto comparable a los paneles de Control en los que los recubrimientos no se secaron según la presente in-vención.
TABLA 2
Los procesos de la presente invención proporcionan recubrimiento rápido de sustratos metálicos y poliméricos, pueden eliminar o reducir la necesidad de hornos de línea
.ÍÍAi .. . .
de montaje largos y pueden reducir drásticamente el tiempo de procesado general. Un menor desconchado y buen flujo y aspecto del recubrimiento base, incluso a espesores más grandes, proporciona mayor amplitud operativa al aplicar el recubrimiento base que puede reducir las reparaciones. Los expertos en la materia observarán que se podría hacer cambios en las realizaciones descritas anteriormente sin apartarse de su amplio concepto novedoso. Se entiende, por lo tanto, que esta invención no se limita a las reali-zaciones particulares descritas, sino que se pretende cubrir modificaciones que caigan dentro del espíritu y alcance de la invención, definida por las reivindicaciones anexas .
tei