[发明专利]油漆固化的方法与装置

说明书

技术领域

本公开涉及汽车油漆施用和汽车油漆固化。

背景技术

这部分的叙述仅提供与本发明相关的背景信息并且可能不构成现有技术。

在汽车的组装过程中，希望为车身提供高质量面漆。面漆的质量改善了汽车的市场适销性，同时保护车身免受元件的伤害。

车身组装过程中的烤漆工艺是汽车组装油漆车间中的主要能量消耗工艺。用于烤漆的典型的面漆炉具有三个主要功能：（1）控制挥发性有机化合物（VOC）排放以及通过驱逐油漆溶剂或水来控制溶剂气味；（2）在成膜过程中达到面漆炉促进油漆流动和水平的外观质量；和（3）通过促进交联来固化油漆来提供耐用度。然而，面漆炉很大，尺寸范围达大约470英尺长，从而增加了制造成本同时限制了汽车组装油漆车间的空间。此外，面漆炉的操作与每年高能量消耗率相关联。公认为在汽车油漆车间里，面漆炉的操作在最高的能量消耗方面仅次于喷漆房。典型的汽车组装油漆车间使用两个到三个面漆炉。

发明内容

一种用于固化被涂覆到工件上的油漆涂层的方法，包括施加辐射光能量以固化在辐射光能量源的视线内的工件表面上的油漆涂层，以及对工件施加环境空气以固化不在辐射光能量源的视线内的工件表面上的油漆涂层。

附图说明

现在将通过举例参照附图来描述一种或多种实施方式，附图中：

图1示意性地例示根据本发明的一个实施方式的油漆施用过程；

图2示意性地例示根据本发明的油漆涂层的化学组合物，该油漆涂层可以通过有效的辐射光能以及低烘烤系统来固化；

图3例示根据本发明的以增加的波长顺序的电磁频谱的图形描述；

图4例示根据本发明的示出近红外光、短波长红外光以及中波长红外光的能量辐射的图形描述；

图5a-5d例示根据本发明的在使用包括近红外光、紫外光、中波红外光和感应加热的多种固化方法进行固化工件期间的化学反应的直观图；和

图6例示根据本发明的在环境固化站处使用环境空气固化工件期间的化学反应的直观图。

具体实施方式

现在参照附图，其中附图只是为了示出某些示范性实施方式而不是对其进行限制。图1示意性地例示根据本发明一种实施方式的油漆施用过程100。示范性的油漆施用过程100包括涂层站10、强热站12、固化过程20以及检查站18。固化过程20包括辐射固化站14和环境固化站16。在操作时，未涂饰的工件2被送至涂层站10，在这里，新的油漆涂层被施加到工件2上。在退出涂层站10时，已涂层的工件2首先被送到强热站12，然后被送到固化过程20的辐射固化站14和环境固化站16，从而基本上固化工件2。在完成固化过程20时，基本上被固化的工件2在检查站18被检查。

示范性的涂层站10包括喷漆房，在喷漆房，新的油漆涂层被施加到工件2。示范性的工件2为汽车，其中，新的油漆涂层被施加于汽车的内表面和外表面。然而，工件2并不限于汽车。新的油漆涂层包括油漆材料，该油漆材料具有使得油漆涂层能够被有效辐射光能（即，辐射固化站14）和低烘烤系统（即，环境固化站16）固化的化学复合物。希望油漆涂层基本上抗擦伤和碎屑、满足外观和暴露标准并且可适用于现有的施用方法（即，喷漆房）。

参照图2，根据本发明的示范性实施例，例示了示范性的油漆涂层200的化学复合物。油漆涂层200可通过有效的辐射光能（即，辐射固化站14）和低烘烤系统（即，环境固化站16）两者被固化或者硬化。有效的辐射光能可包括紫外光、近红外（NIR）光以及常规的具有短波长、中波长和长波长的红外光。类似地，低烘烤系统可包括在环境温度下的环境空气或者可额外吹入暖空气或者热空气来帮助促进固化过程和减少表干时间。油漆涂层200交联聚合物片段204和二氧化硅片段202，其中，每个聚合物片段204的每端都利用交联材料206与二氧化硅片段202相联。二氧化硅片段202是提供抗擦伤的硬片段，而聚合物片段204是软片段或者柔性片段，其提供结构整体性同时基本防止在固化过程20期间的裂化。应明白，示范性的油漆涂层200不应被局限于包括分别由聚合物和二氧化硅片段204和202交联的化学组合物，而是可包括任何能够由低烘烤系统和有效的辐射能固化的化学复合物。