[发明专利]涂料样品特征的测量方法和仪器

说明书

本发明的背景

本发明涉及用于测量涂料样品的体积固体(volume solids)的方法和仪器。本发明还涉及用于测量悬浮液，溶液，或反应性化学(reactive chemical)涂层样品的体积固体的方法和仪器。本发明也提供估算需要涂在基底上的涂料样品的体积的方法。

本发明的领域

油漆和其他液体涂料在种类繁多的货物和产品的制造和加工中施加，这些产品包括金属板材和卷材，木地板，汽车，飞机，栅网，玻璃，包装，等等。在金属板材和卷材领域，基底通常是镀锌钢，铝，不锈钢，或锌合金涂层钢材，包括铝锌涂层钢和镁锌涂层钢。

已有方法用来测量涂料重量固体(paint weight solids)，以确保涂层工序中使用的油漆质量。然而，测量涂料重量固体不能提供覆盖物的精确的测量，覆盖物希望是特定厚度和预定体积的油漆。这是因为具有涂料重量固体相同值的两个不同的涂料可能有不同的平均密度。涂料的成分包括溶剂，稀释剂，膨胀剂(extender)，颜料，填料，树脂，整平剂(flattening agent)等，每个成分都有特定的重力值。因此，涂料重量固体值相同的两个涂料可能有不同的涂料体积固体值。需要涂料重量固体值来估计特定的油漆预计的外层(cover)。涂料的体积固体的测量的方法也是已知的。然而，这种方法和相关仪器都比较缓慢，效率低下，而且不准确。

已有仪器和数学模型可用来估计湿的涂料厚度，其应用于工业涂料样品设备，如辊涂施加器，或应用于移动的金属板卷材基底(例如，在卷材涂料样品期间)，或应用于如预制地板的基底和无数其他基底。没有涂料的体积固体知识，涂料样品干燥时的厚度无法准确预测。

液体涂料的涂料体积固体(paint volume solids)的含量特性是形成固体涂料样品的湿的涂料的百分比；其他为溶剂和/或稀释剂，其在涂料样品工序的干燥阶段挥发。例如，50％的体积固体的涂料覆盖的面积大致是25％的体积固体的相同的涂料样品厚度覆盖面积的两倍。涂料的体积固体的特性，在大规模施加涂料的行业中有特别的用途。测量涂料的体积固体的改进方法，将有利于卷材涂层，油漆制造业，印刷和汽车加工，其他加工或涂料样品的处理过程。

本专利说明书对于“涂料”术语，在意义上延伸包括或者涵盖：墨，液体悬浮物，溶液，或惰性和活性化学涂料。

发明内容

在本发明的一个方面，提供涂料样品的体积固体的测量的仪器，包括：

传感器装置，用于发射信号和检测从基底上的涂料样品表面反射的信号，生成数据组，该数据组包括表明湿润和干燥时相同涂料样品的表面位置和至少一个参考面的位置的数据，传感器装置定位成使得离开涂料样品，以便发射和检测信号；

处理装置，用于处理传感器装置产生的数据组，来确定涂料样品的体积固体。

在本发明的一个方面，提供一种仪器，其中湿润和干燥时，至少涂料样品表面的位置通过传感器装置和涂料样品之间的相对运动来测量，该相对运动通过横跨的平台有效地进行，以扫描涂料样品。

在至少某些本发明的实施例中，提供一种仪器，其中横跨平台不会将垂直于其运行方向的大于10微米的运动传递给涂料样品，这样的运动一般是振动。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，适于扫描湿涂料样品超过一次，并扫描干涂料样品不止一次，由传感器装置产生多个数据组，以测量涂料样品的涂料体积固体(paint volume solids)。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中的参考面是其上施加涂料样品的基底表面。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中基底的扫描和涂料表面的扫描是沿一条线，湿涂料样品的扫描线与干涂料样品的扫描线是在同一位置。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中扫描湿涂料样品和干涂料样品时利用相同的参考面，并且在扫描湿涂料样品和干涂料样品时的扫描速度大致相同。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，包括将涂料样品散布在基底表面上的散布装置，传感器装置被设置成在散布后检测涂料样品表面反射的信号，以产生数据组。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中散布装置是刮刀和绕线压延杆(wire wound draw down bar)中的一个，散布装置适于减少湿的涂料样品的厚度的平均值到10微米和350微米之间。

至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中，散布装置适于减少湿的涂料样品的厚度的平均值到20微米和80微米之间。