СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ПОЛОСОВОЙ МЕТАЛЛОПРОКАТ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ПОЛОСОВОЙ МЕТАЛЛОПРОКАТ
METHOD FOR APPLICATION OF COATING ON STRIPS OF METAL-ROLL, PRODUCTION LINE FOR APPLYING COATING ON STRIPS OF METAL-ROLL

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способу нанесения покрытия на полосовой металлопрокат для изготовления полуфабриката с фактурной структурой поверхности.
Уровень техники
Нанесение покрытия на металлическую полосу или же coil coating (Койл-Котинг=ЛКМ) является признанным способом повышения качества рулонной листовой стали путем нанесения покрытия из органического материала, чтобы получить полуфабрикат, который затем применяют в качестве профлиста в фасадных работах, при изготовлении гаражных ворот или корпусов бытовых приборов. При этом нанесенное покрытие служит защитой от коррозии и для эстетических целей.
Для сохранения у готового полуфабриката фактуры или рельефа поверхностной структуры в существующем уровне техники грунт под последним слоем покрытия задает структуру поверхности полуфабриката. Для этого, как правило, используют специальные структурные грунты. Специальный химический состав структурного грунта образует при нанесении покрытия, самоорганизуясь, например, из-за неоднородного стекания, структуру, на которую при последующем процессе наносят покрытие. Самоорганизующееся образование структуры сложно контролировать и на него влияют, например, степень дрессировки (шероховатость) металлической подложки, отклонения в качестве материала для образования структуры грунта или небольшие колебания температуры. Поэтому часто возникают отклонения от необходимой структуры. Другим недостатком является то, что известные способы нанесения структурного грунта не дают большой свободы действия, например, для создания длины волны, форматного соотношения или глубины трехмерной структуры поверхности.
Раскрытие изобретения
Задачей данного изобретения является повышение воспроизводимости и многообразия трехмерных структур поверхности полуфабрикатов, создаваемых способом нанесения покрытия на полосовой металлопрокат.
Задачу данного изобретения решают в способе нанесения покрытия на полосовой металлопрокат для изготовления полуфабриката с трехмерной структурой поверхности, включающего, по меньшей мере, следующие технологически этапы:
- технологический этап а - подготовка плоского металлопроката,
- технологический этап b - нанесение структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия с трехмерным формообразованием на плоский металлопрокат, причем для создания фактурной структуры грунт наносят фильтрационным способом.
В отличие от существующего уровня техники воспроизводимость и оформительское многообразие дизайна трехмерной структуры поверхности повышают применением фильтрационного способа трехмерного формообразования при нанесении грунта и/или лакокрасочного покрытия. При этом особенно предпочтительным оказался отказ от самоорганизующегося структурного грунта, формообразование которого зависит от многих причин и его соответственно сложно контролировать.
В способе нанесения покрытия по данному изобретению плоский металлопрокат предпочтительно непрерывно проходит через печатающее устройство фильтрационного типа нанесения и на него наносят по площади структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие с трехмерным формообразованием. При этом плоский металлопрокат - это предпочтительно полосовой прокат, в частности алюминиевый или стальной, с толщиной от 0,2 до 3,0 мм. В частности, нанесение покрытия делает из плоского металлопроката полуфабрикат, из которого при последующем технологическом процессе нарезают и/или формуют, например, рабочие детали. Полученные в процессе этой технологии рабочие детали используют затем, например, в качестве профнастила или профлиста в фасадных работах или в изготовлении гаражных ворот. Другая область применения - это бытовые приборы, для корпусов которых используют рабочие детали. Кроме этого для нанесения покрытия плоский металлопрокат предпочтительно разматывают из рулона. После завершения процесса нанесения покрытия повышенный в качестве плоский металлопрокат снова сматывают в рулон на том же или на другом ролете для транспортировки полученного полуфабриката.
Предпочтительные и усовершенствованный варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения, а также в описании со ссылкой на чертежи.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения структурный грунт затвердевает на технологическом этапе с. Предпочтительно затвердевание структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия осуществляют в печи, чтобы получить твердую трехмерную структуру поверхности. Структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие являются, в частности, нанесенным фильтрационным способом текучим, предпочтительно вязкотекучим грунтом или лакокрасочным покрытием, а затвердевание предпочтительно консервирует его трехмерную фактуру поверхности. На технологическом этапе с возможно также охлаждение структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия. Например, при непрерывном процессе модифицирования плоского металлопрокат должен быть охлажден до необходимой температуры обработки.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на технологическом этапе d на структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие, по меньшей мере, частично, наносят повторное покрытие, предпочтительно, по меньшей мере, частично, повторное лакокрасочное покрытие. Нанесенный ранее грунт и/или лакокрасочное покрытие имеют многоцелевое предназначение. Они служат для усиления сцепления покрывного слоя, создают структуру и защищают от коррозии. Покрывной слой обеспечивает закупоривание поверхности, цветообразование, устойчивость при дальнейшей обработке (образивостойкость и/или химическую устойчивость) и дополнительную антикоррозийную защиту. Однако структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие могут и не нуждаться в дополнительном перекрытии.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на технологическом этапе b наносят структурный грунт с удельной глубиной структуры более 1 μm, предпочтительно от 5 до 15 μm (высохшая структура). В отличие от обеспечиваемой в существующем уровне техники удельной глубины структуры фильтрационный способ нанесения обеспечивает более точное регулирование удельной глубины структуры. В частности, фильтрационный способ нанесения обеспечивает в отличие от существующего уровня техники более высокое форматное соотношение. Это увеличивает по сравнению с существующим уровнем техники возможность многообразия дизайна трехмерной структуры поверхности.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие наносят на плоский металлопрокат, оцинкованный, по меньшей мере, частично, горячим способом или электролитическим способом. Цинкование предпочтительно повышает защиту плоского металлопроката.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на технологическом этапе d для создания покрывного слоя используют покрывной лак на органической основе или пленку. Это предпочтительно защищает плоский металлопрокат и обеспечивает устойчивость готового полуфабриката к внешним воздействиям, например определенным погодным условиям.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на подготовительном этапе плоский металлопрокат очищают и/или оцинковывают. Металлопрокат очищают, в частности, от масел и консистентной смазки, чтобы обеспечить эффективное и устойчивое нанесение структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на технологическом этапе b для трехмерного формообразования структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия используют определенные номер фильтра, скорость фильтрации и/или шаблон фильтра. Выбор определенного номера фильтра, скорости фильтрации и/или шаблона фильтра обеспечивает простое управление трехмерным формообразованием при фильтрационном способе нанесении покрытия. Шаблон, в частности, выполнен в виде (спроектированного) негатива создаваемой трехмерной структуры поверхности, причем в шаблоне выполнены углубления в тех местах, под которыми на плоском металлопрокате должны образоваться выпуклости структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия. Это улучшает воспроизводимость по сравнению с существующим уровнем техники.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на технологическом этапе b для трехмерного формообразования структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия используют грунт или лак определенной вязкости, зернистости и/или определенного специального поверхностного химического состава. Это предпочтительно обеспечивает возможность управления и контролирования трехмерного формообразования за счет использования соответствующего грунта или лакокрасочного покрытия в сочетании с соответствующими параметрами фильтрационного способа нанесения покрытия.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения для обеспечения трехмерного формообразования структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия фильтрационный способ нанесения применяют повторно. В частности, нанесение структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия осуществляют послойно с заменой фильтра или шаблона, чтобы обеспечить необходимый эффект структурирования трехмерного формообразования структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия. Это еще более увеличивает многообразие оформительского дизайна.
В одном из вариантов осуществления данного изобретения на технологическом этапе b применяют фильтрационный способ трафаретного нанесения покрытия. Предпочтительно используют трафарет с амплитудной или частотной модуляцией, чтобы обеспечить необходимый трехмерную структуру структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия.
Кроме этого для специалиста ясно, что при осуществлении способа существует возможность, в частности многократного, проведения технологических этапов а, b, с и/или d в качестве технологических этапов а', b', с' и/или d', причем, в частности алфавитный, порядок технологических этапов не определяет их временную последовательность.
Другим объектом данного изобретения является технологическая линия для нанесения покрытия на плоский металлопрокат, причем технологическая линия включает, по меньшей мере, установку фильтрационного нанесения структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия с трехмерным формообразованием на плоский металлопрокат, причем установка фильтрационного нанесения обеспечивает возможность осуществления способа изготовления полуфабриката с трехмерной структурой поверхности согласно одному из вышеописанных вариантов осуществления изобретения.
В отличие от существующего уровня техники преимуществом такой технологической линии является возможность изготовления полуфабрикатов с воспроизводимой трехмерной структурой на поверхности плоского металлопроката. Кроме этого по сравнению с существующим уровнем техники многообразие дизайнерского решения трехмерной структуры поверхности ничем не ограничено.
Следующим объектом данного изобретения является полуфабрикат, причем полуфабрикатом является плоский металлопрокат с нанесенным описанным выше способом нанесения покрытия на полосу металлопроката структурным грунтом и/или лакокрасочным покрытием.
По сравнению с существующим уровнем техники такой полуфабрикат отличается трехмерной структурой поверхности, воспроизводимой на металлопрокате с более широким многообразием по удельной глубине структуры, длине волны и форматному соотношению, чем в существующем уровне техники.
Другие частные варианты, признаки и преимущества изобретения отображены в чертежах и в нижеследующем описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения на основе чертежей. При этом на чертежах варианты осуществления изобретения показаны только в качестве примеров, не ограничивающих свободу изобретательской мысли.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - способ нанесения покрытия на полосу металлопроката по первому варианту осуществления данного изобретения
Фиг. 2 - схема технологической линии для нанесения покрытия на полосу металлопроката способом по второму варианту осуществления данного изобретения
Варианты осуществления изобретения
На фигурах идентичные детали всегда обозначены одинаковыми условными обозначениями и поэтому названы или указаны соответственно только один раз.
На Фигуре 1 схематически показан способ нанесения покрытия на полосу металлопроката по первому варианту примера осуществления данного изобретения. Предпочтительно способом 10 покрытие, предпочтительно органическое, наносят на полосу металлопроката 1 для повышения за счет нанесенного покрытия качества и внешнего вида металлопроката 1. При этом целью применения способа 10 нанесения покрытия на полосу металлопроката является изготовление полуфабриката, который на следующем за способом 10 нанесения покрытия на полосу металлопроката технологическим этапе перерабатывают методом нарезки и/или деформации в рабочие детали. Эти рабочие детали, например, в виде профнастила или профлиста используют в фасадном строительстве или при изготовлении гаражных ворот. Готовый полуфабрикат используют также при изготовлении корпусов бытовых приборов. Предпочтительно органическое покрытие служит при этом также для антикоррозийной защиты и в качестве вспомогательного средства, облегчающего переработку. Кроме этого нанесенное покрытие служит для создания необходимого визуального и/или осязательного восприятия готового полуфабриката. Для этого у готового полуфабриката выполнена трехмерная фактура поверхности или ее рельеф, предпочтительно способом 10 нанесения покрытия на полосу металлопроката. При этом фактура трехмерной структуры поверхности целенаправленно, контролируемо и, в частности, индивидуально приводит такие свойства готового полуфабриката, как, например, адгезионная способность, в соответствие со сферой применения изготовленных из готового полуфабриката рабочих деталей.
Из существующего уровня техники структурирования поверхности известен самоорганизующийся структурный грунт для структурирования поверхности, наносимый на плоский металлопрокат 1 с нанесением затем на него лакокрасочного покрытия. При этом самоорганизация зависит от множества, часто очень сложно контролируемых факторов таким образом, что на практике не обеспечивает возможность воспроизводимого структурирования поверхности, а материал можно использовать только партиями. Кроме этого известные из существующего уровня техники способы 10 нанесения покрытия на полосу металлопроката ограничены по многообразию формообразования, например в длине волны, форматном соотношении или глубине изготавливаемой структуры поверхности. Готовый полуфабрикат включает в этом случае, например, выполненный в виде плоского металлопроката 1 стальной субстрат, нанесенного поверх него цинкового слоя, на который опционно наносят вещество, повышающее силу сцепления. На вещество, повышающее силу сцепления. Затем наносят структурный грунт и\или лакокрасочное покрытие, которые запечатывают, по меньшей мере, одним покрывным слоем. Задачей данного изобретения является создание способа, улучшающего воспроизводимость структуры поверхности и обеспечивающего по сравнению с существующим уровнем техники возможность увеличения многообразия дизайнерских решений для необходимого формообразования структуры поверхности.
Для улучшения существующего уровня техники структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие 2 наносят фильтрационным способом на плоский металлопрокат 1, выполненный, в частности, в виде полосы. При этом на технологическом этапе b фильтрационный способ нанесения используют для трехмерного формообразования структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 после подготовки плоского металлопроката. Предпочтительно в фильтрационном способе используемый в качестве структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 жидкий грунт или лакокрасочный материал продавливают через трафаретный валик 4 с отверстиями. Удельная глубина нанесенного фильтрационным способом структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 составляет при этом предпочтительно более 1 μm, предпочтительно от 5 до 15 μm (высохшая структура). В частности, жидкий грунт или лакокрасочный материал хранят, например, в резервуаре 7 и подают на трафаретный валик 4 через питающий трубопровод 15. Трафаретный валик ротирует со скоростью вращения, причем скорость вращения соответствует скорости линейного движения плоского металлопроката. Трафаретный валик может ротировать по часовой стрелке и против часовой стрелки. Опционально с противоположной стороны трафаретного валика 4 установлен прижимной валик 16, причем плоский металлопрокат пропускают между ним и трафаретным валиком 4. Если необходимо нанесение структурного гранта и/или лакокрасочного покрытия 2 на обе стороны плоского металлопроката 1, прижимной валик 16 заменяют дополнительным трафаретным валиком. Главным образом форма отверстий в трафаретном валике 4 задает фактуру нанесения структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 и, тем самым, трехмерную структуру поверхности. Отверстия в трафаретном валике 4 выполнены, в частности, по типу шаблона, определяющего формообразование структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2. Кроме этого давление нагнетания, т.е. давление продавливания жидкого грунта или лакокрасочного материала через трафаретный валик 4, скорость (вращения) и/или зазор между трафаретным валиком 4 и плоским металлопрокатом 1 обеспечивают возможность, по меньшей мере, частичного управления трехмерным формообразованием структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2. Кроме этого структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие 2 наносят послойно, причем каждый слой наносят фильтрационным способом. При таком послойном нанесении трафаретный валик 4 меняют после нанесения каждого отдельного слоя, чтобы получить определенную трехмерную фактуру структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2. Кроме этого трехмерное формообразование структурного лака и/или лакокрасочного покрытия 2 предпочтительно зависит также от свойства материала грунта или лакокрасочного материала. Например, трехмерное формообразование структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 зависит от вязкости, специфического поверхностного химического состава и/или зернистости грунта или лакокрасочного материала, которые выбирают в зависимости от необходимой фактуры структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2. Также на технологическом этапе с нанесенный фильтрационным способом структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие с полученной трехмерной фактурой затвердевает и, тем самым, получает закалку при обжиге в печи 8. Для дополнительного повышения качества плоский металлопрокат 1 затем охлаждают. Кроме этого на технологическом этапе d для дальнейшего повышения качества структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 и металлопроката 1 на структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие 2 наносят предпочтительно органический покрывной слой. При этом покрывной слой на структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие 2 наносят методом Койл-Котинг.
На Фигуре 2 показана схема технологической линии, обеспечивающей возможность осуществления способа 10 нанесения покрытия на ленту металлопроката по второму варианту примера осуществления данного изобретения. При этом предпочтительно полосу металлопроката 1 сматывают с рулона 21, чтобы подготовить ее к нанесению покрытия по способу 10. Плоский металлопрокат 1 является предпочтительно полосным и изготовлен, в частности, из алюминия или стали с толщиной от 0,2 до 3 мм. Кроме этого полосный металлопрокат 1 при нанесении покрытия способом 10 непрерывно пропускают в направлении подачи А. При этом на подготовительном этапе в технологической линии плоский металлопрокат 1 очищают и/или оцинковывают перед нанесением фильтрационным способом структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2. Для этого плоский металлопрокат 1 на подготовительном этапе подают сначала на одно или несколько устройств 12 для очистки и/или цинкования. В технологической линии установлены также аккумуляторы 11, промежуточно запитывающие плоский металлопрокат 1 для обеспечения возможности непрерывного нанесения покрытия. Полосовой металлопрокат 1 подают для нанесения структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 таким образом, что часть плоского металлопроката 1 постоянно находится в устройстве 13 для непрерывного процесса фильтрационного нанесения покрытия. Кроме этого плоский металлопрокат с нанесенным структурным грунтом и/или лакокрасочным покрытием 2 в технологической линии предпочтительно поступает в печь 8 для затвердевания структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2, а затем поступает обратно на заключительное охлаждение. Технологическая линия 14 включает также установку 17 для нанесения в качестве покрывного слоя лакокрасочного материала или покрытия (Койл-Котинг) на структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие 2. После процесса Койл-Котинг полосовой металлопрокат 1 пропускают через дополнительную печь 18 для сушки органического покрытия перед непрерывной подачей полосового металлопроката 1 в кашировочную установку 19 для ламинирования поверхности улучшенного качества пленкой, предпочтительно защитной пленкой. Опционально (не показано) плоский металлопрокат 1 подают в установку охлаждения. Готовый полуфабрикат с трехмерной фактурой поверхности после осуществления способа 10 нанесения покрытия сматывают, в частности, в другой рулон 22 для складирования и подготовки к последующей переработке. Кроме этого возможно двустороннее нанесение на плоский металлопрокат 1 структурного грунта и/или лакокрасочного покрытия 2 способом 10 нанесения покрытия.
Кроме этого для повышения воспроизводимости полученной трехмерной фактуры поверхности параметры, влияющие на способ 10 нанесения покрытия, например, температуру сушки, скорость подачи металлопроката, вязкость грунта или лакокрасочного материала или толщину субстрата сохраняют главным образом длительное время.
Перечень условных обозначений
1 плоский металлопрокат
2 структурный грунт и/или лакокрасочное покрытие
4 трафаретный валик
7 резервуар
8 печь
10 способ нанесения покрытия на полосу металлопроката
11 аккумулятор
12 установка очистки и/или цинкования
13 установка фильтрационного нанесения покрытия
14 технологическая линия
15 питающий трубопровод
16 прижимной валик
17 установка Койл-Котинг
19 кашировочная установка
21 рулон
22 другой рулон
А направление подачи.