创新型带卷粉末涂层技术
钢构之窗 2016-11-05 08:20:42

  荷兰EMB技术公司一直从事开发带材粉末涂层技术,最近新开发EMB电磁涂刷技术在根本上克服了喷枪涂敷技术的局限性和缺点,如喷嘴堵塞和过喷等。该电磁涂刷技术是一种能给板材和带材等敷上涂层的特殊装置。该技术几乎能使任何材质的扁平材都以相当高的速度和极好的厚度控制敷上均匀的粉末涂层。各种材料,如铝、钢、玻璃、陶瓷、木材、纸和各种塑料都可以使用这种粉末涂层技术。

这项技术的优势是在许多场合都非常有效。例如,所用涂敷方法是无接触操作,因而可消除涂层表面受损风险。真正做到不浪费基板(带材)和粉末,因为涂敷过程的开始和结束只需废掉几厘米长的基板材料,而且没有过喷的弊端。与传统(粉末)应用方法相比EMB技术是非常洁净的工艺。改涂另一种材料,另一种基板宽度和/或另一种涂料颜色在几分钟内即可完成,与现有涂层工艺比较,这是巨大的优势。其次,EMB设备轨迹小,使它非常适合并入现有的涂层作业线。EMB设备可在10-1650mm宽的材料上涂敷实现涂层。此工艺的另一优势是也可以作材料侧面(边侧)涂层。对于生产预涂层钢板和铝板的生产这又是一个优势。

1 EMB电磁涂刷技术

此技术的原理基本上与激光印刷所用技术相同。在激光印刷中是将调色剂(干墨粉)粉粒与载粉体粉粒混合在一起。载粉体是一种特殊的涂层铁素体(磁性的)粉粒,具有特定的摩擦性质,可承载干墨粉粒。然后使载有干墨粉的载粉体通过磁铁和辊子传送到受涂基底。干墨粉通过电磁场从载粉体释放出来附着在基板上。基板上干墨粉的固化将在基板产生印刷图像。卸载的载粉体返回系统,准备再次与干墨粉粒混合和承载。

干墨粉和粉末涂层粉粒之间的基本差异是材料性质和混合动力敏感度上的差别。因此,EMB工艺本身在机器构型和载粉体性能及混合方法上会有所不同。但基板上粉粒附着精度却大致相同。因此可以像预定精度那样准确控制粉粒的附着。在激光印刷装置上干墨粉和载粉体粉粒的结合称为显像系,而在EMB系统干墨粉和载粉体粉粒的结合称为传输系,以便表明工艺性能和状态上的主要差别。

总之,承载的磁性载粉体粉粒会在磁场影响下像刷子那样运作。电磁场会使粉粒从载粉体中释放出来。因此,该工艺称为EMB(电磁涂刷)工艺,能利用基板中的电磁场使基板上粉末附着非常精确。

2用粉末作带卷涂层

直到现在,带卷涂层行业在扁平材基板上使用粉末涂料主要由于两个原因受到非常大的限制,首先是因为粉末一般需要长时间的固化。但引入NIR(近红外线)养护后,几秒钟内就使粉末固化,因此这个问题已经解决。第二个原因是采用传统技术中,粉末涂敷很难达到均匀、准确和牢靠。采用EMB技术使这些约束自行消失。

EMB技术的上述功效为粉末涂层的推广开辟了新的途径。而传统技术,厚度控制准确性的局限性一直是扁平材基板使用粉末的重要制约因素,现在用EMB技术能够敷涂非常均匀的涂层,层厚可在约5至120μm(微米)之间调整。

因为粉末涂层是100%固态,不需要将水和溶剂蒸发掉。这样就可无需蒸发设备及相关措施,如蒸发器,泵和防火和能耗检测等方面投资及进行维护,从而节省费用和人力。

3现行状况

目前,EMB技术尚不能与流行的大容量带卷涂层作业线相竞争。EMB涂层机的技术容量更适合于那些生产订货尺寸多变和附加值高的产品的生产厂家。EMB技术完全符合这部分市场,因为它能使层厚度可靠、可控制和极快的转换到不同的涂层工作。可变的带钢/基板宽度和小的轨迹使此工艺对小的订货尺寸和专业产品非常适用。尽管将来可能有极高的速度,但在这方面,估计20-40m/min之间的速度更为现实。对于小的订货批量这是一个极合适的速度范围。对于这部分市场,高作业线速度与短时间转换相比并不那么重要。

紧靠标准带卷涂层作业线采用EMB作业线能够改进设备总体功效。通常限制标准作业线生产能力的小订货可以通过EMB作业线进行加工。这会使主作业线产量提高。

EMB涂层机可以按10-1650mm基板宽度根据定货清单专门供货,这样可包含大部分产品规格。设备可以设计成既能用于挠性材料又可用于刚性材料。

总之,EMB技术具备如下优势:无过度喷涂,即无喷涂粉末损失;无接触涂层,即无磨损和无涂层缺陷;无溶剂,即没有环境费用;均匀的和可控制的层厚度,为粉末涂层创造新的机会;短时间养护下降到少于10s,用NIR技术就可以达到;可变更带材宽度,故有很大的灵活性;整个涂层作业线长度12m;有可能装用移动式带材涂层作业线。

EMB装置占地面积小,且很容易并入现有的作业线上。因此,通过简单的方法就可以实现试运行生产。

EMB技术在满足带卷涂层需求方面还有其他巨大潜力。EMB粉末涂层作业的启动和停止长度基本上是在5-10厘米之间,特别是配用NIR养护技术时,会成为非常紧凑的操作,启动时间仅约3s。紧凑而灵活的带卷涂层作业线可以建在生产现场。调用两个20英尺容器放置12m长的紧凑设备是可行的。

4结语

在过去的7年里,EMB技术在生产环境下已经成功地得到了证实并以操作经验为基础得到了进一步的发展。2011年2月,在Eerbeek(荷兰)进行了可行性研究,EMB技术创建了30cm宽的EMB粉末涂层作业线。

王晶
TAGS标签涂层   技术
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