同基面多色切分彩涂金属板、同基面多色切分涂装方法及涂装系统

摘要

本发明提供一种同基面多色切分彩涂金属板、同基面多色切分涂装方法及涂装系统，属于金属板彩涂技术领域。本发明的同基面多色切分彩涂金属板具有良好的质感，表面无涂层梯度，厚度差≤3μm，接缝笔直无缝隙；本发明工艺使用了多色切分涂装方法，使得工艺步骤变得简单易操作。通过对涂装系统进行改造，对同一涂装辊分度调整直径，并安置专用刮刀形成切分涂装系统在同一流水线上分步安置，利于工艺的执行。

说明书

技术领域：

本发明属于金属板彩涂技术领域，具体涉及在传统涂装工艺基础上，以金属板为基材，对涂装系统进行的改造，并调整的工艺流程，以及由此产生的彩涂金属板产品。 

背景技术：

在金属同一基材表面进行多种颜色切分彩涂一直是困扰涂装业的一大难题，许多工程及产品和工艺造型表面装饰（如室内外不同颜色的环保保温窗帘和卷闸门等）需使用同面多色切分彩涂板。但限于目前的技术水平，只能通过以下两种方式实现： 

（1）将不同颜色的彩涂板经刀具切割后拼缝组装。这种做法不但影响了整体装饰效果，而且施工复杂，浪费较大。 

（2）在同一基材表面先涂装一种颜色的涂层后，在该涂层表面的局部区域再涂装上另外一种颜色的涂层。这种做法浪费涂料，而且在不同颜色之间由于涂层总厚度差异较大（≥10um），接缝处手触有梯度感，涂装后板材收卷呈塔形状，以彩涂金属板为原料的下游生产企业无法再加工；同时，也因此无法连续收卷，难于形成工业化连续生产；且接缝易扭曲，难以保证为直线，很不美观，极大影响了装饰效果。 

发明内容：

因此，为解决金属板材同一基面多颜色切分彩涂的问题，本发明特提供一种同基面多色切分彩涂金属板、同基面多色切分涂装方法及涂装系统。本发明的同基面多色切分彩涂金属板具有良好的质感，表面无涂层梯度，可保证涂装后连续收卷，且接缝笔直无缝隙；应用本发明工艺可以实现无缝多色切分涂装；同时通过本涂装系统可以实现工业化连续辊涂且接缝无滴挂。 

本发明目的之一是提供一种同基面多色切分彩涂金属板。为实现这一目的，本发明采取的技术方案是：在金属基材的同一侧板面上，附着有多种颜色的色带涂层，各色带涂层之间的涂层厚度差≤3μm，且各色带涂层彼此之间的接缝笔直无缝隙。 

各色带涂层是通过同床切分涂装而成。 

进一步地，在所述金属基材与色带涂层之间，还可附着底涂层。 

进一步地，在所述色带涂层之上，还可附着罩光（或其他功能）面涂层。 

本发明另一目的是提供一种生产彩涂金属板的同基面多色切分涂装方法，顺序包括放料、清洗、预处理、涂覆、成品收料的步骤，所述涂覆（形成色带涂层）的步骤包括切分一涂、切涂一烤、切涂一冷、切分二涂、切涂二烤、切涂二冷…切分N涂、切涂N烤、切涂N冷的步骤。 

上述多色切分涂装方法中，所述切分一涂、切涂一烤、切涂一冷、切分二涂、切 涂二烤、切涂二冷、切分N涂、切涂N烤、切涂N冷依次进行，且各阶段分别使用不同颜色的涂料形成多色带涂层，各色带涂层之间的厚度差≤3μm，各色带涂层之间的接缝笔直，无缝隙。 

如果产品总涂层厚度要求超过单一涂层厚度要求，上述涂覆步骤还可包括在多色切分涂装之前进行的底涂、底涂烘烤、底涂冷却步骤以形成底涂层。 

如果产品总涂层厚度要求超过单一涂层厚度要求，或另有其它要求，上述涂覆步骤还可进一步包括在多色切分涂装之后进行的罩光（或其它功能）面涂、面涂烘烤、面涂冷却步骤以形成面涂层。 

上述多色切分涂装中，使用涂装系统完成，切分一涂、切分二涂……切分N涂的工艺参数是速比1-60m/min、粘度10″-150″，干膜厚度1-50μm；切涂一烤、切涂二烤……切分N烤的工艺参数是35℃-420℃；切涂一冷、切涂二冷……切涂N冷的工艺参数是20℃-85℃。 

本发明还一目的是提供一种同基面多色切分涂装系统，为实现这一目的，本发明采取的技术方案是：包括至少两个配套使用的涂装辊，每一涂装辊分段变换直径，直径大的段作为涂装面，直径小的段作为非涂装面，涂装辊各段直径大小和长度视情况而定。配套的两个涂装辊尺寸对应且互为阴阳文。每一涂装辊还各自配置一副刮刀，同一涂装辊的涂装面（凸面）与非涂装面（凹面）接缝的侧立面以及非涂装面（凹面）同上述刮刀的刀口接触。 

本发明所带来的有益效果是：本发明所生产的多色切分彩涂金属板，是在传统涂装工艺基础上，通过对涂装系统进行改造，并调整工艺流程而得到，可以用于单板（如彩钢单板、铝幕墙单板、家装天花单板、工程天花单板、电器、车船、广告、门窗、卫厨家具及其它形式用途单板等）立体效果装饰，还可以与其他材料复合，如用于彩钢复合板、铝塑复合板、铝锌复合板、铝钢复合板、铝木复合板、聚氨酯发泡复合板（条扣成型窗帘料）、蜂窝板和其它复合板的生产和装饰。本发明金属板各彩色涂层之间厚度差≤3μm，且接缝笔直，无缝隙。具有良好的质感，且表面涂层均匀无剥落，美观装饰效果好。本发明通过对传统工艺的调整，使得工艺步骤变得简单易操作。通过对涂装系统进行改造，对同一涂装辊分度调整直径，并安置专用刮刀形成切分涂装系统在同一流水线上分步安置，利于工艺的执行。 

附图说明：

图1A为本发明彩涂金属板一纵剖结构示意图，其中只有底涂层和色带涂层，没有面涂层； 

图1B为本发明彩涂金属板二纵剖结构示意图，其中只有色带涂层，没有底涂层和 面涂层； 

图1C为本发明彩涂金属板三纵剖结构示意图，有底涂层、色带涂层和面涂层； 

图2为本发明三色彩涂金属板的局部平面俯视图； 

图3A为本发明两色一切彩涂金属板的色带涂层纵剖面图； 

图3B为本发明两色多切彩涂金属板的色带涂层纵剖面图； 

图3C为本发明三色两切彩涂金属板的色带涂层纵剖面图； 

图4为本发明同一基面多色同床切分涂装方法工艺的流程图； 

图5为完成两色一切或两色多切涂装过程中所用的切分涂装系统的涂装辊示意图； 

图6为切分涂装系统中涂装辊和刮刀的配合示意图； 

图7为完成三色两切涂装过程中使用的切分涂装系统的涂装辊示意图。 

具体实施方式：

下面结合附图和实施例具体说明本发明的实施方式。 

本发明目的之一在于提供一种在同一基材表面具有多种平行切分颜色的彩涂金属板。这种彩涂金属板，是在金属基材的同一侧基面上，附着有至少2～3种平行切分颜色的色带涂层，各色带涂层之间的涂层厚度差≤3μm，且各色带涂层之间的接缝笔直，无缝隙。 

如图1A～1C所示是本发明彩涂金属板的实施例图。图1A是一种双色切分彩涂金属板一个彩涂单元的纵剖结构示意图，图中展示，在金属基材20（钢板、铝板等）的涂覆面上，先附着有一层底涂层30，在底涂层30的上表面，再附着有两种颜色的色带涂层40、50，这两种颜色的色带涂层40、50为平行的同床切分色带涂层，两色带涂层的厚度差≤3μm，且两色带涂层之间的接缝笔直无缝隙。若干以上结构的彩涂单元排列形成双色切分彩涂金属板产品。 

图1B是另一种双色切分彩涂金属板一个彩涂单元的纵剖结构示意图，图中展示，在金属基材20（钢板、铝板等）的涂覆面上，直接附着有两种颜色的色带涂层40、50，这两种颜色的色带涂层40、50为平行的同床切分色带涂层，两色带涂层的厚度差≤3μm，且两色带涂层之间的接缝笔直无缝隙。若干以上结构的彩涂单元排列形成双色切分彩涂金属板产品。 

图1C是再一种双色切分彩涂金属板一个彩涂单元的纵剖结构示意图，图中展示，在金属基材20（钢板、铝板等）的涂覆面上，先附着有一层底涂层30，在底涂层30的上表面，再附着有两种颜色的色带涂层40、50，这两种颜色的色带涂层40、50为平行的同床切分色带涂层，两色带涂层的厚度差≤3μm，且两色带涂层之间的接缝笔 直无缝隙，在两色带涂层40、50的上表面再附着一层面涂层70。若干以上结构的彩涂单元排列形成双色切分彩涂金属板产品。 

由此可见，在金属基材20的表面先涂一层底涂层30，只是一个较佳的实施例而已，不是必须的，底涂层30的作用仅在增加涂层厚度，如果色带涂层厚度已达到产品涂层厚度要求，也可以不设底涂层30。同理，在各色带涂层上，还可以再附着一层覆盖多色带涂层的面涂层用于保护色带涂层，参见图1C，面涂层70涂覆于各色带涂层40和50整体表面。底涂层、色带涂层、面涂层选用的漆料能够相互配涂即可。 

图2是另一种三色切分彩涂金属板一个彩涂单元的平面俯视图，图中展示，在金属基材20的上表面，附着有三种颜色的色带涂层40、50、60，各颜色的色带涂层为并列的同床切分色带，各色带涂层之间的厚度差≤3μm，且各色带涂层之间的接缝笔直无缝隙。若干以上结构的彩涂单元排列形成三色切分彩涂金属板产品。 

根据以上各实施例表明，在金属基材20的同一侧基面，可以同床切分涂装多种颜色的色带涂层，具体颜色类数、不同颜色的色带的宽度可根据需求调整。其共同的特点是各色带涂层之间的厚度差≤3μm，各色带涂层之间的接缝笔直无缝隙。常见的有两色一切（参见图3A）、两色多切（参见图3B）和三色两切（参见图3C）等形式所形成的多色切分彩涂金属板产品。 

为制造出上述的同基面多色切分彩涂金属板，本发明的另一目的在于提供一种同基面多色切分涂装方法，该方法是在传统彩涂涂装工艺（其步骤顺序为：放料、清洗、预处理、涂覆、成品收料）上改进形成，其中在涂覆步骤中，除了传统的可选的首步底涂和末步罩光（或其他功能）面涂之外，将介于底涂和罩光面涂之间的传统涂装方法改为了多色同床切分涂装方法。 

本发明同基面多色切分涂装方法的工艺流程参见图4所示，顺序包括：放料1、清洗2、预处理3、底涂4、底涂烘烤5、底涂冷却6、切分一涂7、切涂一烤8、切涂一冷9、切分二涂10、切涂二烤11、切涂二冷12、…切分N涂13、切涂N烤14、切涂N冷15、罩光面涂16、面涂烘烤17、面涂冷却18、成品收料19的工序。 

以上工艺流程，可以在辊涂连续生产线上使用，也可以在其它类似生产线上使用。 

上述工艺流程中，放料1，就是将金属基材20（金属卷材原材料）利用设备转动放出，在运送平台上呈现板材形式运送前行。 

清洗2，就是在板材运动过程中，用专用清洗剂清洗板材表面的污垢。 

预处理3，就是在板材表面制造转化膜以保证涂层附着力。这是一种金属板材常规表面预处理工艺，即在基材表面形成的一层致密的氧化膜。 

底涂4、底涂烘烤5、底涂冷却6，就是指在基材表面辊涂底漆并通过烘烤和冷却 使底漆附着在板材表面形成底涂层。在生产不设底涂层的产品时，底涂4、底涂烘烤5、底涂冷却6步骤可以省略。 

罩光面涂16，是指在已形成的多色切分色带涂层整体表面，再加涂一层罩面漆，并通过面涂烘烤17、面涂冷却18使罩面漆附着于色带涂层上形成罩光面涂层。在生产不设罩光面涂层的产品时，罩光面涂16、面涂烘烤17、面涂冷却18的步骤可以省略。 

成品收料19，是指将涂装好的铝带收卷为彩涂铝卷。 

以上步骤均为传统彩涂涂装工艺的常规操作。 

本发明同基面多色切分涂装方法特有的工艺步骤是：切分一涂7、切涂一烤8、切涂一冷9、切分二涂10、切涂二烤11、切涂二冷12、…切分N涂13、切涂N烤14、切涂N冷15。 

切分一涂7，是指利用专用涂装系统的涂装辊，在基材的同一侧表面某一预设宽度区域内先涂装第一种颜色的漆料（涂装时需用刮刀清理区域边缘多余的漆料），再经过切涂一烤8、切涂一冷9使第一种颜色漆料附着在基材表面的第一色带涂层区域。 

切分二涂10，是指在切分一涂的涂层固化冷却后，在基材的同一侧表面的另一紧邻的预设宽度内再涂装第二种颜色的漆料（涂装时需用刮刀清理区域边缘多余的漆料），再进过切涂二烤11、切涂二冷12使第二种颜色漆料附着在基材表面的第二色带涂层区域，切分一涂的漆料与切分二涂的漆料接缝笔直且无缝隙，两种颜色的涂层厚度差≤3μm。 

切涂一烤8、切涂一冷9，切涂二烤11、切涂二冷12，分别指在将油漆烘烤固化成膜后，利用风冷至设置温度的过程。烘烤、风冷本身均是传统彩涂涂装工艺中的常规操作，本发明特点是在后一次切涂之前，需要对前一次切涂实施烘烤与风冷。 

上述仅是例举了两次切分涂装的过程，对于不同颜色数量的色带涂层，切分涂装的次数对应有几次，因此就有切分N涂13、切涂N烤14、切涂N冷15的步骤。例如，对于两色一切色带，只需进行两次切分涂装即可；对于三色两切色带，只需进行三次切分涂装即可；但对于两色多切色带，则仅需进行两次切分涂装即可，即有几种颜色的色带涂层就要进行几次切分涂装，每多一种颜色，切分涂装的流程就多一次。但是一般来讲，受工艺成本的限制，以及已涂装的颜色漆料不能过多次烘烤，一般只做到两次或三次切分涂装（三色两切或两色多切），如选用特殊耐高温漆料，可做更多颜色的多切涂装和烘烤。具体要求需进行产前实验室工艺模拟并检测。 

上述各步骤中涉及的具体工艺参数，可以按下表设定的范围选取： 

在上述工艺流程中，切分涂装过程（例如切分一涂7和切分二涂10，以及切分N涂）需要使用专门的切分涂装系统（简称切涂系统），因此，本发明还进一步提供一种适应同基面多色同床切分涂装工艺的切分涂装系统。 

该切分涂装系统包括多个配套的涂装辊（如211和221）以及与每一涂装辊对应的刮刀（如212或222），参见图6所示；当然还有安装涂装辊和刮刀的支架、驱动涂装辊运动和切换位置的电机。安装涂装辊和刮刀的支架是一个独立的具有一定行程的可移动和调制的推进系统，该推进系统可选用气动、油压和螺杆等方式，需加装手动微调和顶紧自锁装置以精确调整涂装辊和刮刀的位置，以确保刮切面与刀口的最佳切刮间隙并保证持续稳定。这部分内容可借鉴常用的控制芯片完成，不作为本发明内容。 

本发明切分涂装系统的技术关键在于涂装辊和刮刀的结构配置上。对应于切分涂装次数的不同，就需要准备几套涂装辊和刮刀，在不同次数的切涂步骤中采用相应的涂装辊和刮刀。如图5所示，以两色多切为例，切涂系统一21与切涂系统二22配套切换使用，分别安置于切分一涂7和切分二涂10的工艺步骤中。其中切涂系统一21中的涂装辊211有两种间隔变化的直径，切涂系统二22中的涂装辊221也有两种间隔变化的直径，直径较大的段为涂装面，直径较小的段为非涂装面，并且，涂装辊211与涂装辊221的直径变化以及轴向宽度的尺寸变化互为阴阳文。即：涂装辊211的涂装面2111与涂装辊221的非涂装面2212的宽度一致；同理，涂装辊211的非涂装面 2112与涂装辊221的涂装面2211的宽度一致。 

另一方面，刮刀的形状和尺寸也与涂装辊相对应：如在切涂系统一21中，涂装辊211有外凸的涂装面2111和内凹的非涂装面2112，刮刀一212朝向涂装辊的一侧也设为与涂装辊呈凹凸对位的端沿，其中刮刀一212的刀口设置在涂装辊211的涂装面2111与非涂装面2112凹凸接缝的侧面以及非涂装面2112的凹面。同理，切涂系统二22中，刮刀二222的刀口也设置在涂装辊221的涂装面2211与非涂装面2212凹凸接缝的侧面以及非涂装面2212的凹面。 

切涂系统工作时，参见图6所示，先安装切涂系统一21，用涂装辊211外凸的涂装面2111（可为多段）向板材表面一部分区域涂装第一种颜色的漆料，涂装面2111与非涂装面2112的接缝侧面和非涂装面的凹面均与刮刀212的刀口2121接触，刮掉接缝处多余的涂料，并保证色带边线笔直无润染、无滴挂；然后再替换安装切涂系统二22，用涂装辊221外凸的涂装面2211（同样可为多段）向板材表面剩余区域涂装第二种颜色的漆料，涂装面2211和非涂装面2212的接缝的侧面和非涂装面的凹面与刮刀222的刀口2221接触，以刮掉接缝处多余的涂料，保证色带边线笔直无润染、无滴挂。 

上述仅是介绍了两色切涂涂装系统结构，对应于几次切涂，就有几套切分涂装系统，如图4中的切涂系统N。下面再介绍一下三色切涂涂装系统的结构。 

因为是三色切涂，所以需要准备三套切分涂装系统，即有三种涂装辊。如图7所示，与上述切分涂装系统的设计思路相似，切分涂装系统一31中的涂装辊311，其上有凸出的涂装面3111和内凹的非涂装面3112，对应的刮刀312与涂装辊311对位匹配；切分涂装系统二32中的涂装辊321，其上有凸出的涂装面3211和内凹非涂装面3212，对应的刮刀322与涂装辊321对位匹配；切分涂装系统三33中的涂装辊331，其上有凸出涂装面3311和内凹非涂装面3312，对应的刮刀332与涂装辊331对位匹配。三个辊311、321和331顺序使用，相邻的两个直径变化以及轴向宽度的尺寸互为阴阳文，三者的涂装面用于顺序滚涂三种颜色。工作时，刮刀312、322、332分别安装在涂装辊311、321、331的侧面，用于刮掉各自辊的涂装面和非涂装面接缝处的多余涂料。当金属板在滚涂生产线上依次经三套切分涂装系统滚涂后，就形成三色两切彩涂板。 

本发明通过对涂装辊分段调整直径，并安置专用刮刀形成专门的切分涂装系统，在同一流水生产线上分步安装，生产出同一基材表面多色切分涂装的彩涂金属板。 

具体实施中，可根据需求相应配套调整涂装辊的涂装面、非涂装面和刮刀的宽度尺寸，以及油漆的颜色。 

下面是具体的一个施工实施例： 

以生产双色单切彩涂铝板（铝材厚度为0.48mm）为例，采取以下工艺参数进行生产： 

上述两次切涂使用两套切分涂装系统，涂装辊的涂装面和非涂装面的宽度均为490mm。下面是采用本发明工艺生产的彩涂金属板与传统彩涂金属板的检测结果对比，检测参照YS/T431-2009《铝及铝合金彩色涂层板、带材》进行： 

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