新开发的EMB电磁涂刷技术能够在扁带材表面敷上并在5-120μm间调整的非常均匀的涂层。采用传统涂层技术时,无法进行厚度控制,粉末材料在带材基底上的使用受到约束。采用新技术,打破了这种约束并且能使粉末涂层越来越广地代替基于溶剂涂层的老办法。这将对创造更简朴、更洁净和更绿色的地球做出贡献,因为这种技术会减少所需的溶剂和相关费用。
1、无溶剂涂敷技术再上新台阶
自2004年以来,荷兰EMB技术公司一直从事开发带材粉末涂层技术,最近新开发了EMB电磁涂刷技术,从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。EMB电磁涂刷技术是能给板材和带材等敷上涂层的特殊机器。这种机器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。
这项技术的特点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。不浪费基底(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底材料,而且没有过喷的弊端。与传统方法相比,EMB技术是非常洁净的工艺。在几分钟内即可完成改涂另一种材料、另一种基底宽度或另一种颜色。与现有涂层工艺相比具有巨大的优势。其次,EMB机器轨迹小,因此非常适合并入现有的涂层作业线。EMB机器对挠性和刚性基底都可在10-1650mm宽的材料上涂敷。此工艺的另一优势是可以作材料侧面涂层。该工艺还可以用于预涂层钢板和铝板的生产。
2、EMB技术
此技术的原理基本上与激光印刷所采用的技术相同。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,附着在基底上。基底上干墨粉的固化将在基底产生印刷图像。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。但基底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,这是他们在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,能利用基底中的电磁场使基底上粉末附着非常精确。
3、用粉末作带卷涂层
直到现在,由于两个原因,使得带卷涂层行业在扁平材基底上使用粉末涂料受到非常大的限制。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。第二个原因是传统技术很难使粉末涂敷达到均匀、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底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5-120μm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。这样就无需蒸发设备及相关措施等方面的投资和维护,从而节省费用和人力。
4、现行状况
目前,EMB技术尚无法与流行的大容量带卷涂层作业线竞争。EMB涂层机的技术容量更适合于那些生产订货尺寸可多变和附加值高的小型产品的生产厂家。EMB技术完全符合这部分市场的需求,因为它能使涂层厚度可靠、可控制和极快的转换到不同的涂层工作。可变的带钢/基底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,但估计20-40m/min之间的速度更为现实和实用。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的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基底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技术具有下列优点:
◆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;
◆由于在同一机器上可变更带材宽度,故有很大的灵活性;
◆整个涂层作业线长度12m;
◆有可能装移动式带材涂层作业线。
EMB装置可以被放置在表面积为2平方米的地方,并且很容易并入现有的作业线上。因此,通过相关的简单方法就可以实现试运行生产。该项技术有很大的潜力,将在涂漆业做出新突破。
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5-10cm之间,特别是配用NIR养护技术时,其操作非常紧凑,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,例如,配置在主体建筑项目的施工现场或在钢材物流中心。
5、展望
在过去的7年里,EMB技术在生产中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。用此设备可证明EMB技术及其推广前景。EMB装置是综合无缠绕和再缠绕装置及在线NIR养护装置于一体可用于铝带材的粉末涂层。
依靠最新开发成果,EMB技术已经找到有意参与第一条商业EMB涂层作业线项目的一些合作伙伴,并且将某些改进技术用于生产他们的产品。