CN102449428A - 涂料样品特征的测量方法和仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种测量涂料样品的体积固体的仪器，该仪器包括：传感器装置，设置成发射信号和检测从基底上的涂料样品的表面反射的信号，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。

Description

涂料样品特征的测量方法和仪器
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(flatteningagent)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。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中，散布装置适于散布湿的涂料样品到宽度为1毫米和30毫米之间。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，包括干燥装置，其在湿涂料样品表面位置的测量后，进行湿涂料样品的干燥。其中，干燥装置受控加热该基底和涂料样品到表面温度峰值，其精度为相对于希望的参考温度正负4度(摄氏度)。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，带有冷却装置，通常是风扇，用于在干燥到选定的温度后冷却基底，该选定的温度在20摄氏度至120摄氏度的范围内，并有选择地在测量干涂料样品表面位置时，补偿干涂料样品的热膨胀。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中传感器装置是激光位移传感器，用于测量到至少涂料样品的表面和参考面之一的距离。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，形成各个数据组的数据包括表明至少在湿润和干燥时的涂料样品表面的平均位置的数据。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，形成各个数据组的数据包括表明在湿润和干燥时的涂料样品平均横截面积的数据。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，形成各个数据组的数据包括表明在湿润和干燥时的涂料样品的平均体积的数据。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，包括处理装置，带有软件的计算机由对应于参考面的位置的数据组得到数值，以确定涂料样品的平均厚度或涂料样品的横截面面积之一，继而确定涂料样品的涂料体积固体。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，包括涂料样品的一次性基底，该基底从以下的组中选择：带涂层的载玻片和平坦的金属带。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中沿扫描线的基底的一个表面偏离平面不超过40微米。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，测量样品的体积固体，样品从下面的组中选择：油漆(paint)，天然漆(lacquer)，清漆(varnish)，墨，水浆(aqueous slurry)，高建筑涂料样品(high build paint sample)，和无机化学悬浮物或溶液。
至少在本发明某些实施例中，该仪器的涂料体积固体测量周期小于4分钟。
至少在本发明某些实施例中，提供一种仪器，其中涂料体积分析周期的启动通过按不超过两个按钮而发生。由于安全原因，第二个按钮可以与第一个按钮同时被按压，使得在周期启动期间操作者不能把手放在样品附近，或者第二个按钮可用来启动该软件，以准备一个分析周期，在这种情况下，该按钮可以是在计算机屏幕上的点击。
在本发明的一个方面，提供一种仪器，适于测量涂料样品的涂料体积固体，和使用测量得到的涂料体积固体数值，计算以指定的涂料厚度涂覆产品的一定面积所需要的涂料总体积。
在本发明的一个方面，提供一种涂料样品的体积固体的测量方法，包括：
提供传感器装置，以发射信号和检测从基底上的涂料样品表面反射的信号，用以生成数据组，数据组包括表明湿润和干燥时涂料样品表面的位置和至少一个参考面的位置的数据；
使用传感器装置生成数据组，所述传感器装置远离涂料样品，以发射和探测信号；和
处理数据组，以确定涂料样品的体积固体。
在本发明的一个方面，提供测量涂料样品的体积固体的测量仪器，包括：
传感器装置，发射信号和检测从基底上的涂料样品表面反射的信号，以便生成数据组，该数据组包括表明湿润和干燥时涂料样品表面的位置和至少一个参考面的位置的数据，传感器装置设置成离开涂料样品，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，以确定涂料样品的体积固体。
在本发明的另一个方面，提供涂料样品的体积固体的测量方法，包括：
提供传感器装置，用于发射信号和检测从基底上的涂料样品的表面反射的信号，生成数据组，数据组包括表明湿润和干燥时涂料样品表面的位置和至少一个参考面的位置的数据；
使用传感器装置产生数据组，传感器装置远离涂料样品，以发射和探测信号；和
处理数据组，来确定涂料样品的体积固体。
通常情况下，实施本发明的仪器还包括：干燥装置，进行湿涂料样品的干燥。
通常情况下，在湿润时和/或干燥时在传感器装置和涂料样品之间的相对运动的情况下至少测量涂料样品表面的位置。
至少在一些实施方案，参考面的位置也在传感器装置的相对运动下测量。
至少在一些实施例中，测量湿和干涂料样品的表面时，测量相同的参考面。
至少在一些实施例中，在湿润和干燥状态下，涂料表面的相同的部分被测量。
涂料样品的体积固体可以用来评估给定的基底上涂料样品可能形成的覆盖物。此外，当涂料样品例如在生产过程中施加到产品基底上时，湿涂料样品的体积固体的确定在确定干涂料样品的最终厚度中有应用，并可以用来控制在涂料样品处理过程中施加到基底的湿涂料样品的厚度。
至少本发明的一些实施方案中，由传感器装置发射和检测到的信号是电磁辐射信号，可以是任何合适的波长。此外，由传感器装置发出的信号可以是光束的形式，可以是连续或脉冲信号。应当理解，“信号”一词是指由传感器装置中发出的能量或辐射，至少从涂料样品表面反射后被检测，并可以是例如激光信号。
通常情况下，本发明的仪器和方法中使用的该传感器装置包括或至少由一个位移传感器组成，用于测量到湿润和/或干燥时涂料样品的表面和参考面中的至少一个的距离。通常情况下，使用单一的位移传感器。
形成各个数据组的数据可包括涂料样品表面和参考面的位置和/或这些表面中的一个或两个的平均位置的离散测量值。
应当了解，在本文所述的方法中，参考面可以是被认为合适的任何表面。在一个实施例中，表明多个不同的参考面的位置的数据可以得到，并从该数据计算单一的参考面的平面或位置。通常情况下，参考面是其上施加涂料样品以测定涂料样品的体积固体的基底表面。
涂料样品的表面干燥时的位置与湿润时的涂料样品表面的位置之间的差异表明涂料样品中非固体(例如，溶剂，稀释剂)的量。因此，涂料样品的剩余厚度基本上完全是由于涂料样品中的固体的体积量，例如通过确定干涂料样品的厚度相对于湿涂料样品的厚度的百分比，可以很容易地确定/计算。具体说，湿的涂料样品厚度测量值可以转换为一个表示湿涂料样品体积量的值，干燥的涂料样品厚度测量值可转换为代表干涂料样品体积量的值，涂料样品的体积固体可以通过干涂料样品体积量除以湿的涂料样品体积量的计算获得。确定的体积固体值通常是代表沿涂料样品的测量线的涂料样品横截面积的值。
因此，涂料样品的“体积固体”可以通过湿润的涂料样品中存在的固体体积量除以湿润时涂料样品的整体体积(即，固体和非固体成分两者的体积，非固体成分例如是溶剂)的计算得到。通常是，虽然不一定，涂料样品的体积固体表示为湿涂料样品的百分比值。
体积固体被确定的涂料样品可以是任何能使用本发明的仪器和方法确定其厚度的涂料样品，并可从以下的组中选择：油漆，天然漆，清漆，含水泥浆，聚合物涂料样品，或无机化工涂料样品。
有利的是，利用涂料样品的体积固体的知识，施加到例如钢带的产品的基底的湿的涂料样品的厚度可以在生产过程中调整，以减少干燥时涂料样品的厚度变化，和/或维持干涂料样品厚度大致恒定，或者在预定的厚度范围内。这可以显着减少所施加的特定涂料样品的整体体积量，具有相应的生产成本和能源节约的潜力。此外，在涂料样品的生产过程中，通过基于体积固体的数据估算或计算涂料样品预期的干燥厚度，然后施加涂料样品到产品的基底，正如本发明的至少一些实施例所述的，产品基底本身的浪费可以通过基本上是在开始生产运行时施加所需的涂料样品厚度到基底来减少。
从下面对于本发明的实施例和附图的详细描述，本发明的特点和优势将进一步显现。
附图说明
图1是一个示意图，其显示湿涂料膜的横截面轮廓相对于涂料膜干燥时的横断面轮廓；
图2是一个用户界面的图形，显示测得的涂料体积固体的图：
图3是一个示意图，说明施加涂料到产品基底的辊涂施加器。
具体实施方式
图1显示湿涂料膜34的横截面，和在溶剂，稀释剂，以及任何其他液体和非固体从涂料中蒸发达到预定水平的涂料干燥度之后的干涂料膜36的横截面。虽然在本实施例中，油漆的体积固体被确定，应当理解，本发明并不限于此，本发明延伸到包括含水泥浆，悬浮物，无机涂料等等的其它液体的体积固体的测量。本发明通常，但不仅仅适用于测量用于涂料的液体。
湿涂料膜通过将涂料的受控的体积放置到合适的基底38如载玻片而产生以提供涂料样品。在其他实施例中，平的，硬的短金属板材可以用来作为基底。金属板材可以是相同材料的样品，其在制造带涂料的产品的生产运行中被涂上油漆。一般来说，湿涂料沿着基底通过小刮刀、小压延杆或其他装置形式的散布装置被平整，以涂覆在基底小面积(一般小于20毫米宽)上。
油漆的散布，可以手工实现，或作为一个自动化过程的一部分。由此产生的湿膜，一般湿膜厚度会在预定的公差范围。最通常的，在沿横跨整个被扫描的涂料样品的线测量时，湿膜的平均宽度厚度比大于5或10，最通常的是大于50。如果湿涂料膜过厚，可能在干燥过程中造成水泡，造成错误的读数。典型的厚度小于350微米，通常小于250微米。
要测量涂料的体积固体，涂覆的载玻片(slide)或其他基底放置在一个横跨的平台(未显示)上，其沿线性路径移动载玻片通过传感器装置的射束，传感器装置为位移传感器的形式，来产生表示相对于传感器的湿涂料膜表面的位置(例如，从涂料样品到湿涂料表面的距离)的数据。湿涂料膜然后被加热到预定的设定温度，经过足够将涂料膜固化/干燥的预定的期限。可选择地，干涂料膜由风扇冷却到第二预定温度，理想的是到环境温度。载玻片然后沿同一线路径返回通过位移传感器的射束，而生成表明干涂料膜表面的位置的数据。
参考面(例如，作为“基线”或“零值”)可以是预定的平面，相对于该参考面，湿(干)的涂料膜的厚度被确定。也就是说，位移传感器的扫描/测量可以从初始位置在没有涂料膜的载玻片上开始，继续穿过涂料膜，获得平滑湿膜表面的位置的测量值，并在载玻片的一个结束位置完成，此时载玻片上又没有涂料膜了。基底表面的位置可以在基底的启动和/或结束位置进行测量。这样获得的数据组然后根据本发明的处理装置进行处理，以确定相对于湿润时的薄膜厚度的干涂料样品薄膜的厚度，以确定湿膜的体积固体。
尤其是，可以处理产生的数据，以计算各干和湿涂料膜相对厚度或截面的轮廓或面积，和它们的相对位置，和干涂料膜相对湿涂料膜的厚度或者横截面积的比例，以获得涂料体积固体值。可以理解，数据组的处理包括数据积分，以确定沿扫描线的涂料膜湿时和干时的横截面积，然后干的横截面面积除以湿横截面积，得到湿涂料的体积固体。在计算涂料的横截面积时，涂料样品任一侧的基底参考面可投影到涂料样品下，以估计涂料样品下基底的表面的实际位置。可以理解，湿润和干燥的涂料样品的厚度可在多个地点沿扫描线确定，这些厚度的每一个的平均值被确定，来计算涂料的体积固体。作为替代方案，可以确定分别对应于在湿润和干燥时涂料样品的表面的位置和基底表面的位置的平行的参考平面。为了计算涂料的体积固体，在基底的给定长度上涂料的湿润和干燥的涂料层的体积被确定，然后使用由此产生的值。因此，位移传感器产生的数据有多种利用方式，来确定体积固体，所有这些方法都属于本发明范围。
虽然其上有涂料样品的基底表面位置可以由传感器装置产生的数据来测量，这在本发明的一些实施方案中是没有必要的。例如，在基底厚度已知的情况下，基底表面相对于位移传感器的位置也是公知的，这一位置可以在本发明的仪器中预设，作为参照基准线或零值。利用由位移传感器生成的表明在湿润和干燥时的涂料表面的位置的数据，涂料样品的干和湿的涂料样品厚度然后可以被计算来确定涂料的体积固体值。
修正系数可被应用于本发明的数据处理中，以补偿例如湿和干涂料膜被扫描时的各个温度的变化，也应用于仪器设置等。对一系列不同的涂料样品，温度，和干燥过程/轮廓，修正系数可以预先确定，特定的涂料样品和干燥曲线的修正系数从中选择。
可以利用数据过滤或数据识别，来排除显然错误和超出预定极限的数据。可以理解，虽然一些数据被排除了，仍然有足够的数据采集来确定涂料样品厚度。一般来说，在本发明的方法中，在计算湿润和干燥时的涂料样品的表面位置，和基底(使用时)表面的位置中使用的数据是在基底的给定的长度和/或者宽度上的平均值。使用平均数据，提高了数据的弹性和完整性。
涂料样品的体积固体的确定，可以通过自动化的过程/仪器来确定。例如，湿的涂料样品或其他涂料样品可以放在载玻片上或其他基底上，基底插入到本发明的测量仪器，一旦操作者启动程序，如按下仪器的启动按钮，其以自动化的逐步的方式进行测量的各个阶段。通常情况下，约1.5秒的时间内湿和干涂料样品的扫描就可以分别完成。通过由位移传感器发射从基底反射的信号(例如，可以是连续或脉冲的激光或其它电磁束)的检测，表明基底表面的位置的数据也可在这些扫描的一个或两者期间确定。
湿涂料膜的干燥依赖于干燥周期(如温度和干燥时间)和干燥的方法(例如，近红外线辐射(IR)、中红外线辐射(IR)、感应加热、催化剂驱动、对流或强制对流加热，等)。例如，涂料样品的干燥会受到其横断面厚度影响(例如，厚度300微米的涂料样品薄膜，可能会以与厚度150微米的同一涂料样品薄膜不同的方式在干燥过程中失去溶剂，这是由于溶剂的迁移差异和例如表面的“剥皮(skinning)”的差异)。通常情况下，湿涂料样品由刮刀或其他散布装置整平滑到一个范围从20到80微米的湿厚度。
一系列不同的干燥曲线(drying profile)，可以存储在本发明的仪器中，以便操作者为特定的涂料样品选择特别的干燥曲线(profile)。此外，选定的干燥曲线可以手动设置，用于自动操作仪器。涂料样品干燥周期或涂料样品的时间-温度曲线可以很容易地进行编程和被在涂料干燥时监控烤箱或样品的温度的被连接到热电偶或红外线测温仪的温度控制器控制。控制干燥周期的其他手段包括控制加热元件和烤箱温度。温度控制装置是众所周知的。
在本发明的仪器中，干燥涂料样品的温度可以被温度传感器装置监测，如热电偶或适当的测温仪器。爱克色恩(Exergen)公司为这个目的提供合适的非接触测温仪，如微IR/tc。温度控制器有许多公司提供，包括：欧陆(Eurotherm)，松下，等等，合适的控制器是Eurotherem 2132。此外干燥曲线可以由控制装置控制，控制装置的形式可以是在温度控制元件和计时器，以控制涂料样品在仪器中受到干燥的时间的长度。本发明的仪器可以包括任何合适的干燥装置，以进行湿的涂料样品的干燥，如电加热元件，红外线源，或其他常规干燥系统。温度和预定的干燥时间可显示在本发明的仪器上，可以是被选择的干燥曲线。可以理解，“干燥”在本发明的实施例中包括固化和凝固的含义。
本发明的仪器可以包括壳体。横跨平台可配置为基底相对于位移传感器发出的射束纵向和/或横向运动。平台也可用于移动传感器，而样品是固定的。位移传感器可设置在仪器中的固定位置上，以发射电磁信号到涂料样品和基底的表面(如适用的话)。该仪器的壳体可带有通风口，以便在按照本发明的实施例的涂料样品冷却过程中，热从仪器内部逃逸。通风口将装有过滤器，在通风的气氛中除去任何烟雾。
图2显示一个举例的图，该图显示涂料固体体积基于湿涂料样品的测量来确定，该湿涂料样品通过散布装置(例如，一个刮刀或迷你迈耶杆(Meyer bar))沿或跨一个合适的基底被整平滑。处理装置处理来自传感器的数据，其一般包括计算机，计算机带有软件，该软件旨在提供涂料样品平均厚度或横截面积的数学计算。这些值的测定由简单的公式使用参考面数据是很容易获得的。例如，涂层厚度等于涂料样品表面的平均高度减去参考面的平均高度。横截面积等于平均高度乘以一距离，沿着该距离，高度被测量。
生产涂料运行过程包括对固定的表面面积的带/基底涂覆涂层。带的表面面积是已知的，或者容易计算(例如，基底宽x线速度×时间)。目标干涂层厚度也是已知的，并可以根据本发明实施例的一种方法确定所选的涂料样品的体积固体。因此，涂覆产品的基底所需的理论的涂料体积，可以很容易地计算出。所需的涂料等于要涂覆的表面积乘以要施加的干涂料厚度，除以涂料的体积固体(涂料体积固体PVS在这里以百分比表示)。这就可以确定在生产运行中涂覆基底所需的涂料体积和生产运行中涂料的利用率；后者可以显示在生产涂覆过程。该数据可以显示为涂料剩余体积，和/或其被使用的速度，并有利于再填充涂料，以维持涂料箱在生产运行中的足够量的涂料。
此外，掌握涂覆过程中施加到基底的油漆(或其他涂料样品)的体积固体的知识，涂料样品干燥时的最终厚度可以基于油漆湿的时候确定的厚度来计算。
通常情况下，本发明的仪器中位移传感器的底座坚固性和振动延迟水平使得只有约l微米或更少，并且更优选小于0.2微米左右的位移传感器的运动发生在由传感器进行的湿润或干燥的涂料样品的表面和基底表面的测量期间传感器的位置上。
本发明的方法或仪器中使用的各个位移传感器可以独立地为任何认为合适的非接触传感器，并采用可见光谱内或外(例如，可见光或红外线波长)的连续或脉冲电磁波来提供表明湿润和干燥时油漆的位置的数据，以及其上湿的涂料样品被放置和被整平滑的基底的位置。
通常情况下，传感器是一种发射信号和检测反射的电磁信号的传感器，其还传输产生的表明涂料样品表面和/或基底表面位置的数据给处理装置，处理装置是任何合适的分析仪的形式。Micro EPSILON ILS 2200或1700是一个适合作此用途的传感器。
本发明实施例中使用的位移传感器可以从以下选择，但不仅限于此：激光位移传感器，共焦色差位移传感器(confocal chromatic displacementsensor)，或认为合适的任何其他非接触式距离传感器。
测量湿涂料样品的表面和基底表面的位置，一般在至少1kHz或更大，更通常至少为2.5kHz，5kHz或10kHz传感器频率下进行。通常情况下，如本文所述，本发明的方法或仪器中采用的位移传感器测量到湿润或干燥的涂料样品表面和/或基底表面的距离的误差为±1微米，更通常情况下，具有小于±0.1微米的分辨率。
施加和控制施加到例如钢带板材的基底上的湿涂料膜厚度的装置参考图3如下描述。图3显示一个辊涂施加器22。辊涂施加器22包括精密金属漆拾取辊24(又称计量辊)，被设置从油漆托盘26拾取油漆，将油漆转移到反向旋转的涂覆辊28，涂覆辊28的外涂料样品/接触面，由聚氨酯橡胶(polyurethane rubber)(或其他合适的塑料或弹性材料)形成。该涂覆辊28将涂料施加到被涂覆的基底上，在这种情况下，基本平的钢带30被涂覆锌铝保护涂料样品，产生涂层带32。钢带由预卷绕的带钢卷(未显示)展开，在张力下绕支持辊34馈送，使得带材30的位置基本上是恒定的，以便由涂覆辊将涂料施加到带材。
为了施加油漆，油漆施加器通常移动使得涂覆辊28接触移动的钢带。有许多辊涂施加器结构，使用不同的辊布局，可以使用任何这样的布局将涂料施加到基底。另外，这些辊涂施加器的调整以改变湿涂料样品的厚度是本领域公知的技术。例如，减少涂覆辊28和拾取辊24之间的接触压力，将导致更高的薄膜厚度，增加或减少拾取辊24和涂覆辊28相对于另一个的旋转速度。在涂层过程中，通过使得被涂覆的钢带部分经过位于生产线的辊施加器下游的紫外线或电子束固化工位，或干燥炉或者箱，施加到产品基底的油漆(或其他涂层)可以被干燥，凝结，或者固化。
虽然在所示的实施例中，提供了油漆托盘，其他任何合适的提供油漆到拾取辊24的方法可以利用。涂覆辊16或拾取辊12上湿涂料的厚度可以被调整，以提供在基底上的目标干漆厚度。可以通过目标干漆厚度除以固体体积量(例如，一个百分数)，如本文所述，得到目标湿漆厚度。
虽然已描述了多个实施例，本领域的技术人员应当认识到，无数的变化和/或修改可以做出而不会脱离本发明广泛描述的精神和范围。因此，本发明的实施例从各方面说都只是说明性的，而不是限制性的。

Claims (25)

1.一种测量涂料样品的体积固体的仪器，包括：
传感器装置，设置成发射信号和检测从基底上的涂料样品的表面反射的信号，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。
2.根据权利要求1所述的仪器，其中，至少湿润和干燥时的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。
3.根据权利要求2所述的仪器，其中，所述横跨的平台在垂直于其运行的方向上传递给涂料样品的运动不大于10微米，这样的运动一般是振动。
4.根据权利要求2或者3所述的仪器，其中，该仪器适于扫描湿涂料样品超过一次，并扫描干涂料样品超过一次，以便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。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的仪器，其中，所述参考面是其上施加涂料样品的基底表面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的仪器，其中，所述基底的扫描和涂料表面的扫描沿一条线进行，湿涂料样品的扫描线和干涂料样品的扫描线在同一位置。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的仪器，其中，扫描湿涂料样品和干涂料样品时使用相同的参考面，扫描湿涂料样品和扫描干涂料样品时扫描速度大致相同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的仪器，其中，进一步包括：
将涂料样品散布在所述基底的表面上的散布装置，所述传感器装置被设置成在散布后检测从涂料样品表面反射的信号，以产生所述数据组。
9.根据权利要求8所述的仪器，其中，所述散布装置是刮刀和绕线压延杆中的一个，所述散布装置用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。
10.根据权利要求8所述的仪器，其中，所述散布装置用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。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的仪器，其中，所述散布装置散布的湿的涂料样品的宽度为1毫米和30毫米之间。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的仪器，其中，还包括干燥装置，在湿涂料样品表面位置的测量后，该干燥装置进行湿涂料样品的干燥；其中，所述干燥装置受控加热该基底和涂料样品到表面温度峰值，该表面温度峰值的精度为相对于希望的参考温度正负4摄氏度。
13.根据权利要求12所述的仪器，其中，还包括冷却装置，用于在干燥到选定的温度后冷却基底，该选定的温度在20摄氏度至120摄氏度的范围内，并有选择地在测量干涂料样品表面位置时，补偿干涂料样品的热膨胀。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的仪器，其中，所述传感器装置是激光位移传感器，用于测量到至少涂料样品的表面和参考面之一的距离。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的仪器，其中，形成各个数据组的数据包括表明至少在湿润和干燥时的涂料样品表面的平均位置的数据。
16.根据权利要求1-14中任一项所述的仪器，其中，形成各个数据组的数据包括表明在湿润和干燥时的涂料样品平均横截面积的数据。
17.根据权利要求1-14中任一项所述的仪器，其中，形成各个数据组的数据包括表明在湿润和干燥时的涂料样品的平均体积的数据。
18.根据前述任一项权利要求所述的仪器，其中，还包括处理装置，带有软件的计算机由对应于参考面的位置的数据组得到数值，以确定涂料样品的平均厚度或涂料样品的横截面面积之一，继而确定涂料样品的涂料体积固体。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的仪器，其中，该基底从以下的组中选择：带涂层的载玻片和平坦地的金属带。
20.根据权利要求1-26中任一项所述的仪器，其中，沿扫描线的基底的一个表面偏离平面不超过40微米。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的仪器，其中，涂料样品从下面的组中选择：油漆，天然漆，清漆，墨，水浆，高建筑涂料样品，和无机化学悬浮物或溶液。
22.根据前述任一项权利要求所述的仪器，其中，涂料样品的涂料体积固体的测量周期在小于4分钟内完成。
23.根据前述任一项权利要求所述的仪器，其中，涂料体积分析周期的启动通过按不超过两个按钮而发生。
24.根据前述任一项权利要求所述的仪器，其中，该仪器适于测量涂料样品的涂料体积固体，和使用测量得到的涂料体积固体数值，计算以指定的涂料厚度涂覆产品的一定面积所需要的涂料总体积。
25.一种涂料样品的体积固体的测量方法，包括：
提供传感器装置，以发射信号和检测从基底上的涂料样品表面反射的信号，用以生成数据组，所述数据组包括表明湿润和干燥时涂料样品表面的位置和至少一个参考面的位置的数据；
使用传感器装置生成数据组，所述传感器装置远离涂料样品，以发射和探测信号；和
处理数据组，以确定涂料样品的体积固体。
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