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高速电锌用的辐射固化边缘掩蔽方法

阅读:1028发布:2020-09-16

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1.一种在高速电锌的过程中防止带边缘产生锌结节的方法, 该法包括在带钢以至少为100英尺/分速度移动时在所述带钢的边缘涂 布一液态紫外光可固化的涂层,并用紫外辐射固化所述涂层。
2.权利要求1的方法,其中所述的紫外光可固化的涂层含有(a)多 官能低聚物或预聚物,(b)单官能单体及(c)光引发剂。
3.权利要求1的方法,其中所述涂层固化后的厚度为0.00025英 寸-0.002英寸。
4.权利要求1的方法,其中所述涂层包含至少一种低聚物和至少 一种反应性稀释单体。
5.权利要求1的方法,其中所述边缘带状涂层的宽度为1毫米-7 毫米。
6.如权利要求1的方法,其中所述固化是在接受辐射时间少于1 秒钟内实施固化的。
7.权利要求1的方法,其中所述带钢两侧的连续边缘都涂布有边 缘带状涂层。
8.权利要求1的方法,其中所述带钢的上、下边缘及垂直边缘都 涂有所述边缘带状涂层。
9.在高速电镀锌流线上制造电镀锌带钢的方法,该方法包括:所 述带钢在电镀锌流水线上高速移动时,(a)该带钢的至少一侧边缘上涂 布一可辐射固化的涂层并使之固化以保护该带钢的边缘,以及(b)在电 镀锌区对该带钢进行镀锌,从而降低锌结节生成的发生率。
10.权利要求9的方法,其中所述的涂层含有多官能低聚物和反应 性稀释剂单体,它们的重量比率为约0.4∶1-约9∶1。
11.权利要求9的方法,其中所述涂层包含有效量的光引发剂量并 用紫外辐射进行固化。
12.权利要求9的方法,其中所述涂层在该带钢的边缘上呈带状, 该涂层的宽度为1-7毫米。
13.权利要求9的方法,其中所述涂层是借助抽真空的空气流涂布 的并以微波激发的紫外辐射源固化的。
14.带钢电镀锌的方法,该方法包括使带钢以至少100英尺/分的 速度移动、经一系列加工步骤,这些步骤有(a)清洗带钢,(b)将可紫外 辐射固化成不导电固体的液态涂料涂布于该带钢的至少一侧边缘上,(c) 用紫外辐射固化该涂层及(d)对该带钢实施电镀锌。
15.权利要求14的方法,接着将带钢的至少已涂布的一侧边缘切 去。
16.权利要求14的方法,其中所述清洗步骤后是干燥步骤。
17.权利要求14的方法,其中所述移动速度为100英尺/分-1200 英尺/分。
18.权利要求14的方法,其中所述涂布是借助抽真空的空气流来 实施的。
19.权利要求14的方法,接着将带钢的已涂布的两侧边缘切去, 并收卷该带钢。

说明书全文

所属技术领域

发明涉及用锌电,本发明尤其涉及在高速电镀锌过程中防止带 边缘或靠近边缘处形成小的锌结节(nodules)。通过在带钢边缘上 涂布能在紫外光辐照下快速固化的掩蔽涂层来降低或减少这种锌结节 的形成。该涂层是在带钢边移动边涂布边固化的,最好是在电镀锌工 序的上游即刻涂布。

技术背景

本发明的目的是解决在用锌电镀时易发生锌过量沉积的难题。锌过 量沉积与电镀过程中的电参数,特别是会引起边缘“烧焦(burning)” 的高电流密度有关。本发明涉及的过量沉积具体是指锌结节的形成。 有时称这种锌结节为“甘兰叶头(cabbage heads)”,这种锌结节的 形成不仅是不希望的,而且往往会形成疏松的涂层,并会使带钢和/或 成品(如金属冲模法产品)的主要部位产生严重的划痕。这种结节也 会在带钢上造成硌痕,产生凹凸不平和高亮斑点现象。在沉积锌镀层 重量较高的地方,锌粘着和甘兰叶头形成的问题就更明显。甘兰叶头 通常出现在带钢的最外边缘和垂直边缘处,甘兰叶头往往会使锌镀层 增重。

欲找到解决此难题的方法,因典型的镀锌生产线的高速运行而变得 很困难。在进入镀锌区前,低带钢以1000英尺/分(305米/分)的 速度在一系列传输辊上传送是很常见的。因此,解决此难题要求做到 的方面是:如果用一种液态的边缘掩蔽材料涂布的话,则该涂层应在 几秒钟(2或3秒)内,优选1秒钟内完全固化。根据电镀工艺条件, 对涂层的其它要求是:此涂层应有足够的韧性,经得起在橡胶和金属 传输辊间高速传送时所受的机械磨擦;不导电并符合环境要求、无毒 而便于使用前和使用期间操作和便于对废弃物的处理。此外,边缘掩 蔽涂层的涂布和固化的方法必须方便并能连续操作,以致不会造成停 车或引起其它麻烦。不同的生产设施和生产工艺会有不同的要求及特 定的需求,本领域技术熟练的操作人员在选择涂料时一定要记住。

Bedi的美国专利3390060(1968)公开了在电镀过程中采用两种 不同类型的蜡来保护金属的方法。然而,蜡需用溶剂涂布,并在试件 使用前必须将其除尽。这种工艺过程完全不能与高速运行的电镀锌生 产线相适应,这不仅是因为涂层不能在很短的时间内在带钢上“固 定”,而且还因为溶剂连续地向大气中释放,这对现代的电镀锌车间 来说,是不允许的。再参看Heinse的美国专利2516986,该专利提出 用蜡掩蔽不锈钢以防止镀上的方法,以及Gaynes的美国专利 2999771,该专利讨论了一种用于镀铬的耐酸涂料,该涂料是一种溶于 溶剂中的改性氯乙烯聚合物

Lipson等人的美国专利4270985是采用可辐射固化树脂作为制造 印刷电路用掩膜剂的许多公开内容的代表,其中,将可光聚合树脂置 于铜薄板或铜箔上,如所需的电路图形上,并将非保护区域蚀刻掉。 镀锌过程可看作蚀刻的反过程,因为该过程是将该金属添加到金属 上;本发明涉及防止锌在带钢边缘沉积以避免形成“甘兰叶头”的方 法;此方法与蚀刻掉基材上未保护区域的过程是无关的。

Levinos的美国专利3390061是有关利用各种溶剂基涂料保护金属 表面避免镀上其它金属所公开内容的代表,就该专利而言,待镀铜的 板之另一面是用此类涂料覆盖的。这些文献只说明这类涂料已被用 来保护电镀过程中的金属表面。可参见另一实例是Hans的美国专利 4224118,该专利提出了一种用作掩蔽剂的具体树脂。然而,本发明并 未从这些公开内容中受益,因为这些专利没有涉及高速传送的带钢, 而且此类涂料会产生溶剂烟雾。虽然Yoshioka等人的美国专利 4969980提及了高速镀锌,但他们只是将保护性涂料涂布在带钢的整个 一面上,以防止镀锌过程中带钢两面同时都被电镀。White等人在美 国专利4587136中公开了一种据说能涂布于钢材上、适用于本发明的 含组合物(第6栏、第2行),但申请人并未将涂布于钢材上的用 途作为其发明目的和范围。

Tsuruta等人在日本公开专利58-113396(1983)中,通过采 用一种机械的、形状一般如通道或纵向开缝的管状的边缘掩蔽装置或 掩蔽罩,来着手解决边缘过镀或成品边缘镀层上过量锌的问题,该代 表性专利中,使带钢边缘穿过边缘掩蔽装置或屏蔽罩的半圆形或U型 (剖面)的开口区域,于是截去和降低了流向带钢外边缘的电能强度。 这类文献足以说明和强调了该问题的重要性。这类和其它从机械上解 决该问题的方法易产生许多维护和控制问题。参见如Murakami等人 的美国专利4784740,该专利具体说明了供这类机械设备用的一种定 位器。在日本专利158386中,U型(剖面)屏蔽罩是采用溶剂基油漆 涂布带钢垂直边缘的辅助设备。

日本专利公开平6-158386(1994)说明和介绍了在电镀锌过 程中将常规涂料涂布在带钢边缘上的方法。其目的是防止边缘过量电 镀,但没有将该方法与电镀锌过程视为整体,即没有将在带钢高速移 动时和即将进入电镀锌工序前的涂层的涂布及固化工序与电镀锌工序 看成一个整体。

有关边缘涂布设备的技术发展平在Schiele的美国专利5298072 中已有说明,该专利介绍了一种用于将液态涂料从料池中吸至所要涂 布表面的真空辅助系统。过量的涂料可更经济地循环使用。边缘涂布 头3的具体结构是可以改变的以适应各种不同工件及连续供料机构的 要求。也可参见Schiele的美国专利5070080,该专利公开了一种连续 的真空涂布装置。

Wood在美国专利4710638中介绍了利用紫外辐射有效地使含光 引发剂的液态涂料固化的方法。该专利以图示说明了一种形状为椭圆 形的反射罩,该反射罩将来自由微波能量激发的管状无电极紫外光源 而产生的辐射引导至细长的工件上。椭圆形反射罩的工作原理是:在 椭圆的一个焦点上发射的光线必会通过椭圆的另一焦点。Wood提出 的反射罩有助于保证放置在椭圆一个焦点上的管状光源中心所发射的 光线会切实有效地投射到置于椭圆另一焦点的工件上以及焦点的周 围。

本发明公开内容

我们已经发现,在电镀锌过程中,通过将紫外光固化的、不导电涂 料涂布在待电镀锌的一个表面或两个表面的边缘上形成宽度为1毫米 至7毫米,优选为约1/8英寸的边缘带状涂层,能防止在带钢边缘或边 缘附近形成不需要的锌结节;带钢的垂直边缘也是用此不导电涂料保 护的。只将涂料涂布在带钢的一个宽表面的边缘上含有一积极的效 果,这种作业模式可用于只需一面电镀的情况(此作业模式也可用于 两面都需电镀的情况,但未保护的一面仍可出现甘兰叶头)或用于两 面的边缘附近,或用于垂直边缘上(只涂布垂直边缘或与一面或与另 一面同时涂布)。优选的模式是将涂料涂布在带钢的上表面和下表面 的外边缘的窄带状区域内和垂直的边缘上,具体地说,是涂布在两面 待电镀锌的带钢的各侧边缘。我们能够以液态涂料涂布并能够以辐射 方式使涂料在很短时间内,一般少于1秒内固化,因此,该涂层在随 后即刻进入电镀工序时会经得起剧烈的电镀锌过程。边缘带状涂布工 序已纳入高速连续电镀锌生产线。

附图的简要说明

图1表示本发明的边缘带状涂布工序与多少属常规高速电镀锌生 产线成一整体的简化的带钢电镀锌流程图

图2a和2b所示为一种优选的、能将涂料涂布在移动的带钢边缘 上的气动式或真空式涂料涂布机头。图2a是涂布机头的侧向立视简 图;图2b是带钢处于涂料涂布位置的透视图。

图3是关于用来固化涂布在带钢边缘上涂层的紫外灯位置及运作 原理的图解说明。该固化作业也是在带钢高速移动时进行的。

实施本发明的方式

能以液态涂布在以每分钟100-1200英尺高速移动的带钢边缘上 形成一层薄的带状涂层并能在几秒钟内,优选少于1秒钟内经紫外辐 射固化成有粘附性、不导电的固态的任何涂料都可用于本发明。此带 状薄涂层可涂布在带钢的一面或两面,此涂布可包括或不包括垂直边 缘。

适用作此类涂料的组合物是众所周知的,可以说它们通常包含 (a)、至少一种反应性低聚物或预聚物,(b)至少一种单官能单体,(c) 任选的是,至少一种选择与低聚物交联的多官能单体以及(d)、至少一 种紫外光引发剂。本发明涉及采用基本上不含对紫外辐射不透明的颜 料和填料及基本上不含非反应性溶剂的任何一种此类涂料组合物的应 用。

虽然可允许存在少量对紫外辐射不透明的颜料、填料及其它矿物质 或固体,但不是受推荐的,因为,一般说来它们会增加用于固化设定 量涂料所需的辐射量,如果上述物质存在过多,会使带钢进入电镀锌 工序前,涂层很难完全固化或者根本就不可能完全固化。如果涂层以 未固化状态进入电镀锌槽的话,涂层会很容易从带钢上脱落并立刻会 使加工体系变污浊。

考虑到车间的安全因素,该涂料组合物也应基本上不含非反应性溶 剂,这是因为:许多溶剂是挥发的、易燃的、甚至在钢厂常规条件 下还有爆炸性;也因为需要通排气和/或吸收溶剂和/或因溶剂连续挥 发引起的环境问题以及涂料组合物中一部分成分不能利用而会白白浪 费。虽然只要溶剂的存在量不会过度地延迟固化步骤,涂料配方中可 允许少量非反应性、挥发性溶剂,但本发明方法只采用基本上不含这 类溶剂的组合物。

在下面讨论中大家会注意到,我们并不回避溶剂在涂料组合物中的 作用和功能,特别是调整组合物粘度的功能;相反,我们还选择了能 发挥这种功能的单官能可聚合的(反应性)单体。

适用作涂料组合物的诸成分介绍如下:

(a)反应性低聚物或预聚物,也许在紫外辐射固化涂料中最常用的 反应性基团是丙烯酸基团。丙烯酸部分已接上环化物、聚酯、聚醚、 甲酸酯、聚硅氧烷、聚丁二烯以及其它丙烯酸。用来生成反应性 低聚物或预聚物的典型丙烯酸类单体是丙烯酸、丙烯酸羟乙基酯、丙 烯酰胺及丙烯酸缩水甘油基酯。典型的预聚物或低聚物是环氧丙烯酸 酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯及聚酯丙烯酸酯。一个简单的实例是两摩尔 丙烯酸羟乙基酯与一摩尔二异氰酸酯,如甲苯二异氰酸酯的反应产 物。由这类反应制得的含两个或两个以上反应性烯键式不饱和基团的 反应性低聚物和预聚物,对实现本发明目的来说,是最适合的,这主 要有两个原因-它们是已经占据需涂布空间一定体积的大分子以及它 们含两个或两个以上,优选几个会进行交联的反应性基团,因此可迅 速固化成固态。

对可用于本发明的丙烯酸酯化氨基甲酸酯的最好说明可在 Katsamberis的美国专利5258225中第7栏第3行至第8栏第19行中 查到,已将该专利内容列入本发明以供参考。我们特别优选katsamberis 专利中所述的烷基丙烯酸酯化氨基甲酸酯(如甲基丙烯酸酯化氨基甲 酸酯)作为本发明的反应性低聚物或预聚物。由Herwig等人在美国专 利4399239中提出的可用辐射聚合的不饱和聚氨酯也是适用的,此专 利的全部内容也已列入本文以供参考。Fujimoto等人在美国专利 4379039的第4栏第40行至第5栏第18行中已列出了含两个或两个以 上双键的可光聚合的化合物,也可参阅之。

(b)单官能单体,最常用的单官能单体是苯乙烯。虽然苯乙烯是比 较易挥发的,但可通过光引发方法所导致的极快的反应速率以及将化 合物交联所产生的物理性阻隔来防止苯乙烯单体在聚合前进入大气的 趋势,从而做到控制苯乙烯的散发。其它适用的单官能单体包括α-甲 基苯乙烯、氯代苯乙烯、丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯、单(甲 基)丙烯酸聚亚烷基二醇酯及取代的单(甲基)丙烯酸烷基酯。任何 可光聚合的单不饱和化合物都是考虑之中的。苯乙烯和多数其它反应 性单体至少在一定程度上会起溶剂或稀释剂的作用,因此我们可利用 这种性质来控制粘度。然而,如上所述,因为有机溶剂至少在一定程 度上会向大气中释放,因此,我们通常避免采用有机非反应性溶剂。 Hung等人在美国专利4761363中第7栏第5-55行提供了一系列适 用于本发明的“反应性稀释单体”,该内容已列入本文以供参考。

(c)任选的多官能单体,通常的二和多官能单体或交联剂是二丙烯 酸三丙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸四 乙二醇酯以及具有下面通式的化合物 式中n是1-4的整数,优选2或3,R选自n个官能的残基和n 个官能的取代烃残基,R1为氢或通常如Katsamberis在美国专利 5258225中第3栏65行至第5栏第3行所述的低级烷基基团,如甲基, 该专利内容已列入本文以供参考。适用的二丙烯酸酯包括二丙烯酸1, 6-己二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯,二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯 酸新戊二醇酯、二甲基丙烯酸1,4丁二醇酯、四烷酸季戊四醇 酯、二丙烯酸三羟甲基丙烷酯、二甲基丙烯酸双酚A酯以及二甲基丙 烯酸聚乙二醇酯。适用的多官能单体包括三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、 三丙烯酸甘油丙氧基酯以及三丙烯酸三羟甲基丙烷乙氧基酯。

因为基本上只含上述(a)、(b)和(d)组分的涂料的性能就能很好地满 足本发明的要求,因此任选的多官能单体只是当作任选的组分。然而, 许多通常可商购的紫外光固化涂料组合物含有中等分子量及可聚合基 团数介于低聚物/预聚物组分(a)与单官能反应性单体组分(b)之间的物 质,尽管没有明确规定的分子量大小界线。上段说明中所列的这类中 等分子量化合物,众所周知是易于聚合并有很高交联效率的,是适用 于本发明方法的。

(d)光引发剂,适用的光引发剂包括类光引发剂,如二苯酮和其 它乙酰苯类、二苯基乙二酮、苯甲和邻氯苯甲醛、呫吨酮、噻吨酮、 2-氯代噻吨酮、9,10-菲醌、甲基苯偶姻醚、乙基苯偶姻醚,二 乙氧基苯基乙酰苯、异丙基苯偶姻醚、α、α-二甲氧基乙酰苯、1- 苯基-1,2-丙二醇-2邻苯甲酰肟、2-乙基蒽醌、2-丁基 蒽醌、八甲基蒽醌、α-苯基苯偶姻以及α,α-二甲氧基-α-苯基 乙酰苯。特别值得推荐可商购的用于紫外光固化的光引发剂包括2- 羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(由EM Chemicals of Hawthorne NY销售的“Darocure 1173”)和2,2-二甲氧基-2 -苯基乙酰苯或“Irgacure 651”(由Ciba-Geigy销售)。见Wright 的美国专利5260350中第6栏第10-29行。芳族磺酰氯,如1- 磺酰氯和2-萘磺酰氯及各种二羰基化合物也适用于本发明。见Juna 的美国专利3850770第4栏第60-65行。Fujimoto的美国专利 4379039中第6栏第3-63行所列的光引发剂是适用于本发明的,其 内容已列入本文以供参考。

光引发剂可根据常规用量使用,即为涂料组合物重量的0.1-5(重 量)%。

不包括任选组分(c)的适用涂料应包括约30-90(重量)%组分 (a)、约10-70(重量)%组分(b)和约0.05-5(重量)%光引发剂。 有这样一种配方,其中组分(c)的添加量可以达每100份(重量)组合 物(除(c)组分外)为约75份(重量)。配方的另一种表示方法是以组 分(a)与组分(b)的重量比率来表示,其适宜比率为约0.4∶1至约9∶1。其 它适用的涂料包括会在紫外光辐照下少于10秒钟内固化成不导电性固 态的任何涂料。

将油漆或其它涂料涂布到以每秒100英尺-1200英尺速度传送的 带钢(宽表面)边缘上的任何方法都包括在本发明范围之内。这些方 法包括辊涂、喷涂、喷射及边缘浸渍。为了使过度喷涂降至最低,我 们优先采用如图2所示的或多或少包围了要涂表面的一种气动式或真 空式涂膜器,并最好包括供再捕集和循环使用那些否则会逸散到大气 中的微滴的装置;优选的工业装置也应拥有用以收集和/或处理任何可 从液态涂料中散发入大气中的挥发性组分的真空或排气单元。

固化后,大部分所述涂层基本上呈透明状,因而是不易被观察到 的。为此,可以掺入少量的一种或多种可观察到的有机成分,如荧光 染料。这类染料通常是不挥发的,因而不会影响在带钢边缘上涂布不 导电涂料这一目的的实现。

图1画出了一种供带钢进行镀锌处理的优选工序。在图1中,从带 钢卷2出来的带钢通过一系列传送辊3、经苛性清洗槽4及漂洗槽5 送入干燥区6、如图2所示的边缘涂布区7以及紫外光辐照或固化区 8,然后喂入酸浸槽9、漂洗槽10、电镀锌区11、漂洗槽12、切边 处理区13并进入集卷器14卷成带钢卷。可采用任何常规型的苛性清 槽4与漂洗槽5,因此,事实上清洗区是随待镀锌的具体钢卷可有相 当大的不同的。通常,为了得到好的结果,带钢应当是清洁的,这在 电镀锌技术领域中是熟知的。此外,对于本发明来说,需要从带钢表 面除去残留的炭和铁,因为残留的炭和铁是导电的,如果其量达到足 够程度的话,就会影响涂布,边缘涂层这一目的的实施,该涂层是用 来使在电镀锌区11的带钢的边缘成为电绝缘的。任何有效的清洗方法 都可用于本发明,当然,如果带钢已是清洁的话,那就不必采用清洗 区。同样,任何有效的干燥方法都可用于干燥区6。在带钢进入涂布 区7之前,带钢或至少待涂布的边缘应当是相当干燥的。涂布区7和 紫外光辐照(固化)区8分别在图2和图3中作进一步的说明。

在图2a中,可看到涂布区7所采用的涂料涂膜机头15拥有上、下 喷嘴16和17,该两喷嘴分别释放来自软管18和19及导管20和21 的涂料。涂膜机头15还有一个通过软管23连接到真空装置(未画出) 的真空抽吸口22。通过减压作用,将贮罐(未画出)中液态涂料通过 软管18和19抽吸入涂布区24,在涂布区涂料射落在带钢1上;通过 抽吸口22和软管23施加在涂布区的减压作用可减少溢流出的和/或过 量的涂料,并可用于回收这种溢流出的和过量的涂料。也可任选的是, 通过空气紊流、雾化头等方法来使涂料雾化。一种优选的、利用类似 于图2涂膜机头的边缘涂布器已由Schiele在美国专利5298072中叙 述,该专利全部内容已列入本文以供参考。

图2b表示带钢1正处于涂膜机头15的涂布位置上。如本文其它 段落中所述,带钢1的运行速度每分钟可为100-1200英尺或更高; 通常,采用上述Schiele的美国专利5298072中提出的边缘涂布器可容 易地控制涂布在带钢1上的涂布量。读者会了解,如果只对软管18或 19之一抽真空的话,涂料会只涂布在相应的带钢表面上,垂直边缘也 会被涂料覆盖,尽管涂层厚度不会象由两个喷嘴16和17同时喷涂时 那样厚。

带钢的相对两边都可放置一台或多台如图2和图3所示的涂布和固 化装置,以对带钢两连续边缘进行涂布和固化,这也是不言而喻的。

图3描述的是固化区8的一部分,并图示说明了对涂布在带钢边缘 的涂料实施紫外光辐照的优选方法。如图3中所见,来自边缘涂布区7 的带钢1通过反射罩14的开口,并暴露在本技术领域众所周知的一种 常用的石英灯泡紫外光辐射源13所发射的紫外光辐照下。反射罩14 的剖面为椭圆形,因此,当带钢通过反射罩14时,紫外光会被反射到 带钢1已涂布边缘12所处的椭圆焦点上。这类反射罩已由Wood在美 国专利4710638中作了介绍,该专利解释了椭圆形反射罩是如何利用 事实上发自严格置于椭圆焦点上的很小辐射能的;即使由于工件也占 有一定空间而不会严格地处于椭圆另一侧的焦点上,但仍能有效地实 施固化。上述Wood专利的全部内容象类似于图3详述的用于固化涂 层的优选方法和装置那样已列入本文以供参考。

通过调整真空度和/或涂料喷嘴16和17的大小和方向以及通过调 整带钢1插入16和17之间空隙中的深度可方便地限定所需的带状涂 层宽度。在其它系统中,可通过调整喷雾或喷射的间距或调整辊筒或 其它涂膜器的宽度来调整涂层的宽度,并可或同时地或依次地将涂料 涂布于两面和垂直边缘上。固化后涂层厚度大于1密是不必要的; 通常,厚度超过0.002英寸往往会造成涂布材料的浪费。不考虑涂料组 成的话,涂层固化后的厚度应至少为0.25密耳,即约0.00025英寸。

照射于涂层上指定点的辐照量随单体和聚合物的含量、具体涂料组 合物中光引发剂的的效率及涂布的涂层厚度而不同。实施照射的方式 也应根据带钢运行速度进行选择,也就是说,如果在带钢的运行速度 为500英尺/分,指定组合物在设定强度的辐射源照射下需0.5秒能使 一定厚度的涂层完全固化的话,那么可以确定,带钢上要固化的带状 边缘必须在该辐射强度照射下运行50英寸,即带钢运行0.5秒钟所移 动的距离。如果带钢运行速度为1000英尺/分则带钢应在设定强度的辐 射源照射下移动100英寸。施加于带钢边缘上的设定辐射强度本身又 是辐射源强度的函数,在许多情况下也是辐射源与带钢边缘距离的函 数。由于采用反射罩,如图3所示的椭圆形反射罩,距离对辐射强度 的影响是很明显的。

可将两个或三个或多个如图3所示的紫外灯与反射罩组合串联使 用,因此可满足高速电镀的要求。商购的每英寸600瓦和8英寸长的 石英紫外灯可用于反射罩(如14)中。三个这样的紫外灯串联配置一 般可适应目前最高速电镀锌流水线的要求。

名词“电镀锌”规定为采用电流进行镀锌。然而,众所周知,锌中 可能含有少量其它金属如铅、锑以及尤其是镍或铁。某些锌/镍及锌/ 铁成分可以认为是合金。本发明包括在电镀锌工序中沉积这类镀层的 过程。因此,当我们使用名词“电镀锌”时,我们指的是包括沉积含 大量锌,即至少50%锌的任何涂层的方法。

经由镀锌工序后,用常规方法于钢带收卷前对镀锌钢带的边缘带状 涂层进行切边处理。

就下面示例对本发明作进一步说明。

实施例1

用各种可紫外光固化的涂料在带钢试样的边缘涂布宽为1/8英寸 的涂层,以紫外辐射固化,并使其经受模拟电镀锌流水线的各种条件。 具体地说,在140°F(60℃)15(重量)%HCl溶液和常规镀锌溶 液中受试。以通过一不通过压缩试验来检验涂层的附着性;全部试样 都获通过,然后在电流密度为3000安/英尺2、模拟500英尺/分流水线 运行速度下在实验室对试样进行电镀。锌镀层上出现的结节较通常不 用涂料时为少,并且边缘的侧面没有出现结节。

因此,本发明可视作一种防止带钢在经受电镀锌时在边缘产生锌结 节的方法,该方法包括至少在所述带钢的一侧边缘涂布一层薄的液态 可紫外光固化的涂层,接着在带钢进入电镀锌槽前以紫外辐射使该涂 层固化。更具体地说,本发明包括将可紫外光固化的涂料涂布在至少 以100英尺/分运行的带钢的各侧边缘上,在带钢以这样速度运行进入 电镀锌之前以紫外辐射固化该涂层。该涂层可以是能用紫外辐射在5 秒钟内,优选3秒钟内而更优选少于1秒钟内固化的,并且是不导电 的任何涂层。从另一种意义上说,本发明包括在带钢进入电镀锌区前 的清洗带钢步骤、干燥所述带钢、将可紫外光固化的涂料涂布在至少 以100英尺/分的速度或快至1200英尺/分或更快速度运行的带钢的各 侧边缘上,用紫外辐射固化移动着的涂层以及使该带钢进入电镀锌区 进行镀锌。

工业适用性

本发明适用于以工业规模电镀带钢的电镀锌流水线。

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