專利名稱：對卷尺帶片進行涂布的方法
技術領域：
本發明總體上涉及卷尺，尤其是涉及一種經過涂布的卷尺帶片和一種制取這種卷尺帶片的方法。
背景技術：
現代的自動回卷式卷尺(或“帶尺”)一般包括一根卷繞條帶，該卷繞條帶被朝向一個縮進位置彈簧偏壓。一個殼體總體上環繞保護所述條帶和偏壓彈簧，并且包括一個開口，所述條帶的末端穿過該開口延伸。在使用過程中，背離所述殼體拉動所述條帶的末端，并且當松開時，所述彈簧將條帶回拉入所述殼體之內，從而使得所述條帶返回到縮進位置。
用于這種裝置的帶片一般由一根金屬帶狀物制成，當位于殼體之外時，所述帶片呈現一種凹凸構型，但是在所述殼體內部時它被繞成卷繞的卷且卷的每一層具有扁平的橫截面。盡管所述帶片的基礎材料一般是金屬，但是帶片材料的表面很少是裸露的金屬。相反，帶片材料一般經過涂漆、印刷長度標記以及隨后涂覆一聚合物涂層來提高耐磨性和/或降低摩擦。這種聚合物涂層一般通過使得所述帶狀物的材料穿過一個涂布輥進行涂敷，并且隨后穿過一個烘箱來固化所述涂層。
顯然，增大所述帶片涂層的厚度具有提高耐磨性的有益效果；但是，增大涂層厚度也會增大由卷繞帶片所占據的空間，由此有害地增大卷尺的總體尺寸。
此外，已經發現利用涂布輥將聚合物涂層涂敷在帶片材料上的常規方法存在某些問題，尤其是在形成比較均勻厚度的涂層又沒有不希望的空白的過程中更是如此。
由此，希望提供一種對卷尺帶片進行涂布的替代性方法。盡管并非必需，但是優選的是這種替代性方法能夠解決前述問題中的一個或者多個。
發明概述本發明涉及一種經過涂布的卷尺帶片和一種制造這種卷尺帶片的新穎方法。在本發明的一個實施例中，一根金屬帶片基本上由一種粉末布覆起來，并且隨后穿過一個感應裝置，來對粉末進行加熱并且在所述帶片上形成一涂層，且當穿過該感應裝置時，所述帶片具有一種凹凸型橫截面。在另外一個實施例中，所述金屬帶片基本上由一種主要由尼龍構成的粉末布覆起來，其中尼龍的顆粒尺寸為10-20微米或者更小，并且隨后穿過一個感應裝置，來對所述帶片進行加熱并且利用其上的粉末形成一個尼龍涂層。在再一個實施例中，向所述金屬帶片上涂敷一個尼龍涂層，該涂層的厚度每側面不超過0.001英寸或者更薄，并且根據ASTM D968-81的耐磨性至少為30升砂，更為優選的是至少為40升砂。在又一個實施例中，這些方面中的一個或者多個組合起來成形一種其上具有防護涂層的帶片。
附圖簡述
圖1示出了一種自動回卷式卷尺，其可以采用一根按照本發明構造而成的帶片。
圖2是一根凹凸型帶片的透視圖。
圖3是圖2中所示帶片的橫剖視圖。
圖4示出了一個用于在圖2中所示帶片上成形涂層的生產流水線。
圖5A示出了一個呈非圓形狀的線圈的俯視圖，其適用于圖4中所示生產流水線上的感應裝置。
圖5B示出了圖5A中所示線圈的側視圖。
優選實施例由于本發明涉及一種經過涂布的卷尺帶片，尤其用于所謂的自動回卷式卷尺，對這種裝置進行簡要討論將有助于理解本發明。如圖1中所示，總體標識為10的自動回卷式卷尺一般包括一根可卷繞的測量條帶或者帶片12和一個關聯殼體20。條帶12的末端可以包括一個端鉤14，用以防止其回縮入殼體20之內。一個條帶偏壓裝置(未示出)，比如彈簧，被可操作性地連接在條帶12上，用以朝向一個回縮方位偏壓該條帶。設置有一個鎖定機構，包括一個觸發器16或者類似操作機構，來有助于控制條帶12進入和穿出殼體20。根據需要，殼體20的一個或者兩個側面可以包括一個扣鉤18。殼體20可以包括一個主殼體或者外殼22和一個安裝于該外殼22上的夾持構件24。正如本技術領域中公知的那樣，外殼22最好由一種耐用材料制成，比如硬質塑料(如ABS、聚碳酸酯或者類似材料)，并且可以由兩個通過合適螺釘26連接在一起的部分構造而成。殼體20最好被加工成適合于掌握在使用者的手中，并且還便于存儲在工作皮帶上或者存儲在工具箱中。由于本發明主要涉及帶片12，所以對于本技術領域的普通技術人員來說，為了理解本發明無需了解卷尺10的其它細節。如果希望了解其它細節，請參見美國專利No.4527334、No.4976048、No.6349482以及于2002年6月19日提交的序列號為10/174629的美國專利申請，通過參考將它們結合入本發明。
帶片12一般由一根比較薄的金屬帶狀物32制成，該金屬帶狀物32被加工成當從殼體20中延伸出來時形成預期的凹凸型橫截面形狀(如圖2-3中所示)，并且當在殼體20內部卷繞起來時形成預期的平整橫截面。底層的金屬帶狀物32一般為金屬合金，比如中碳鋼至高碳鋼(比如1095鋼或者1050鋼)，厚度的大體范圍是0.004至0.0055英寸。盡管并非必需，但是形成帶片12中心部分的帶狀物32最好橫跨其寬度和沿著其長度具有均勻的厚度。利用多種公知技術中的任何一種，比如滾軋成形，所述帶狀物材料本身可以被制成預期形狀。金屬帶狀物32一般經過涂漆并且隨后利用公知技術印刷合適的長度指示標記36。此后，利用一個合適的防護涂層34將經過印刷的帶片12包覆起來。涂層34的用途在于增強耐磨性和/或提供一個有助于卷繞帶片12的低摩擦表面。
本發明涉及一種或者多種對帶片12進行涂布的方法，并且優選是對經過涂漆和印刷的帶片12進行涂布的方法。由此，假設在涂布工藝之前帶片12已經涂漆并且印刷有長度指示標記36，但是這些并非所有涂布工藝可以在一條涂布生產流水線50上進行，比如在圖4-5中示出的生產流水線。該涂布生產流水線50一般包括一個放出工位52、一個涂布工位60、一個卷繞工位56。放出工位52以一種常規方式進行工作，來將經過涂漆和印刷的帶片材料12供送至涂布工位60，并且卷繞工位56以一種常規方式進行工作來從涂布工位60接收經過涂布的帶片12。還有，有益的是，在生產流水線50的輸入和/或輸出部分上設置合適的存儲器54、58，從而使得帶片12可以被供送至涂布工位60，并且如本技術領域中公知的那樣，以串聯帶片卷(比如多根端對端鉚接起來的帶片12)的形式從其中輸出。
對于本發明的優選實施例來說，與現有涂布生產流水線的主要區別在于在涂布工位60內部使用了一種新穎工藝。如圖4中所示，涂布工位60具有兩個主要組成部分--粉末裝置62和熔合裝置66。粉末裝置62將一種基于聚合物的粉末64涂敷到帶狀物32上；接著這種粉末64在熔合裝置66中被熔合成一個涂層34。在粉末裝置62中，帶狀物32穿過一個由已經摩擦帶電的聚合物顆粒64形成的漩渦。所述顆粒本身最好是尼龍，尤其是顆粒尺寸為10-20微米或者更小的尼龍11，并且優選的是15微米或者更小。這種尼龍將從賓夕法尼亞州的費拉德爾菲亞城的Atofina Chemicals購買。摩擦電荷通過利用一個或者多個鼓風機(未示出)攪動粉末64而產生，比如在美國專利No.5402940中總體描述的那種摩擦起電型噴槍，通過參考將該美國專利結合入本發明。粉末64的混合作用會導致聚集大量的正靜電荷(有時稱作摩擦電荷)。帶片12被接地，比如通過將恰好位于粉末裝置62上游的進給輥接地，使得帶片12具有相對的負電荷(相對于粉末64)，從而使得粉末顆粒64被吸引在帶片12上。粉末64的非常微小顆粒尺寸與摩擦帶電的組合作用有助于在帶狀物32上由粉末64形成一個均勻的層。此外，由于使用了由粉末64形成的漩渦，而不是輥子，所以帶狀物32可以在穿過粉末裝置62的同時任選地具有“正常的”凹凸型橫截面形狀。
用于與本發明一同使用的粉末裝置62可以利用多個位于AmherstOH的Nordson公司提供的成品組件形成。例如，零件號碼為631201、631271、630008以及133403的摩擦起電型粉末噴槍可以與型號為163567的料斗結合使用，所述料斗中具有型號為631401/163555的“摩擦泵(tribo pump)”和型號為631152的控制裝置。料斗中的粉末64最好呈一種粉末流體化床形式，所述粉末由摩擦泵泵送至摩擦起電型粉末噴槍。摩擦起電型粉末噴槍的輸出物沿著一個與總體呈圓柱形狀的漩渦塔的外壁相切的方向送入該漩渦塔中。在該漩渦塔中，一半所輸入的帶電粉末64被沿著外壁的內側導引，而另外一半在一個內部偏轉器的作用下朝向一個大約背離輸入位置180度的位置偏轉。所述漩渦塔可以由PVC制成，直徑接近八英寸，高度接近十八英寸。所述漩渦塔的底部可以朝向一個通往過濾器的排出口發生傾斜，用于將滿載粉末的空氣抽出該漩渦塔，以便循環入所述料斗。所述料斗還可以經由一根通往所述漩渦塔的軟管進行換氣，帶有一個大約比來自于所述摩擦起電型粉末噴槍的輸入物低6英寸并且大約偏離90度的輸入口。所述漩渦塔的底部具有一條狹縫，用以容許所處理的帶片12穿過其中。所述狹縫可以任選地面對軟毛，以有助于防止粉末64不希望地從所述漩渦塔中逃逸。
從粉末裝置62開始，帶有粉末的帶狀物32前進，最好是直接地，并且穿過熔合裝置66。盡管傳統的涂布烤爐要么是電阻加熱器或者是非常罕見的燃氣烘箱，但是用于本發明的熔合裝置66最好以感應原理為基礎，其中經由線圈68向帶片12施加一個時變電磁場。在優選實施例中，所述電磁場的頻率接近450千赫。這種電磁場會導致金屬帶狀物32被非常快速并且基本上均勻地加熱。此外，使用感應加熱容許帶片12在以高的線速度(比如每分鐘40至60英尺)穿過熔合裝置66的同時具有“正常的”凹凸型橫截面形狀，而不會在帶片12的橫向邊緣附近產生不良的涂布效果。來自于帶片12的熱量會促使粉末64發生熔合，在經過涂漆和印刷的帶片12上形成最好透明的涂層34。隨后，帶片12穿出熔合裝置66之外進行冷卻。需要注意，優選的是帶片12并未碰到任何輥子或者其它導引裝置，無論是穿過熔合裝置66時或者是剛好在此后，直至涂層34已經得以充分冷卻；但是，如果需要，位于熔合裝置66下游的第一輥子，一般設置在十英尺遠或者更下游，可以是所謂的冷卻輥來進一步對帶片12進行冷卻。位于帶片12給定側面上的最終涂布厚度將為0.001英寸數量級或者更薄。
如前所述，優選的熔合裝置66利用了感應加熱原理。通過使得電流穿過一個線圈68而產生出相關的電磁場，同時帶片12穿過線圈68的中心開口。優選的是，線圈68呈非圓形狀，比如在圖5A-5B中示出的形狀。如圖5A-5B中所示，線圈68可以包括一個主線圈部分68m，帶有由穩定裝置68s支撐起來的間隔繞組，和由絕緣體68i相互絕緣并且由系材68t保持在一起的導線。線圈68可以由1/4英寸的銅管制成，包覆有合適的陶瓷涂層。如在圖5A和5B中所示，所述線圈可以具有一個大體呈卵形的中心開口，其內徑接近31/2英寸×3/4英寸。實際上，如果線圈68具有在圖5A至5B中所示的形狀，那么兩根或者更多帶片12可以同時穿過線圈68，而不會對熔合操作產生不利影響。當然，如果利用同一涂布工位60同時對不止一根帶片12進行涂布，那么將需要額外的放出裝置52和回收裝置56。還有，用于感應線圈68的必需功率將基于工藝條件發生改變，但是功率為5千瓦的線圈68大約60％發揮作用就足以對以40-60英尺/分鐘的線速度同時穿過感應裝置66的兩根帶片12進行處理。
必須指出的是，利用了感應原理的熔合裝置66能夠在帶片12中產生足夠的熱量，并且如果帶片12停滯在熔合裝置66中，甚至會使得帶片12整體熔化。因此，有益的是結合入合適的自動系統，以便在線速度下降至低于一個給定值時關閉線圈68，比如本技術領域中公知的線速度監控器、開關等等。此外，還可以采用本技術領域中公知的其它合適安全措施，比如感應裝置66的除氣排放裝置、用于線圈68的火焰探測器以及類似裝置。
在帶片12上涂敷涂層34的一個用途是延長帶片12的使用壽命。正如本技術領域中公知的那樣，在評估帶片12使用壽命中一個有用的預測因子是當根據ASTM D968-81進行測試時測定出的耐磨性。這種測試的結果通常表示為直至探測到發生故障的落砂量(比如X升砂)。利用這種測試方法，大多數，即使不是全部，市售自動回卷式帶片的讀數均小于20升砂。相反，根據前述工藝處理后的帶片12的測定耐磨性至少為30升砂，一般為40升、50升、75升砂或者更高。實際上，某些測試結果已經超過了100升砂。由此，根據這種工藝對帶片12進行處理會使得帶片的使用壽命明顯延長，即使涂層34比較薄(比如接近0.001英寸厚)。
當然，在不脫離本發明的主要特征的條件下，本發明可以以除前述之外的其它具體方式加以實施。作為非限制性示例，在不偏離本發明的范圍的條件下，帶片12上的長度指示標記36可以壓紋形成，而非印刷形成。因此，前述實施例將被看作在所有方面均為例證目的而非限制目的，并且希望包含所有落入所附權利要求的含義及等效范圍之內的變型。
權利要求
1.一種對卷尺帶片進行涂布的方法，包括提供一根其上帶有長度指示標記的金屬帶狀物；此后，利用一種粉末基本上包覆所述金屬帶狀物的至少一個片段；此后，使得其上帶有粉末的所述片段穿過感應裝置，來對所述片段進行加熱，并且由此利用所述粉末在所述片段上形成一涂層，當穿過所述感應裝置時，所述片段具有一種凹凸型橫截面。
2.如權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述粉末是一種聚合物。
3.如權利要求2中所述的方法，其特征在于，所述粉末包括尼龍。
4.如權利要求3中所述的方法，其特征在于，所述粉末主要由顆粒尺寸為20微米或者更小的尼龍構成。
5.如權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述涂層基本上透明。
6.如權利要求1中所述的方法，還包括使所述粉末摩擦帶電，并且利用所述粉末基本上包覆所述片段包括當使所述粉末摩擦帶電時使得所述片段暴露于所述粉末。
7.如權利要求1中所述的方法，其特征在于，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過所述感應裝置來對所述片段進行加熱包括使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過具有非圓形線圈的感應裝置。
8.如權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述涂層根據ASTMD968-81的耐磨性至少為30升砂。
9.如權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述粉末主要由顆粒尺寸為25微米或者更小的尼龍構成；使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置包括使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過具有非圓形線圈的感應裝置；以及所述涂層基本上透明。
10.如權利要求9中所述的方法，還包括使所述粉末摩擦帶電，并且利用所述粉末基本上包覆所述片段包括當使所述粉末摩擦帶電時使得所述片段暴露于所述粉末。
11.一種對卷尺帶片進行涂布的方法，包括提供一根其上帶有長度指示標記的金屬帶狀物；此后，利用一種粉末基本上包覆所述金屬帶狀物的至少一個片段，所述粉末主要由顆粒尺寸為20微米或者更小的尼龍構成；此后，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置，來對所述片段進行加熱，以便利用其上的所述粉末形成一尼龍涂層。
12.如權利要求11中所述的方法，其特征在于，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置包括使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過具有非圓形線圈的感應裝置。
13.如權利要求11中所述的方法，其特征在于，所述涂層基本上透明。
14.如權利要求11中所述的方法，還包括使所述粉末摩擦帶電，并且利用所述粉末基本上包覆所述片段包括當使所述粉末摩擦帶電時使得所述片段暴露于所述粉末。
15.如權利要求11中所述的方法，其特征在于，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置包括，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置，并且當穿過所述感應裝置時，所述片段具有一種凹凸型橫截面。
16.如權利要求11中所述的方法，其特征在于，所述涂層根據ASTMD968-81的耐磨性至少為30升砂。
17.如權利要求16中所述的方法，其特征在于，所述涂層根據ASTMD968-81的耐磨性至少為40升砂。
18.如權利要求11中所述的方法，其特征在于，當穿過所述感應裝置時所述片段具有一種凹凸型橫截面；使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置包括，使得其上帶有粉末的所述片段穿過具有非圓形線圈的感應裝置；以及所述涂層基本上透明。
19.如權利要求18中所述的方法，還包括使所述粉末摩擦帶電，并且利用所述粉末基本上包覆所述片段包括當使所述粉末摩擦帶電時使得所述片段暴露于所述粉末。
20.如權利要求11中所述的方法，其特征在于，所述粉末主要由顆粒尺寸為15微米或者更小的尼龍構成。
21.一種對卷尺帶片進行涂布的方法，包括提供一根其上帶有長度指示標記的金屬帶狀物；向所述金屬帶狀物的至少一個片段上施加尼龍涂層，所述涂層的厚度不超過0.0015英寸，并且根據ASTM D968-81的耐磨性至少為30升砂。
22.如權利要求21中所述的方法，其特征在于，所述耐磨性至少為40升砂。
23.如權利要求22中所述的方法，其特征在于，所述耐磨性至少為50升砂。
24.如權利要求23中所述的方法，其特征在于，所述耐磨性至少為75升砂。
25.如權利要求21中所述的方法，其特征在于，所述厚度接近0.001英寸或者更薄，而所述耐磨性至少為40升砂。
26.如權利要求21中所述的方法，其特征在于，所述涂層基本上透明。
27.如權利要求21中所述的方法，其特征在于，施加所述涂層包括利用一種尼龍粉末基本上包覆所述片段；此后，使得其上帶有粉末的所述片段穿過感應裝置。
28.如權利要求27中所述的方法，其特征在于，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過感應裝置包括使得其上帶有所述粉末的所述片段在具有一種凹凸型橫截面的條件下穿過感應裝置。
29.如權利要求27中所述的方法，還包括使所述粉末摩擦帶電，并且利用所述粉末基本上包覆所述片段包括當使所述粉末摩擦帶電時使得所述片段暴露于所述粉末。
30.如權利要求21中所述的方法，其特征在于，當穿過所述感應裝置時所述片段具有一種凹凸型橫截面；施加所述涂層包括利用一種尼龍粉末基本上包覆所述片段，并且此后，使得其上帶有所述粉末的所述片段穿過具有非圓形線圈的感應裝置；所述涂層基本上透明；以及所述耐磨性至少為50升砂。
31.如權利要求29中所述的方法，其特征在于，所述粉末主要由顆粒尺寸為20微米或者更小的尼龍構成。
全文摘要
一種金屬帶片可以基本上由一種粉末包覆起來，并且隨后穿過一個感應裝置，來對所述粉末進行加熱并且在所述帶片上形成一個涂層，當穿過該感應裝置時，所述帶片具有一種凹凸型橫截面。可選地，所述金屬帶片基本上由一種主要由尼龍構成的粉末包覆起來，其中尼龍的顆粒尺寸為20微米或者更小，并且隨后穿過一個感應裝置，來對所述帶片進行加熱并且利用其上的粉末形成一個尼龍涂層。可選地，向所述金屬帶片上涂敷一個尼龍涂層，該涂層的厚度不超過0.0038厘米，并且根據ASTM D968－81的耐磨性至少為30升砂。這些方面中的一個或者多個可以組合起來形成一種其上具有防護涂層的帶片。
文檔編號C23C24/10GK1714172SQ03825600
公開日2005年12月28日 申請日期2003年9月8日 優先權日2002年10月10日
發明者詹姆斯·克里泰利, E·吉爾利亞姆 申請人:庫珀品牌公司