具体实施方式

图1示出了根据本发明的固体着色剂分配装置1的示例性、非限制性实施例的示意性立体图，其被配置为以时间控制的方式分配至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2。固体着色剂分配装置1包括供应容器3，该供应容器3具有自由端部分4，该自由端部分4设置有喷嘴5，该喷嘴5被构造和布置为在固体着色剂分配装置1的操作期间分配所述至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2。固体球形着色剂颗粒2具有使固体球形着色剂颗粒2能够进行体积计量的数量平均粒径和数量粒径分布。固体球形着色剂颗粒2的数量粒径分布的标准偏差与数量平均粒径的比率小于25％，优选小于22％，更优选小于20％。本领域技术人员将理解的是，由于固体球形着色剂颗粒2(也称为珠光)的明确定义的形状和窄的数量粒径分布，固体球形着色剂颗粒2能够以可预测且可控的流速被分配。根据ISO 13322-1:2004，粒径分析-图像分析方法-第一部分：使用欧奇奥粒径粒形(OCCHIO ZEPHYR ESR)分析仪的静态图像分析方法，通过光散射和全自动图像分析确定数量粒径分布。

固体球形着色剂颗粒2的数量平均粒径在400μm-1400μm的范围内，优选在500μm-1300μm的范围内，更优选在600μm-1000μm的范围内。固体球形着色剂颗粒2包含30wt％-97wt％的颜料、小于5wt％的溶剂和3wt％-40wt％的表面活性剂，其中wt％与固体球形着色剂颗粒2的总重量相关。

图1中所示的固体着色剂分配装置1的供应容器3的喷嘴5还包括分配出口6，图2、图3A和图3B中更详细地示出了分配出口6。考虑到固体球形着色剂颗粒2的数量平均粒径，分配出口6具有直径7。图2还示出了图1中所示的固体着色剂分配装置1的溢流隔室26的放大图。

图1中所示的固体着色剂分配装置1还包括控制组件8，该控制组件8被配置和布置为：通过考虑到固体球形着色剂颗粒2的所述明确定义的特性，特别是形状和的数量粒径分布以及喷嘴5的分配出口6的直径7，以时间控制的方式控制所述至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2的分配。

根据图1中所示的示例性的、非限制性的实施例的固体着色剂分配装置1的控制组件8包括螺线管9，该螺线管9包括弹簧式柱塞10。当螺线管9处于非活动状态时，即当没有向螺线管提供电偏压时，弹簧式柱塞10关于喷嘴5的分配出口6布置，以防止喷嘴5分配固体球形着色剂颗粒2。这在图3中更详细地示出。然而，当螺线管9处于活动状态时，即当向螺线管提供电偏压时，弹簧式柱塞10关于喷嘴5的分配出口6布置，以允许喷嘴5分配固体球形着色剂颗粒2。这在图4中更详细地示出。

本领域技术人员将理解的是，通过使用包括弹簧式柱塞10的螺线管9，可以以时间控制的方式精确地分配甚至非常小剂量的固体球形着色剂颗粒。以此方式，根据本发明的固体着色剂分配装置1具有与现有技术固体着色剂分配装置可实现的分配能力至少相同的分配能力。然而，根据本发明的固体着色剂分配装置1允许体积计量，这具有优于通常所使用的重量计量技术的上述优点。

根据图1中所示的固体着色剂分配装置1的示例性的、非限制性的实施例，螺线管9的弹簧式柱塞10布置为使得其纵向中心线11横向于喷嘴5的纵向中心线12定向。本领域技术人员将理解的是，通过这种方式，弹簧式柱塞10使得喷嘴5的分配出口6的打开和关闭能够得到非常快速和精确的控制，并因此使得固体球形着色剂颗粒2被分配的剂量能够得到非常快速和精确的控制。

图1中所示的固体着色剂分配装置1的示例性的、非限制性的实施例包括振动单元27，例如振动电机或任何其他合适的装置，振动单元27被配置和布置为允许供应容器3在固体着色剂分配装置1的操作期间以0-55Hz范围内的频率振动。本领域技术人员将应当理解的是，通过振动供应容器，可以防止位于喷嘴5的分配出口6附近的固体球形着色剂颗粒2的所谓桥接，这种桥接会打断固体球形着色剂颗粒2的分配。此外，通过振动供应容器3，可以获得固体球形着色剂颗粒2在供应容器3中的改善的堆积，因为颗粒之间的残留空气可以被去除。

图1中所示的固体着色剂分配装置1的示例性的、非限制性的实施例还包括检测单元16，该检测单元16被配置和布置为确定供应容器3中的固体球形着色剂颗粒2的当前存量17并且将对应于所确定的当前存量17的检测信号提供给控制组件8。本领域技术人员将理解的是，检测单元16可以使用例如电连接和光学连接中的至少一种与控制组件8可操作地连接。所述连接可以以有线和无线方式中的至少一种方式建立。检测单元16使得能够及时地检测何时需要补充容器3中的固体球形着色剂颗粒2的存量17。因此，可以避免由于缺少固体球形着色剂颗粒2而导致的不必要的停机时间。

在图1所示的固体着色剂分配装置1的示例性的、非限制性的实施例中，供应容器3包括具有自由端部分4的第一部分18和具有端部21的第二部分20，自由端部分4设置有喷嘴5，第二部分20的端部21以开放连通的方式连接于第一部分18的与喷嘴5相对布置的端部22，从而在第二部分20和第一部分18之间提供过渡部19。第一部分18具有锥形内壁23，该锥形内壁23相对于其纵向中心线24以15度-55度范围内的角度α布置，优选地以等于30度的角度α布置。因为锥形内壁23，全部的固体球形着色剂颗粒2都被朝向喷嘴5的分配出口6引导。本领域技术人员将理解的是，喷嘴5以这样的流速分配固体球形着色剂颗粒2，该流速取决于位于供应容器3的第二部分20和第一部分18之间的过渡部19上方所存在的固体球形着色剂颗粒2的当前存量17的固体球形着色剂颗粒2的高度，并因此取决于其的量。另外，流量取决于固体球形着色剂颗粒2的数量平均粒径、喷嘴5的分配出口6的直径7以及供应容器3的第一部分18的锥形内壁23的角度α。供应容器3的总高度通常在40mm-600mm的范围内，优选为223mm。

要注意的是，控制组件8被配置为设置分配时间间隔，在该分配时间间隔里，螺线管9从非活动状态切换到活动状态并返回到非活动状态，以在至少将喷嘴5的分配出口6的直径7、供应容器3的第一部分18的锥形内壁23的角度α、供应容器3中的固体球形着色剂颗粒2的当前存量17以及螺线管9的响应时间考虑的情况下，允许喷嘴5分配固体球形着色剂颗粒2的剂量，其中，螺线管9的响应时间取决于接收来自所述控制组件8、以在所述非活动状态和所述活动状态之间切换的切换信号。根据本发明的固体着色剂分配装置1的典型分配时间间隔在5ms-100ms的范围内。

本领域技术人员将理解的是，通过在设定的分配时间间隔期间向螺线管9施加电偏压，螺线管9从非活动状态切换到活动状态。在活动状态下，弹簧式柱塞10缩回。因此，由于喷嘴的分配出口6至多部分地被弹簧式柱塞10堵塞，因此喷嘴5可以分配固体球形着色剂颗粒2。本领域技术人员将理解的是，优选的是当螺线管9处于活动状态时，喷嘴5的分配出口6完全不被弹簧式柱塞10阻塞。在分配时间间隔结束时，螺线管9从活动状态切换回非活动状态。其结果是，弹簧式柱塞10被与柱塞相关联的弹簧移位，从而阻塞喷嘴5的分配出口6，以防止喷嘴5分配固体球形着色剂颗粒2。

图2示出了图1中所示的固体着色剂分配装置1的弹簧式柱塞10、喷嘴的分配出口6和溢流隔室26的放大视图。图2提供了这些构件关于彼此布置的更好视图。溢流隔室26关于喷嘴的分配出口6构造和布置，以接收因弹簧式柱塞10的位移而由喷嘴分配的固体球形着色剂颗粒2，从而响应于将螺线管从活动状态切换到非活动状态，阻塞喷嘴的分配出口6。本领域技术人员将理解的是，关于待分配的固体球形着色剂颗粒2的所需量，也可以考虑溢流隔室26中所接收的固体球形着色剂颗粒2的量。溢流隔室26中所接收的固体球形着色剂颗粒2也被引导到包含需要着色的基础涂料组合物的涂料容器中。以此方式，可以使得固体球形着色剂颗粒2的不必要损失最小化。

本领域技术人员将理解的是，将考虑固体球形着色剂颗粒2的数量平均粒径来选择喷嘴的分配出口6的直径7。对于数量平均粒径在400μm-1400μm范围内的固体球形着色剂颗粒2来说，直径7小于5mm的分配出口6将变得太容易堵塞。然而，对于数量平均粒径在上述范围内的固体球形着色剂颗粒2来说，如果分配出口6的直径7大于15mm，则螺线管9在非活动状态和活动状态之间的切换将非常困难，因为切换速度会不够快，无法防止分配过多的固体球形着色剂颗粒2。对于数量平均粒径在400μm-1400μm范围内的固体球形着色剂颗粒2来说，喷嘴的分配出口6的直径7在5mm-15mm范围内，优选为8mm。

图2示出了弹簧式柱塞10设置有细长的凹槽。因此，可以减少机械摩擦并且可以实现弹簧式柱塞10的更快位移。因此，可以实现在上述5ms-100ms范围的下边界附近的分配时间间隔。

尽管未示出，但弹簧式柱塞的布置为面向喷嘴的分配出口的一侧优选地具有平坦表面。以此方式，当螺线管移动弹簧式柱塞时，可以实现固体球形着色剂颗粒从喷嘴恒定且均匀地流出。

图3示出了当螺线管9处于非活动状态并且弹簧式柱塞10关于供应容器3的喷嘴的分配出口6布置为防止分配固体球形着色剂颗粒2时，图1中所示的固体着色剂分配装置1的示意性仰视图。

图4示出了当螺线管9处于活动状态并且弹簧式柱塞10关于供应容器3的喷嘴的分配出口6布置为允许分配固体球形着色剂颗粒2的剂量时，图1中所示的固体着色剂分配装置1的示意性仰视图。

从图2、图3和图4可以看出，弹簧加载的柱塞10具有自由端部13，如上所述，该自由端部13可关于喷嘴5的分配出口6布置以控制固体球形着色剂颗粒2的分配。图2、图3和图4示出了弹簧式柱塞10的自由端部13的示例性实施例。根据该实施例，自由端部13具有外周14，外周14的形状被配置为当自由端部13部分地阻塞分配出口6时确保被分配的固体球形着色剂颗粒2的均匀流动。本领域技术人员将理解的是，当被分配的固体球形着色剂颗粒2的流动受到弹簧式柱塞10的自由端部13干扰时，这将对计量精度产生不利影响。如果外周14具有提供尖锐边缘的形状，固体球形着色剂颗粒2在该尖锐边缘后面能够挂住料，则所分配的固体球形着色剂颗粒的流动会受到干扰。通过弹簧式柱塞10的自由端部13提供有这样的外周，即只要喷嘴的分配出口6部分地被自由端部13阻挡，该外周的形状就防止固体球形着色剂颗粒在流出喷嘴的分配出口6时在该外周的边缘后面挂料，从而能够确保被分配的颗粒的均匀流动。因此，可以实现高分配精度。

根据弹簧时柱塞10的自由端部13的实施例，自由端部13的外周具有半圆形形状。本领域技术人员将理解的是，弹簧式柱塞10的自由端部13的外周14可以具有能够使被分配的固体球形着色剂颗粒2均匀流动的任何多边形形状。

如图3和图4中分别所示的弹簧式柱塞10的自由端部的位置的比较表明，弹簧式柱塞10具有行程15。根据图1至图4中所示的固体着色剂分配装置的实施例，弹簧式柱塞10的行程15通常在5mm-16mm的范围内。弹簧式柱塞10的行程15必须能够使得，当螺线管9处于非活动状态时，弹簧式柱塞10的自由端部13相对于喷嘴的分配出口6定位为通过阻塞分配出口6来防止分配固体球形着色剂颗粒2。然而，当螺线管9处于活动状态时，行程必须足以使弹簧式柱塞10的自由端部13关于喷嘴的分配出口6移位，以允许由喷嘴将要分配的固体球形着色剂颗粒2均匀流动。如上所述，对于数量平均粒径在400μm-1400μm范围内的固体球形着色剂颗粒2来说，喷嘴的分配出口6优选具有8mm的直径7。在那种情况下，弹簧式柱塞10的自由端部13优选地具有8.2mm的行程。

图5A示出了根据图1中所示的实施例的固体着色剂分配装置1的示意性侧视图，该固体着色剂分配装置1具有空的供应容器3，第一可替换盒28放置在该空的供应容器3的顶部，以用固体球形着色剂颗粒2填充供应容器3。本领域技术人员将理解的是，第一可替换盒28可用于初始填充供应容器3至位于供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡部19上方的预定高度35以上的水平。供应容器3通常被来自第一可替换盒28的固体球形着色剂颗粒2填满，之后第一可替换盒28清空，如图5B所示。图5C示意性地示出了图5B中所示的固体着色剂分配装置1的供应容器3填满来自第一可替换盒28的固体球形着色剂颗粒、第一可替换盒28已被填满有固体球形着色剂颗粒的第二可替换盒39替换的情况。第二可替换盒39被配置为允许用来自第二可替换盒39的固体球形着色剂颗粒2自动地补充供应容器3中的固体球形着色剂颗粒2的存量，直到第二可替换盒39为空，由喷嘴的分配出口6每次分配固体球形着色剂颗粒2的剂量。图5D示意性地示出了图5C中所示的固体着色剂分配装置1的供应容器3填满固体球形着色剂颗粒2并且第二可替换盒39包括剩余的固体球形着色剂颗粒2的情况。

图5E示意性地示出了其中第二可替换盒39是空的并且固体着色剂分配装置1的供应容器3仍然被填满的情况。本领域技术人员将理解的是，固体球形着色剂颗粒2可以以基本上线性的方式随着固体球形着色剂颗粒2的存量的高度降低而降低的流速分配，直到固体球形着色剂颗粒的存量到达供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡部19。对于这样的供应容器3来说，即该供应容器3包含具有在400μm-1400μm的范围内的数量平均粒径且高度到达位于供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡部19上方的预定高度35(见图5F)的固体球形着色剂颗粒2、并且具有带有直径为8mm的分配出口6的喷嘴、并且具有其锥形内壁23关于其纵向中心线24成30度角α的第一部分18，固体球形着色剂颗粒2能够以200毫升/分钟-400毫升/分钟范围内的流速被分配。由于固体球形着色剂颗粒2的明确特性，固体球形着色剂颗粒2可以以恒定均质流的方式被分配。这使得即使是少剂量的固体球形着色剂颗粒2也能非常精确地体积计量。

图5F示意性地示出了其中第二可替换盒39完全空了并且供应容器3中的固体球形着色剂颗粒2的当前存量处于位于固体着色剂分配装置1的供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡部19上方的上述预定高度35处的情况。本领域技术人员将理解的是，如果固体球形着色剂颗粒2的存量下降到低于位于供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡19上方的预定高度35，则的流速变得非常低。检测单元16应向控制组件8提供信号，表明供应容器3中的固体球形着色剂颗粒2的当前存量已达到位于供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡部19上方的预定高度35，且因此需要补充。这可以通过将空的第二可替换盒39替换为第三可替换盒(未示出)来完成，该第三可替换盒所填充的固体球形着色剂颗粒2至少足以将供应容器3中的固体球形着色剂颗粒2的当前存量补充到高于位于供应容器3的第一部分18和第二部分20之间的过渡部19上方的预定高度35。通常，第三可替换盒会填满有所需种类的固体球形着色剂颗粒。

尽管图中未明确示出，但本领域技术人员将理解的是，还可以应用具有比根据本发明的固体着色剂分配装置的供应容器的容积更大的容积的可替换盒。在那种情况下，在用来自第一可替换盒的固体球形着色剂颗粒初始填充供应容器之后，固体球形着色剂颗粒将保留在第一可替换盒中。第一可替换盒可被配置为允许用来自第一可替换盒的剩余固体球形着色剂颗粒自动地补充供应容器中的固体球形着色剂颗粒的存量，直到第一可替换盒为空，由喷嘴的分配出口每次分配固体球形着色剂颗粒的剂量。事实上，以类似的方式应用涉及图5D至图5F所描述的情况，其关于供应容器中固体球形着色剂颗粒的补充，以及当第一可替换盒为空且供应容器中的固体球形着色剂颗粒的当前存量已经到达位于供应容器的第一部分和第二部分之间的过渡部上方的预定高度时对第一可替换盒的更换。

此外，本领域技术人员将理解的是，在使用容量小于供应容器的容量的可替换盒的情况下，重要的是供应容器中的固体球形着色剂颗粒的当前存量可以至少被补充到高于位于供应容器的第二部分和第一部分之间的过渡部上方的预定高度的水平。

图6示出了根据本发明的着色机29的示例性的、非限制性的实施例的示意性立体图。着色机29被配置为用至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2对基础涂料组合物30着色，至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2由至少一个根据本发明的固体着色剂分配装置1以时间控制的方式分配。根据图6中所示的示例性实施例，着色机29包括根据本发明的十六个固体着色剂分配装置1的矩阵。本领域技术人员将理解的是，根据着色机所需的规格，可以使用任何合适数量的固体着色剂分配装置1。原则上，所有分配装置都可以设有包括具有上述明确定义的特性的特定种类的固体球形着色剂颗粒2的可替换盒28、39。然而，也可以将可替换盒28、39仅提供给固体着色剂分配装置1矩阵的固体着色剂分配装置1子集，而不提供给未被采用的剩余固体着色剂分配装置1。根据图6中所示的着色机29的示例性、非限制性实施例，十六个固体着色剂分配装置1中的十个已设置有可替换盒28、39。本领域技术人员将理解的是，固体着色剂分配装置1的矩阵布置对于限制着色机29的占用空间是特别有利的。

此外，图6中所示的着色机29包括接收空间31，该接收空间31被构造和布置为接收包含所述基础涂料组合物30的涂料容器32，将使用至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2对所述基础涂料组合物30着色。着色机29还包括引导件33，该引导件33被配置和布置为引导由所述至少一个固体着色剂分配装置1分配的所述至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2进入涂料容器32中。

图6中所示的着色机29还包括主控制组件34，该主控制组件34被配置和布置为与所采用的十个固体着色剂分配装置1的每个控制组件通信。因此，主控制组件34可以控制十六个分配装置1的示例性矩阵中的十个固体着色剂分配装置1中的每一个的控制组件，以同时地或顺序地分配固体球形着色剂颗粒2的剂量。本领域将理解的是，使用根据本发明的着色机29对基础涂料组合物30的着色可以比使用基于重量计量的着色机要快得多，因为可以将至少一剂量的固体球形着色剂颗粒2直接分配到包含需要着色的基础涂料组合物30的涂料容器32中。

本领域技术人员将理解的是，主控制组件34与十个固体着色剂分配装置1的任一控制组件之间的所述连接可以通过有线和无线方式中的至少一种方式建立。

图6示出了着色机29的示例性实施例还设有振动系统38，该振动系统38被配置和布置为允许引导件33振动以增强对固体球形着色剂颗粒朝向涂料容器32的引导。振动系统可使引导件33以0-55Hz范围内的频率振动。

此外，值得注意的是，通过设置固体着色剂分配装置的供应容器和引导件中与包含有铝或适合注塑的聚合物混合物的固体球形着色剂颗粒直接接触的至少一者的内壁，可以进一步改善固体球形着色剂颗粒朝向涂料容器32的引导。所述内壁被配置为是抗静电、耐磨、疏水的并且具有至多0.3μm的表面粗糙度(Ra)。

本发明可概括为涉及一种固体着色剂分配装置1，用于以时间控制的方式分配固体球形着色剂颗粒2的剂量，所述分配装置包括供应容器3，该供应容器3具有用于分配具有数量平均粒径和数量粒径分布的所述颗粒的喷嘴5，其中，所述颗粒的数量粒径分布的标准偏差与数量平均粒径之比小于25％。喷嘴包括具有直径7的分配出口6，该直径7将所述颗粒的数量平均粒径考虑在内。所述分配装置包括控制组件8，该控制组件8用于通过考虑所述颗粒的所述特性以及喷嘴出口的直径来控制所述颗粒的所述剂量的分配。本发明还涉及包括所述固体着色剂分配装置的着色机29。

本领域技术人员将清楚的是，本发明的范围不限于前面所讨论的实施例，在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对其进行若干修改和变形。特别地，可以进行本发明多个方面的特定特征的组合。通过增加关于本发明的另一方面所描述的特征，可以进一步有利地增强本发明的一个方面。虽然已经在附图和说明书中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述仅被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的。

本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实施对所公开的实施例的变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他步骤或要素，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的单一事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。权利要求中的任何参考标记不应被解释为限制本发明的范围。

参考标记

1 固体着色剂分配装置

2 固体球形着色剂颗粒

3 供应容器

4 供应容器的自由端部分

5 喷嘴

6 喷嘴的分配出口

7 分配出口的直径

8 控制组件

9 螺线管

10 弹簧式柱塞

11 弹簧式柱塞的纵向中心线

12 喷嘴的纵向中心线

13 弹簧式柱塞的自由端部

14弹簧式柱塞的自由端部的外周

15 弹簧式柱塞的行程

16 检测单元

17 固体球形着色剂颗粒的当前存量

18 供应容器的第一部分

19 供应容器的第一部分和第二部分之间的过渡部

20 供应容器的第二部分

21 供应容器的第二部分的自由端部

22 供应容器的第一部分的与喷嘴相对布置的端部

23 供应容器的第一部分的锥形内壁

24 供应容器的第一部分的纵向中心线

α 供给容器的第一部分的锥形内壁关于其纵向中心线布置的角度

26 溢流隔室

27 振动单元

28 第一可替换盒

29 着色机

30 基础涂料组合物

31 接收空间

32 涂料容器

33 引导件

34 主控制组件

35 位于供应容器的第一部分和第二部分之间的过渡部上方的预定高度

β 引导件底部与涂料容器的中心线之间的角度，涂料容器的中心线横向于涂料容器的纵向中心线

36 涂料容器的纵向中心线

37 横向于涂料容器的纵向中心线定向的涂料容器的中心线

38 用于着色机的引导件的振动系统

39 第二可替换盒