CN100435982C - 物件涂装uv漆的固化方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物件涂装UV漆的固化方法和设备，其方法是光源采用紫外线，设置在被固化物的上方和两侧面，光源采用紫外线灯管，灯管有效发光长度应大于被加工物件相应面的宽度，其输出功率在30w/cm以上，光源与被加工物件具有相对运动，其速度为2-100m/min，光源与被加工物件的外表面之间的距离保持在50-250mm之间。其设备包括密封箱、位于密封箱内的纵向轨道和横向轨道、灯照装置和牵引装置。该方法和设备。该方法和设备克服了箱体内温度过高和尘埃进入的缺陷，解决了现有技术给涂层表面带来的弊病，实现了快速固化、节省时间、保证了固化质量，还极大地扩展了固化基材的范围，使用本发明所述的方法和设备可以固化纸及纸制品、纺织品、皮革制品、光导纤维、金属、木材、塑料制品等各种材料的制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料的固化方法和设备，具体地说，涉及一种物件涂装UV漆的固化方法及其设备。
背景技术
物件涂装UV漆后，现有的固化设备主要是用于水平面涂料的固化，物件在传动装置的驱动下，送入固化箱内在紫外灯光的照射下进行固化。其紫外灯安装有抛物线或椭圆形灯罩，使灯管的紫外光形成平行光束或聚焦一点垂直向下，幅射在被加工件的水平面上，完成对被加工件水平面涂料的固化，而被加工件其它部位，如侧面、底面则无法进行固化，对于一些造型较复杂的部件，如家具、各种部件、管状物及雕刻木制工艺品等更是不能使用此设备进行固化。并且在固化箱内，温度急剧升高，对物件涂层造成诸多不利的影响，如气泡、涂层开裂、脱落等弊病。另外出于降温的需要，必须对箱体内进行强制抽风散热。由于通风量过大，易于将大量的尘埃带入箱体内，造成涂层表面粗糙不平。温度过高也不利于一些不耐温、易发生热变形基材的UV漆涂装的固化。以上缺陷一直是UV漆涂装工艺中长期未能解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种物件涂装UV漆的固化方法及其设备。
本发明所述的物件涂装UV漆的固化方法包括：
A、光源采用紫外线，其紫外线光源设置在被固化物件的上方和两侧面，两侧面的光源与上光源位于同一垂直于物件移动方向的垂直平面上，或相对于物件移动的方向前后错开；
B、所述紫外线光源采用紫外线灯管，灯管有效发光长度应大于被加工物件相应面的宽度，其输出功率在30w/cm以上；
C、光源与被加工物件具有相对运动，其运动方式是采取灯管运动或被加工物件移动，两者相对移动的速度为2-100m/min；
D、光源与被加工物件的外表面之间的距离保持在50-250mm之间。
所述紫外线灯管的输出功率为80-100w/cm
相对于上光源的下方设置下光源，下光源位于与上光源位于同一垂直于物件移动方向的垂直面上或相对于物件移动的方向前后错开上。
在物件移动的前方还设置有紫外线光源，该光源进入物件或管状物的孔中，对孔壁进行固化。
所述灯管上设置有平面灯罩或相对于被加工物件移动方向的两边具有折边的平面灯罩，灯罩与灯之间的距离为10mm左右；
所述灯管上设置有平面灯罩或相对于被加工物件移动方向的两边具有折边的平面灯罩，灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
本发明所述的物件涂装UV漆的固化设备，包括密封箱、运载被加工物件的小车，所述密封箱由自动卷帘门分隔为两个室，一个是灯照装置室，一个为固化室，在密封箱的底板上设置有纵向轨道，由灯照装置室一直延伸到固化室的端部；所述固化室具有供小车进出的自动门，其底板上设置有与纵向轨道垂直的、与室外的轨道连通的横向轨道，纵向轨道上设置有灯照装置，该装置由牵引装置带动在轨道上移动，包括底座、设置在底座上的一对安装紫外线灯管的立柱。
所述密封箱包括箱体和箱架，箱体放置在箱架上，所述灯照装置室和固化室的顶面设置有排风口，该排气口通过管子与抽风机连接，箱架上具有多个空气入口。
在一对立柱中，其中第一个立柱通过连接头安装有一个或两个横梁。当为一个横梁时，其上安装向下照射的紫外线上灯管；当为两个横梁时，其上分别安装向下照射的紫外线上灯管和向上照射的紫外线下灯管；在另一个立柱通过连接头安装横梁，横梁上安装有一对侧灯管4。
所述立柱采用长度可调的精密线性模组，该组件通过四个螺钉与底座和连接头连接，横梁同样采用长度可调的精密线性模组，其一端与连接头连接，另一端为悬臂。
所述立柱包括一根立杆、正反螺纹杆和将立杆和螺纹杆连接的灯管滑套，螺纹杆的一端与传动装置连接；所述灯管滑套8具有两个孔，其中一个为通孔，另一个螺纹孔，通孔套装在立杆上，螺纹孔安装在正反螺纹杆上，横杆与灯管滑套连接；安装侧灯的横杆的结构有立杆相同。
所述上灯管、下灯管和侧灯管具有平面型灯罩)或在被加工物件移动方向的两边设置有折边的平面灯罩。灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
所述牵引装置包括动力机和牵引带、牵引绳或牵引链，灯架安装在牵引带、牵引绳或牵引链上。
本发明所述的物件涂装UV漆的固化设备的另一个实施例，包括密封箱、运载被加工物件的小车，所述密封箱由自动卷帘门分隔为两个室，一个是固化室，一个为屏闭室，在密封箱的底板上设置有纵向轨道，由固化室一直延伸到屏闭室的端部，纵向轨道上设置有移动平台；在固化室设置有固定安装在底板上的灯照装置，所述屏闭室设有供小车进出自动门；所述灯照装置包括底座、设置在底座上的一对安装紫外线灯管的立柱。
所述密封箱包括箱体和箱架，箱体放置在箱架上，所述固化室和屏闭室的顶面设置有排风口，该排气口通过管子与抽风机连接，箱架上具有多个空气入口。
本发明所述的固化方法和设备采用紫外光散射、反射及交叉光束等对物件进行固化，克服了箱体内温度过高和尘埃进入的缺陷，不仅解决了现有技术给涂层表面带来的弊病，实现了快速固化、节省时间、保证了固化质量，还极大地扩展了固化基材的范围，使用本发明所述的方法和设备可以固化纸及纸制品、纺织品、皮革制品、合成材料、金属、木材、塑料制品等各种材料制品涂装的UV漆。
附图说明
图1是本发明所述物件涂装UV漆的固化设备结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中A-A剖视图；
图4是本发明所述物件涂装UV漆的固化设备的另一个实施例的结构示意图；
图5是图3的俯视图；
图6是图1中B-B剖视图。
具体实施方式
本发明所述的UV漆的低温固化方法采用紫外线光，根据被固化物件的要求，其紫外线光源位置的设置有以下几种形式：
当对物件的上表面和两侧表面进行固化时，其紫外线光源设置在被固化物的上方和两侧面，两侧面的光源与上光源位于同一垂直于物件移动方向的垂直平面上，或相对于物件移动的方向前后错开。
当同时对物件的上、下表面和两侧表面进行固化时，相对于上光源的下方设置有下光源，上、下光源位于同一垂直于物件移动方向的垂直面上，或相对于物件移动的方向前后错开，或随被加工物件的外表面倾斜。被加工物件从上、下幅射区域之间经过。
当对管状物件进行固化时，在物件移动的前方还设置有紫外线光源，该光源可进入物件的孔或管状物件的孔中，对孔壁进行固化。
所述紫外线光源采用紫外线灯管，灯管的有效发光长度应大于被加工物件相应面的宽度，其输出功率30w/cm以上。其功率取决于所使用的UV漆的种类，如果所使用的UV漆的固化速度快，则采用偏低的功率，若固化速度较慢的UV漆，则可提高功率，一般在80-100w/cm为佳。
固化时，灯管与被加工物件必须产生相对移动，两者相对移动的速度为2-100m/min，移动时，既可以是被加工物件移动也可以是灯管移动。
光源功率的大小及移动速度取决于被加工的物件材料及使用的UV漆类型，大体可分为两大类。对热敏感性强的物品，其移动速度要快，光源功率偏低，如纸制品、纺织品、皮革，光导纤维等、其移动速度要快，在30-100m/min之间，所使用的UV漆的固化速度快，光源功率偏小；而对热敏感性弱的物品，其移动速度要慢一些，光源功率偏低，如金属、木材、塑料制品等，其移动速度可在2-30m/min的范围内，功率可高一些。当然上述两类的界线不是可以截然分隔的，其范围存在交叉。
灯管与被加工物件的外表面之间的距离保持在50mm-250mm之间，移动速度和灯管与被加工物件的外表面之间的距离取决于所使用的UV漆的类型。
因为无罩灯的固化速度相对于有罩灯的固化速度缓慢，为加快固化速度和节约能源，所述灯管上设置有平面灯罩或该平面灯罩相对于被加工物件移动方向的两边设置有折边。灯罩与灯之间的距离为10mm左右。其距离的大小根据UV漆的固化速度及被固化物件的材料确定，UV漆的固化速度快则距离大，反之距离则小，材料的热敏感性强弱不同，其距离不同，其理由与前述相同。
本发明所述的方法中，利用紫外线灯管直射的光束，或平面灯罩下的灯管形成的余射作为光束，使被涂有UV漆的物件的外表面、内表面或任何部位均可被紫外光幅射，实现三维固化的目的。
下面结合附图介绍本发明所述的物件涂装UV漆的固化设备。
参见图1、图2和图3，本发明所述的固化设备的第一个实施例是光源移动固化装置，包括密封箱1、运载被加工物件的小车11。所述密封箱1由自动卷帘门9分隔为两个室，一个是灯照装置室21，一个为固化室22。在密封箱的底板上设置有纵向轨道10，从灯照装置室一直延伸到固化室的端部。所述固化室具有供小车进出的自动门12，其底板上设置有与纵向轨道垂直的、与室外的轨道连通的横向轨道14。纵向轨道10上设置有灯照装置，该装置由牵引装置带动在轨道17上移动，包括底座15和设置在底座上的一对安装紫外线灯管的立柱3、5。
本实施例所述的固化设备放置在经过净化的工作间内，当小车载着被加工物件沿横向轨道进入固化室后，固化室的自动门12关闭，固化室与灯照装置室之间的自动门开启，牵引车带动灯照装置由灯照装置室移动至固化室，对物件进行固化，固化后灯照装置返回灯照装置室，固化室与灯照装置室之间的自动卷帘门9关闭，固化室的出入自动门12打开，小车退出固化室。
参见图4、图5和图6，本发明所述的固化设备的第二个实施例是物件移动式固化装置，包括密封箱1、运载被加工物件的小车11。所述密封箱1由自动卷帘门9分隔为两个室，一个是固化室23，一个为屏闭室24，在密封箱的底板上设置有纵向轨道10，从固化室一直延伸到屏闭室的端部，纵向轨道10上设置有移动平台19；在固化室内设置有固定安装在底板上的灯照装置，屏闭室设有具有供小车进出的进出自动门12；所述灯照装置包括底座15、设置在底座上的安装紫外线灯管的立柱3、5。
本实施例所述的物件移动式固化设备放置在经过净化的工作间内，其屏闭室24的进出自动门12外设置有与纵向轨道垂直的横向轨道14。当运载小车11载着被加工物件沿横向轨道14进入移动平台19后，自动门12关闭，移动平台可沿纵向轨道10向固化室23移动，自动卷帘门9开启，移动平台19进入固化室，经紫外线灯管的照射完成固化后，返回屏闭室，固化室与屏闭室之间的自动门9关闭，屏闭室的进出门启开，小车沿轨道退出，全部程序完成。
所述密封箱包括箱体和箱架20，箱体放置在箱架上。在固化室与屏闭室的顶面各设置有至少一个排风口，该排气口通过管子2与抽风机连接，抽风机设置在空气经过净化的工作间的外面，以免对室内空气造成污染。箱架上具有多个空气入口。
在一对立柱中，其中第一个立柱5通过连接头安装有一个或两个横梁。当为一个横梁时，其上安装向下照射的紫外线上灯管7，用于对被加工物件的上表面进行固化；当为两个横梁时，其上分别安装向下照射的紫外线上灯管7和向上照射的紫外线下灯管18，这样可以对被加工物件的上、下两个表面同时进行固化。在另一个立柱3通过连接头安装横梁16，横梁16上安装有一对侧灯管4，以便对物件的两侧面进行固化。在底座上可设置第三立柱，在该立柱上设置有沿灯照装置移动方向延伸的灯管，以便对其内孔固化。
所述立柱采用长度可调的精密线性模组(可以市购)。该组件通过四个螺钉与底座和连接头连接，横梁同样采用长度可调的精密线性模组，其一端与连接头连接，另一端为悬臂。
所述立柱也可采取如下形式：它包括一根立杆、正反螺纹杆和将立杆和螺纹杆连接的灯管滑套8，螺纹杆的一端与传动装置连接。所述灯管滑套8具有两个孔，其中一个为通孔，另一个螺纹孔，通孔套装在立杆上，螺纹孔安装在正反螺纹杆上，横杆与灯管滑套8连接。安装侧灯的横杆的结构与立杆相同，当需要调节灯管的高度和两灯管之间的距离时，转动螺纹杆，灯管滑套8在立柱上可以上、下移动，即改变灯管7相对于被加工物件的位置或改变上灯管7和下灯管18之间的距离。
所述上灯管7、下灯管18和侧灯管4具有平面型灯罩6或在被加工物件移动方向的两边具有折边的平面灯罩。灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
所述牵引装置17包括动力机和牵引带、牵引绳或牵引链，灯架安装在牵引带、牵引绳或牵引链上，动力机运行即带动刀架运动。
所述运载被固化物件的小车11具有机架和车轮，其机架放置被加工物件的框架面向灯架的一面是悬臂(参见图3中的虚线)。
Claims (20)
1、物件涂装UV漆的固化方法，包括：
A、光源采用紫外线，其紫外线光源设置在被固化物件的上方和两侧面，两侧面的光源与上光源位于同一垂直于物件移动方向的垂直平面上，或相对于物件移动的方向前后错开；
B、所述紫外线光源采用紫外线灯管，灯管有效发光长度大于被加工物件相应面的宽度，其输出功率在30w/cm以上；
C、光源与被加工物件具有相对运动，其运动方式是采取灯管运动或被加工物件移动，两者相对移动的速度为2-100m/min；
D、光源与被加工物件的外表面之间的距离保持在50-250mm之间。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征是所述紫外线灯管的输出功率为80-100w/cm。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征是相对于上光源的下方设置下光源，下光源位于与上光源位于同一垂直于物件移动方向的垂直面上或相对于物件移动的方向前后错开。
4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在物件移动的前方还设置有紫外线光源，该光源进入物件或管状物的孔中，对孔壁进行固化。
5、根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征是所述灯管上设置有平面灯罩或相对于被加工物件移动方向的两边具有折边的平面灯罩，灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征是所述灯管上设置有平面灯罩或相对于被加工物件移动方向的两边具有折边的平面灯罩，灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
7、物件涂装UV漆的固化设备，其特征是包括密封箱(1)、运载被加工物件的小车(11)，所述密封箱(1)由自动卷帘门(9)分隔为两个室，一个是灯照装置室(21)，一个为固化室(22)，在密封箱的底板上设置有纵向轨道(10)，由灯照装置室(21)一直延伸到固化室(22)的端部；所述固化室(22)具有供小车进出的自动门(12)，其底板上设置有与纵向轨道垂直的、与室外的轨道连通的横向轨道(14)，纵向轨道(10)上设置有灯照装置，该装置由牵引装置带动在轨道上移动，包括底座(15)、设置在底座上的一对安装紫外线灯管的立柱(3、5)。
8、根据权利要求7所述的固化设备，其特征是所述密封箱包括箱体和箱架(20)，箱体放置在箱架上，所述灯照装置室(21)和固化室(22)的顶面设置有排风口，该排风口通过管子(2)与抽风机连接，箱架上具有多个空气入口。
9、根据权利要求8所述的固化设备，其特征是在一对立柱中，其中第一个立柱(5)通过连接头安装有一个或两个横梁，当为一个横梁时，其上安装向下照射的紫外线上灯管(7)；当为两个横梁时，其上分别安装向下照射的紫外线上灯管(7)和向上照射的紫外线下灯管(18)；在另一个立柱(3)通过连接头安装横梁(16)，横梁(16)上安装有一对侧灯管(4)。
10、根据权利要求9所述的固化设备，其特征是所述立柱采用长度可调的精密线性模组，该组件通过四个螺钉与底座和连接头连接，横梁同样采用长度可调的精密线性模组，其一端与连接头连接，另一端为悬臂。
11、根据权利要求10所述的固化设备，其特征是所述立柱(5)包括一根立杆、正反螺纹杆和将立杆和螺纹杆连接的灯管滑套(8)，螺纹杆的一端与传动装置连接；所述灯管滑套(8)具有两个孔，其中一个为通孔，另一个为螺纹孔，通孔套装在立杆上，螺纹孔安装在正反螺纹杆上，横杆与灯管滑套(8)连接；安装侧灯的横杆的结构与立杆相同。
12、根据权利要求7-11中任意一项所述的固化设备，其特征是所述上灯管、下灯管和侧灯管具有平面型灯罩(6)或在被加工物件移动方向的两边设置有折边的平面灯罩，灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
13、根据权利要求12所述的固化设备，其特征是所述灯架的牵引装置包括动力机和牵引带、牵引绳或牵引链，灯架安装在牵引带、牵引绳或牵引链上。
14、物件涂装UV漆的固化设备，其特征是包括密封箱(1)、运载被加工物件的小车(11)，所述密封箱(1)由自动卷帘门(9)分隔为两个室，一个是固化室(23)，一个为屏闭室(24)，在密封箱的底板上设置有纵向轨道(10)，由固化室(23)一直延伸到屏闭室(24)的端部，纵向轨道(10)上设置有移动平台(19)；在固化室(23)设置有固定安装在底板上的灯照装置，所述屏闭室设有供小车进出自动门(12)；所述灯照装置包括底座(15)、设置在底座上的一对安装紫外线灯管的立柱(3、5)。
15、根据权利要求14所述的固化设备，其特征是所述密封箱包括箱体和箱架(20)，箱体放置在箱架上，所述固化室(23)和屏闭室(24)的顶面设置有排风口，该排风口通过管子(2)与抽风机连接，箱架上具有多个空气入口。
16、根据权利要求15所述的固化设备，其特征是在一对立柱中，其中第一个立柱(5)通过连接头安装有一个或两个横梁，当为一个横梁时，其上安装向下照射的紫外线上灯管(7)；当为两个横梁时，其上分别安装向下照射的紫外线上灯管(7)和向上照射的紫外线下灯管(18)；在另一个立柱(3)通过连接头安装横梁(16)，横梁(16)上安装有一对侧灯管(4)。
17、根据权利要求16所述的固化设备，其特征是所述立柱采用长度可调的精密线性模组，该组件通过四个螺钉与底座和连接头连接，横梁同样采用长度可调的精密线性模组，其一端与连接头连接，另一端为悬臂。
18、根据权利要求17所述的固化设备，其特征是所述立柱(5)包括一根立杆、正反螺纹杆和将立杆和螺纹杆连接的灯管滑套(8)，螺纹杆的一端与传动装置连接；所述灯管滑套(8)具有两个孔，其中一个为通孔，另一个为螺纹孔，通孔套装在立杆上，螺纹孔安装在正反螺纹杆上，横杆与灯管滑套(8)连接；安装侧灯的横杆结构与立杆相同。
19、根据权利要求16或17所述的固化设备，其特征是所述上灯管、下灯管和侧灯管具有平面型灯罩(6)或在被加工物件移动方向的两边设置有折边的平面灯罩，灯罩与灯之间的距离为10mm左右。
20、根据权利要求18所述的固化设备，其特征是所述灯照装置与牵引装置连接，该装置包括动力机和牵引带、牵引绳或牵引链，灯架安装在牵引带、牵引绳或牵引链上。
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