CN101808752A - 便携式紫外线及可见光灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及便携式紫外线/可见光(UVA/IS)灯，该灯具有UVA/IS发光二极管(UVA/IS-LED)单元、UVA/IS-LED电源和冷却介质供给管路，该UVA/IS-LED单元包括多个作为UVA/IS射线源的UVA/IS-LED，该冷却介质供给管路能够与冷却介质箱连接以向UVA/IS-LED提供冷却介质流动。

Description

便携式紫外线及可见光灯
技术领域
本发明涉及便携式紫外线及可见光(UV/VIS)灯，该灯具有多个作为UV/VIS射线源的UV/VIS发光二极管(UV/VIS-LED)。本发明还涉及固化涂层的制备方法。
背景技术
手提便携式UV/VIS-LED灯可从市场上购得，例如可从德国的Panacol-Elosol有限责任公司或者美国的Clearstone Technologies有限公司购买。国际专利申请WO 2006/047866A中公开了用于固化表面涂层材料的可移动UV/VIS灯。这篇文献中公开的UV/VIS射线源安装在由支架支承的定位面板上。这篇文献中提到荧光灯、LED、电子束和激光都可作为合适的射线源。这篇文献中还提到了与荧光灯有关的通过吹风机、风扇或者加压空气进行的空气冷却。
已知便携式UV/VIS-LED灯的缺点是其产生的UV/VIS光强度有限，以及UV/VIS射线的覆盖区域有限。UV/VIS-LED的特征是：与常规的UV/VIS射线源——例如荧光灯或者金属卤化物灯——相比，UV/VIS-LED能更有效地将电能转化为UV/VIS射线。但是，在UV/VIS-LED中，很大一部分电能也被转变为热能。另外，LED的最大工作温度通常比常规的UV灯的最大工作温度低大约120℃。当在过高的温度下工作时，UV/VIS-LED的寿命降低。因此，通过使用较大量的单个UV/VIS-LED来增加UV/VIS光强度和UV/VIS射线的覆盖区域会导致UV/VIS-LED的工作温度上升的问题。因此，为避免UV/VIS-LED灯过热，需要冷却装置。但是，冷却装置——例如吹风机或者风扇——通常会增加便携式UV/VIS-LED装置的复杂度、重量以及尺寸。
发明内容
本发明的目的是减轻上述问题。特别地，本发明的目的是提供一种能够产生高强度UV/VIS射线并且具有简单、小巧和轻便的冷却装置的便携式UV/VIS-LED灯。
本发明提供一种便携式紫外线(UV/VIS)灯，该灯具有UV/VIS发光二极管(UV/VIS-LED)单元、UV/VIS-LED电源和冷却介质供给管路，该UV/VIS-LED单元包括多个作为UV/VIS射线源的UV/VIS-LED，该冷却介质供给管路能够与冷却介质箱连接以向UV/VIS-LED提供冷却介质流动。
具体实施方式
与常规的UV/VIS射线源相比，使用UV/VIS-LED具有多个优点。UV/VIS-LED允许即时开启/关闭UV/VIS射线源，这增加了灵活性。并且，UV/VIS-LED的寿命通常明显地长于常规的UV/VIS源的寿命，例如，UV/VIS-LED的寿命高达50000小时，而常规的UV/VIS灯的寿命大约为1000小时。另外，UV/VIS-LED通常具有较窄的波长分布，这使得可以定制峰值波长。合适的UV/VIS-LED的峰值波长在200纳米和500纳米之间。当需要纯UV光时，合适的峰值波长在200纳米和400纳米之间。为了降低与暴露于UV射线中的皮肤和眼睛有关的健康风险，可以优选使用峰值波长在320纳米和400纳米之间的UV-LED。但是，也可以使用峰值波长在可见光波长范围内——例如400纳米到500纳米——的UV/VIS-LED。UV/VIS-LED的另一个优点是其工作电压较低，与需要较高电压的常规UV/VIS灯相比，在喷漆室环境中优选使用UV/VIS-LED。
灯的多个UV/VIS-LED可以被合适地集成在一起形成所谓的UV/VIS-LED阵列。可以根据所需的尺寸、形状和所需的UV/VIS射线输出来定制UV/VIS-LED阵列中单个UV/VIS-LED的数量。例如，UV/VIS-LED阵列可以包括10到50个或者几百个或者甚至几千个单个UV/VIS-LED。
UV/VIS-LED阵列的形状不是关键的。其可以是任何合适的形状。例如，可以是将围绕喷漆枪的喷嘴设置的圆形UV/VIS-LED阵列。
UV/VIS-LED电源可以是电池组。在一个实施方式中，电池是可充电的。还可以使用与电网相连接的电源。
冷却介质供给管路与UV/VIS灯连接，以便向UV/VIS-LED提供冷却介质流动。冷却介质供给管路合适地由柔性材料——例如橡胶或者塑料——制成，所述柔性材料可以可选地用纤维或者钢丝加强。冷却介质供给管路可以与UV/VIS灯永久地连接。或者，冷却介质供给管路可以例如通过插销类型的装置与UV/VIS灯可释放地连接。
冷却介质供给管路可与冷却介质箱连接。操作中，冷却介质供给管路与冷却介质箱连接。然后，冷却介质从冷却介质箱流向UV/VIS-LED，以便对其进行冷却。冷却介质可以是液体冷却介质或者可以是气体，特别是压缩气体。合适的液体冷却介质的例子为水。气体冷却介质的例子为压缩空气。当UV/VIS灯用于油漆的UV/VIS固化时，压缩空气尤其适于用作冷却介质，因为在许多喷漆店中都有压缩空气箱。
当使用空气或者类似的无毒气体或者气体混合物作为冷却介质时，冷却介质可以被直接排放到环境中而不会产生任何不利的后果。在另一个实施方式中，UV/VIS灯还包括用于排放冷却介质的冷却介质排放管路。根据所使用的冷却介质的类型，可以通过冷却介质排放管路处理冷却介质，或者可以将其回收至冷却介质箱中。
便携式UV/VIS灯合适地是手提式装置。UV/VIS灯可以用作手提式UV/VIS灯。在另一个实施方式中，UV/VIS灯可以是例如国际专利申请WO 2004/069427中描述的喷漆枪的一部分。UV/VIS灯可以永久地连接在喷漆枪上。在另一个实施方式中，UV/VIS灯具有将UV/VIS灯可释放地连接至喷漆枪上的装置。这样，UV/VIS灯可以这样使用或连接至喷漆枪。还可以将UV/VIS灯与特定的保持件可释放地组合，以允许更容易操纵UV/VIS灯。
在一个实施方式中，冷却介质流通路包括用于控制冷却介质流量的阀。冷却介质流通路包括冷却介质供给管路、UV/VIS-LED单元内部和可选的冷却介质排放管路。UV/VIS-LED电源开关优选地以下述方式工作，即，仅当冷却介质流通路中的阀是打开的时电源才能被打开。这可以例如通过将阀开启装置与电源开关致动按钮物理地联接来实现。在另一个实施方式中，冷却介质流通路包括用于控制冷却介质流量的阀和用于检测冷却介质流量的传感器。UV/VIS-LED电源可以根据传感器检测到的冷却介质流量来开启或者关闭。应当注意，术语流量传感器包括通过一个或者多个压力传感器感测到的压力差来检测流量的实施方式。当冷却介质流通路中的流量超过预定值时，传感器可以使UV/VIS-LED电源打开。当检测到的流量低于预定值时，传感器可以使UV/VIS-LED电源关闭。在一个简化的实施方式中，预定的流量值可以是0升/分钟。在这种情况下，当冷却介质的流量超过0升/分钟时，装置开启，当没有冷却介质流量时，装置关闭。冷却介质流动通常由用户致动，例如通过拉动开启装置以打开冷却介质流通路——例如供给管路——中的阀。当冷却介质流动时，UV/VIS-LED电源以及相应地UV/VIS-LED被打开；当冷却介质停止流动时，例如当开启装置被释放时，UV/VIS-LED电源和UV/VIS-LED被关闭。在这种实施方式中，可以确保UV/VIS-LED只有在冷却介质流量充足的情况下才会开启。因此，可以安全地避免UV/VIS-LED过热。便携式UV/VIS-LED灯经常用于固化UV/VIS可固化涂料和粘合剂。涂料和粘合剂材料通常包含挥发性有机化合物，例如溶剂和/或单体，这种物质在被涂覆于基体的过程中和/或之后蒸发。这会导致在被涂覆的基体附近产生爆炸性环境。因此，只有在充足通风将挥发性有机化合物除去后，才能开始使用不防爆的UV/VIS灯进行固化。这使得整个过程延迟，并且会对涂覆过程的经济性产生负面影响。应当注意，UV/VIS固化过程通常非常快。因此，上述通风阶段会成为优化涂覆和UV/VIS固化过程速度的瓶颈。因此，在涂料和粘结剂工业中需要这种便携式UV/VIS灯，即，这种灯可以在涂覆涂料或粘结剂层后立即在爆炸性环境中安全地使用。
本发明的便携式UV/VIS灯可以容易地在爆炸性环境中安全使用。这可以通过使UV/VIS-LED电源和用于检测冷却介质流量的传感器与UV/VIS-LED单元空间上隔离来实现。用于检测冷却介质流量的传感器和UV/VIS-LED电源被合适地安装在非爆炸性环境的区域中。UV/VIS-LED单元在正常工作中不会引起爆炸，因为所有可能引燃或引爆的电气部件都被安放在爆炸性环境的区域以外。可以采取辅助的措施来降低在可能发生故障——例如机械损坏——的情况下的爆炸风险。这种辅助措施的例子是，在LED室内产生并自动监视过压。当过压失效时，装置自动关闭。用于开启冷却介质供给或排放管路中的阀的机械开启装置可以安放在UV/VIS-LED单元附近。在这种实施方式中，可通过操作者致动在UV/VIS-LED单元附近的机械开启装置来开启或关闭UV/VIS-LED灯。通过拉动在爆炸性环境中的机械开启装置可以打开冷却介质供给或者排放管路中的阀。这使得冷却介质开始流动，在爆炸性环境以外的流量传感器检测冷却介质的流量。响应于检测到的流量，流量传感器使得同样位于爆炸性环境以外的UV/VIS-LED电源打开。
本发明的UV/VIS灯可在需要UV/VIS射线的场合中用于所有目的。UV/VIS灯尤其适于固化UV/VIS射线可固化的涂料和粘结剂。因此，本发明还涉及制备固化涂层的方法，包括：在基体上涂覆UV/VIS可固化涂料组合物，以及使用UV/VIS射线照射来固化涂料，其中，UV/VIS射线由根据本发明的便携式UV/VIS灯提供。基体可以是例如汽车或者大型运输工具，例如火车、巴士、卡车或者飞机。该方法还可用于修复汽车和运输工具的涂层。该方法尤其适于以下修复目的，其中，为基体——例如单独的车体面板——的一部分或者被损坏部位提供修复涂层。

Claims (13)

1.一种便携式紫外线/可见光(UV/VIS)灯，该灯具有UV/VIS发光二极管(UV/VIS-LED)单元、UV/VIS-LED电源和冷却介质供给管路，该UV/VIS-LED单元包括多个作为UV/VIS射线源的UV/VIS-LED，该冷却介质供给管路能够与冷却介质箱连接以向UV/VIS-LED提供冷却介质流动。
2.根据权利要求1所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述UV/VIS灯还包括冷却介质排放管路。
3.根据上述权利要求中任一项所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，冷却介质流通路包括用于控制冷却介质流量的阀和用于检测冷却介质流量的传感器，所述UV/VIS-LED电源可以根据传感器检测到的冷却介质流量来开启或关闭。
4.根据上述权利要求中任一项所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述UV/VIS灯是手提式UV/VIS灯。
5.根据上述权利要求中任一项所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述UV/VIS灯是喷漆枪的一部分。
6.根据上述权利要求中任一项所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述UV/VIS灯具有用于将所述灯可拆卸地连接至喷漆枪或者保持件的装置。
7.根据上述权利要求中任一项所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述冷却介质供给管路与容纳有压缩气体的冷却介质箱连接。
8.根据权利要求7所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述压缩气体是压缩空气。
9.根据权利要求3所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述UV/VIS灯适于在爆炸性环境中工作。
10.根据权利要求9所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述用于检测冷却介质流量的传感器和所述UV/VIS-LED电源与UV/VIS-LED单元空间上隔离。
11.根据权利要求10所述的便携式UV/VIS灯，其特征在于，所述用于检测冷却介质流量的传感器和所述UV/VIS-LED电源位于非爆炸性环境的区域。
12.一种制备固化涂层的方法，包括：在基体上涂覆UV/VIS可固化涂料组合物，以及使用UV/VIS射线照射来固化涂料，其中，所述UV/VIS射线由根据上述权利要求中任一项所述的便携式UV/VIS灯提供。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基体是汽车或者大型运输工具。
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