CN103379980B - 激光涂层的热处理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于加热被施加到基材(1)，尤其镜子基材上的有机涂层的方法。在基材连续行进的同时，将激光辐射施用到该有机涂层上。该方法尤其允许干燥或烘烤漆或墨，而很少的热量被传递到该基材上。
Description
技术领域
本发明涉及基材上的漆(peinture)的领域，并描述了尤其适于包含有机溶剂的或水基的漆或墨(encre)的激光干燥和/或烘烤方法。
背景技术
向平面或相对于平面略微变形(sin(角度/垂直)>0.95)的基材施加液体或粉状漆或墨的各种方法目前是可用的，尤其是辊涂法、幕帘涂覆法和静电辅助或非静电辅助的喷涂法。
随后在烤炉或烘箱中对该漆进行干燥和/或烘烤。目前三种主要技术是可用于提供这种干燥和/或烘烤：环境空气干燥，炉干燥/烘烤，和UV固化。用漆覆盖的基材通过干燥或烘烤用烤炉或烘箱中的行进速度可以是例如几米/分钟(对玻璃基材)至1千米/分钟(在印刷轮转机(rotatives de press)的情况下)。
空气干燥技术极为缓慢(需要数小时的等待时间)并限于使用快干(无需烘烤)漆。
目前在工业上最广泛采用烤炉干燥/烘烤技术。基于使用近/中红外辐射的烤炉，这些设备需要由基材的行进速度和所需烘烤时间决定的长度为几十米的烤炉。
基于使用极少量溶剂的技术，称为UV固化的烘烤技术是纯粹的光化学方法，其中用UV辐射照射该漆引起固化。这种技术允许获得比烤炉干燥/烘烤更高的生产节奏，但会导致环境问题，尤其因为其在生产区域生成大量的臭氧、丙烯酸酯和自由基。
本发明提出了将激光类型的强辐射(当然包括存在多个这种类型的辐射的可能性)的功率与用于烤炉法的传统漆或墨结合。本发明特别适于热处理具有大面积(尤其是1至25平方米)的经涂覆基材。
发明内容
本发明涉及用于加热被施加到基材上的有机涂层的方法，其中在基材连续行进的同时，将激光辐射施用到该有机涂层上。
在该涂层在根据本发明的激光处理前包含至少一种有机化合物的情况下，其是有机的。例如，通常用于保护镜子背面的漆是一种有机涂层，因为其含有有机溶剂或有机树脂。该涂层可以包含有机颜料。在通过本发明的方法处理后，该涂层通常仍包含有机化合物。
本发明特别适于干燥或烘烤被施加到玻璃基材上，如在镜子背面的漆，在后一种情况下为了保护银层免受腐蚀。
此外，本发明的激光处理还具有这种特点，与退火或淬火处理不同，不会明显地加热该基材。因此，经涂覆基材在其切割和储存前无需经受缓慢和受控的冷却。该方法还使得将加热装置集成在现有的连续生产线，尤其是制造镜子的生产线上的可能性，所述生产线可以包括银层预加热区以除去痕量水分。
该基材尤其可以包括或者是玻璃片材、玻璃-陶瓷片材或有机聚合物制成的片材。对于镜子应用而言，其优选是透明的。其可以是无色的(其这时是透明玻璃或超透明玻璃)或有色的，例如是蓝色、绿色、灰色或青铜色的。该玻璃优选是钠钙硅玻璃，但是也可以是硼硅酸盐或铝硼硅酸盐类型玻璃。优选的有机聚合物是聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯或甚至是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。该基材可以具有至少一个大于或等于1米、甚至2米和甚至3米的维度。该基材的厚度通常为0.5毫米至20毫米，由于对于镜子应用而言，厚度尤其为0.7至9毫米，尤其是2至8毫米且甚至是4至6毫米。该基材可以是平面或曲面的。其可以是刚性或柔性的。
该玻璃基材通常是浮法类型玻璃，即可通过包括将熔融玻璃倾倒在熔融锡浴(“漂浮”浴)上的方法已获得的玻璃。在这种情况下，待处理的层可以布置在该基材的“锡”面或“气氛”面上。措辞“气氛”和“锡”面理解为该基材分别已与漂浮浴上方的气氛和与熔融锡接触的那些面。锡面含有少量已经扩散到玻璃结构中的浅层锡。该玻璃基材还可以通过在两个辊之间的轧制来获得，这种技术尤其允许在玻璃表面上压印图案。
根据本发明，该基材尤其是涂有含有机溶剂或水稀释或甚至水溶性的漆或墨(包含至少一种颜料，尤其为纳米粒子形式的颜料，或包含至少一种有机染料)的玻璃基材。本发明特别地但非排它地适于醇酸、丙烯酸和聚氨酯类型墨和漆。使用本发明的技术可达到的温度范围特别但非排它地适合于基于脲/甲醛、环氧化物或异氰酸酯固化机理的工艺。
使用至少一束激光辐射实现该热处理。在涂层处的激光辐射的面积功率优选大于或等于20千瓦/平方厘米，甚至大于或等于30千瓦/平方厘米。此类极高的能量密度允许非常快速地(通常在小于或等于1秒的时间内)在涂层处达到所需温度并因此相应地限制了处理时间，这时，生成的热量没有时间扩散到该基材内。
借助于与本发明的方法相关的非常高的热交换系数，甚至位于距该涂层0.5毫米的基材(尤其是玻璃基材)部分通常不会经受高于100℃的温度。因此，该基材在距基材/涂层界面0.5毫米的深度处不会经受高于100℃的温度。
借助于与本发明的方法相关的激光线的非常高的功率均匀性，其中所述功率沿该线变化不超过5%，甚至沿该线变化不超过1%，该涂层经受均一的温度，这使得能够干燥或烘烤该漆或墨而不产生缺陷。
本发明的方法是连续方法：在经涂覆基材与激光加热装置之间产生相对运动以便能够处理所希望的表面，通常是整个表面。
该激光辐射优选具有266至11000 nm、尤其为530至1200 nm的波长。这是由于在此波长范围内，涂层(漆或墨)的吸收是最大的。由此，该辐射是特定由涂层而极少由基材吸收，使得能够快速加热该层而不会加热该基材。
优选地，对于10微米的特征涂层厚度，在法向透射(垂直于经涂覆基材)中，在该激光辐射的波长，在本发明的激光热处理前由该涂层(墨或漆)的吸收为高于或等于20%，尤其为30%(吸收 = 100% - 透射 - 反射，透射和反射例如使用如Lambda 900型设备对该涂层/基材整体测量)。相反，该玻璃(尤其是透明或超透明玻璃)在此波长范围内吸收非常少，因此使得该辐射主要加热涂层。吸收被定义为等于100%减去该涂层的透射和由该涂层的反射。
优选使用激光二极管，例如在大约808纳米、880纳米、940纳米或甚至980纳米或1032纳米的波长发光。以二极管系统形式可以获得非常高的功率，允许在待处理涂层处获得高于20千瓦/平方厘米，甚至高于30千瓦/平方厘米的单位面积功率。
为了提高实施的简易度，本发明范围中使用的激光器可以是纤维化激光器，其表示将激光辐射(使用任何增益介质：气体、液体、固体)注入光纤，随后通过聚焦头输送至待处理表面附近。尤其，在其中放大介质(即增益介质)本身为光纤，通常为掺杂稀土离子的光纤的意义上来说，该激光器还可以是纤维激光器。
该激光辐射可以获自形成线的至少一个激光束(在下文中称为“激光线”)，所述线同时照射涂有待加热涂层的基材的整个宽度。这种实施方案避免了使用通过为大体积且难以维护的昂贵的移动系统。线形激光束尤其可以使用与聚焦光学器件结合的高功率激光二极管的系统获得。该线的粗度优选为0.01至1毫米。线的长度被调节为待处理的基材的宽度，其通常为5毫米至4米。线的强度(在其宽度中)曲线尤其可以是高斯曲线或顶帽式曲线(créneau)。
通常，该激光辐射按照相对于基材行进方向为基本横向的线进行施用。
同时照射基材的整个或部分宽度的激光线可以由单条线组成(这时照射基材的整个宽度)，或由多条任选分开的线组成。当使用多条线时，优选设置它们以便处理待加热涂层的整个表面。该激光线可以相对于基材行进方向倾斜地设置，但是优选垂直于基材行进方向设置。在多条激光线的情况下，后者可以同时或以时间上错开的方式处理基材。在实践中，将不同激光束物理聚焦在相同位置上以同时处理基材，或它们在空间上错开以便当其行进时相继处理基材的给定宽度。重要的是，处理整个待处理面积。
为了连续处理该层的整个面积，使一方面——涂有该涂层的基材与另一方面——该激光线之间产生相对运动。由此可以令涂有待用激光处理的层的基材移动，尤其是面对被固定的激光线，通常在其下方但任选在激光线上方反向平移行进。优选地，在基材与激光各自的速度之间的差异大于或等于1米/分钟，甚至4和甚至6、8、10或20米/分钟以确保高处理速度。通常，基材的行进速度为1至20米/分钟。
为了该基材的平移移动，该移动可以使用任何机械传送装置，例如使用传送带、辊或盘来实现。传送系统允许控制和调节移动速度。如果基材由柔性有机材料、通常为聚合物如PVC或PTFE制成，移动可以使用包含一系列辊的膜运输系统来实现。
还可以移动激光器以调节其距基材的距离，当基材是弯曲的时(但不仅在此情况下)这尤其是有用的。实际上，优选的是将激光束聚焦到待处理涂层上，使得后者定位在距焦平面1毫米或更小的距离处。理想地，该涂层与焦平面重合。如果移动该基材或移动该激光器的系统在基材与焦平面之间距离方面不足够精确的话，优选适合能够调节激光器与基材之间的距离。这种调节可以是自动的，尤其是借助于在该处理上游的距离测量进行调节。
基材与激光的所有相对位置是可能的，只要可以合适地照射该基材的表面。更通常地，该基材水平设置，但是也可能垂直设置，或以任何可能的倾斜设置。当该基材水平设置时，通常设置该激光以便照射该基材的上部面。
线形激光器可以集成到制造涂漆玻璃或镜子、特别是太阳能反射镜的的生产线中。
在镜子应用的情况下，线形激光器在生产方法中位于镀银步骤后，例如作为在沉积漆层前或刚好在沉积该层后预热该玻璃的元件。由此可以在沉积该待处理的层(墨或漆)后，在沉积设施出口处和在光学控制装置之前，或在光学控制装置之后和在堆叠该基材的装置之前在线处理经涂覆基材。
如例如在图1中所述，激光线允许在本发明的激光处理(即加热操作)前非常快速地加热厚度通常为1微米至200微米的涂层(墨或漆)。用于烤炉烘烤的墨和漆在红外区天然地非常吸收性的；在通常由266纳米延伸至11000纳米的波长带内发射的激光因此允许辐射源与漆层之间的最佳能量转移。
本发明的激光加热法尤其可以根据四种主要模式使用：干燥、快速升温、烘烤、或粉状漆：
- 干燥模式：在这种情况下，激光照射使得能够非常快速地转移对应于待蒸发溶剂的汽化潜热(L)的能量；在这种情况下，高空气流量确保提取出溶剂蒸气；
- 快速升温：在干燥后，涂层(漆或清漆或墨)保持其在红外区中的吸收性质；该激光处理这时允许快速提高该干燥涂层的温度，以为了干燥涂层随后在烤炉中的烘烤；该干燥本身可以在烘箱中或使用本发明的处理进行，在本发明的通过激光的热处理后进行该干燥；
- 烘烤：在这里，它涉及保持涂层高于烘烤温度足够量的时间(其通常可以为几秒至几分钟)；特别地，两种处理的可能性这时是可行的：
连续使用的多个激光线以保持涂层温度高于烘烤阈值足够的时间；
用激光扫描待处理表面；
- 粉状漆：施加粉状漆使得能够使用通过激光器组(rampe laser)的单一处理以熔融该粉末并随后将其硬化。
本发明的激光处理允许主要加热该涂层，同时最小地加热基材。这因此允许减少处理该涂层所需的总能量和/或提高处理节奏。
特别地，本发明的方法可用于干燥或烘烤用于室内镜子或太阳能反射镜的漆，以及用于涂漆玻璃的漆的最后加工。本发明的方法可以有利地用于减少干燥炉或烘烤炉的长度。
在其中使用本发明的激光处理从涂层中除去可燃有机材料(例如溶剂)的情况下，在经涂覆基材上使用气体如空气确保足够的稀释和对流以由此限制燃烧或爆炸的风险。
为了实施本发明的方法，通常考虑以下参数：
P [W/m²]：激光辐射的功率密度；
l [m]：激光光束的宽度(即激光线的粗度)；
L [m]：激光束或激光束组的长度；
e：激光处理前的涂层的厚度；
ρ：分别取决于涂层是否被干燥(溶剂蒸发)或烘烤(无溶剂蒸发)的潮湿或干燥涂料层的密度；
τ：激光处理前的涂层中的溶剂含量；
α：激光处理前的涂层的吸收系数；
Cp [J/kg/K]：激光处理前的涂层的热容量；
Lv：要在激光处理方法中要除去的有机材料(溶剂)的蒸发潜热；和
V：基材的行进速度。
在表1中已经整理了这些参数通常所具有的值的范围，包括端点。
表1
这时，每单位面积传送的热量通过以下式进行估算：
Q [J/m²] = P∙l/V，
达到的温度通过以下式进行估算：
,
其中ΔT表示达到的温度与室温之间的差值。
附图说明
图1显示了本发明的方法。涂有待干燥或烘烤的涂层的基材1一个接一个地在由箭头所示的方向上连续行进，该基材通过辊床(未显示)进行传送。基材在激光源2下穿过，所述激光源发出聚焦在行进的基材表面上并按照基材整个宽度的激光线3。该激光线产生的加热允许干燥或烘烤该涂层。
实施例
实施例1
在以5米/分钟的速度行进的制造镜子的生产线上，根据本发明的干燥方法干燥作为保护涂层沉积在镜子背面的漆。在干燥前，涂层厚度为50微米，密度为2T/m3，热容量为0.7
kJ/kg/K，吸光度α为1。溶剂含量(二甲苯：Lv = 300 kJ/kg)τ为30重量%(即在上式中为0.3)。330千瓦/平方米的功率是合适的。一旦漆干燥，涂层的密度为1.3T/m3，并且每千瓦/平方米导致漆温度上升4开尔文。激光辐射基本上加热该涂层，仅通过来自涂层的传导且在非常短暂的时间跨度(<1秒)中加热玻璃，将该玻璃在其整个厚度上的平均温度升高限制为低于1K。
实施例2
进行工业类型的具有封端异氰酸酯的聚氨酯类型的漆的烘烤(需要180℃的温度以解封并交联该层)。使用本发明的方法，40千瓦/平方米的功率是合适的。
Claims (14)
1.用于加热被施加到基材上的有机涂层的方法，其特征在于在基材连续行进的同时，将激光辐射按照相对于基材行进方向为基本上横向的线施用到该有机涂层上，其中该激光辐射来自至少一个形成同时照射该基材的整个宽度的线的激光束，其中所述激光束的功率沿该线变化不超过5%，该激光辐射具有266 nm至11000 nm的波长，并且该涂层在激光辐射的波长的吸收大于或等于20%。
2.如前述权利要求所述的方法，其特征在于该线的粗度为0.01至1毫米。
3.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该基材在距基材/涂层界面0.5毫米的深度处不经受高于100℃的温度。
4.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该激光辐射具有530至1200 nm的波长。
5.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该基材以1至20米/分钟的速度行进。
6.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于将该激光辐射聚焦，所述激光辐射的焦平面在离该涂层小于或等于1毫米的距离处。
7.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于在加热前该涂层的厚度为1至200 µm。
8.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该激光辐射的功率大于或等于20千瓦/平方厘米。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于该基材包含玻璃片材。
10.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该基材是镜子。
11.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该基材具有2至8毫米的厚度。
12.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该涂层是漆。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于该漆是醇酸(Alkyde)或丙烯酸(Acrylique)或聚氨酯(Polyuréthane)漆。
14.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于该基材具有至少一个大于或等于1米的维度。
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| US10759690B2 (en) * | 2015-08-10 | 2020-09-01 | Saint-Gobain Glass France | Method for cutting a thin glass layer |
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| JP2023534199A (ja) * | 2020-07-10 | 2023-08-08 | ユニバーシティ オブ メリーランド， カレッジ パーク | 修飾木材および透明な木材複合材、ならびにそれらを形成および使用するためのシステムおよび方法 |
| CN113410047A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-17 | 昆山玛冀电子有限公司 | 自粘线圈烘烤装置及其烘烤方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1209335A (en) * | 1968-05-02 | 1970-10-21 | Tools Ltd Nv | Drying apparatus |
| US3743777A (en) * | 1969-07-17 | 1973-07-03 | Vianova Kunstharz Ag | Process for hardening coatings with lasers emitting infra-red radiation |
| CN101109026A (zh) * | 2007-08-20 | 2008-01-23 | 沈阳大陆激光成套设备有限公司 | 一种高炉风口套表面耐磨抗热复合涂层的激光熔焊方法 |
| CN101760719A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-06-30 | 江苏大学 | 一种激光冲击与热喷涂复合制备涂层的方法和装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT329717B (de) * | 1973-03-28 | 1976-05-25 | Vianova Kunstharz Ag | Anordnung und verfahren zum harten von anstrichstoffen und uberzugen mittels von irasern emittierter infrarot-strahlung |
| GB2132507B (en) * | 1982-12-21 | 1986-01-29 | Glaverbel | Mirrors |
| EP0432653B1 (de) * | 1989-12-15 | 1993-12-01 | Schott Glaswerke | Verfahren zur Herstellung von Grossflächendekoren auf Glas, Glaskeramik oder Keramiken und dekorierten Glaskeramikplatten |
| US5166390A (en) * | 1990-01-05 | 1992-11-24 | Rohm And Haas Company | S-substituted carbonyl substituted beta-thioacrylamide biocides and fungicides |
| US6492029B1 (en) * | 1991-01-25 | 2002-12-10 | Saint-Gobain Glass France | Method of enameling substrates comprised of glass materials; enamel composition used; and products obtained thereby |
| US5427825A (en) * | 1993-02-09 | 1995-06-27 | Rutgers, The State University | Localized surface glazing of ceramic articles |
| ATE217366T1 (de) * | 1996-08-15 | 2002-05-15 | Alcan Tech & Man Ag | Reflektor mit resistenter oberfläche |
| DE102004020454A1 (de) * | 2004-04-27 | 2005-11-24 | Heidelberger Druckmaschinen Ag | Vorrichtung zur Zuführung von Strahlungsenergie auf einen Bedruckstoff |
| US20060115651A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-01 | Guardian Industries Corp. | Painted glass tiles, panels and the like and method for producing painted glass tiles and panels |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1209335A (en) * | 1968-05-02 | 1970-10-21 | Tools Ltd Nv | Drying apparatus |
| US3743777A (en) * | 1969-07-17 | 1973-07-03 | Vianova Kunstharz Ag | Process for hardening coatings with lasers emitting infra-red radiation |
| CN101109026A (zh) * | 2007-08-20 | 2008-01-23 | 沈阳大陆激光成套设备有限公司 | 一种高炉风口套表面耐磨抗热复合涂层的激光熔焊方法 |
| CN101760719A (zh) * | 2010-02-05 | 2010-06-30 | 江苏大学 | 一种激光冲击与热喷涂复合制备涂层的方法和装置 |
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