CN104399655B - 一种木质板件微波干燥的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种木质板件微波干燥的装置和方法。该装置包括：方形的封闭干燥室，所述封闭干燥室相对的内壁上设置有微波发射方向相对的微波发射器，所述封闭干燥室的底面设置有置物台；所述封闭干燥室内还设置有电加热器以及用于控制电加热器的加热温度和加热时间的温控器。本发明在封闭干燥室的内壁设置微波发射器，在内壁中设置置物台和电加热器；先通过电加热器加热室内空气，使涂有水性涂料的木质板件的漆膜流平，再发射微波对家具进行干燥，微波的透射性能使物料内外介质同时受热，形成由内至外的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度，在短时间内使水分离开家具板件，提供良好的干燥效果。

Description

一种木质板件微波干燥的装置和方法

技术领域

本发明涉及干燥技术领域，尤其涉及一种木质板件微波干燥的装置和方法。

背景技术

由于溶剂型涂料(俗称油漆)中含有有机溶剂，在生产和使用过程中容易产生对环境的污染和对人体的损害。为了给用户提供良好的生活工作环境，当前越来越多的木质办公用具和办公家具开始使用水性涂料。

但是，由于木材的自有特性，特别是人造板制造的用具，更是对水的含量有十分严格的标准，而使用水性涂料涂饰工艺制造的办公用具和家具，更是由于涂料中水的存在而影响产品质量。哪怕是已经干燥的木材，在涂装水性涂料后，由于木材具有亲水性，也很容易有水性涂料中的水分重新进入，造成家具特别是人造板的部件的脱胶、鼓泡、板件变形，木皮开裂等。

水性涂料的涂层干燥是保证涂饰质量的需要。干燥设备、干燥方法，对产品的质量影响很大。干燥不好，漆膜会产生桔皮、针孔等缺陷，严重的会在漆膜内部存在内应力，使漆膜附着力降低；产生裂缝，失去保护装饰作用，漆膜也就无法获得好的效果。

自然干燥、热空气干燥、红外线干燥等都是几种常用的干燥方式。

它们都是利用热传导、对流、热辐射将热量首先传递给被加热物的表面，再通过热传导逐步使中心温度升高(即常称的外部加热)。由于外热内冷，使涂料的表层先成膜，阻碍了内部水分蒸发，容易造成家具部件的脱胶、鼓泡、板件变形，木皮开裂等，特别是外部加热的方式由于加热不均匀使得木质板件的内部应力失衡，还可能会导致木质板件扭曲变形。

发明内容

本发明提供了一种木质板件微波干燥的装置和方法，该装置采用电加热与微波加热相结合的方法，为水性涂料在木质板件上的应用找到了很好的方法。它是在封闭干燥室的内壁设置微波发射器，在内壁中设置置物台和电加热器；先通过电加热器加热，使涂有水性涂料的木质板件的漆膜加快流平，再通过微波发射器发射微波对家具进行干燥，微波的透射性能使物料内外介质同时受热，由于内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度，在短时间内使水分离开家具板件，提供良好的干燥效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面采用一种木质板件微波干燥的装置，包括：方形的封闭干燥室，所述封闭干燥室相对的内壁上设置有微波发射方向相对的微波发射器，所述封闭干燥室的底面设置有置物台；所述封闭干燥室内还设置有电加热器以及用于控制电加热器的加热温度和加热时间的温控器。

其中，所述封闭干燥室的外部包覆有隔热棉。

其中，所述封闭干燥室为不锈钢封闭干燥室。

其中，所述封闭干燥室的密封门上设置有开门时控制所述装置断电的电控开关。

其中，所述微波发射器发射的微波的频率为915MHz。

其中，每个方向的内壁上设置由多个微波发射器组成的阵列。

其中，所述封闭干燥室内设置有延伸到密封门外的滑轨，所述置物台下方设置有与所述滑轨对应的滑轮。

另一方面采用一种木质板件微波干燥的方法，包括：

将涂有水性涂料的木质板件放入封闭干燥室内的置物台上；

电加热器加热以使涂有水性涂料的木质板件的的漆膜的流平速度加快，所述电加热器的加热温度和加热时间通过温控器控制；

微波发射器向所述家具脉冲发射微波，其中两组相对的内壁上的微波发射器交替发射微波。

其中，所述流平的温度为30～35℃；所述流平的时间为14～16分钟。

其中，所述微波发射器向所述家具脉冲发射微波的功率约为0～30KW，时间为4分10秒～4分30秒。

本发明的有益效果为：本发明在封闭干燥室的内壁设置微波发射器，在内壁中设置置物台和电加热器；先通过电加热器加热，使涂有水性涂料的木质板件的漆膜流平，再通过微波发射器发射微波对家具进行干燥，微波的透射性能使物料内外介质同时受热，由于内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度，在短时间内使水分离开家具板件，提供良好的干燥效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式中提供的一种木质板件微波干燥的装置的水平平面图。

图2是本发明具体实施方式中提供的一种木质板件微波干燥的装置的内壁平面图。

图3是本发明具体实施方式中提供的一种木质板件微波干燥的方法的方法流程图。

其中：100-封闭干燥室；110-微波发射器；120-置物台；130-电加热器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，其是本发明具体实施方式中提供的一种木质板件微波干燥的装置的水平平面图和内壁平面图。本发明中的木质板件微波干燥的装置主要用于涂装了水性涂料后的木质半成品的干燥，也可用于木质原材和板件的干燥。如图所示，该木质板件微波干燥的装置，包括：方形的封闭干燥室100，所述封闭干燥室100相对的内壁上设置有微波发射方向相对的微波发射器110，所述封闭干燥室100的底面设置有置物台120；所述封闭干燥室100内还设置有电加热器130以及用于控制电加热器130的加热温度和加热时间的温控器。

微波干燥的加热方式属于内部加热方式，微波发射器110发射的微波携带的电磁能直接作用于介质分子发热使物料升温。微波的透射性能使物料内外同时受热，由于内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度，在短时间内使水分离开家具板件。由于微波具有穿透性，干燥时可以干燥异型的板件。

综上所述，通过在封闭干燥室100的内壁设置微波发射器110，在内壁中设置置物台120和电加热器130；先通过电加热器130加热，使涂有水性涂料的木质板件的漆膜流平，再通过微波发射器110发射微波对家具进行干燥，微波的透射性能使物料内外介质同时受热，由于内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度，在短时间内使水分离开家具板件，提供良好的干燥效果。

优选地，所述封闭干燥室100的外部包覆有隔热棉。

为了防止封闭干燥室100内的热量向外辐射，降低外部环境对封闭干燥室100内的温度的影响，提高装置运行过程中内部温度的可控性和控制的精确性，在封闭干燥室100的外部包覆隔热棉，提高工作效率。

优选地，所述封闭干燥室100为不锈钢封闭干燥室。

由于微波对部分材质具备穿透性，随机选用封闭干燥室100的制作材料有可能使得微波穿透到装置外，对附近的生物或设备造成不好的影响。使用不锈钢封闭干燥室能够防止微波向外辐射，同时，不锈钢封闭干燥室能够让微波完全反射，使得微波只存在于封闭干燥室100内，进一步提高干燥效率。

优选地，所述封闭干燥室100的密封门上设置有开门时控制所述装置断电的电控开关。

为了防止微波干燥过程中工作人员进入未断电的封闭干燥室100内导致安全事故，在密封门上设置电控开关，密封门打开则断电，保证工作人员能够安全地进入封闭干燥室100内。

优选地，所述微波发射器110发射的微波的频率为915MHz。

与家用微波炉的使用情况相比(家用微波频率为2500MHZ左右)，干燥的加热过程相对温和，加热速度没有家用微波炉快，因选用了较低的频率，微波穿透深度会比较大，因此可以干燥较厚的板件。

优选地，每个方向的内壁上设置由多个微波发射器110组成的阵列。

为了使得加热均匀，在每个方向的内壁上设置由多个微波发射器110组成的阵列，例如2×3或4×2的阵列，使得微波在封闭干燥室100内的分布更加均匀，加热效果更好。

优选地，所述封闭干燥室100内设置有延伸到密封门外的滑轨，所述置物台120下方设置有与所述滑轨对应的滑轮。

为了方便木质板件的运输与干燥时的摆放，通过设置滑轨与滑轮，在干燥前，将置物台120推到封闭干燥室100外，直接从运输设备上卸到置物台120上，然后通过导轨推回封闭干燥室100，提高加工效率。

以下是本发明具体实施方式中提供的一种木质板件微波干燥的方法的实施例，本实施例中的方法基于上述装置实现，在上述装置的设计原理的基础上实现更优的干燥效果。图3是本发明具体实施方式中提供的一种木质板件微波干燥的方法的方法流程图，如图所示，该方法包括：

步骤S301：将涂有水性涂料的木质板件放入封闭干燥室100内的置物台120上。

因为封闭干燥室100的四壁都设置有微波发射器110，所以在将木质板件放上置物台120时是无需注意木质板件的纹理走向的，纵横两个方向都可发射微波，并且由于微波本身的穿透性，木质板件的纹理方向对干燥效果的影响也比较小。

步骤S302：电加热器130加热以使涂有水性涂料的木质板件的漆膜的流平速度加快，所述电加热器130的加热温度和加热时间通过温控器控制。

流平是油漆涂装的重点工艺之一。如果的漆膜未流平就进行干燥，漆膜表面就会凹凸不平。流平就是要将工件表面喷涂的漆膜中的树酯粒子在移动中靠近、挤压、交联，(实践证明30～35℃时的流平效果最佳)从而保证了漆膜的平整度。但是在本方案中，流平的过程只为了使水性涂料的漆膜平整，而不能高度干燥形成薄膜导致后续的微波干燥时水汽无法排除，为实现上述目的，流平的温度为30～35℃；所述流平的时间为14～16分钟。

步骤S303：微波发射器110向所述家具脉冲发射微波，其中两组相对的内壁上的微波发射器交替发射微波。

所述微波发射器向所述家具脉冲发射微波的功率为0～30KW，时间为4分10秒～4分30秒。微波发射的功率可选用例如8KW、10KW、12KW；干燥时间具体可设置为4分10、4分20秒、4分30秒，具体的功率和时间的设置可根据板件的多少、板件的材质、水性涂料的配方进行随意调整。

本实施例中具体的干燥效果经过对比实验，在所有的实验中，水性涂料均在板材上喷涂一个半“十”字(即先喷横向、后喷纵向、再喷横向)，具体实验结果列表如下：

表1同一微波功率不同干燥时间的测试结果

表1中，微波的功率为12KW，1-1干燥时间为4分20秒，水分基本提完；2-1的干燥时间为4分30秒，水分已提完，略微过度干燥；3-1的干燥时间为5分20秒，干燥过度。从表1中的试样冷却后全部可达到正常打磨的要求；在同一微波功率下，干燥时间越长，基材的温度越高；微波时间太长(表中的5分20秒)除了干燥水性涂料中的水分还会把板件中原有的水分抽出。

表2同一干燥时间不同微波功率的测试结果

表2中，干燥时间均为4分，其中A的微波功率为12KW，水分基本提完；B的功率为10KW，水分未提完；C的功率为8KW，水分未提完。从表2中可以看出：随着微波功率的降低，基材的温度也在降低；从打磨效果看，12KW的效果最好；8KW、10KW、12KW微波功率下，其基材的温度都在50-60度之间，不会因为温度太高使板件发生变形。

表3 40℃热风干燥试验结果

表4自然干燥的测试结果

表3中，40℃烘烤，水分未提完。从表3可以看出：40度烘烤2小时和3.5小时，板的重量基本没有变化，说明烘烤2小时后，涂层已成膜，水分已经很难排出。

表4中，27℃室温自然干燥未提出任何水分。从表4可以看出：自然烘干的板材，由于空气湿度较高(测试时的空气湿度为90％)，会吸收空气中的水分，时间长了，含水率也会提高，板的重量也增加了。也就是说，在潮湿状态下，水性涂料采用自然干燥是不能将涂料中的水分蒸发掉的。

同时在对比实验过程中还发现：微波在加速水分子运动的同时，可能也对水性涂料乳液中树脂微粒发生了作用，加速了树脂分子的运动。因为通过微波干燥后，漆膜性能得到了很大的提高。

综上所述，通过在封闭干燥室100的内壁设置微波发射器110，在内壁中设置置物台120和电加热器130；先通过电加热器130加热，使涂有水性涂料的木质板件的流平，再通过微波发射器110发射微波对家具进行干燥，微波的透射性能使物料内外介质同时受热，由于内部缺乏散热条件，造成内部温度高于外部的温度梯度分布，形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差，加速了水份的迁移蒸发速度，在短时间内使水分离开家具板件，提供良好的干燥效果。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种涂有水性涂料的木质板件微波干燥的方法，其特征在于，包括：

将涂有水性涂料的木质板件放入封闭干燥室内的置物台上；

电加热器加热以使涂有水性涂料的木质板件的漆膜的流平速度加快，所述流平的温度为30～35℃；所述电加热器的加热温度和加热时间通过温控器控制；

微波发射器向所述家具脉冲发射微波，其中两组相对的内壁上的微波发射器交替发射微波，使得木质板件的温度在50-60℃ 之间；

所述方法用到的装置包括：方形的封闭干燥室，所述封闭干燥室相对的内壁上设置有微波发射方向相对的微波发射器，所述封闭干燥室的底面设置有置物台；所述封闭干燥室内还设置有电加热器以及用于控制电加热器的加热温度和加热时间的温控器；

每个方向的内壁上设置由微波发射器组成的2×3或4×2阵列；

所述微波发射器发射的微波的频率为915MHz；

所述封闭干燥室的外部包覆有隔热棉；

所述封闭干燥室为不锈钢封闭干燥室；

所述封闭干燥室的密封门上设置有开门时控制所述装置断电的电控开关；

所述封闭干燥室内设置有延伸到密封门外的滑轨，所述置物台下方设置有与所述滑轨对应的滑轮。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流平的时间为14～16分钟。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微波发射器向所述家具脉冲发射微波的功率为0～30KW，时间为4分10秒～4分30秒。