DE102007058324A1 - Highly reflective lining element and irradiation arrangement - Google Patents
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Abstract
Hochreflektierendes Auskleidungselement zur Wandverkleidung einer thermischen Bestrahlungsanordnung, welche mindestens eine Hochleistungs-Strahlungsquelle für Strahlung im sichtbaren und/oder Infrarot- und/oder UV-Bereich aufweist, wobei das Auskleidungselement eine reflektierende erste Oberfläche und eine wärmeabstrahlende zweite Oberfläche hat und einen mit Befestigungsmitteln zur lösbaren Befestigung an einer Auskleidungselement-Tragkonstruktion der Bestrahlungsanordnung versehenen massiven Träger mit hoher Wärmekapazität aufweist.A highly reflective lining element for cladding a thermal radiation assembly having at least one high power radiation source for visible and / or infrared and / or UV radiation, the liner member having a reflective first surface and a heat radiating second surface and one releasable with attachment means Attachment to a lining element support structure of the irradiation arrangement provided massive support with high heat capacity.
Description
Die Erfindung betrifft ein Auskleidungselement zur Wandverkleidung einer thermischen Bestrahlungsanordnung sowie eine solche Anordnung, welche mindestens eine Hochleistungs-Strahlungsquelle für Strahlung im sichtbaren, nahen Infrarot(NIR)- oder Ultraviolett(UV)-Bereich aufweist.The The invention relates to a lining element for wall cladding thermal radiation arrangement and such an arrangement, which at least one high power radiation source for radiation in the visible, near infrared (NIR) or ultraviolet (UV) range having.
Zur thermischen Behandlung von Oberflächen, Bearbeitung von Materialien und Herstellung von Verbundwerkstoffen werden der Industrie vielfach Bestrahlungsverfahren angewendet, bei denen das Bestrahlungsgut mit elektromagnetischer Strahlung mit einem wesentlichen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot (NIR), insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 μm und 1,5 μm, beaufschlagt und so erwärmt wird. Strahlung im UV- oder sichtbaren Bereich wird jedoch von vielen Materialien ebenfalls absorbiert und ruft entsprechende thermische Wirkungen hervor. Beim Einsatz von UV-Strahlung für Bearbeitungszwecke, etwa zum Trocknen der Druckfarbe auf schnelllaufenden Druckbildträgern oder zum Härten spezieller Lackformulierungen, ist zudem neben oder vorrangig vor ihrer thermischen Wirkung ihre vernetzungs-initialisierende Wirkung für bestimmte Polymere von Bedeutung.to thermal treatment of surfaces, machining of Materials and manufacturing of composites become the industry In many cases applied irradiation procedures, in which the irradiation material with electromagnetic radiation with a significant active component in the near infrared (NIR) range, especially in the wavelength range between 0.8 microns and 1.5 microns, applied and so is heated. Radiation in the UV or visible range However, it is also absorbed and called by many materials corresponding thermal effects. When using UV radiation for processing purposes, such as drying the ink on high-speed print media or for curing special paint formulations, is also next or priority their thermal effect their networking initializing effect for certain polymers of importance.
Bekannt
ist bspw. der Einsatz von Bestrahlungsanordnungen zum Trocknen von
Lacken, etwa Flüssig- oder auch Pulverlacken, auf Metall,
Holz, Papier oder Kunststoffen, vgl. die Patentschriften
Bei der Realisierung von Applikationen von im nahen Infrarot arbeitenden Bestrahlungsanordnungen werden vielfach Gegenreflektoren auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite des Bearbeitungsgegenstandes und/oder Seitenreflektoren, ggfs. zur Ausbildung eines im wesentlichen geschlossenen Strahlungsraumes, vorgesehen. Dies gilt insbesondere für Applikationen zur Bestrahlung eines schnell geförderten Bearbeitungsgegenstandes, wie einer Papierbahn, einer Kunststofffolie, eines Metallbandes, eines Elastomerprofiles oder von Preforms o. ä. Hierdurch ergeben sich wesentliche Verbesserungen beim behandelten Produkt und in der Prozessführung.at realization of applications of near infrared Irradiation arrangements are often counter reflectors on the Radiation source side facing away from the processed object and / or side reflectors, if necessary. To form a substantially closed radiation space, provided. This is especially true for applications for the irradiation of a fast-promoted Machining article, such as a paper web, a plastic film, a metal strip, an elastomer profile or preforms o. Ä. This results in significant improvements in the treated Product and in litigation.
Die
Reflektoren bilden Wandungen einer Bestrahlungszone bzw. eines Strahlungsraumes.
Entsprechende Anordnungen sind bspw. den Patenten
Die in den letztgenannten Patentanmeldungen fixierten jüngeren Entwicklungsergebnisse ermöglichen es insbesondere, Hochleistungs-Bestrahlungsanordnungen, die mit Strahlung im Bereich des nahen Infrarot (NIR) arbeiten, mit geringem Zeit- und Kostenaufwand für die Wartung und entsprechend geringen Produktionszeitunterbrechungen zu betreiben und erbringt somit wesentliche Anwender-Vorteile. Es hat sich aber gezeigt, dass für bestimmte Anwendungen noch weitergehende Optimierungen der Wandverkleidung möglich sind.The in the latter patent applications, more recent In particular, development results enable high-power irradiation arrangements, working with near-infrared radiation (NIR), with little time and cost for maintenance and operate according to small production time interruptions and thus provides significant user benefits. It has become though shown that for certain applications even more advanced Optimizations of the wall cladding are possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe der Bereitstellung eines weiter verbesserten Auskleidungselementes der erwähnten Art sowie einer entsprechend verbesserten Bestrahlungsanordnung zugrunde, bei denen insbesondere bei Bestrahlungsgütern, die in erheblichem Maße Verschmutzungen der Auskleidung hervorrufen können, die mittlere Lebensdauer der Auskleidungselemente vergrößert werden kann und somit weitere Einsparungen an Wartungszeit- und Kosten möglich sind.Of the Invention is therefore the object of providing a further improved lining element of the type mentioned as well as a correspondingly improved irradiation arrangement on which in particular in the case of irradiated goods, which in considerable Can cause contamination of the lining, the average life of the lining elements are increased and thus further savings in maintenance time and costs possible are.
Diese Aufgabe wird durch ein Auskleidungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Bestrahlungsanordnung nach Anspruch 14 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These Task is characterized by a lining element with the characteristics of Claim 1 and an irradiation arrangement according to claim 14 solved. Expedient training of the inventive concept are the subject of the dependent claims.
In
Verfolgung eines anderen Denkansatzes als bei der erwähnten
(unveröffentlichten)
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Auskleidungselement als Verbundelement aus dem massiven Träger mit hoher Wärmekapazität und einer die erste Oberfläche ausbildenden, mit dem Träger stoffschlüssig verbundenen Abdeckung aus einer Metallfolie oder einem dünnen Metallblech oder einer metallisierten Glas- oder Quarzglasschicht ausgeführt ist. Dieser Aufbau ist zwar herstellungstechnisch relativ aufwändig, ermöglicht aber dafür in nahezu idealer Weise die Kombination einer Oberfläche mit höchstem Reflexionsvermögen mit einem material- und herstellungsseitig kostengünstigen Träger. Speziell kann der Träger als Walz- oder Strangpressteil aus einem Metall mit hoher thermischer Leitfähigkeit, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ausgebildet sein. In einer anderen kostengünstigen Ausführung ist der Träger als Form-Sinterteil aus einer Keramik, mit hoher thermischer Leitfähigkeit ausgebildet.In a preferred embodiment of the invention is provided that the lining element as a composite element of the solid Carrier with high heat capacity and a forming the first surface with the carrier cohesively connected cover made of a metal foil or a thin sheet of metal or a metallised glass or quartz glass layer is executed. This structure is indeed manufacturing technology relatively complex, allows but in a nearly ideal way the combination of a Surface with the highest reflectivity with a material and manufacturing cost-effective Carrier. Specifically, the carrier as rolling or Extruded part made of a metal with high thermal conductivity, in particular aluminum or an aluminum alloy be. In another inexpensive version is the carrier as a mold sintered part of a ceramic, with formed high thermal conductivity.
Auf der anderen Seite kann hierbei die Abdeckung aus einem flächigen Verbundmaterial bestehen, das auf einer Metallblech-Tragschicht eine Beschichtung mit einem Reflexionsgrad von 97,5% oder mehr für UV- und/oder NIR-Strahlung aufweist. Insbesondere weist hierbei die freie Oberfläche des flächigen Verbundmaterials eine transparente oxidische oder glasartige Korrosionsschutzschicht auf. Speziell kann die Metallblech-Tragschicht des Verbundmaterials aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.On the other side, the cover of a flat Composite material, which on a metal sheet support layer a coating with a reflectance of 97.5% or more for Has UV and / or NIR radiation. In particular, this case the free surface of the laminar composite material a transparent oxide or glassy corrosion protection layer on. Specifically, the sheet metal support layer of the composite material made of aluminum or an aluminum alloy.
Zur Verbindung des Trägers mit der Abdeckung kommen als solche bekannte, speziell stoffschlüssige, Verbindungsverfahren in Betracht, die eine Verbindung mit hoher Wärmeleitfähigkeit und thermischer Stabilität ergeben. In einer Ausführung ist vorgesehen, dass die Abdeckung auf den Träger aufgeschmolzen oder vollflächig mit einem Hochtemperaturlot aufgelötet ist. Alternativ hierzu kann die Abdeckung auf den Träger aufgeschmolzen oder vollflächig mit einem Hochtemperaturlot aufgelötet sein.to Connection of the carrier with the cover come as such known, especially cohesive, connection method considering a compound with high thermal conductivity and thermal stability. In one embodiment is provided that the cover melted onto the carrier or soldered over the entire surface with a high-temperature solder is. Alternatively, the cover may be on the carrier melted or full surface with a high temperature solder be soldered.
Hinsichtlich seiner Form unterliegt das Auskleidungselement keinen besonderen Beschränkungen, sondern diese kann weitestgehend auf die gewünschte Form des Bestrahlungsraumes und die Untergliederung der Wandung in einzelne Auskleidungselemente abgestimmt werde. Es versteht sich, dass eine Ausführung in Form einer Platte mit möglichst einfach gestalteten, eingearbeiteten Befestigungsmitteln (Nut, Nut/Feder etc.) kostenseitig vorteilhaft ist.Regarding its shape is not particularly subject to the lining element Restrictions, but this can largely on the desired shape of the irradiation room and the subdivision the wall is tuned into individual lining elements. It It is understood that a design in the form of a plate with as simple as possible, incorporated fasteners (Groove, tongue / groove, etc.) cost advantage is.
Der Träger kann aber durchaus derart geformt sein, dass die erste Oberfläche, insbesondere teil-elliptisch, parabolisch oder W-artig, gekrümmt ist.Of the However, the carrier can certainly be shaped in such a way that the first surface, in particular partially elliptical, parabolic or W-like, curved.
Zur Befestigung der Auskleidungselemente kann eine der (äußeren) Wandung der Bestrahlungskammer eine Drahtkonstruktion vorgesehen sein, und die Befestigungsmittel des Trägers weisen dann eine entsprechende Profilierung zum Aufschnappen oder Verrasten des Auskleidungselementes auf dieser auf. Eine andere Möglichkeit besteht im Vorsehen von im Wesentlichen parallelen Schienen als Tragkonstruktion und entsprechender Profilierung der Auskleidungselement-Rückseite zum Aufschieben oder ggf. auch Aufclipsen auf diese Schienen, speziell zur Herstellung einer Verbindung vom Nut-Feder-Typ.to Attachment of the lining elements may be one of the (outer) Wall of the irradiation chamber provided a wire construction be and the fasteners of the carrier then have a corresponding profiling for snapping or latching of the lining element on this up. Another possibility is the provision of essentially parallel rails as a supporting structure and corresponding Profiling the lining element back for sliding or if necessary, also clipping on these rails, especially for the production a connection of the tongue and groove type.
Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:Further Advantages and advantages of the invention result from the following description of preferred embodiments based on the figures. From these show:
Die
Befestigungseinrichtung
Das
Auskleidungselement
In
Die
Wandungsabschnitte
Im
Betrieb wird Bestrahlungsgut durch den Strahlungstunnel
Neben
der Reflektivität kann auch das Abstrahlungsvermögen
der Rückseite des Auskleidungselements durch Einschwärzung
zur Einstellung der Temperatur verwendet werden. Werden Befestigungseinrichtungen
wie die in den
Im Betrieb der Anlage schlagen sich somit die Lösungsmittel nicht oder nur in geringem Maße auf den die Wandung auskleidenden Auskleidungselementen nieder, sondern verbleiben in Gasform im Inneren des Strahlungsraums und können durch eine Belüftungsanlage abgesaugt werden. Gegenüber bekannten Anlagen ist damit die Verschmutzung der reflektierenden Anlagenteile wesentlich vermindert. Reinigungsarbeiten fallen in entsprechend geringerem Umfang an.in the Operation of the system thus beat the solvents not or only slightly on the lining of the wall Lining elements down, but remain in gaseous form in the interior of the radiation room and can through a ventilation system be sucked off. Compared to known systems is so significantly reduces the contamination of the reflective system components. cleaning fall in a correspondingly smaller extent.
Die Behandlung dennoch auftretender Verschmutzungen gestaltet sich darüber hinaus wesentlich einfacher, da die verschmutzten Module der Auskleidung ggfs. nicht gereinigt und poliert, sondern lediglich ausgetauscht werden. Insgesamt verkürzen sich somit die Stillstandszeiten wesentlich. Entnommene Module können aber nach Art und Grad der Verschmutzung, ggf. auch außerhalb der Anlage gereinigt und später wiederverwendet werden.The Treatment of non-contamination occurs over it In addition, much easier because the soiled modules of the lining if necessary, not cleaned and polished, but only replaced become. Overall, thus shortening the downtime essential. Removed modules can be sorted by type and Degree of contamination, possibly also outside the plant cleaned and later reused.
Eine erfindungsgemäße Bestrahlungsanordnung ist vorteilhaft bspw. in Trocknungsanlagen zum Trocknen und/oder Härten von Lacken verwendbar. Hierbei wird eine auf ein Substrat aufgebrachte Lackbeschichtung mit Strahlung im Infrarotbereich und/oder im UV-Bereich beaufschlagt. Die Reflektivität des Auskleidungselementes der Erfindung kann an die jeweils konkret verwendeten Wellenlängenbereiche angepasst werden, so dass das Element im Betrieb der Anlage eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur von aus dem Lack verdampfenden Lösungsmitteln annimmt.A Inventive irradiation arrangement is advantageous For example, in drying systems for drying and / or curing of paints usable. Here, an applied to a substrate Paint coating with radiation in the infrared range and / or in the UV range applied. The reflectivity of the lining element The invention can be applied to the specific wavelength ranges used be adapted so that the element in the operation of the plant a Temperature above the boiling point of vaporizing from the paint Solvents.
Eine Bestrahlungsanordnung gemäß der Erfindung kann weiterhin vorteilhaft in Strahlungstrocknungsanlagen zum Trocknen von Farben, Druckfarben, Lasuren, Ölen oder dergleichen in ein Substrat dauerhaft einzubringenden Stoffe verwendet werden. Das Substrat wird mit Strahlung beaufschlagt, die bis in eine bestimmte Tiefe in das Substrat eindringt. Hierdurch wird eine Trocknung bzw. Härtung der eingebrachten Stoffe verursacht, wobei Lösungsmittel aus der Farbe und/oder Bestandteile des Substrates selbst freiwerden können. Eine Auskleidung des Strahlungsraumes einer derartigen Anlage mit dem erfindungsgemäßen Auskleidungselement führt auch hier zu einer erheblich verringerten Verschmutzung und damit geringerem Stillstand.An irradiation arrangement according to the invention can furthermore advantageously be used in radiation drying installations for drying paints, printing inks, glazes, oils or the like into substances to be permanently introduced into a substrate. The substrate is exposed to radiation which penetrates into the substrate to a certain depth. This causes a drying or hardening of the introduced substances, whereby solvents can be released from the color and / or constituents of the substrate itself. A lining of the radiation space of such a system with the lining element according to the invention also leads here to a significantly reduced contamination and thus lower standstill.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20131126 |
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |