EP2113309A1 - Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten - Google Patents

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EP2113309A1
EP2113309A1 EP08104441A EP08104441A EP2113309A1 EP 2113309 A1 EP2113309 A1 EP 2113309A1 EP 08104441 A EP08104441 A EP 08104441A EP 08104441 A EP08104441 A EP 08104441A EP 2113309 A1 EP2113309 A1 EP 2113309A1
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EP
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radiation
radiation sources
housing
longitudinal axis
sources
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EP08104441A
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Inventor
Volker Schrage
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065—After-treatment
    • B05D3/067—Curing or cross-linking the coating

Definitions

  • the invention relates to a device for UV radiation curing of objects having at least two elongate radiation sources whose light can be supplied to the object to be cured for the purpose of curing.
  • Such devices for UV radiation curing are used in the coating of objects made of heat-sensitive materials, in particular plastics, which are coated with UV lacquers and printing inks.
  • the objects can be present, for example, as shaped bodies, such as, for example, bottles or disks, or as films and webs.
  • UV radiation in the wavelength range of 200-400 nm is used for radiation curing.
  • homogeneity of the irradiation is of crucial importance.
  • UV medium-pressure gas discharge lamps are used, in which a plasma is generated by the evaporation of metals.
  • the lamps consist essentially of a tubular elongated glass body, two electrodes, two Folieneinschmelzonne and two sockets.
  • the operating temperatures on the glass body are between 700 ° C and 900 ° C.
  • the radiation sources are usually suspended at the two outer ends and are at least partially surrounded by a reflector.
  • the radiation sources are designed in such a way that the energy absorbed by the glass is released by free convection and by radiation. A balance between the amount of energy absorbed and delivered results at a temperature of the glass body of about 800 ° C.
  • the reflectors and the housing of the UV radiation curing device hinder this condition. It comes to reflections of heat radiation and sometimes even to heat accumulation in the vicinity of the radiation source.
  • the disadvantage here that even with optimal cooling of the free-hanging, that is only end held radiation source from a critical electrical energy in conjunction with a critical length, the temperature of the glass body is so high that deform all known UV radiation sources with gravity ,
  • the plasma formed in the lamp can come into contact with the vitreous body at certain points. The contact leads to overheating and thus to the destruction of the glass body of the radiation source.
  • UV radiation sources In order to reduce the deformation, it is therefore necessary in the prior art to reduce the overall length of irradiation devices, in particular UV irradiation devices and at the same time at greater lengths, the electrical power of the UV radiation source.
  • Conventional UV radiation sources therefore have a maximum length of about 2.8 meters. In radiant curing of floors, however, irradiation widths of four to sometimes even five meters are required. In printing machines, even irradiation widths of up to six meters can be found.
  • FIGS. 1 to 3 show several devices for UV radiation curing, in a row are arranged in alignment with each other. Due to the arranged at the front ends of the radiation sources and the electrodes arranged in the housings for receiving the radiation sources is due to the design between the individual devices no UV radiation available.
  • FIG. 2 a UV radiation sources, which are offset in series, but individually to a center line and partially arranged at an angle to each other (see. FIG. 2 b) ,
  • FIGS. 1 to 3 arrangements for UV radiation curing above the object to be cured all have the disadvantage of a non-homogeneous UV radiation distribution, in particular in the region of the ends of the UV radiation sources or in the overlap region of two adjacent devices for UV radiation curing.
  • the resulting uneven distribution of the electromagnetic radiation, in particular the UV and IR radiation causes an undesirable, non-uniform curing of the coating. This may result in different degrees of gloss in flat coatings, for example of paints, which are optically banding in web materials.
  • the devices for UV radiation curing at a greater distance than usual of the mounted to be irradiated object to produce a diffused radiation are used to compensate for this uneven distribution at least to some extent.
  • the normally usual distance to the object of about 30 to 100 mm is increased to about 200 to 300 mm.
  • the distance decreases the UV radiation intensity, which is crucial for UV radiation curing, strongly, an overall higher UV radiation power must be installed. This results in significant additional costs for the device for hardening hardening and increased power consumption.
  • the device consists of three units, which are constructed substantially similar. Each unit includes a UV tube, a parabolic reflector and a flat mirror system
  • the parabolic reflectors divert the radiation from the UV tubes parallel to a plane containing all the UV tubes.
  • the plane mirror systems direct the reflections from the parabolic reflectors Radiation in each case by 90 degrees in the direction of the surface to be irradiated.
  • the length of the planar mirror systems is shorter than the length of the associated parabolic reflectors, which in turn is shorter than the associated UV tubes.
  • the mirrors shield the ends of the UV tubes and their sockets.
  • the dead areas of the UV tube are hidden, so that the associated mirror systems only the portions of the UV tubes are exposed, which is a substantially deliver uniform radiation intensity.
  • the units of UV tube, reflector and mirror are in a housing, which in turn is housed in a surrounding housing.
  • the UV tubes overlap on about half their length of the lamp body.
  • the invention is based on the object to provide a device for UV radiation curing, especially heat-sensitive objects, which allows a uniform distribution of radiation over a large irradiation width with low design effort and without affecting the life of the radiation sources.
  • This object is achieved in a device for UV radiation curing of the type mentioned above in that all the radiation sources are arranged in a single common housing with a reflector system and an outlet opening for the electromagnetic radiation, the elongated housing is cylindrical and the radiation sources in the direction the longitudinal axis L of the housing are arranged and arranged in the direction of the longitudinal axis L in succession and offset from the longitudinal axis L of the housing radiation sources do not overlap in the region of the arranged between the electrodes of each radiation source lamp body.
  • the overlap of the radiation sources arranged one behind the other is chosen so that no overlapping of adjacent radiation sources in the region of the radiating glass bulb of the radiation source he follows.
  • the result of the inventive series connection of the radiation sources in a single common housing is a homogeneous UV radiation image over the entire working width with the lowest possible energy consumption. Also, the cooling power of unwanted infrared radiant energy that heats the environment of the UV radiation sources can be reduced. Finally, it has been found in practice that the durability of the radiation sources in the device according to the invention is significantly prolonged.
  • the radiation sources are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis of the device and in each case offset relative to the longitudinal axis of the housing, wherein the offset is selected such that the electrodes of adjacent radiation sources do not come into contact. This makes it possible, at least one, but preferably all of the radiation sources separately switched on and off, so that only those radiation sources are supplied with power, which are necessary for the respective radiation curing.
  • a further improvement in homogeneity can be achieved if a plurality of radiation sources having a length of ten to one hundred and fifty centimeters, preferably relatively short radiation sources having a length of twenty to forty centimeters, are arranged in the housing of the UV radiation curing device.
  • This proposal is based on the finding that, due to their design, UV radiation sources of smaller lengths have a more homogeneous radiation pattern over the entire length of the radiation source.
  • an electrode distance of 270 mm has been found to be particularly advantageous.
  • an overlap of the electrodes of mutually offset, adjacent radiation sources, in particular over a length of in particular 3 mm gives the best result with regard to a homogeneous radiation distribution.
  • the most demanding irradiation tasks that is to say working widths of up to 6.5 meters, can be realized in printing machines and even beyond.
  • FIG. 4 illustrates the device for UV radiation hardening in a view from below.
  • the total of (1) designated device for UV radiation curing has a common housing (2) with a flat, arranged on the bottom outlet opening (3) for the electromagnetic radiation.
  • the electromagnetic radiation emerging from the outlet opening (3) impinges on an object arranged below it at a distance of approximately 30 to 100 mm, in particular one below the device passing substrate web with a large irradiation width (B) of up to 6 m, which extends in the direction of the longitudinal axis L of the elongate device (1).
  • the direction of movement of the substrate web moved under the device (1) runs perpendicular to the irradiation width (B).
  • Each of the four radiation sources (4) has electrodes (5 a, b) on its two end faces.
  • the radiation sources (4) are arranged one behind the other in the direction of the longitudinal axis of the housing (2) and in each case offset relative to the longitudinal axis (L).
  • the offset of two adjacent radiation sources (4) is different insofar as one radiation source (4) to the left of the longitudinal axis and the other radiation source (4) to the right of the longitudinal axis, but offset by the same amount to each other, without the Touch electrodes (5 a, b) of neighboring radiation sources (4).
  • the electrodes (5 a, b) of adjacent radiation sources (4) in each case far enough against each other in the longitudinal direction, that located between the electrodes (5 a, b) of each radiation source (4) glass body of the radiation sources (4), over which the electromagnetic radiation is radiated, string together in the direction of the longitudinal axis (L) over the entire radiation width (B).
  • the overlap in the direction of the longitudinal axis (L) is chosen such that the glass bulbs of adjacent radiation sources do not overlap, thereby resulting in an increased radiation intensity in the overlapping region.
  • each radiation source (4) can be supplied individually with energy so that, depending on the irradiation task, individual irradiation sources (4) can be switched off, in particular if smaller irradiation widths B are to be covered with the irradiation apparatus (1).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten wärmeempfindlicher Objekte mit mindestens zwei lang gestreckten Strahlungsquellen, deren Licht dem zu härtenden Objekt zum Zwecke der Aushärtung zuführbar ist. Um eine gleichmäßige Verteilung der Strahlung über eine große Bestrahlungsbreite mit geringem konstruktivem Aufwand und ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer der Strahlungsquellen zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, sämtliche Strahlungsquellen in einem lang gestreckten Strahlergehäuse anzuordnen, wobei die Strahlungsquellen in Richtung der Längsachse des Gehäuses, vorzugsweise parallel dazu angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten von Objekten mit mindestens zwei lang gestreckten Strahlungsquellen, deren Licht dem zu härtenden Objekt zum Zwecke der Aushärtung zuführbar ist.
  • Derartige Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten finden Verwendung bei der Beschichtung von Objekten aus wärmeempfindlichen Materialien, insbesondere Kunststoffen, die mit UV-Lacken und -Druckfarben beschichtet werden. Die Objekte können beispielsweise als Formkörper, wie beispielsweise Flaschen oder Scheiben oder als Folien und Bahnen vorliegen.
  • Um die UV-härtenden Beschichtungen in kurzen Zykluszeiten von hochproduktiven Fertigungslinien härten zu können, ist eine hohe UV-Lichtintensität notwendig. Üblicherweise wird zur Strahlungshärtung UV-Licht im Wellenlängenbereich von 200 - 400 nm eingesetzt. Für ein optimales Bestrahlungsergebnis ist die Homogenität der Bestrahlung von entscheidender Bedeutung.
  • Als Strahlungsquellen in derartigen Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten kommen vor allem UV-Mitteldruck-Gasentladungslampen zum Einsatz, in denen durch das Verdampfen von Metallen ein Plasma erzeugt wird. Die Lampen bestehen dabei im Wesentlichen aus einem röhrenförmigen lang gestreckten Glaskörper, zwei Elektroden, zwei Folieneinschmelzungen sowie zwei Sockeln. Je nach Lampentyp betragen die Betriebstemperaturen am Glaskörper zwischen 700 °C und 900 °C. Die Strahlungsquellen sind in der Regel an den beiden äußeren Enden aufgehängt und werden zumindest teilweise von einem Reflektor umgeben. Die Strahlungsquellen sind derart gestaltet, dass die vom Glas absorbierte Energie durch freie Konvektion und durch Strahlung abgegeben wird. Ein Gleichgewicht zwischen der absorbierten und der abgegebenen Energiemenge ergibt sich bei einer Temperatur des Glaskörpers von etwa 800 °C. In der Praxis behindern aber die Reflektoren und das Gehäuse der Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten diesen Zustand. Es kommt zu Reflektionen von Wärmestrahlung und teilweise sogar zu Hitzestaus in der Nähe der Strahlungsquelle. Um dieses Problem zu lösen wird versucht, durch verbesserte Luftkühlsysteme die Temperatur der Strahlungsquelle in dem optimalen Betriebsbereich einzustellen. Nachteilig ist dabei allerdings, dass selbst bei einer optimalen Kühlung der freihängenden, das heißt lediglich endseitig gehaltenen Strahlungsquelle ab einer kritischen elektrischen Energie in Verbindung mit einer kritischen Baulänge die Temperatur des Glaskörpers so hoch ist, dass sich sämtliche bekannten UV-Strahlungsquellen mit der Schwerkraft verformen. Wird die Verformung allerdings zu stark, so kann das in der Lampe entstandene Plasma punktuell in Kontakt zum Glaskörper kommen. Der Kontakt führt zu einer Überhitzung und damit zur Zerstörung des Glaskörpers der Bestrahlungsquelle. Um die Verformung zu reduzieren, ist es daher nach dem Stand der Technik erforderlich, die Baulänge von Bestrahlungsvorrichtungen, insbesondere UV-Bestrahlungsvorrichtungen und gleichzeitig bei größeren Baulängen die elektrische Leistung der UV-Strahlungsquelle zu reduzieren. Herkömmliche UV-Strahlungsquellen weisen daher eine maximale Länge von etwa 2,8 Meter auf. Bei der Strahlungshärtung von Fußböden sind jedoch Bestrahlungsbreiten von vier bis teilweise sogar fünf Meter erforderlich. In Bedruckungsmaschinen finden sich sogar Bestrahlungsbreiten von bis zu sechs Metern.
  • Um trotz der begrenzten Länge herkömmlicher lang gestreckter UV-Strahlungsquellen die geforderten Arbeitsbreiten zu erreichen, werden derzeit mehrere Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten über dem zu härtenden Objekt angeordnet. Bekannte Anordnungen von Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Figur 1 zeigt mehrere Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten, die in einer Reihe fluchtend zueinander angeordnet sind. Aufgrund der an den stirnseitigen Enden der Strahlungsquellen angeordneten Elektroden sowie der in den Gehäusen angeordneten Fassungen zur Aufnahme der Strahlungsquellen ist bauartbedingt zwischen den einzelnen Vorrichtungen keine UV-Strahlung vorhanden.
  • Um diesen Nachteil zu vermeiden zeigt Figur 2 a UV-Strahlungsquellen, die in Reihe, jedoch einzeln zu einer Mittellinie versetzt und teilweise schräg zueinander angeordnet sind (vgl. Figur 2 b).
  • Schließlich ist es bekannt, mehrere UV-Strahlungsquellen unter einem Winkel von bis zu 90 Grad bezogen auf eine Linie längs der Bestrahlungsbreite des zu bestrahlenden Objektes anzuordnen. Bei dieser Anordnung kommen überwiegend kurz bauende Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten mit UV-Strahlungsquellen mit einer Länge von etwa 10 bis 20 cm zum Einsatz.
  • Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Anordnungen zum UV-Strahlungshärten oberhalb des zu härtenden Objektes weisen sämtlich den Nachteil einer nicht homogenen UV-Strahlungsverteilung, insbesondere im Bereich der Enden der UV-Strahlungsquellen bzw. im Überlappungsbereich von zwei benachbarten Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten auf. Die hieraus resultierte ungleiche Verteilung der elektromagnetischen Strahlung, insbesondere der UV- und IR-Strahlung bewirkt eine unerwünschte, ungleichmäßige Aushärtung der Beschichtung. Hieraus können unterschiedliche Glanzgrade bei flächigen Beschichtungen, beispielsweise von Lacken resultieren, die sich optisch als Streifenbildung bei Bahnmaterialien darstellen.
  • Um diese ungleichmäßige Verteilung zumindest in einem gewissen Maß zu kompensieren werden die Vorrichtungen zum UV-Strahlungshärten in einem größeren Abstand als üblich von dem zu bestrahlenden Objekt montiert, um eine diffuse Strahlung zu erzeugen. Hierbei wird der normalerweise übliche Abstand zum Objekt von etwa 30 bis 100 mm auf etwa 200 bis 300 mm erhöht. Da jedoch mit dem Abstand die UV-Strahlungsintensität, die für die UV-Strahlungshärtung entscheidend ist, stark abnimmt, muss eine insgesamt höhere UV-Strahlungsleistung installiert werden. Hieraus folgen erhebliche Mehrkosten für die Vorrichtung zum Stahlungshärten und ein erhöhter Stromverbrauch.
  • Darüber hinaus wurde bereits in der deutschen Patentschrift DE 101 25 770 C2 eine Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten vorgeschlagen, die größere Bestrahlungsbreiten ohne eine Verformung der Strahlungsquelle ermöglicht, in dem mindestens eine der Strahlungsquellen in der Bestrahlungsvorrichtung um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist. Die Drehung der Strahlungsquelle um ihre Längsachse gleicht den Einfluss der Schwerkraft auf die Kriechvorgänge im Material der Strahlungsquelle aus. Diese Lösung basiert auf der Elimenierung der schädlichen Auswirkungen der auf die Strahlungsquelle einwirkenden Kräfte, in dem sich durch die Drehung die Richtung der an dem Material angreifenden Schwerkraft ständig verändert. Nachteilig ist jedoch der relativ hohe konstruktive Aufwand für den Drehantrieb. Des Weiteren führt die kontinuierliche Drehung gleichwohl in der lang gestreckten Strahlungsquelle ständig zu geringfügigen Verformungen, die die Haltbarkeit der Strahlungsquelle beeinträchtigen.
  • Aus der AT 370555 ist eine Vorrichtung zum Bestrahlen von Flächen mit UV-Strahlung bekannt. Die Vorrichtung besteht aus drei Einheiten, die im Wesentlichen ähnlich aufgebaut sind. Jede Einheit umfasst eine UV-Röhre, einen Parabolreflektor und ein ebenes Spiegelsystem Die Parabolreflektoren lenken die von den UV-Röhren kommende Strahlung parallel zu einer Ebene um, in der sämtliche UV-Röhren liegen. Die ebenen Spiegelsysteme lenken die von den Parabolreflektoren reflektierte Strahlung jeweils um 90 Grad in Richtung der zu bestrahlenden Fläche ab. Die Länge der ebenen Spiegelsysteme ist kürzer als die Länge der zugehörigen Parabolreflektoren, die wiederum kürzer ist als die zugeordneten UV-Röhren sind. Durch die Spiegel werden den Enden der UV-Röhren und ihre Fassungen abgeschirmt. Durch dieses Abschirmen der Enden der UV-Röhren sowie ihrer Fassungen gegenüber dem der jeweiligen UV-Röhre zugeordneten Spiegelsystem werden die toten Bereiche der UV-Röhre verdeckt, so dass den zugeordneten Spiegelsystemen nur die Abschnitte der UV-Röhren ausgesetzt sind, die eine im wesentlichen einheitliche Strahlungsintensität abgeben. Konstruktiv befinden sich die Einheiten aus UV-Röhre, Reflektor und Spiegel in einem Gehäuse, das wiederum in einem dieses umgebenden Gehäuse untergebracht ist. Die UV-Röhren überlappen sich auf etwa der Hälfte ihrer Länge der Lampenkörper.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten, insbesondere wärmeempfindlicher Objekte vorzuschlagen, die eine gleichmäßige Verteilung der Strahlung über eine große Bestrahlungsbreite mit geringem konstruktivem Aufwand und ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer der Strahlungsquellen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass sämtliche Strahlungsquellen in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse mit einem Reflektorsystem und einer Austrittsöffnung für die elektromagnetische Strahlung angeordnet sind, das lang gestreckte Gehäuse zylindrisch ausgebildet ist und die Strahlungsquellen in Richtung der Längsachse L des Gehäuses angeordnet sind und sich die in Richtung der Längsachse L hintereinander und versetzt zur Längsachse L des Gehäuses angeordneten Strahlungsquellen nicht im Bereich des zwischen den Elektroden jeder Strahlungsquelle angeordneten Lampenkörpers überlappen.
  • Durch die Integration mehrerer UV-Strahlungsquellen in einem Reflektorgehäuse sowie die Anordnung der lang gestreckten Strahlungsquellen in Richtung, insbesondere parallel zur Längsachse des Gehäuses wird die gesamte Strahlungsbreite überdeckt, ohne dass störende Gehäusekanten oder ein zu großer, durch die die Strahlungsquellen umgebenden Gehäuse bedingter Versatz zu einer ungleichmäßigen Bestrahlung führen.
  • Um eine Überlappung der in Reihe angeordneten Strahlungsquellen innerhalb des Gehäuses und damit eine größere Strahlungsintensität an bestimmten Punkten der Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten zu vermeiden, wird die Überlappung der hintereinander angeordneten Strahlungsquellen so gewählt, dass keine Überlappung benachbarter Strahlungsquellen im Bereich des abstrahlenden Glaskolbens der Strahlungsquelle erfolgt.
  • Das Ergebnis der erfindungsgemäßen Reihenschaltung der Strahlungsquellen in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse ist ein homogenes UV-Bestrahlungsbild über die gesamte Arbeitsbreite bei geringst möglichem Energieverbrauch. Auch die Kühlleistung unerwünschter Infrarot-Strahlungsenergie, die die Umgebung der UV-Strahlungsquellen aufheizt, kann reduziert werden. Schließlich hat sich in der Praxis herausgestellt, dass sich die Haltbarkeit der Strahlungsquellen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung deutlich verlängert.
  • Die Strahlungsquellen sind in Richtung der Längsachse der Vorrichtung hintereinander und jeweils versetzt zur Längsachse des Gehäuses angeordnet, wobei der Versatz so gewählt wird, dass die Elektroden benachbarter Strahlungsquellen nicht in Kontakt kommen. Hierdurch ist es möglich, mindestens eine, vorzugsweise jedoch sämtliche der Strahlungsquellen separat ein- und auszuschalten, so dass Bedarfsgerecht nur diejenigen Strahlungsquellen mit Strom versorgt werden, die für die jeweilige Strahlungshärtung nötig sind.
  • Eine weitere Verbesserung der Homogenität kann erreicht werden, wenn in dem Gehäuse der Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten eine Vielzahl von Strahlungsquellen mit einer Länge von zehn bis hundertfünfzig Zentimetern, vorzugsweise relativ kurzer Strahlungsquellen mit einer Länge von zwanzig bis vierzig Zentimetern angeordnet sind. Dieser Vorschlag beruht auf der Erkenntnis, dass UV-Strahlungsquellen kleinerer Längen bauartbedingt einen homogeneren Strahlungsverlauf über die gesamte Länge der Strahlungsquelle aufweisen. In Versuchen hat sich ein Elektrodenabstand von 270 mm als besonders vorteilhaft herausgestellt. Weiter hat sich gezeigt, dass eine Überlappung der Elektroden von versetzt zueinander angeordneten, benachbarten Strahlungsquellen, insbesondere auf einer Länge von insbesondere 3 mm, das beste Ergebnis im Hinblick auf eine homogene Strahlungsverteilung zeitigt.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Strahlungshärten lassen sich die anspruchsvollsten Bestrahlungsaufgaben, das heißt Arbeitsbreiten von bis zu 6,5 Meter in Bedruckungsmaschinen und sogar darüber hinaus realisieren.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Figur 4 näher erläutert, die die Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten in einer Ansicht von unten darstellt.
  • Die insgesamt mit (1) bezeichnete Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten weist ein gemeinsames Gehäuses (2) mit einer ebenen, an der Unterseite angeordneten Austrittsöffnung (3) für die elektromagnetische Strahlung auf. Die aus der Austrittsöffnung (3) austretende elektromagnetische Strahlung trifft auf ein darunter im Abstand von etwa 30 bis 100 mm angeordnetes Objekt, insbesondere eine unter der Vorrichtung hindurch laufende Substratbahn mit einer großen Bestrahlungsbreite (B) von bis zu 6 m, die sich in Richtung der Längsachse L der lang gestreckten Vorrichtung (1) erstreckt. Die Bewegungsrichtung der unter der Vorrichtung (1) hindurch bewegten Substratbahn verläuft senkrecht zur Bestrahlungsbreite (B). Jede der insgesamt vier Strahlungsquellen (4) weist an ihren beiden Stirnseiten Elektroden (5 a, b) auf. Die Strahlungsquellen (4) sind in Richtung der Längsachse des Gehäuses (2) hintereinander und jeweils versetzt zur Längsachse (L) angeordnet. Der Versatz von jeweils zwei benachbarten Strahlungsquellen (4) ist insoweit unterschiedlich, als die eine Strahlungsquelle (4) links von der Längsachse und die andere Strahlungsquelle (4) rechts von der Längsachse, jedoch um denselben Betrag versetzt zueinander angeordnet sind, ohne dass sich die Elektroden (5 a, b) benachbarter Strahlungsquellen (4) berühren. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Elektroden (5 a, b) benachbarter Strahlungsquellen (4) jeweils soweit gegeneinander in Längsrichtung verschoben, dass sich die zwischen den Elektroden (5 a, b) jeder Strahlungsquelle (4) befindlichen Glaskörper der Strahlungsquellen (4), über die die elektromagnetische Strahlung abgestrahlt wird, lückenlos in Richtung der Längsachse (L) über die gesamte Strahlungsbreite (B) aneinanderreihen. Dabei ist die Überlappung in Richtung der Längsachse (L) jedoch so gewählt, dass sich keinesfalls die Glaskolben benachbarter Strahlungsquellen überlappen und dadurch eine erhöhte Strahlungsintensität in dem Überlappungsbereich zur Folge hätte.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Strahlungsquelle (4) einzeln mit Energie versorgbar, so dass je nach Bestrahlungsaufgabe einzelne der Bestrahlungsquellen (4) abschaltbar sind, insbesondere dann, wenn mit der Bestrahlungsvorrichtung (1) geringere Strahlungsbreiten B abgedeckt werden sollen.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten wärmeempfindlicher Objekte mit mindestens zwei lang gestreckten Strahlungsquellen, deren Licht dem zu härtenden Objekt zum Zwecke der Aushärtung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    - sämtliche Strahlungsquellen (4) in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse (2) mit einem Reflektorsystem und einer Austrittsöffnung (3) für die elektromagnetische Strahlung angeordnet sind,
    - das lang gestreckte Gehäuse (2) zylindrisch ausgebildet ist und die Strahlungsquellen (4) in Richtung der Längsachse L des Gehäuses (2) angeordnet sind und
    - sich die in Richtung der Längsachse L hintereinander und versetzt zur Längsachse L des Gehäuses (2) angeordneten Strahlungsquellen (4) nicht im Bereich des zwischen den Elektroden (5a, 5b) jeder Strahlungsquelle (4) angeordneten Lampenkörpers überlappen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (5a, 5b) jeder Strahlungsquelle (4) sich an ihren beiden Stirnseiten befinden und die Elektroden benachbarter Strahlungsquellen (4) nebeneinander liegen ohne sich jedoch zu berühren.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (4) in Richtung der Längsachse L des Gehäuses hintereinander und jeweils versetzt zur Längsachse L angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz von zwei benachbarten Strahlungsquellen (4) unterschiedlich ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Strahlungsquellen (4) einzeln mit der Energieversorgung verbindbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des Gehäuses (2) bis zu 6,50 Meter beträgt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Strahlungsquelle (4) eine Länge von 10 bis 150 cm, vorzugsweise 20 bis 40 cm aufweist.
EP08104441A 2007-06-22 2008-06-17 Vorrichtung zum UV-Strahlungshärten Withdrawn EP2113309A1 (de)

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