EP3016751B1 - Separation of heat and light for a uv radiation source - Google Patents

Separation of heat and light for a uv radiation source Download PDF

Info

Publication number
EP3016751B1
EP3016751B1 EP14734004.6A EP14734004A EP3016751B1 EP 3016751 B1 EP3016751 B1 EP 3016751B1 EP 14734004 A EP14734004 A EP 14734004A EP 3016751 B1 EP3016751 B1 EP 3016751B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
strips
mirror
application
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP14734004.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3016751A1 (en
Inventor
Othmar Züger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
Original Assignee
Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon filed Critical Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
Priority to PL14734004T priority Critical patent/PL3016751T3/en
Publication of EP3016751A1 publication Critical patent/EP3016751A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3016751B1 publication Critical patent/EP3016751B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment 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
    • B05D3/06Pretreatment 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
    • B05D3/061Pretreatment 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.
    • B05D3/065After-treatment
    • B05D3/067Curing or cross-linking the coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment 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
    • B05D3/06Pretreatment 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
    • B05D3/061Pretreatment 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.
    • B05D3/062Pretreatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun

Definitions

  • UV-curing coatings are used in many different areas. Curing is essentially understood to mean the crosslinking of polymer chains. In UV-curing paints, this crosslinking is induced by UV radiation.
  • these paints when applied to a workpiece, contain solvents that must be expelled before curing. This expulsion can be accelerated by increasing the temperature beyond the ambient temperature. The higher the temperature, the faster the expulsion of the solvents. However, a certain paint-dependent temperature (glass transition temperature, chemical decomposition temperature) must not be exceeded. Likewise, the deformation temperature of the material of the workpiece must not be exceeded.
  • High intensity UV radiation sources are based on gas discharge lamps that emit strong visible light (VIS) and infrared radiation (IR) in addition to the desired UV radiation.
  • VIS and IR contribute to a significant additional increase in temperature when curing paints. However, it must be avoided that the temperature rises during the curing process on the glass transition temperature of the paint. It is desirable to suppress this VIS and IR contribution as possible, while losing as little UV radiation as possible.
  • Typical UV radiation sources consist of a gas discharge lamp and a reflector element which collects the UV radiation emitted in the direction away from the workpiece and reflects it in the direction of the area of application.
  • the propagating to the application UV radiation is thus composed of direct radiation and reflected radiation together.
  • the lamp In the case of a substantially linear source, the lamp is substantially tubular. she can but also exist as a series of individual, substantially point-shaped lamps which are arranged in a row.
  • the reflector element can be provided with a coating which reflects the VIS and IR radiation as little as possible. This can be done through an absorbing layer, but is preferably carried out as a dichroic thin film coating which on the one hand highly reflects the UV component and transmits VIS and IR, i. deflects away from the field of application.
  • a UV source reduces the VIS and IR radiation in the field of application by a factor in the range of 2-5, depending on the reflective element (typically cylindrical elliptic element).
  • This deflection mirror should reflect the UV radiation as well as possible, but should reflect the VIS & IR radiation as poorly as possible.
  • This deflection mirror is designed as a flat mirror. Usually, a glass plate with dichroic thin film filter coating, which is arranged at an angle of 45 ° to the main beam of the UV source, is used. The application area is then located downstream in the beam path of the UV radiation reflected by the deflection mirror.
  • the UV radiation is deflected by this deflection mirror in the 90 °, while the VIS & IR radiation is transmitted and thus not directed to the application area.
  • the use of the dichroic deflection mirror leads to an extension of the light path between the UV source and the application, typically by about 70% of the length of the deflection mirror.
  • FIG. 1 The corresponding situation is in the FIG. 1 with respect to the reflector radiation and in FIG. 2 with respect to direct radiation.
  • the UV radiation is shown as a dotted line, while the radiation of the VIS & IR is shown as a dashed line.
  • the total radiation is shown as a solid line.
  • the extension of the beam path therefore has the consequence, above all for direct radiation, that the intensity of the UV radiation per unit area (area intensity) is reduced, in particular also in the field of application, due to the opening angle into which the radiation is emitted.
  • area intensity intensity of the UV radiation per unit area
  • a certain dose is required, which is due to the product of radiation intensity and exposure time (more precisely, by the temporal integral of the intensity).
  • the lower areal intensity described above can only be made up by increasing the exposure time to achieve the required dose. This leads to a longer process time and thus to higher process costs.
  • the required exposure dose can at best be achieved if the resulting overexposure of the flat areas does not entail any disadvantages, and the minimum necessary intensity can still be achieved. If this is not so, there is still the possibility of rotation of the components during the relative movement of the components to the UV source, but this additional movement means a significant overhead in the mounting of the components and the means for movement, and the disadvantages in a lower arrangement density of the components in the curing plant and a substantial extension of the exposure times.
  • a deflection mirror having a substantially concave surface shape. Not only can the curved path compensate the extended beam path readily, but also a partial focusing of the reflected UV radiation, at least in one plane, can be achieved, which leads to an increase of the surface intensity.
  • the shape of the curved deflection mirror is dependent on the exact position and orientation of the application.
  • the substrate of the curved deflection mirror is preferably permeable to VIS & IR radiation.
  • substrate material therefore, for example, glass and plastic come into question, it should be noted that the substrate is exposed to high temperatures and a UV residual.
  • a material for the substrate which absorbs VIS & IR efficiently, but this would be strongly heated by the absorbed power and therefore would have to be cooled separately.
  • a concavely curved glass surface can be coated with an interference filter.
  • the interference filter is constructed, for example, as a thin-film alternating layer system, wherein the near-surface layers provide for the reflection of the UV radiation and the alternating layer system as a whole forms an antireflection layer for the VIS & IR radiation.
  • Another challenge is the angular dependence of the optical behavior of the interference filters.
  • this embodiment requires so-called gradient filters in order to position-dependent angles of incidence.
  • the available coating technology is able to at least partially overcome this problem, even if this involves a great deal of effort and thus, in turn, costs.
  • the problem with the curved mirror solution is that, in some applications, sometimes the distance from the radiation source to the area of application of the radiation changes. This is the case, for example, when large substrates provided with a lacquer layer have to be exposed to UV radiation which lie in one plane and UV radiation is to be applied to UV radiation with the same curing apparatus but also small substrates positioned on a spindle the spindle, the substrates and thus the application area are closer to the deflection mirror. In the worst case, it is then necessary to exchange the curved deflection mirror by a deflection mirror with a different curvature. For example, describes US 4644899 A the use of a double mirror configuration and DE 10352184 A1 a configuration with curved reflecting surfaces. There is therefore a need for an easy-to-implement but efficient irradiation device for UV radiation, with which it is achieved that an application area is exposed to UV radiation in sufficient surface intensity.
  • the object is achieved according to a preferred embodiment in that a deflecting mirror composed of planar mirror strips is used, wherein the plane mirror strips are inclined relative to one another such that they at least roughly recreate a desired curvature. At least two strips are used, but preferably more than two, and more preferably three strips are used.
  • the coating of the mirror strips can be done so that initially flat glass is coated. Such a coated glass plate is then cut into strips and these strips are fastened in a holder element.
  • This holder element is designed such that each of the mirror strips with an orientation at a predetermined angle to the main beam of the UV Source comes to rest. The individual angles are chosen so that as much UV radiation falls within the scope of application. Due to the fact that the mirror strips essentially transmit the VIS & IR radiation, this proportion in the field of application remains small in any case.
  • the spectral properties of the thin film mirror layer for each mirror strip can be further optimized. It can therefore be coated for each angle a separate glass plate with specifically optimized for this angle thin film interference filter.
  • the deflecting mirror according to the invention is then assembled from strips of differently coated glass plates.
  • the fastenings with which the mirror strips are fixed to the holder are designed so that they can rotate at least over a certain angular range about an axis parallel to the longer edge of the mirror strips.
  • This makes it possible to adjust the modeled curvature of the deflection mirror and thus to optimize the UV radiation power for different application levels.
  • adjustable angles of the mirror segments the illumination of the various surface elements of 3-dimensional components with indentations and side surfaces can be made much more uniform and thus improved by adjusting the segments so that the light in a focused form with beam proportions over a wide angular range in the Scope of application. Although this results in a slightly lower intensity for the flat areas, a more homogeneous exposure over the entire surface of the component is achieved.
  • This embodiment allows a simple and above all flexible adaptation of the angular distribution and the spatial distribution of the irradiation light.
  • the adjustment of the angle of these mirror segments can also be done via externally controllable drives, which opens up the possibility, process-controlled controlling the exposure of different shaped elements to optimize run.
  • the mirrors can also be moved through the field of application by means of drives designed in this way, synchronously with a movement of the workpieces. In this way, the illumination of the surface shape of the workpieces can be dynamically adjusted and optimized.
  • the substrates are often moved through the application area. For example, on a circular motion when it is mounted on a so-called spindle. As a result, a repetitive exposure of the paint is achieved. With this movement, the undesirable temperature increase is further reduced because the surface may cool during the angular range of rotation away from the field of application.
  • the result is a substantially higher UV dose of 79, (compared to 65 for the flat deflecting mirror).
  • the VIS & IR dose increases slightly to 28 (compared to 25 for the flat deflection mirror).
  • the UV dose in the scope can be further improved.
  • a UV dose of 83 is obtained, ie a 30% increase over the flat deflecting mirror, while the VIS and IR dose increases only to about 29.
  • an intensity threshold of UV radiation must be exceeded for a certain period of time. While in the case of the flat deflecting mirror for the example given an intensity maximum of approximately 45 units is achieved, a value of approximately 60 is achieved for the deflecting mirror, which consists of two mirror strips, and in the FIG. 3 In the case shown with three stiffeners, even a value of about 80 is achieved. Thus, by dividing the dichroic mirror into stripes, almost the same areal intensity as in the case of a structure without this mirror can be achieved.
  • a higher efficiency of the UV light guide in the field of application has the advantage that necessary cooling of the system and in particular the application area in which the substrates provided with temperature-sensitive paint are on the one hand smaller dimensions and less expensive to build, and on the other hand in the Application can be operated with less energy consumption.
  • the entire waste heat of the curing process must be dissipated with strong air cooling in order to keep the temperature increase in the application area low.
  • intensive filtering must prevent dust particles from entering the stream and thus the paint surfaces that are initially in a viscous state and sticking there. Any reduction of the necessary air flow by reducing the unwanted radiation or improving the efficiency in the UV light guide, as shown in the invention, leads to a possible reduction of these necessary air flows.
  • FIG. 4 a holder for the mirror strips shown.
  • the holder comprises fixing elements 3, 7, 9 and 11, which are arranged on the strip at the shorter edge, for example clamped.
  • the fixing element 3 of a strip is connected to the fixing element 7 of an adjacent strip via webs 13, 17 connected by means of a joint 15.
  • the fixing element 9 of the central strip is in this case connected to the fixing element 11 of the other adjacent strip via webs 19, 23 connected by means of a joint 21.
  • the outer strips of the deflecting mirror have additional fixing elements 25 and 29.
  • These fixing elements are fixed to circular arcs 27, 31. They can be moved to adjustment along these circular arcs and then fixed.
  • Circular arc 27 belongs to a theoretical circle whose center lies in the joint 15.
  • Circular arc 31 belongs to a theoretical circle whose center lies in the joint 21.
  • such a holder is provided on both sides of the mirror strip thus arranged.
  • FIG. 5 a corresponding plan view is shown. With this bracket, the inclination of the mirror strips can be easily adjusted and adjusted.
  • Another aspect of the present invention relates to facilities and process for controllable illumination of workpieces with UV light for curing UV-sensitive surface finishes
  • this aspect relates to UV exposure devices for curing UV-sensitive coating layers on surfaces, with a focus on homogeneous or a particular profile following illumination of the paint surfaces on a 3-dimensional workpiece
  • paints used are applied by spraying, dipping or painting as a film on the components to be coated and then brought with a curing process in the final state with the desired properties.
  • energy is added to the paint film to accelerate the curing process.
  • thermal energy is supplied in the form of infrared radiation or by means of a heated gas (air). With suitable ovens or infrared radiators, the lacquer layer can be cured relatively uniformly even on more complex surface geometries.
  • the component For more complex surface geometries, the component must also be rotated and / or tilted relative to the UV source, which is a particular challenge for the mechanics of mounting the component in the curing system, which naturally leads to limitations in the Uniformity and uniformity of the properties and quality characteristics of the cured films, or limits the processable surface shapes.
  • Essential film properties of the cured paint film require a minimum dose of UV light, the changes with over-exposure may be low for these properties. Thus, a lack of UV light at certain points on the surface of the component can be compensated by a longer exposure time, whereby other areas are overexposed. For properties that are more critically dose dependent, the result is a loss of homogeneity
  • a more homogeneous illumination can be achieved by repeatedly rotating holders for the components.
  • Such fixtures and equipment are costly to purchase, demanding to handle and usually inflexible to use.
  • the utilization of the maximum through the plant loading area with components is lower.
  • FIG. 6a shows schematically the arrangement in one Curing unit with UV light source.
  • the UV light of the UV lamp is collected via a reflector and guided into an application area in which the paint film is exposed on components and thus cured.
  • the components in the area of application heat up so that the entire light radiation of the UV source in this area of the room is largely absorbed.
  • the paint films are temperature sensitive and the temperature must not exceed a maximum value. This problem is mitigated by cyclically moving the components through the application area, thus allowing the components to cool off during the time they are not within the range of application. For components of limited size, this cyclic movement is preferably on a circular path by mounting the components on a drum and moving this drum about its axis.
  • FIG Fig. 6b An extended embodiment of a curing unit is shown in FIG Fig. 6b shown.
  • a dichroic mirror permeable to the UV light and the IR radiation of the UV lamp, the unwanted VIS and IR radiation is led away from the area of application, whereby the temperature rise during the curing process can be further limited.
  • the power of the UV source is changed synchronously with the movement of the component.
  • the power is set according to a certain temporal curve.
  • a sinusoidal waveform is chosen, whereby the phase is kept in a constant relationship to the rotational movement of the drum ( FIG. 9 ).
  • the frequency of this modulation of the UV light output is given by the arrangement of the components on the drum, it being assumed that the distance between the components on the circumference of the drum is kept small in the sense of a dense loading.
  • the modulation thus continues to run continuously with each of the components that run sequentially through the application area.
  • FIG. 10 is shown the result for the local distribution of the UV radiation dose on the surface of the assumed components, depending for the configuration of Fig. 6a and Fig. 6b .
  • the course of the dose from the center to the edge has now almost been eliminated.
  • This result is achieved in this case with a modulation amplitude of the UV light output of about 35% relative to the constant value.
  • the phase of the modulation waveform is chosen so that the modulation power is minimal at the time when the component is at a minimum distance from the UV light source, ie the normal parallel to the axis of the UV light distribution.
  • any periodic waveform can be used which is in a defined phase relationship to the substrate movement. Both amplitude and phase may themselves be modulated, assuming a frequency that matches or is a multiple of that frequency of the component movement over the range of application.
  • the waveform in this case contains higher harmonic components, each with a specific, fixed phase, so that the synchronization with the component movement is maintained.
  • the principle of synchronous UV light power modulation for influencing the UV dose on paint films on component surfaces disposed on a rotating drum can also be used to provide an inhomogeneous distribution equalize the dose over the circumference of the drum.
  • Such inhomogeneity may arise due to mechanical inaccuracies, alignment and alignment errors, ect.
  • a deviation from a concentricity d..h non-constant rotational angular velocity
  • the UV dose on the components outside the drum can be selectively controlled to provide a more uniform dose distribution across the width of the components.
  • the phase of the modulation must be determined from the actual values of a rotation angle sensor which is rigidly connected to the axis of the drum.
  • Controlling the UV dose across the width of the device using synchronous modulation of the UV light output is not limited to eliminating non-uniformity of the UV dose, but can also be used to force a desired dose distribution across the device to enhance or attenuate a desired property of the cured lacquer film which can be influenced by the UV dose or UV intensity on the surface of the component.
  • this can be adjusted via the modulation amplitude and the modulation phase, assuming that the fundamental frequency of the modulation is determined by the occupation of the drum with components and the rotational speed of the drum. Both the modulation amplitude and the modulation phase can themselves be synchronously modulated again, the fundamental frequency again having to correspond to the frequency of movement of the components through the field of application.
  • Another advantage of this synchronous modulation can be that much less different, adapted to the individual components mounts may be necessary in a manufacturing environment in which a variety of components must be exposed. By adapting the modulation curve shapes in the recipe process, dose profiles on different components fixed with the same holders can be compensated.

Description

UV-härtende Lacke werden in vielen unterschiedlichen Bereichen eingesetzt. Unter Aushärtung ist dabei im Wesentlichen die Vernetzung von Polymerketten zu verstehen. Bei UV-härtenden Lacken wird diese Vernetzung durch UV-Strahlung induziert.UV-curing coatings are used in many different areas. Curing is essentially understood to mean the crosslinking of polymer chains. In UV-curing paints, this crosslinking is induced by UV radiation.

In der Regel enthalten diese Lacke allerdings, wenn sie auf ein Werkstück aufgebracht werden, Lösungsmittel die vor der Aushärtung ausgetrieben werden müssen. Diese Austreibung kann über eine Erhöhung der Temperatur über die Umgebungstemperatur hinaus beschleunigt werden. Je höher die Temperatur umso schneller die Austreibung der Lösungsmittel. Dabei darf allerdings eine gewisse, lackabhängige Temperatur (Glastemperatur, chemische Zersetzungstemperatur) nicht überschritten werden. Ebenso darf die Verformungstemperatur des Materials des Werkstücks nicht überschritten werden.Typically, however, these paints, when applied to a workpiece, contain solvents that must be expelled before curing. This expulsion can be accelerated by increasing the temperature beyond the ambient temperature. The higher the temperature, the faster the expulsion of the solvents. However, a certain paint-dependent temperature (glass transition temperature, chemical decomposition temperature) must not be exceeded. Likewise, the deformation temperature of the material of the workpiece must not be exceeded.

Hoch intensive UV Strahlungsquellen basieren auf Gasentladungslampen, die neben der erwünschten UV Strahlung auch starkes sichtbares Licht (VIS) und infrarote Strahlung (IR) aussenden. VIS und IR tragen bei der Aushärtung von Lacken zu einem wesentlichen zusätzlichen Temperaturanstieg bei. Dabei muss aber vermieden werden, dass die Temperatur während des Aushärtungsvorgangs über die Glastemperatur des Lackes ansteigt. Es ist wünschenswert, diesen VIS und IR Beitrag möglichst zu unterdrücken, dabei aber möglichst wenig UV-Strahlung zu verlieren.High intensity UV radiation sources are based on gas discharge lamps that emit strong visible light (VIS) and infrared radiation (IR) in addition to the desired UV radiation. VIS and IR contribute to a significant additional increase in temperature when curing paints. However, it must be avoided that the temperature rises during the curing process on the glass transition temperature of the paint. It is desirable to suppress this VIS and IR contribution as possible, while losing as little UV radiation as possible.

Typische UV-Strahlungsquellen bestehen aus einer Gasentladungslampe und einem Reflektorelement, der die in die dem Werkstück abgewandte Richtung ausgesandte UV Strahlung sammelt und in Richtung des Anwendungsbereichs reflektiert. Die zum Anwendungsbereich propagierende UV-Strahlung setzt sich somit aus Direktstrahlung und reflektierter Strahlung zusammen. Im Falle einer im wesentlichen linearen Quelle ist die Lampe im wesentlichen rohrförmig. Sie kann aber auch als Serie von einzelnen, im wesentlichen punktförmigen Lampen bestehen, die in einer Reihe angeordnet sind.Typical UV radiation sources consist of a gas discharge lamp and a reflector element which collects the UV radiation emitted in the direction away from the workpiece and reflects it in the direction of the area of application. The propagating to the application UV radiation is thus composed of direct radiation and reflected radiation together. In the case of a substantially linear source, the lamp is substantially tubular. she can but also exist as a series of individual, substantially point-shaped lamps which are arranged in a row.

Um nun den unerwünschte VIS und IR Anteil der emittierten Strahlung der Lampe, der in den Anwendungsbereichs fällt, abzuschwächen, kann das Reflektorelement mit einer Beschichtung versehen werden, die die VIS und IR Strahlung möglichst wenig reflektiert. Dies kann durch eine absorbierende Schicht erfolgen, wird aber vorzugsweise als dichroitische Dünnfilm Beschichtung ausgeführt, die einerseits den UV Anteil hoch reflektiert, und VIS und IR transmittiert, d.h. vom Anwendungsbereich weglenkt. Eine so ausgeführte UV Quelle reduziert die VIS und IR Strahlung im Anwendungsbereich je nach reflektierendem Element (typischerweise elliptisches Element in Zylinderform) um einen Faktor im Bereich von 2-5.In order to attenuate now the unwanted VIS and IR content of the emitted radiation of the lamp, which falls within the scope, the reflector element can be provided with a coating which reflects the VIS and IR radiation as little as possible. This can be done through an absorbing layer, but is preferably carried out as a dichroic thin film coating which on the one hand highly reflects the UV component and transmits VIS and IR, i. deflects away from the field of application. Such a UV source reduces the VIS and IR radiation in the field of application by a factor in the range of 2-5, depending on the reflective element (typically cylindrical elliptic element).

Auf diese Weise findet allerdings für die Direktstrahlung keine Abschwächung des VIS und/oder IR Anteils statt. Zudem gelangt auch noch ein substanzieller Restanteil der VIS und IR Strahlung, das von der Beschichtung des Reflektors nicht transmittiert wird, in den Anwendungsbereich.In this way, however, there is no weakening of the VIS and / or IR share for direct radiation. In addition, even a substantial residual portion of the VIS and IR radiation, which is not transmitted by the coating of the reflector, comes into the field of application.

Eine weitere Unterdrückung der VIS & IR Strahlung kann durch einen zusätzlichen, im Strahlengang der Direktstrahlung positionierten Umlenkspiegel erreicht werden. Dieser Umlenkspiegel sollte die UV Strahlung möglichst gut reflektieren, die VIS&IR Strahlung aber möglichst schlecht reflektieren. Dieser Umlenkspiegel wird als flacher Spiegel ausgeführt. Meist kommt eine Glasplatte mit dichroitischer Dünnschicht Filterbeschichtung, die in einem Winkel von 45° zum Hauptstrahl der UV Quelle angeordnet ist, zur Anwendung. Der Anwendungsbereich befindet sich dann stromabwärts im Strahlengang der durch den Umlenkspiegel reflektierten UV Strahlung.Further suppression of the VIS & IR radiation can be achieved by an additional deflection mirror positioned in the beam path of the direct radiation. This deflection mirror should reflect the UV radiation as well as possible, but should reflect the VIS & IR radiation as poorly as possible. This deflection mirror is designed as a flat mirror. Usually, a glass plate with dichroic thin film filter coating, which is arranged at an angle of 45 ° to the main beam of the UV source, is used. The application area is then located downstream in the beam path of the UV radiation reflected by the deflection mirror.

Die UV Strahlung wird durch diesen Umlenkspiegel im 90° umgelenkt, während die VIS & IR Strahlung transmittiert und damit nicht zum Anwendungsbereich gelenkt wird.The UV radiation is deflected by this deflection mirror in the 90 °, while the VIS & IR radiation is transmitted and thus not directed to the application area.

Abhängig vom Reflektorelement und dem Umlenkspiegel werden Unterdrückungen von der VIS & IR Strahlung um Faktoren von 10 bis über 20 erreicht. Ohne Umlenkspiegel werden, wie oben beschrieben, nur Abschwächungsfaktoren von 2-5 erreicht. Während mit dem Reflektorelement der Lampe typischweise über 80% der UV Strahlung gesammelt werden kann, geht allerdings mit dem zusätzlichen Umlenkspiegel je nach Ausführung und geometrischer Anordnung typischerweise 30-50% der UV Strahlung bis zum Anwendungsbereich verloren. Daraus resultiert ein Verhältnis der Lichtleistung von UV/(VIS & IR) im Bereich von über 10:1 der Relativanteile mit einer typisch eingesetzten Quecksilber Mitteldruck Gasentladungslampe. Ohne Umlenkspiegel liegt dieses Verhältnis hingegen typischerweise nur bei 2:1 bis 4:1. Diese geringere UV Strahlung mit dem Umlenkspiegel könnte, falls verfügbar, durch eine stärkere UV Lampe kompensiert werden, ohne dabei den VIS & IR Strahlungsanteil übergebührlich anzuheben. Die notwendige Kühlung der Lampe bei intensiven UV Quellen setzt der Leistungserhöhung jedoch technische und wirtschaftiche Grenzen; diese können im Anwendungsfall zu grösseren Abständen der zur UV Quelle führen, was wiederum die gewünschte UV Strahlungsintensität im Anwendungsbereich vermindert.Depending on the reflector element and the deflection mirror, suppression of the VIS & IR radiation is achieved by factors of 10 to more than 20. Without Deflection mirror, as described above, only achieved attenuation factors of 2-5. While typically more than 80% of the UV radiation can be collected with the reflector element of the lamp, with the additional deflection mirror, depending on the design and geometric arrangement, typically 30-50% of the UV radiation is lost up to the area of application. This results in a ratio of the light output of UV / (VIS & IR) in the range of more than 10: 1 of the relative proportions with a typical mercury medium-pressure gas discharge lamp. By contrast, without a deflecting mirror, this ratio is typically only 2: 1 to 4: 1. This lower UV radiation with the deflecting mirror could, if available, be compensated by a stronger UV lamp without unduly increasing the VIS & IR radiation fraction. However, the necessary cooling of the lamp with intensive UV sources sets technical and economic limits to the power increase; In the case of application, these can lead to greater distances to the UV source, which in turn reduces the desired UV radiation intensity in the field of application.

Allerdings führt der Einsatz des dichroitischen Umlenkspiegels zu einer Verlängerung des Lichtweges zwischen UV-Quelle und Anwendungsbereich, typischerweise um ca 70% der Länge des Umlenkspiegels.However, the use of the dichroic deflection mirror leads to an extension of the light path between the UV source and the application, typically by about 70% of the length of the deflection mirror.

Die dementsprechende Situation ist in der Figur 1 bezüglich der Reflektorstrahlung und in Figur 2 bezüglich der Direktstrahlung dargestellt. In den Figuren ist die UV-Strahlung als gepunktete Linie dargestellt, während die Strahlung des VIS&IR als gestrichelte Linie dargestellt ist. Die Gesamtstrahlung ist als durchgezogene Linie gezeigt.The corresponding situation is in the FIG. 1 with respect to the reflector radiation and in FIG. 2 with respect to direct radiation. In the figures, the UV radiation is shown as a dotted line, while the radiation of the VIS & IR is shown as a dashed line. The total radiation is shown as a solid line.

Dabei wird in Figur 2 deutlich dass ein Grossteil der reflektierten UV-Strahlung nicht zum in den Figuren schraffiert dargestellten Anwendungsbereich propagiert.It will be in FIG. 2 clearly that a large part of the reflected UV radiation does not propagate to the application area hatched in the figures.

Die Verlängerung des Strahlengangs hat daher vor allem für die Direktstrahlung die Konsequenz, dass aufgrund des Öffnungswinkels, in den abgestrahlt wird, die Intensität der UV Strahlung pro Flächeneinheit (Flächenintensität) insbesondere auch im Anwendungsbereich reduziert wird. Zur Aushärtung einer Lackschicht ist eine bestimmte Dosis erforderlich, die durch das Produkt aus Strahlungsintensität und Belichtungszeit (genauer durch das zeitliche Integral der Intensität) gegeben ist. Die oben beschriebene geringere Flächenintensität kann, um die erforderliche Dosis zu erreichen, nur durch Verlängerung der Belichtungszeit wettgemacht werden. Dies führt zu längerer Prozesszeit und damit zu höheren Prozesskosten.The extension of the beam path therefore has the consequence, above all for direct radiation, that the intensity of the UV radiation per unit area (area intensity) is reduced, in particular also in the field of application, due to the opening angle into which the radiation is emitted. To cure a lacquer layer, a certain dose is required, which is due to the product of radiation intensity and exposure time (more precisely, by the temporal integral of the intensity). The lower areal intensity described above can only be made up by increasing the exposure time to achieve the required dose. This leads to a longer process time and thus to higher process costs.

Die oben beschriebene geringere Flächenintensität kann jedoch noch einen zusätzlichen, gravierenden Nachteil haben: gängige UV härtende Lacke zeigen ein nicht-lineares Aushärteverhalten in Bezug auf die Flächenintensität. Dies bedeutet dass der Aushärtegrad nicht allein proportional zur Belichtungsdosis ist, sondern ab einem bestimmten Schwellwert überproportional mit kleinerer Flächenintensität abnimmt. Bei zu kleiner Flächenintensität kann gar keine vollständige Aushärtung mehr erfolgen.
Die geringere Flächenintensität kann teilweise kompensiert werden, indem eine Konfiguration des Reflektorelements so gewählt wird, dass das Licht in annähernd kollimierter oder sogar teil-fokussierter Form in den Anwendungsbereich gelenkt wird. Im Falle von nicht flachen Bauteilen mit geneigten Seitenflächen oder Einbuchtungen den Nachteil, dass diese Bereiche mit substantiell weniger UV Licht beaufschlagt werden. Durch längere Belichtung kann die erforderliche Belichtungsdosis allenfalls erreicht werden, falls die daraus resultierende Ueberbelichtung der flachen Bereiche keine Nachteile mit sich bringt, und die minimal notwenige Intensität noch erreicht werden kann. Falls dies nicht so ist, besteht noch die Möglichkeit einer Drehung der Bauteile während der Relativbewegung der Bauteile zur UV Quelle, diese zusätzliche Bewegung bedeutet aber wesentlichen Mehraufwand in der Halterung der Bauteile und der Einrichtungen zur Bewegung, und den Nachteilen in einer geringeren Anordnungsdichte der Bauteile in der Aushärteanlage und einer wesentlichen Verlängerung der Belichtungszeiten.
However, the lower surface intensity described above can still have an additional, serious disadvantage: common UV-curing coatings show a non-linear curing behavior in relation to the surface intensity. This means that the degree of cure is not only proportional to the exposure dose, but decreases disproportionately with smaller surface intensity above a certain threshold. If the area intensity is too small, no complete curing can take place.
The lesser areal intensity can be partially compensated for by choosing a configuration of the reflector element such that the light is directed into the area of application in approximately collimated or even partially focused form. In the case of non-flat components with inclined side surfaces or indentations the disadvantage that these areas are exposed to substantially less UV light. By prolonged exposure, the required exposure dose can at best be achieved if the resulting overexposure of the flat areas does not entail any disadvantages, and the minimum necessary intensity can still be achieved. If this is not so, there is still the possibility of rotation of the components during the relative movement of the components to the UV source, but this additional movement means a significant overhead in the mounting of the components and the means for movement, and the disadvantages in a lower arrangement density of the components in the curing plant and a substantial extension of the exposure times.

Diese mit dem Einsatz des Umlenkspiegels verbundenen Nachteile könnten wiederum durch UV Quellen höherer Leistung umgangen werden. Neben den höheren Kosten einer stärkeren UV Quelle fällt allerdings die wegzuführende zusätzliche Abwärme zusätzlich ins Gewicht. Bei Anwendungen mit hohen UV Strahlungsleistungen, wie sie in produktionstechnischen Anwendungen eingesetzt werden, führen erhöhte Systemtemperaturen sowohl zu Prozess-Drifts als auch beschleunigten Alterungsdefekten an Apparaturen und Einrichtungen. Diese können zwar gewöhnlich mit zusätzlichen Kühleinrichtungen verringert oder eliminiert werden, was aber wiederum mit zusätzlichen Investitions- und Betriebskosten verbunden ist.These disadvantages associated with the use of the deflection mirror could in turn be circumvented by higher power UV sources. In addition to the higher cost of a stronger UV source, however, the additional waste heat to be dissipated also adds weight. In applications with high UV radiation performance, such as those used in production applications, increased system temperatures lead to process drifts as well accelerated aging defects in equipment and facilities. Although these can usually be reduced or eliminated with additional cooling devices, which in turn is associated with additional investment and operating costs.

Der Erfinder hat herausgefunden, dass die oben geschilderten Nachteile durch einen Umlenkspiegel mit einer im wesentlichen konkaver Oberflächenform stark reduziert werden können. Dabei lässt sich mit der Krümmung nicht nur ohne weiteres der verlängerte Strahlengang kompensieren, sondern es kann auch eine zumindest in einer Ebene teilweise Fokussierung der reflektierten UV Strahlung erreicht werden, was zu einer Erhöhung der Flächenintensität führt. Die Form des gekrümmten Umlenkspiegels ist dabei von der genauen Position und Orientierung des Anwendungsbereichs abhängig.The inventor has found that the above-described disadvantages can be greatly reduced by a deflection mirror having a substantially concave surface shape. Not only can the curved path compensate the extended beam path readily, but also a partial focusing of the reflected UV radiation, at least in one plane, can be achieved, which leads to an increase of the surface intensity. The shape of the curved deflection mirror is dependent on the exact position and orientation of the application.

Das Substrat des gekrümmten Umlenkspiegels ist dabei vorzugsweise für VIS & IR Strahlung durchlässig. Als Substratmaterial kommen daher beispielsweise Glas und Kunststoff in Frage, wobei zu beachten ist dass das Substrat hohen Temperaturen und einer UV-Reststrählung ausgesetzt ist. Allerdings wäre es auch möglich, für das Substrat ein Material zu wählen, welches VIS&IR effizient absorbiert, dieses würde aber durch die absorbierte Leistung stark erhitzt und müsste daher separat gekühlt werden.The substrate of the curved deflection mirror is preferably permeable to VIS & IR radiation. As substrate material therefore, for example, glass and plastic come into question, it should be noted that the substrate is exposed to high temperatures and a UV residual. However, it would also be possible to choose a material for the substrate which absorbs VIS & IR efficiently, but this would be strongly heated by the absorbed power and therefore would have to be cooled separately.

Um die optisch benötigten Eigenschaften zu erreichen kann eine konkav gekrümmte Glasoberfläche mit einem Interferenzfilter beschichtet werden. Das Interferenzfilter ist beispielsweise als Dünnschicht Wechselschichtsystem aufgebaut, wobei die oberflächennahen Schichten für die Reflexion der UV-Strahlung sorgen und das Wechselschichtsystem insgesamt eine Antireflexschicht für die VIS & IR Strahlung bilden. Die mit der Herstellung der gekrümmten Glasoberfläche verbundenen Probleme lassen sich allerdings nur mit Aufwand bewältigen. Eine Herausforderung stellt zudem die Winkelabhängigkeit des optischen Verhaltens der Interferenzfilter dar. Einerseits stellt sich bei der Beschichtung gekrümmter Oberflächen die Schwierigkeit, eine gleichförmige Beschichtung über die ganze optisch relevante Oberfläche zu erreichen. Andererseits erfordert diese Ausführungsform für eine optimale Funktionsweise sogenannte Gradientenfilter, um den unterschiedlichen, positionsabhängigen Einfallswinkeln Rechnung zu tragen. Die verfügbare Beschichtungstechnologie ist jedoch in der Lage, diese Problem zumindest teileweise zu meistem, auch wenn dies mit einem grossen Aufwand und somit wiederum mit Kosten verbunden ist.In order to achieve the optically required properties, a concavely curved glass surface can be coated with an interference filter. The interference filter is constructed, for example, as a thin-film alternating layer system, wherein the near-surface layers provide for the reflection of the UV radiation and the alternating layer system as a whole forms an antireflection layer for the VIS & IR radiation. However, the problems associated with producing the curved glass surface can only be overcome with great effort. Another challenge is the angular dependence of the optical behavior of the interference filters. On the one hand, when coating curved surfaces, the difficulty arises in achieving a uniform coating over the entire optically relevant surface. On the other hand, for optimal functioning, this embodiment requires so-called gradient filters in order to position-dependent angles of incidence. However, the available coating technology is able to at least partially overcome this problem, even if this involves a great deal of effort and thus, in turn, costs.

Bei der Lösung mit dem gekrümmten Spiegel kommt die Problematik hinzu, dass sich bei einigen Anwendungen manchmal die Distanz von der Strahlungsquelle zum Anwendungsbereich der Strahlung verändert. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn einerseits grosse mit einer Lackschicht versehene Substrate mit UV-Strahlung beaufschlagt werden müssen die in einer Ebene liegen und mit derselben Aushärteapparatur aber dann auch kleine, auf einer Spindel positionierte Substrate mit UV-Strahlung beaufschlagt werden sollen, wobei aufgrund der Spindel die Substrate und damit der Anwendungsbereich näher am Umlenkspiegel liegen. Im ungünstigsten Fall wird es dann erforderlich den gekrümmten Umlenkspiegel durch einen Umlenkspiegel mit anderer Krümmung auszutauschen.
Beispielsweise beschreibt US 4644899 A die Verwendung einer Doppel-Spiegel-Konfiguration und DE 10352184 A1 eine Konfiguration mit gekrümmten Reflektionsflächen.
Es besteht daher das Bedürfnis nach einer einfach zu realisierenden, jedoch effizienten Bestrahlungsvorrichtung für UV-Strahlung, mit der erreicht wird, dass ein Anwendungsbereich mit UV-Strahlung in ausreichender Flächenintensität beaufschlagt wird.
The problem with the curved mirror solution is that, in some applications, sometimes the distance from the radiation source to the area of application of the radiation changes. This is the case, for example, when large substrates provided with a lacquer layer have to be exposed to UV radiation which lie in one plane and UV radiation is to be applied to UV radiation with the same curing apparatus but also small substrates positioned on a spindle the spindle, the substrates and thus the application area are closer to the deflection mirror. In the worst case, it is then necessary to exchange the curved deflection mirror by a deflection mirror with a different curvature.
For example, describes US 4644899 A the use of a double mirror configuration and DE 10352184 A1 a configuration with curved reflecting surfaces.
There is therefore a need for an easy-to-implement but efficient irradiation device for UV radiation, with which it is achieved that an application area is exposed to UV radiation in sufficient surface intensity.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gemäss einer bevorzugten Ausführungsform dadurch gelöst, dass ein aus planen Spiegelstreifen zusammengesetzter Umlenkspiegel eingesetzt wird, wobei die planen Spiegelstreifen derart gegeneinander geneigt sind, dass sie eine gewünschte Krümmung zumindest grob nachempfinden. Es werden mindestens zwei Streifen eingesetzt, vorzugsweise jedoch mehr als zwei und besonders bevorzugt werden drei Streifen eingesetzt.According to the invention the object is achieved according to a preferred embodiment in that a deflecting mirror composed of planar mirror strips is used, wherein the plane mirror strips are inclined relative to one another such that they at least roughly recreate a desired curvature. At least two strips are used, but preferably more than two, and more preferably three strips are used.

Damit können die beiden Hauptnachteile der gekrümmten Form in einfacher Weise umgangen werden. Die Beschichtung der Spiegelstreifen kann so erfolgen, dass zunächst flaches Glas beschichtet wird. Eine derart beschichtete Glasplatte wird anschliessend in Steifen zerschnitten und diese Streifen werden in ein Halterelement befestigt. Dieses Halterelement ist derart ausgestaltet, dass jeder der Spiegelstreifen mit einer Orientierung in einem vorbestimmten Winkel zum Hauptstrahl der UV Quelle zu liegen kommt. Die einzelnen Winkel werden so gewählt, dass möglichst viel UV Strahlung in den Anwendungsbereich fällt. Dadurch, dass die Spiegelstreifen die VIS & IR Strahlung im Wesentlichen transmittieren, bleibt dieser Anteil im Anwendungsbereich in jedem Fall klein.Thus, the two main disadvantages of the curved shape can be easily avoided. The coating of the mirror strips can be done so that initially flat glass is coated. Such a coated glass plate is then cut into strips and these strips are fastened in a holder element. This holder element is designed such that each of the mirror strips with an orientation at a predetermined angle to the main beam of the UV Source comes to rest. The individual angles are chosen so that as much UV radiation falls within the scope of application. Due to the fact that the mirror strips essentially transmit the VIS & IR radiation, this proportion in the field of application remains small in any case.

Mit geeigneter individueller Wahl der spektralen Eigenschaften der Dünnfilm Spiegelschicht für jeden Spiegelstreifen können beide Anforderungen noch weiter optimiert werden. Es kann also für jeden Winkel eine gesonderte Glasplatte mit für diesen Winkel spezifisch optimiertem Dünnfilminterferenzfilter beschichtet werden. Der erfindungsgemässe Umlenkspiegel wird dann aus Streifen der unterschiedlich beschichteten Glasplatten zusammengesetzt.With appropriate individual choice of the spectral properties of the thin film mirror layer for each mirror strip both requirements can be further optimized. It can therefore be coated for each angle a separate glass plate with specifically optimized for this angle thin film interference filter. The deflecting mirror according to the invention is then assembled from strips of differently coated glass plates.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Befestigungen mit dem die Spiegelstreifen an der Halterung fixiert werden so ausgestaltet, dass sie sich zumindest über einen gewissen Winkelbereich um eine Achse parallel zu der längeren Kante der Spiegelstreifen drehen lassen. Hierdurch wird es möglich, die nachempfundene Krümmung des Umlenkspiegels einzustellen und so die UV Strahlungsleistung für unterschiedliche Anwendungsebenen zu optimieren.
Mit einstellbaren Winkeln der Spiegelsegmente kann die Ausleuchtung der verschiedenen Oberflächenelemente von 3-dimensionalen Bauteilen mit Einbuchtungen und Seitenflächen wesentlich gleichmässiger gemacht und damit verbessert werden, indem die Segmente so eingestellt werden, dass das Licht in einer fokussierten Form mit Strahlanteilen über einer breiten Winkelbereich in den Anwendungsbereich einfällt. Obwohl für die flachen Bereiche damit eine etwas geringere Intensität resultiert, wird damit eine homogenere Belichtung über die ganze Oberfläche des Bauteils erreicht. Diese Ausführungsform erlaubt eine einfache und vor allem flexible Anpassung der Winkelverteilung und der räumlichen Verteilung des Bestrahlungslichts. Die Anpassung der Winkel dieser Spiegelsegmente kann auch über extern steuerbare Antriebe erfolgen, was die Möglichkeit eröffnet, prozesstechnisch gesteuert die Belichtung verschieden geformter Elemente zu optimiert auszuführen. In einer weiteren Verfeinerung können die Spiegel durch solcherart ausgeführte Antriebe auch synchron mit einer Vorbeibewegung der Werkstücke durch den Anwendungsbereich bewegt werden. Auf diese Weise kann die Ausleuchtung der Oberflächenform der Werkstücke dynamisch angepasst und optimiert erfolgen.
According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the fastenings with which the mirror strips are fixed to the holder are designed so that they can rotate at least over a certain angular range about an axis parallel to the longer edge of the mirror strips. This makes it possible to adjust the modeled curvature of the deflection mirror and thus to optimize the UV radiation power for different application levels.
With adjustable angles of the mirror segments, the illumination of the various surface elements of 3-dimensional components with indentations and side surfaces can be made much more uniform and thus improved by adjusting the segments so that the light in a focused form with beam proportions over a wide angular range in the Scope of application. Although this results in a slightly lower intensity for the flat areas, a more homogeneous exposure over the entire surface of the component is achieved. This embodiment allows a simple and above all flexible adaptation of the angular distribution and the spatial distribution of the irradiation light. The adjustment of the angle of these mirror segments can also be done via externally controllable drives, which opens up the possibility, process-controlled controlling the exposure of different shaped elements to optimize run. In a further refinement, the mirrors can also be moved through the field of application by means of drives designed in this way, synchronously with a movement of the workpieces. In this way, the illumination of the surface shape of the workpieces can be dynamically adjusted and optimized.

Die Erfindung wird nun im Detail unter Zuhilfenahme der Figuren beispielhaft erläutert.

  • Figur 1 zeigt eine UV Bestrahlungsanordnung mit planarem Umlenkspiegel sowie den Strahlengang der Reflektorstrahlung.
  • Figur 2 zeigt die Bestrahlungsanordnung gemäss Figur 1 sowie den Strahlengang für die Direktstrahlung
  • Figur 3 zeigt eine Bestrahlungsanordnung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wobei der Umlenkspiegel aus drei Spiegelstreifen gebildet wird.
  • Figur 4 zeigt eine mögliche Halterung für einen erfindungsgemässen Umlenkspiegel.
  • In Figur 5 ist eine dementsprechende Draufsicht der in Figur 4 dargestellten Halterung gezeigt.
  • Figur 6a zeigt eine Aushärteeinheit
  • Figur 6b zeigt ebenfalls eine Aushärteeinheit
  • Figur 7 zeigt ein zu bearbeitendes Bauteil dessen Querschnitt ein Kreissegment darstellt.
  • Figur 8 zeigt das positionsabhängige Profil der Dosis
  • Figur 9 zeigt die Variation der Leistung der UV Quelle synchron mit der Bewegung des Bauteils.
  • Fig 10 ist das Ergebnis für die örtliche Verteilung der UV Strahlungsdosis auf der Oberfläche der angenommenen Bauteile gezeigt, je für die Konfiguration von Fig 6a und Fig 6b
The invention will now be explained in detail by way of example with the aid of the figures.
  • FIG. 1 shows a UV irradiation arrangement with planar deflection mirror and the beam path of the reflector radiation.
  • FIG. 2 shows the irradiation arrangement according to FIG. 1 and the beam path for direct radiation
  • FIG. 3 shows an irradiation arrangement according to a preferred embodiment of the present invention wherein the deflection mirror is formed from three mirror strips.
  • FIG. 4 shows a possible holder for a deflection mirror according to the invention.
  • In FIG. 5 is a corresponding top view of in FIG. 4 shown holder shown.
  • FIG. 6a shows a curing unit
  • FIG. 6b also shows a curing unit
  • FIG. 7 shows a component to be machined whose cross section represents a circle segment.
  • FIG. 8 shows the position-dependent profile of the dose
  • FIG. 9 shows the variation of the power of the UV source in synchronism with the movement of the component.
  • FIG. 10 is shown the result for the local distribution of the UV radiation dose on the surface of the assumed components, depending for the configuration of Fig. 6a and Fig. 6b

In der Realität werden die Substrate oftmals durch den Anwendungsbereich bewegt. Beispielsweise auf einer Kreisbewegung wenn es auf einer sogenannten Spindel montiert wird. Hierdurch wird eine repetitive Belichtung des Lacks erreicht. Mit dieser Bewegung wird die unerwünschte Temperaturerhöhung weiter reduziert, da sich die Oberfläche während des Winkelbereichs der Drehung, die dem Anwendungsbereich abgewandt ist, abkühlen kann.In reality, the substrates are often moved through the application area. For example, on a circular motion when it is mounted on a so-called spindle. As a result, a repetitive exposure of the paint is achieved. With this movement, the undesirable temperature increase is further reduced because the surface may cool during the angular range of rotation away from the field of application.

Im Folgenden wird ein quantitativer Vergleich der kumulierten UV Dosis (Intensität x Zeit) auf ein sich durch den Anwendungsbereich bewegtes flaches Substrat gemacht, wobei der Bezug der Fall ohne den dichroitischen Spiegel gemacht wird, für den die Dosis =100 angenommen wird. Der dichroitische Spiegel hat im hier angenommenen Fall eine Reflektionseffizienz von ca 93% für die UV Strahlung und eine Transmissionseffizienz von ca 92% für die VIS & IR Strahlung. Für die UV Dosis im Anwendungsbereich wird ein Wert von ca 65 ermittelt, für die VIS+IR Dosis hingegen ein Wert von ca 25, d.h. durch den flachen dichroitischen Spiegel wird die unerwünschte Strahlung um 75% reduziert, während der erwünschte UV Strahlung nur um 30% reduziert wird.In the following, a quantitative comparison of the cumulative UV dose (intensity x time) to a flat substrate moved through the application area is made, the reference being made without the dichroic mirror for which the dose = 100 is assumed. The dichroic mirror in the case assumed here has a reflection efficiency of about 93% for the UV radiation and a transmission efficiency of about 92% for the VIS & IR radiation. For the UV dose in the range of application, a value of about 65 is determined, for the VIS + IR dose, however, a value of about 25, i. the flat dichroic mirror reduces the unwanted radiation by 75%, while reducing the desired UV radiation by only 30%.

Geht man nun vom flachen Umlenkspiegel auf zwei gegeneinander geneigte Spiegelstreifen über, so ergibt sich eine substantiell höhere UV Dosis von 79, (im Vergleich zu 65 für den flachen Umlenkspiegel). Demgegenüber steigt die VIS & IR Dosis geringfügig auf 28 (im Vergleich zu 25 für den flachen Umlenkspiegel).Going from the flat deflecting mirror to two mutually inclined mirror strips, the result is a substantially higher UV dose of 79, (compared to 65 for the flat deflecting mirror). In contrast, the VIS & IR dose increases slightly to 28 (compared to 25 for the flat deflection mirror).

Mit einer weiteren Aufteilung des Umlenkspiegels in 3 Streifen, wie in Figur 3 gezeigt, kann die UV Dosis im Anwendungsbereich noch weiter verbessert werden. Für diesen in Figur 2 schematisch dargestellten Fall erhält man eine UV Dosis von 83, d.h. eine 30% Erhöhung gegenüber dem flachen Umlenkspiegel, während die VIS und IR Dosis nur auf ca 29 steigt.With a further division of the deflection mirror in 3 stripes, as in FIG. 3 shown, the UV dose in the scope can be further improved. For this in FIG. 2 In the case shown schematically, a UV dose of 83 is obtained, ie a 30% increase over the flat deflecting mirror, while the VIS and IR dose increases only to about 29.

Mit zunehmender Anzahl Spiegelsegmente kann die Effizienz für die UV Licht Lenkung in den Anwendungsbereich theoretisch weiter verbessert werden. Allerdings steigt dann auch die Anzahl der Streifenkanten an denen es zu Verlusten kommt. Zusätzlich steigt der Aufwand in der Herstellung dieses Multisegment-Spiegels.As the number of mirror segments increases, the efficiency for UV light steering in the field of application can theoretically be further improved. However, then also increases the number of strip edges at which it comes to losses. In addition, the effort in the production of this multi-segment mirror increases.

Neben der für die UV Aushärtung wesentliche Dosis an UV Strahlung muss für gewisse Aushärtungsprozesse eine Intensitätsschwelle der UV Strahlung für eine gewisse Zeitdauer überschritten werden. Während für den Fall des flachen Umlenkspiegels für das angeführte Beispiel ein Intensitätsmaximum von ca 45 Einheiten erreicht wird, wird für den aus zwei Spiegelstreifen bestehenden Umlenkspiegel ein Wert von ca 60 erreicht und im in der Figur 3 dargestellten Fall mit drei Steifen wird sogar ein Wert von ca. 80 erreicht. Damit kann mit der Aufteilung des dichroitischen Spiegels in Streifen beinahe die gleiche Flächenintensität wie im Falle eines Aufbaus ohne diesen Spiegel erreicht werden.In addition to the dose of UV radiation essential for UV curing, for certain curing processes an intensity threshold of UV radiation must be exceeded for a certain period of time. While in the case of the flat deflecting mirror for the example given an intensity maximum of approximately 45 units is achieved, a value of approximately 60 is achieved for the deflecting mirror, which consists of two mirror strips, and in the FIG. 3 In the case shown with three stiffeners, even a value of about 80 is achieved. Thus, by dividing the dichroic mirror into stripes, almost the same areal intensity as in the case of a structure without this mirror can be achieved.

Bei einer nicht-linearen Relation von Aushärtung und Dosis kann somit das Erreichen des Schwellenwerts für diese Flächenintensität weiterhin gewährleistet werden.Thus, with a non-linear cure-dose relationship, reaching the threshold for that areal intensity can still be guaranteed.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine wesentliche Erhöhung der gewünschten UV Strahlungsintensität im Anwendungsbereich erreicht ohne dass eine signifikante Erhöhung der unerwünschten VIS und IR Strahlungsintensität in Kauf genommen werden muss. Das hat zur Auswirkung, dass ein Aushärtungsschritt von UV empfindlichen Lack entsprechend kürzer erfolgen kann und damit mit einer höheren Taktrate mehr Bauteile pro Zeiteinheit ausgehärtet werden können. Alternativ kann mit einer schwächeren UV Lichtquelle ein gleichwertiges Resultat erzielt werden, mit dem Vorteilen eines günstigeren Anschaffungspreises einer schwächeren UV Lichtquelle und von geringeren Betriebskosten. Weiter hat eine höhere Effizienz der UV Licht Führung in den Anwendungsbereich den Vorteil, dass notwendige Kühlungen der Anlage und insbesondere des Anwendungsbereichs, in dem sich die mit temperaturempfindlichen Lack versehenen Substrate befinden, einerseits kleiner dimensioniert und weniger aufwendig gebaut werden können, und andererseits im der Anwendung mit weniger Energieverbrauch betrieben werden kann. In produktionstechnischen Anlagen muss die gesamte Abwärme des Aushärtungsprozesses mit starker Luftkühlung abgeführt werden, um die Temperaturerhöhung im Anwendungsbereich gering zu halten. Bei diesen Luftströmen muss mit intensiver Filterung verhindert werden, dass Staubpartikel in den Strom und damit auf die anfangs noch in einem zählflüssigen Zustand befindlichen Lackoberflächen gelangen und dort haften bleiben. Jegliche Reduktion des notwendigen Luftstroms durch Reduzierung der unerwünschten Strahlung oder Verbesserung der Effizienz in der UV Lichtführung, wie in der Erfindung dargestellt, führt zu einer möglichen Reduktion dieser notwendigen Luftströme.With the present invention, a substantial increase in the desired UV radiation intensity is achieved in the field of application without a significant increase in the unwanted VIS and IR radiation intensity must be taken into account. This has the effect that a curing step of UV-sensitive paint can be done correspondingly shorter and thus can be cured with a higher cycle rate more components per unit time. Alternatively, an equivalent result can be achieved with a weaker UV light source, with the benefits of a lower purchase price of a weaker UV light source and lower operating costs. Further, a higher efficiency of the UV light guide in the field of application has the advantage that necessary cooling of the system and in particular the application area in which the substrates provided with temperature-sensitive paint are on the one hand smaller dimensions and less expensive to build, and on the other hand in the Application can be operated with less energy consumption. In In production-technical plants, the entire waste heat of the curing process must be dissipated with strong air cooling in order to keep the temperature increase in the application area low. With these air streams, intensive filtering must prevent dust particles from entering the stream and thus the paint surfaces that are initially in a viscous state and sticking there. Any reduction of the necessary air flow by reducing the unwanted radiation or improving the efficiency in the UV light guide, as shown in the invention, leads to a possible reduction of these necessary air flows.

Am Beispiel eines Umlenkspiegels welcher aus drei Spiegelstreifen aufgebaut ist, ist in Figur 4 eine Halterung für die Spiegelstreifen gezeigt. In der Figur sind die Spiegelstreifen in Querschnitt lediglich mit Strichlinien angedeutet. Die Halterung umfasst Fixierelemente 3, 7, 9 und 11, die an den Streifen an der kürzeren Kante angeordnet, z.B. geklemmt sind. Das Fixierelement 3 eines Streifens ist dabei mit dem Fixierelement 7 eines benachbarten Streifens über mittels eines Gelenkes 15 verbundene Stege 13, 17 verbunden. Das Fixierelement 9 des zentralen Streifens ist dabei mit dem Fixierelement 11 des anderen benachbarten Streifens über mittels eines Gelenkes 21 verbundene Stege 19, 23 verbunden. Die äusseren Streifen des Umlenkspiegels weisen zusätzliche Fixierelemente 25 und 29 auf. Diese Fixierelemente sind an Kreisbögen 27, 31 fixiert. Sie können zur Justage entlang dieser Kreisbögen verschoben und dann fixiert werden. Kreisbogen 27 gehört zu einem theoretischen Kreis, dessen Mittelpunkt im Gelenk 15 liegt. Kreisbogen 31 gehört zu einem theoretischen Kreis, dessen Mittelpunkt im Gelenk 21 liegt.The example of a deflecting mirror which is composed of three mirror strips, is in FIG. 4 a holder for the mirror strips shown. In the figure, the mirror strips are indicated in cross section only with dashed lines. The holder comprises fixing elements 3, 7, 9 and 11, which are arranged on the strip at the shorter edge, for example clamped. The fixing element 3 of a strip is connected to the fixing element 7 of an adjacent strip via webs 13, 17 connected by means of a joint 15. The fixing element 9 of the central strip is in this case connected to the fixing element 11 of the other adjacent strip via webs 19, 23 connected by means of a joint 21. The outer strips of the deflecting mirror have additional fixing elements 25 and 29. These fixing elements are fixed to circular arcs 27, 31. They can be moved to adjustment along these circular arcs and then fixed. Circular arc 27 belongs to a theoretical circle whose center lies in the joint 15. Circular arc 31 belongs to a theoretical circle whose center lies in the joint 21.

Vorzugsweise ist an beiden Seiten der so angeordneten Spiegelstreifen eine solche Halterung vorgesehen. In Figur 5 ist eine dementsprechende Draufsicht gezeigt. Mit dieser Halterung lässt sich die Neigung der Spiegelstreifen in einfacher Weise einstellen und justieren.Preferably, such a holder is provided on both sides of the mirror strip thus arranged. In FIG. 5 a corresponding plan view is shown. With this bracket, the inclination of the mirror strips can be easily adjusted and adjusted.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Einrichtungen und Prozess für eine steuerbare Ausleuchtung von Werkstücken mit UV Licht zur Aushärtung von UV sensitiven Oberflächenlackierungen Insbesondere betrifft dieser Apekt UV Belichtungseinrichtungen zur Aushärtung von UV sensitiven Lackschichten auf Oberflächen, mit Fokus auf homogene oder einem bestimmten Profil folgender Beleuchtung der Lackoberflächen auf einem 3 dimensionalen WerkstückAnother aspect of the present invention relates to facilities and process for controllable illumination of workpieces with UV light for curing UV-sensitive surface finishes In particular, this aspect relates to UV exposure devices for curing UV-sensitive coating layers on surfaces, with a focus on homogeneous or a particular profile following illumination of the paint surfaces on a 3-dimensional workpiece

Oberflächenlackierungen werden für verschiedene Funktionen der Oberflächenvergütung wie mechanischer und chemischer Schutzschichten eingesetzt, aber auch für Funktionen wie spezielle dekorativen Eigenschaften wie Farben oder Lichtreflektion oder Lichtstreuung. Die verwendeten Lacke werden durch Sprüh-, Tauch- oder Malverfahren als Film auf die zu beschichtenden Bauteile aufgebracht und nachfolgend mit einem Aushärtungsverfahren in den Endzustand mit den gewünschten Eigenschaften gebracht. Beim Aushärteschritt wird dem Lackfilm Energie zugebracht, um den Aushärtungsprozess zu beschleunigen. Bei konventionellen Lacken wird thermische Energie in Form von Infrarotstrahlung oder mit Hilfe von einem erhitzten Gas (Luft) zugeführt. Mit geeigneten Oefen oder Infrarotstrahlern kann die Lackschicht auch auf komplexeren Oberflächengeometrien relativ einfach gleichmässig ausgehärtet werden. Nachteilig bei diesen Verfahren ist aber die relativ lange Dauer (typischerweise zwischen 10... 100min) dieses Aushärtungsprozesses, was insbesondere in einem Serien Produktionsprozess die Logistik komplex und anfällig auf Störungen des Ablaufs machen kann. Mit einer alternativen Klasse von Lacken, die unter Zugabe von UV Licht ausgehärtet werden, können diese Probleme weitgehend eliminiert werden. Die Aushärtung erfolgt durch Bestrahlung der Lackfilme mit hochintensiven UV Lichtquellen. Damit kann der Aushärtungsschritt zeitlich wesentlich verkürzt werden, typisch sind Belichtungsdauern von 1...10min. Eine gleichmässige Beleuchtung des Lackfilms mit UV Licht wird jedoch insbesondere für komplexere Oberflächen und -formen zur Herausforderung. Bei 2 dimensionalen Oberflächen wird mit einer stabförmige, lineare UV Quellen eine gleichmässige Ausleuchtung in eine Dimension erreicht; eine Gleichförmigkeit in die andere Dimension kann durch eine Relativbewegung des Bauteils zur UV Quelle erzielt werden. Bei komplexeren Oberflächengeometrien muss das Bauteil zusätzlich relativ zur UV Quelle gedreht und/oder geneigt werden, was für die Mechanik der Halterung des Bauteils in der Aushärtungsanlage eine besondere Herausforderung darstellt, was naturgemäss zu Limitierungen in der Uniformität und Gleichmässigkeit der Eigenschaften und Qualitätsmerkmalen der ausgehärteten Filme führt, oder die verarbeitbaren Oberflächenformen einschränkt.Surface finishes are used for various surface coating functions, such as mechanical and chemical protective coatings, but also for functions such as special decorative properties such as color or light reflection or light scattering. The paints used are applied by spraying, dipping or painting as a film on the components to be coated and then brought with a curing process in the final state with the desired properties. During the curing step, energy is added to the paint film to accelerate the curing process. In conventional paints, thermal energy is supplied in the form of infrared radiation or by means of a heated gas (air). With suitable ovens or infrared radiators, the lacquer layer can be cured relatively uniformly even on more complex surface geometries. A disadvantage of these methods, however, is the relatively long duration (typically between 10... 100 min) of this curing process, which can make logistics complex and susceptible to disruptions to the process, especially in a series production process. With an alternative class of paints that are cured with the addition of UV light, these problems can be largely eliminated. The curing takes place by irradiation of the paint films with high-intensity UV light sources. Thus, the curing step can be significantly shortened in time, typical are exposure times of 1 ... 10min. Uniform illumination of the coating film with UV light, however, becomes a challenge especially for more complex surfaces and shapes. For 2-dimensional surfaces, a rod-shaped, linear UV source achieves uniform illumination in one dimension; A uniformity in the other dimension can be achieved by a relative movement of the component to the UV source. For more complex surface geometries, the component must also be rotated and / or tilted relative to the UV source, which is a particular challenge for the mechanics of mounting the component in the curing system, which naturally leads to limitations in the Uniformity and uniformity of the properties and quality characteristics of the cured films, or limits the processable surface shapes.

Wesentliche Filmeigenschaften des ausgehärteten Lackfilms bedürfen einer Minimaldosis an UV Lichts, die Veränderungen mit einer Ueberbelichtung können für diese Eigenschaften gering sein. Damit kann ein Mangel an UV Licht an bestimmten Stellen auf der Oberfläche des Bauteils durch eine längere Belichtungsdauer kompensiert werden, wobei damit andere Bereiche überbelichtet werden. Für Eigenschaften, die kritischer von der Dosis abhängen, ist eine Einbusse der Homogenität die FolgeEssential film properties of the cured paint film require a minimum dose of UV light, the changes with over-exposure may be low for these properties. Thus, a lack of UV light at certain points on the surface of the component can be compensated by a longer exposure time, whereby other areas are overexposed. For properties that are more critically dose dependent, the result is a loss of homogeneity

Eine homogenere Ausleuchtung kann durch mehrfach drehende Halterungen für die Bauteile erreicht werden. Solche Halterungen und Einrichtungen dazu sind kostenintensiv in der Anschaffung, anspruchsvoll in der Handhabung und gewöhnlich inflexible in der Anwendung. Zudem ist die Ausnutzung der durch die Anlage maximal gegebene Beladungsfläche mit Bauteilen geringer.A more homogeneous illumination can be achieved by repeatedly rotating holders for the components. Such fixtures and equipment are costly to purchase, demanding to handle and usually inflexible to use. In addition, the utilization of the maximum through the plant loading area with components is lower.

Probleme des aktuellen Stand der Technik können daher sein:

  • Ueberbelichtung:
  • Eigenschaften inhomogen, z.B. Versprödung im überbelichteten Bereich, im Bereich unvollständiger Aushärtung mechanisch weniger beanspruchbare Filmeigenschaften.
  • Mehrfach rotierende Halterungen für Bauteile bedeuten wesentlichen Mehraufwand in der Herstellung, Bereitstellung, Handhabung und Lagerhaltung von Bauteile-spezifische Halterungen.
Problems of the current state of the art can therefore be:
  • Over exposure:
  • Properties inhomogeneous, eg embrittlement in the overexposed area, in the area of incomplete curing mechanically less demanding film properties.
  • Multiple rotating mounts for components add significant overhead to the manufacturing, deployment, handling, and warehousing of component-specific mounts.

Zunächst muss geklärt werden, wie die mit dem Lackfilm beaufschlagten Bauteile durch einen Anwendungsbereich, in den UV Licht von einer UV Quelle gelenkt wird, bewegt werden. Die gleichförmige Ausleuchtung in der Dimension senkrecht zur Bewegungsrichtung wird durch eine in diese Dimension längliche Form der Beleuchtungsgeometrie erreicht (stabförmige UV Lampe). Für die Kurvenform der Bewegung der Bauteile wird an dieser Stelle eine Linear- oder Kreisbewegung auf einem Zylinder angenommen, ohne die nachfolgende erfindungsmässe Methode darauf einzuschränken. Figur 6a zeigt schematisch die Anordnung in einer Aushärtungseinheit mit UV Lichtquelle. Das UV Licht der UV Lampe wird über ein Reflektor gesammelt und in einen Anwendungsbereich geführt, in dem der Lackfilm auf Bauteilen belichtet und so ausgehärtet wird. Die sich im Anwendungsbereich befindlichen Bauteile erwärmen sich, das die gesamte Lichtstrahlung der UV Quelle in diesem Raumbereich weitgehend absorbiert wird. Die Lackfilme sind aber temperaturempfindlich und die Temperatur darf einen Maximalwert nicht überschreiten. Diese Problem wird durch ein zyklisches Bewegen der Bauteile durch den Anwendungsbereich entschärft, auf diese Weise können sich die Bauteile während der Zeit, in der sie sich nicht i im Anwendungsbereich befinden, abkühlen. Für Bauteile mit beschränkter Grösse erfolgt diese zyklische Bewegung vorzugsweise auf einer Kreisbahn, indem die Bauteile auf einer Trommel befestigt werden und diese Trommel sich um ihre Achse bewegt.First of all, it has to be clarified how the components impacted by the paint film are moved through an area of application in which UV light is directed by a UV source. The uniform illumination in the dimension perpendicular to the direction of movement is achieved by an elongated form of the illumination geometry in this dimension (rod-shaped UV lamp). For the waveform of the movement of the components, a linear or circular movement is assumed on a cylinder at this point, without restricting the subsequent method erfindungsmässe it. FIG. 6a shows schematically the arrangement in one Curing unit with UV light source. The UV light of the UV lamp is collected via a reflector and guided into an application area in which the paint film is exposed on components and thus cured. The components in the area of application heat up so that the entire light radiation of the UV source in this area of the room is largely absorbed. The paint films are temperature sensitive and the temperature must not exceed a maximum value. This problem is mitigated by cyclically moving the components through the application area, thus allowing the components to cool off during the time they are not within the range of application. For components of limited size, this cyclic movement is preferably on a circular path by mounting the components on a drum and moving this drum about its axis.

Eine erweiterte Ausführungsform einer Aushärtungseinheit ist in Fig 6b gezeigt. Mit Hilfe eines für das VIS Licht und die IR Strahlung der UV Lampe durchlässigen, für das UV aber hoch reflektierenden dichroitischen Spiegels wird die ungewollte VIS und IR Strahlung vom Anwendungsbereich weggeführt, womit der Temperaturanstieg während des Aushärtungsprozesses weiter limitiert werden kann.An extended embodiment of a curing unit is shown in FIG Fig. 6b shown. With the aid of a dichroic mirror permeable to the UV light and the IR radiation of the UV lamp, the unwanted VIS and IR radiation is led away from the area of application, whereby the temperature rise during the curing process can be further limited.

Im Folgenden wird nun die erfindungsmässige Methode einer homogenen Belichtung eines Bauteils mit komplexerer Oberflächengeometrie, die mit einer UV empfindlichen Lackschicht versehen ist, dargestellt. Als Beispiel wird ein zylinderförmiges Bauteil, dessen Querschnitt ein Kreissegment darstellt (Fig 7), beschrieben.In the following, the inventive method of a homogeneous exposure of a component having a more complex surface geometry, which is provided with a UV-sensitive lacquer layer, is shown. As an example, a cylindrical component whose cross-section represents a circular segment ( Fig. 7 ).

Wird dieses Bauteil auf einer Trommel in der Kreisbewegung durch den Anwendungsbereich geführt, ergibt sich für die Dosis (=Intensität x Zeit) der Belichtung mit UV Licht ein positionsabhängiges Profile wie in Fig 8 dargestellt, je für eine Aushärtungseinheit wie in Fig 6a und 6b.If this component is guided through the application area on a drum in a circular motion, the exposure (with the intensity x time) of exposure to UV light results in a position-dependent profile as in FIG Fig. 8 shown, each for a curing unit as in Fig. 6a and 6b ,

Die Dosis fällt auf dem kreisförmigen Zylindersegment vom Zentrum zum Rand des Bauteils um ca 30% ab. Erfindungsgemäss wird nun die Leistung der UV Quelle synchron mit der Bewegung des Bauteils verändert. Dabei wird die Leistung einer bestimmten zeitlichen Kurvenform folgend eingestellt. Um das Prinzip zu verdeutlichen, wird der Einfachheit halber eine sinusförmige Kurvenform gewählt, wobei die Phase in einem konstanten Verhältnis zur Rotationsbewegung der Trommel gehalten wird (Fig 9).The dose drops on the circular cylinder segment from the center to the edge of the component by about 30%. According to the invention, the power of the UV source is changed synchronously with the movement of the component. The power is set according to a certain temporal curve. To the principle too For the sake of simplicity, a sinusoidal waveform is chosen, whereby the phase is kept in a constant relationship to the rotational movement of the drum ( FIG. 9 ).

Die Frequenz dieser Modulation der UV Lichtleistung wird durch die Anordnung der Bauteile auf der Trommel gegeben, wobei davon ausgegangen wird, dass der Abstand zwischen den Bauteilen auf dem Umfang der Trommel im Sinne einer dichten Beladung klein gehalten wird. Die Modulation läuft also kontinuierlich weiter mit jedem der Bauteile, die sequentiell durch den Anwendungsbereich laufen.The frequency of this modulation of the UV light output is given by the arrangement of the components on the drum, it being assumed that the distance between the components on the circumference of the drum is kept small in the sense of a dense loading. The modulation thus continues to run continuously with each of the components that run sequentially through the application area.

In Fig 10 ist das Ergebnis für die örtliche Verteilung der UV Strahlungsdosis auf der Oberfläche der angenommenen Bauteile gezeigt, je für die Konfiguration von Fig 6a und Fig 6b. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich, ist der Verlauf der Dosis vom Zentrum zum Rand nun beinahe eliminiert worden. Dieses Resultat wird in diesem Fall mit einer Modulationsamplitude der UV Lichtleistung von ca 35% relativ zum konstanten Wert erreicht. Die Phase der Modulationskurvenform ist so gewählt, dass bei die Modulationsleistung minimal ist zum Zeitpunkt, wenn sich das Bauteil in minimalen Abstand zur UV Lichtquelle, d.h die Normale parallel zur Achse des UV Lichtverteilung, sich befindet.In FIG. 10 is shown the result for the local distribution of the UV radiation dose on the surface of the assumed components, depending for the configuration of Fig. 6a and Fig. 6b , As can be seen from this diagram, the course of the dose from the center to the edge has now almost been eliminated. This result is achieved in this case with a modulation amplitude of the UV light output of about 35% relative to the constant value. The phase of the modulation waveform is chosen so that the modulation power is minimal at the time when the component is at a minimum distance from the UV light source, ie the normal parallel to the axis of the UV light distribution.

Das Prinzip dieser synchronen Modulation der Lichtleistung mit der Bewegung des Bauteils kann erfindungsgemäss noch auf wesentlich komplexere Formen wie auf die hier beispielhaft Dargestellte angewendet werden. Dafür kann Im Wesentlichen eine beliebige periodische Kurvenform verwendet werden, die sich in einer definierten Phasenbeziehung zur Substratbewegung befindet. Sowohl Amplitude als auch Phase kann selber moduliert sein, unter der Voraussetzung einer Frequenz, die mit derjenigen der Bauteilbewegung über den Anwendungsbereich übereinstimmt oder ein Vielfaches dieser Frequenz ist. Die Kurvenform enthält in diesem Fall höher harmonische Anteile mit je einer bestimmten, fixen Phase, damit die Synchronisation mit der Bauteilebewegung erhalten bleibt.The principle of this synchronous modulation of the light output with the movement of the component can according to the invention still be applied to substantially more complex shapes, such as those exemplified here. Essentially any periodic waveform can be used which is in a defined phase relationship to the substrate movement. Both amplitude and phase may themselves be modulated, assuming a frequency that matches or is a multiple of that frequency of the component movement over the range of application. The waveform in this case contains higher harmonic components, each with a specific, fixed phase, so that the synchronization with the component movement is maintained.

Das Prinzip der synchronen UV Lichtleistungsmodulation zur Beeinflussung der UV Dosis auf Lackfilmen auf Bauteiloberflächen, die auf einer rotierenden Trommel angeordnet sind, kann auch dafür verwendet werden, eine inhomogene Verteilung der Dosis über den Umfang der Trommel auszugleichen. Eine solche Inhomogenität kann sich aufgrund mechanischer Ungenauigkeiten, Justierungs- und Ausrichtungsfehlern, ect ergeben. Weiter kann auch eine Abweichung von einem Rundlauf (d..h nicht-konstante Drehwinkelgeschwindigkeit) zu inhomogener Dosisverteilung über den Umfang führen.The principle of synchronous UV light power modulation for influencing the UV dose on paint films on component surfaces disposed on a rotating drum can also be used to provide an inhomogeneous distribution equalize the dose over the circumference of the drum. Such inhomogeneity may arise due to mechanical inaccuracies, alignment and alignment errors, ect. Furthermore, a deviation from a concentricity (d..h non-constant rotational angular velocity) can lead to inhomogeneous dose distribution over the circumference.

Mit einer Modulation der UV Lichtleistung synchron mit der Drehbewegung der Trommel kann die UV Dosis auf den Bauteilen au der Trommel gezielt so beeinflusst werden, dass eine gleichförmigere Dosis Verteilung über die Breitenausdehnung der Bauteile erzielt wird. Im Falle des Nicht-Rundlaufs muss dazu die Phase der Modulation aus den Aktuellwerten eines Drehwinkelsensors, der starr mit der Achse der Trommel verbunden ist, bestimmt werden.By modulating the UV light output in synchronism with the drum's rotational motion, the UV dose on the components outside the drum can be selectively controlled to provide a more uniform dose distribution across the width of the components. In the case of non-concentricity, the phase of the modulation must be determined from the actual values of a rotation angle sensor which is rigidly connected to the axis of the drum.

Die Beeinflussung der UV Dosis über die Breite des Bauteils mit Hilfe der Synchronmodulation der UV Lichtleistung ist nicht auf die Eliminierung einer Nicht-Uniformität der UV Dosis beschränkt, sondern kann gezielt auch dafür verwendet werden, eine bestimmt gewollte Dosisverteilung über das Bauteil zu erzwingen, um eine gewünschte Eigenschaft des ausgehärteten Lackfilms, der sich über die UV Dosis oder UV Intensität beeinflussen lässt, auf der Oberfläche des Bauteils zu verstärken oder abzuschwächen. Im einfachsten Falle kann dies über die Modulationsamplitude und die Modulationsphase eingestellt werden, unter der Annahme, dass die Grundfrequenz der Modulation durch die Belegung der Trommel mit Bauteilen und der Drehgeschwindigkeit der Trommel vorgegeben ist. Sowohl die Modulationsamplitude als auch Modulationsphase kann selbst wieder synchron moduliert sein, wobei der Grundfrequenz wiederum mit der Bewegungsfrequenz der Bauteile durch den Anwendungsbereich übereinstimmen muss.Controlling the UV dose across the width of the device using synchronous modulation of the UV light output is not limited to eliminating non-uniformity of the UV dose, but can also be used to force a desired dose distribution across the device to enhance or attenuate a desired property of the cured lacquer film which can be influenced by the UV dose or UV intensity on the surface of the component. In the simplest case, this can be adjusted via the modulation amplitude and the modulation phase, assuming that the fundamental frequency of the modulation is determined by the occupation of the drum with components and the rotational speed of the drum. Both the modulation amplitude and the modulation phase can themselves be synchronously modulated again, the fundamental frequency again having to correspond to the frequency of movement of the components through the field of application.

Mit diesem Prinzip ist es sogar möglich, unterschiedliche Bauteile auf der Trommel mit einer für die jeweiligen Bauteile optimierten UV Dosis Verteilung zu versehen, indem für verschiedene Drehwinkel der Trommel unterschiedliche Modulationskurvenformen abgefahren werden. Damit kann eine wesentliche höhere Flexibilität in der Anwendung erzielt werden.With this principle, it is even possible to provide different components on the drum with an optimized for the respective components UV dose distribution by different modulation curves are traversed for different rotational angles of the drum. Thus, a much higher flexibility in the application can be achieved.

Ein weiterer Vorteil in dieser Synchronmodulation kann darin liegen, dass in einem Fertigungsumfeld, in dem unterschiedlichste Bauteile belichten werden müssen, wesentlich weniger unterschiedliche, auf die einzelnen Bauteile angepassten Halterungen notwendig sein können. Durch Anpassung der Modulationskurvenformen im Prozess Rezept können Dosisverläufe auf unterschiedlichen Bauteilen, die mit denselben Halterungen fixiert sind, ausgeglichen werden.Another advantage of this synchronous modulation can be that much less different, adapted to the individual components mounts may be necessary in a manufacturing environment in which a variety of components must be exposed. By adapting the modulation curve shapes in the recipe process, dose profiles on different components fixed with the same holders can be compensated.

Bei komplexeren Oberflächenformen der Bauteile kann es notwendig sein, dass die Haltern mit den Bauteilen auf der Trommel selbst um ihre Achse gedreht werden müssen, um auch auf den Seitenflächen eine genügend hohe Belichtungsdosis zu erhalten. Mit dem Einsatz der Synchronmodulation der UV Lichtleistung kann den Fällen von nicht sehr steil ansteigenden und abfallenden Seitenflächen eine Erhöhung der Dosis auf diesen Seitenflächen auch mit sich nicht-drehenden Halterungen erzielt werden, was einerseits eine wesentliche Vereinfachung der notwendigen Anlagenausrüstung ist (kein Drehmechanismus), andererseits wird damit der unvermeidbare Verlust an Durchsatz eiminiert, der sich bei sich drehenden Haltern ergibt. Im Falle der drehenden Halter können gewöhnlich wesentlich mehr Teile aufgenommen werden, die Belichtungszeit verlängert sich aber im gleichen Masse. Durch diese zusätzlichen mechanischen Einrichtungen für die Halterdrehung geht jedoch ein Teil der nutzbaren Fläche im Anwendungsraum verloren, was den oben erwähnten Verlust an effektivem Durchsatz zur Folge hat.For more complex surface shapes of the components, it may be necessary to rotate the holders with the components on the drum itself about its axis in order to obtain a sufficiently high exposure dose even on the side surfaces. With the use of the synchronous modulation of the UV light output can the cases of not very steeply rising and falling side surfaces, an increase in the dose on these side surfaces are achieved with non-rotating brackets, which on the one hand is a significant simplification of the necessary equipment equipment (no rotation mechanism), on the other hand, it eliminates the unavoidable loss of throughput that results from rotating holders. In the case of rotating holders usually much more parts can be taken, but the exposure time is extended to the same extent. However, some of the usable surface area in the application space is lost by these additional mechanical means for holder rotation, resulting in the above-mentioned loss of effective throughput.

In der bisherigen Beschreibung wurde immer von einer Trommel ausgegangen, auf der die Bauteile mittels Halterung befestigt sind, und für diese Trommel wurde eine Drehbewegung um deren Achse angenommen. Sämtliche obenstehenden Ausführungen können auch für den Fall einer einmaligen oder zyklischen Bewegung der Bauteile befestigt auf Halterungen durch den Anwendungsbereich der UV Belichtung angewandt werden, und decken so den Fall einer Durchlaufanlage ab.

  1. 1. Resultierte Verbesserung im Vergleich mit dem Stand der Technik bzw. konkrete Vorteile, die durch die Anwendung der Erfindung resultierten.
    • Verbesserte Gleichförmigkeit der Eigenschaften und damit der Qualität eines Lackfilms auf einem Bauteil
    • Wesentliche Erhöhung der Flexibilität gegen über neuen oder vielseitigen Bauteile Geometrien, damit verbunden schnellere Umstellungen in der Produktion zwischen verschiedenen Bauteilen
    • Reduzierung der für unterschiedliche Bauteile notwendigen Halterungen, bei ähnlichen Bauteilen kann Ausleuchtung durch Anpassung der Modulation mit gleichen Halterungen gemacht werden.
    • Kann für gewisse einfacheren Bauteile (nicht zu steile Seitenflächen) die Benutzung von drehenden Halterungen nicht notwendig machen, was einerseits die Halterungen damit einfacher und kostengünstiger macht, andererseits den Durchsatzverlust mit drehenden Halterungen eliminiert.
In the previous description, it has always been assumed that a drum on which the components are fastened by means of a holder, and for this drum, a rotational movement about its axis was assumed. All the above embodiments can also be applied in the case of a one-time or cyclic movement of the components mounted on holders by the scope of UV exposure, and thus cover the case of a continuous system.
  1. 1. Resulted improvement compared with the prior art or concrete advantages that resulted from the application of the invention.
    • Improved uniformity of properties and thus the quality of a paint film on a component
    • Significant increase in flexibility over new or versatile component geometries, associated with faster conversions in production between different components
    • Reduction of the necessary for different components mounts, with similar components illumination can be made by adjusting the modulation with the same brackets.
    • Can not make it necessary to use rotating brackets for certain simpler components (not too steep side surfaces), making the brackets simpler and less expensive on the one hand, and eliminating throughput loss with rotating brackets on the other hand.

Claims (6)

  1. Device for applying UV radiation to substrates in an area of application, wherein the device comprises:
    - a radiation source which emits UV radiation as well as visible light and infrared radiation into a solid angle,
    - a radiation-selective deflecting mirror which reflects most of the UV radiation and transmits most of the VIS & IR radiation,
    characterized in that
    the deflecting mirror comprises at least two flat mirror strips which are inclined relative to one another in such a way that they reflect the diverging direct radiation coming from the radiation source in the direction of the area of application and in doing so at least reduce the divergence and thus lead to an increase in the area intensity in the area of application.
  2. Device according to claim 1, characterized in that the deflecting mirror comprises three flat mirror strips.
  3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises means for adjusting the orientation of the mirror strips.
  4. Method for manufacturing a device according to claim 1, comprising the following steps:
    - providing a radiation source that can radiate UV radiation as well as visible light and infrared radiation into a solid angle,
    - providing a deflecting mirror which is capable of reflecting most of the UV radiation and of transmitting most of the VIS & IR radiation, characterized in that
    - at least one flat glass plate is coated with an interference filter based on thin film layer systems to provide the deflecting mirror, wherein the interference filter substantially reflects UV radiation at a predetermined angle of incidence and substantially transmits VIS & IR radiation, and after the coating the at least one glass plate is divided into strips and at least two strips are mounted on a support in such a way that they are inclined to each other and reflect the diverging direct radiation coming from the radiation source in the direction of the area of application and in doing so at least reduce the divergence and thus lead to an increase in the area intensity in the area of application.
  5. Method according to claim 4, characterized in that strips of glass plates coated with different interference filters are used for assembling the deflecting mirror.
  6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deflecting mirror comprises three strips, preferably exactly three strips.
EP14734004.6A 2013-07-03 2014-06-30 Separation of heat and light for a uv radiation source Active EP3016751B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL14734004T PL3016751T3 (en) 2013-07-03 2014-06-30 Separation of heat and light for a uv radiation source

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361842576P 2013-07-03 2013-07-03
DE102013011066.1A DE102013011066A1 (en) 2013-07-03 2013-07-03 Heat-light separation for a UV radiation source
PCT/EP2014/001779 WO2015000574A1 (en) 2013-07-03 2014-06-30 Separation of heat and light for a uv radiation source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3016751A1 EP3016751A1 (en) 2016-05-11
EP3016751B1 true EP3016751B1 (en) 2019-07-03

Family

ID=52105892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14734004.6A Active EP3016751B1 (en) 2013-07-03 2014-06-30 Separation of heat and light for a uv radiation source

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11052423B2 (en)
EP (1) EP3016751B1 (en)
JP (1) JP6768505B2 (en)
KR (1) KR102328419B1 (en)
CN (1) CN105722607B (en)
BR (1) BR112015032873B1 (en)
CA (1) CA2917069C (en)
DE (1) DE102013011066A1 (en)
ES (1) ES2749119T3 (en)
HU (1) HUE047192T2 (en)
MX (1) MX2016000223A (en)
PL (1) PL3016751T3 (en)
PT (1) PT3016751T (en)
RU (1) RU2659261C2 (en)
WO (1) WO2015000574A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015016730A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-22 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon UV curing device with split UV deflecting mirrors

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046407A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-05 Dürr Systems GmbH Apparatus for radiation treatment of a coating

Family Cites Families (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2140069A (en) * 1936-02-05 1938-12-13 Cyrus R Bostwick Triplicate folding hand mirror
US3171403A (en) * 1962-05-17 1965-03-02 John C Drescher Solar heating systems
US3712980A (en) * 1971-01-25 1973-01-23 Kollmorgen Corp Reflector arrangement for attenuating selected components of spectral radiation
US4048490A (en) * 1976-06-11 1977-09-13 Union Carbide Corporation Apparatus for delivering relatively cold UV to a substrate
US4146308A (en) * 1978-01-18 1979-03-27 Trina, Inc. Foldable mirror construction
AT355200B (en) * 1978-01-23 1980-02-25 Espe Pharm Praep RADIATION DEVICE FOR THE CURING OF RADIANT DIMENSIONS
US4408595A (en) * 1978-09-05 1983-10-11 Broyles Howard F Turret mounted solar concentrator with boom mounted secondary mirror or collector
US4277141A (en) * 1979-03-28 1981-07-07 Tropel, Inc. Multifaceted mirror and assembly fixture and method of making such mirror
US4487479A (en) * 1983-03-10 1984-12-11 Tolomeo Sr Joseph F Hunter's rear viewing mirror device
JPH0646304B2 (en) * 1984-07-31 1994-06-15 東芝ライテック株式会社 UV curing irradiation device
CH660489A5 (en) * 1984-08-31 1987-04-30 Bernhard Glaus METHOD AND DEVICE FOR CURING POLYMERIZABLE COATING MEASURES ON NON-TEXTILE SUBSTRATES.
US4602321A (en) * 1985-02-28 1986-07-22 Vari-Lite, Inc. Light source having automatically variable hue, saturation and beam divergence
US4643544A (en) * 1985-11-21 1987-02-17 Loughran William P Three view in one mirror
US4864145A (en) * 1986-10-31 1989-09-05 Burgio Joseph T Jr Apparatus and method for curing photosensitive coatings
US4775231A (en) * 1987-05-26 1988-10-04 Clarence E. Granzow Mirror structure with primary reflector mounted on stub bars and secondary side reflectors
FR2629187B1 (en) * 1988-03-24 1991-07-19 France Etat ULTRAVIOLET RADIATION OVEN FOR POLYMERIZATION OF PHOTOPOLYMERIZABLE COATINGS
JPH0637521Y2 (en) * 1988-10-05 1994-09-28 高橋 柾弘 Ultraviolet generator by microwave excitation
JP2668833B2 (en) * 1989-03-29 1997-10-27 ウシオ電機株式会社 Light irradiator
US5016152A (en) * 1989-09-21 1991-05-14 Fiberstars, Inc. Focused light source and method
US4974136A (en) * 1989-10-31 1990-11-27 Artup Corporation Light fixture
JP3299780B2 (en) * 1992-07-31 2002-07-08 オリンパス光学工業株式会社 Flash mechanism for camera
USD370129S (en) * 1993-12-01 1996-05-28 Freudenfeld Shirley A Design of a portable hair styling mirror
GB2284704B (en) * 1993-12-10 1998-07-08 Gen Electric Patterned optical interference coatings for electric lamps
US5808763A (en) * 1995-10-31 1998-09-15 Jds Fitel Inc. Optical demultiplexor
US5742066A (en) * 1996-02-08 1998-04-21 Bright Solutions, Inc. Light source for use in leak detection in heating, ventilating, and air conditioning systems that utilize environmentally-safe materials
AU2078297A (en) * 1996-03-07 1997-09-22 Accu-Sort Systems, Inc. Dynamic focusing apparatus for optical imaging systems
JPH09260753A (en) * 1996-03-25 1997-10-03 Ando Electric Co Ltd External resonator-type variable wavelength light source
JP3094902B2 (en) * 1996-03-27 2000-10-03 ウシオ電機株式会社 UV irradiation device
DE19651977C2 (en) * 1996-12-13 2001-03-01 Michael Bisges UV irradiation device
JPH1144799A (en) * 1997-05-27 1999-02-16 Ushio Inc Optical path split type ultraviolet irradiation device
US6531230B1 (en) * 1998-01-13 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Color shifting film
US5967648A (en) * 1998-02-09 1999-10-19 Lexalite International Corporation Lighting fixture including a neutral density polymeric material for controlled light distribution
DE19810455C2 (en) * 1998-03-11 2000-02-24 Michael Bisges Cold light UV irradiation device
US7361404B2 (en) * 2000-05-10 2008-04-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Coated article with removable protective coating and related methods
US7255451B2 (en) * 2002-09-20 2007-08-14 Donnelly Corporation Electro-optic mirror cell
US6542306B2 (en) * 2001-03-16 2003-04-01 Optical Coating Laboratories, Inc. Compact multiple channel multiplexer/demultiplexer devices
JP4577602B2 (en) * 2001-07-31 2010-11-10 岩崎電気株式会社 UV irradiation equipment
DE20114380U1 (en) * 2001-08-31 2002-02-21 Hoenle Ag Dr UV irradiation device
US6962421B2 (en) * 2002-07-11 2005-11-08 Peter Yang Full-size folding mirror and carry case apparatus
TW568987B (en) * 2002-08-16 2004-01-01 Au Optronics Corp Direct-type backlight unit for flat panel liquid crystal display
US7128429B2 (en) * 2002-10-15 2006-10-31 Mark Andy, Inc. Light trap and heat transfer apparatus and method
CN1717581A (en) * 2002-10-28 2006-01-04 华盛顿大学 Wavelength tunable surface plasmon resonance sensor
US7147654B2 (en) * 2003-01-24 2006-12-12 Laserscope Treatment Site Cooling System of Skin Disorders
DE10352184A1 (en) 2003-11-05 2005-06-23 Arccure Technologies Gmbh Apparatus for curing or drying coatings on substrates comprises lamp above substrate fitted with curved barrier immediately below it, curved reflection filters behind it and straight filters across part of light outlet
US7338177B2 (en) * 2003-11-26 2008-03-04 Donnelly Corporation Mirror reflective element for a vehicle
US20080151365A1 (en) * 2004-01-14 2008-06-26 Carl Zeiss Smt Ag Catadioptric projection objective
JP4533235B2 (en) * 2004-07-29 2010-09-01 株式会社リコー Document illumination device, image reading device, and image forming device
DE102004043176B4 (en) * 2004-09-03 2014-09-25 Osram Gmbh infrared Illuminator
US7525660B2 (en) * 2005-02-08 2009-04-28 Northrop Grumman Systems Corporation Systems and methods for use in detecting harmful aerosol particles
DE102005018115A1 (en) * 2005-04-19 2006-10-26 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Compact reflector lamp and method for its manufacture
US7638780B2 (en) * 2005-06-28 2009-12-29 Eastman Kodak Company UV cure equipment with combined light path
US7593156B2 (en) * 2005-08-26 2009-09-22 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Microscope with micro-mirrors for optional deflection and/or beam splitting
FR2892409B1 (en) * 2005-10-25 2007-12-14 Saint Gobain PROCESS FOR TREATING A SUBSTRATE
JP2007201134A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Seiko Epson Corp Exposure apparatus, light source device therefor, and adjusting method of the exposure apparatus
US8274729B2 (en) * 2006-03-03 2012-09-25 Gentex Corporation Thin-film coatings, electro-optic elements and assemblies incorporating these elements
US7535563B1 (en) * 2006-08-15 2009-05-19 Kla-Tencor Technologies Corporation Systems configured to inspect a specimen
US8465991B2 (en) * 2006-10-30 2013-06-18 Novellus Systems, Inc. Carbon containing low-k dielectric constant recovery using UV treatment
US20080137172A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Glimmerglass Networks, Inc. Array of graduated pre-tilted mems mirrors
US7763869B2 (en) * 2007-03-23 2010-07-27 Asm Japan K.K. UV light irradiating apparatus with liquid filter
JP2008288542A (en) * 2007-04-17 2008-11-27 Nec Corp Ultraviolet irradiation device and ultraviolet irradiation method
US8233218B1 (en) * 2007-07-18 2012-07-31 Lightsmyth Technologies Inc. Decorative, ornamental, or jewelry articles having diffraction gratings
US7589916B2 (en) * 2007-08-10 2009-09-15 Angstrom, Inc. Micromirror array with iris function
US8810908B2 (en) * 2008-03-18 2014-08-19 Stereo Display, Inc. Binoculars with micromirror array lenses
KR101657053B1 (en) * 2008-04-24 2016-09-13 마이크로닉 마이데이타 에이비 Spatial light modulator with structured mirror surfaces
EP2161598B2 (en) * 2008-09-05 2021-06-09 Viavi Solutions Inc. An Optical Device Exhibiting Color Shift upon Rotation
WO2010033952A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 E-Cube Technologies Ltd Configuration and tracking of 2-d modular heliostat
US20100192941A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Stoia Michael F Solar Concentration System With Micro-Mirror Array
US8162495B2 (en) * 2009-02-03 2012-04-24 Steven Russell Green System and method of focusing electromagnetic radiation
EP2401559A4 (en) * 2009-02-28 2012-02-01 Richard Welle Segmented fresnel solar concentrator
US8467124B2 (en) * 2010-02-19 2013-06-18 Ppg Industries Ohio, Inc. Solar reflecting mirror and method of making same
US20100242953A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Ppg Industries Ohio, Inc. Solar reflecting mirror having a protective coating and method of making same
US9995507B2 (en) * 2009-04-15 2018-06-12 Richard Norman Systems for cost-effective concentration and utilization of solar energy
KR20120018184A (en) * 2009-06-02 2012-02-29 씨8 메디센서스, 인크. All reflective apparatus for injecting excitation light and collecting in-elastically scattered light from a sample
US8439520B2 (en) * 2010-10-21 2013-05-14 Rambus Delaware Llc Color-configurable lighting assembly

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046407A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-05 Dürr Systems GmbH Apparatus for radiation treatment of a coating

Also Published As

Publication number Publication date
HUE047192T2 (en) 2020-04-28
MX2016000223A (en) 2016-06-15
CA2917069C (en) 2021-02-16
RU2016103245A (en) 2017-08-08
BR112015032873A2 (en) 2017-07-25
CN105722607A (en) 2016-06-29
WO2015000574A1 (en) 2015-01-08
KR102328419B1 (en) 2021-11-19
EP3016751A1 (en) 2016-05-11
CN105722607B (en) 2019-06-18
PT3016751T (en) 2019-11-11
JP6768505B2 (en) 2020-10-14
BR112015032873B1 (en) 2022-04-12
US11052423B2 (en) 2021-07-06
US20160368021A1 (en) 2016-12-22
JP2016530550A (en) 2016-09-29
DE102013011066A1 (en) 2015-01-08
ES2749119T3 (en) 2020-03-19
RU2659261C2 (en) 2018-06-29
PL3016751T3 (en) 2019-12-31
CA2917069A1 (en) 2015-01-08
KR20160029819A (en) 2016-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19758739B4 (en) irradiator
DE19810455C2 (en) Cold light UV irradiation device
EP3880388A1 (en) Method and device for generating control data for an additive manufacturing device
DE102016209876A1 (en) Projection exposure apparatus for semiconductor lithography with a heat light source and method for heating a component of the projection exposure apparatus
EP3016751B1 (en) Separation of heat and light for a uv radiation source
EP1166023A1 (en) Infrared irradiation
EP2171542B1 (en) Method and device for producing structured optical materials
DE60210069T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR APPLYING ADHESIVE TO A CELLULAR SURFACE
EP3393679B1 (en) Uv curing device with divided uv reflecting mirrors
EP2498919B1 (en) Application device for applying and irradiating a coating agent that can be cured by radiation
EP1779050A1 (en) Irradiation unit
EP2669095B1 (en) Light deflection in container printing
DE10106888A1 (en) Surface coating production comprises activating starting material using short wavelength electromagnetic radiation, e.g. below visible region
EP2765000A1 (en) Hardening of wood imitation coating arranged on a substrate
EP2019956B1 (en) Irradiation apparatus, and irradiation method
DE10145650C2 (en) Irradiation device with reflector
EP2911808B1 (en) Uv irradiation device for clocked operation
WO2002033335A1 (en) Manually controlled irradiation device and thermal treatment method
EP0930104B1 (en) Apparatus and process for curing and hardening lacquer
DE10106890A1 (en) Production of quasi-endless coated coilable metal sheet involves applying liquid coating starting material and drying and/or cross-linking starting material to solid thin layer by irradiating with electromagnetic radiation
EP2890542B1 (en) System for the radiation treatment of substrates
DE102014003483B4 (en) Method for designing an arrangement for the material processing of a workpiece and arrangement for the material processing of a workpiece
DE102011018704A1 (en) Apparatus and method for coating rotating surfaces
DE102013012706B3 (en) Process for coating a molded component
EP2113309A1 (en) Device for UV radiation hardening

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160128

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170413

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Ref document number: 502014012117

Country of ref document: DE

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B05D0003060000

Ipc: G21K0005000000

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: G21K 5/00 20060101AFI20181211BHEP

Ipc: B05D 3/06 20060101ALI20181211BHEP

Ipc: F26B 3/28 20060101ALI20181211BHEP

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20190128

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OERLIKON SURFACE SOLUTIONS AG, PFAEFFIKON

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1151967

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20190715

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502014012117

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20190703

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Ref document number: 3016751

Country of ref document: PT

Date of ref document: 20191111

Kind code of ref document: T

Free format text: AVAILABILITY OF NATIONAL TRANSLATION

Effective date: 20191030

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191003

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191003

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: T3

Ref document number: E 32716

Country of ref document: SK

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191103

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20191004

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2749119

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20200319

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

REG Reference to a national code

Ref country code: HU

Ref legal event code: AG4A

Ref document number: E047192

Country of ref document: HU

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200224

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502014012117

Country of ref document: DE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG2D Information on lapse in contracting state deleted

Ref country code: IS

26N No opposition filed

Effective date: 20200603

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20200630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20200630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1151967

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20200630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20200630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190703

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Payment date: 20220630

Year of fee payment: 9

Ref country code: PT

Payment date: 20220628

Year of fee payment: 9

Ref country code: CZ

Payment date: 20220629

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20220714

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Payment date: 20220630

Year of fee payment: 9

Ref country code: HU

Payment date: 20220709

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20230622

Year of fee payment: 10

Ref country code: DE

Payment date: 20230627

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20230630

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: MM4A

Ref document number: E 32716

Country of ref document: SK

Effective date: 20230630