專利名稱：用于干燥漆涂層的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于干燥施加到工件上的含溶劑的漆涂層的方法和裝置。
背景技術(shù)：
每種漆都包括溶解在揮發(fā)溶劑或溶劑混合物中的成膜物質(zhì)，即所謂的漆體或粘合劑。根據(jù)漆的類型，還可使用顏料、填充劑、干燥劑、增塑劑、固化劑或其他添加劑。對(duì)于漆來(lái)說(shuō)，干燥意味著將施用到物體上的液體漆涂層轉(zhuǎn)換成固體膜來(lái)保護(hù)和增強(qiáng)被涂體。
在此過程中，漆涂層的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，這種變化將首先賦予所需的性能。
干燥過程包括下列步驟物理干燥(蒸發(fā)溶劑)以及通過膠質(zhì)變化和/或彼此無(wú)縫穿過的化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)(聚合、加聚、縮聚)固化涂層。
物理干燥通常在施加漆后作為第一步驟進(jìn)行，首先通過使涂覆的工件盡可能無(wú)塵地穿過室溫或稍微增加空氣溫度最大達(dá)到30到40℃的區(qū)域，將漆涂層中的溶劑蒸發(fā)出去。在此蒸發(fā)區(qū)域中，所施加的漆涂層均質(zhì)化并粘接到工件表面。漆的顏料可以隨意選擇以形成獨(dú)特的方位(orientation)和疊層結(jié)構(gòu)。此外，在此蒸發(fā)期間，漆的大部分揮發(fā)性組分被蒸發(fā)掉。
蒸發(fā)階段后是強(qiáng)制干燥或固化過程。去除其余的揮發(fā)性組分并進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。該過程還可以選擇性地伴隨著暫時(shí)增加工件和漆涂層的溫度而供給能量。
在第一干燥階段，即，漆涂層的蒸發(fā)階段，應(yīng)當(dāng)保證漆涂層保持敞開(open)以進(jìn)行擴(kuò)散(diffusion)，尤其是在其與空氣接觸的表面，否則位于該表面下的其他揮發(fā)性組分則不能再充分地蒸發(fā)。
如果漆涂層的表面在蒸發(fā)階段不保留足夠的滲透性，則揮發(fā)性組分可能會(huì)部分“存留”在漆的內(nèi)部。
這也證明了隨后強(qiáng)制干燥過程的缺點(diǎn)。
實(shí)際上，對(duì)于存留組分而言，由于在那里會(huì)發(fā)生增強(qiáng)的能量效應(yīng)，因此在漆中會(huì)產(chǎn)生一些涂層缺陷，例如氣泡(所謂的“蒸煮鍋(cookers)”)、收縮裂紋或局部暗影(partial clouding)等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于干燥漆涂層的方法和裝置，其可以可靠地避免在干燥期間形成涂層缺陷。具體地說(shuō)，通過保證漆表面的滲透性在蒸發(fā)階段實(shí)現(xiàn)良好的蒸發(fā)。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提出了一種用于干燥施用到工件上的漆涂層的方法，該方法包括以下步驟將潮濕和冷的調(diào)節(jié)空氣供給到工件上，同時(shí)通過暴露于電磁輻射下而將能量輸入進(jìn)漆涂層。
供給潮濕和冷的空氣，可以減緩漆涂層表面上的蒸發(fā)過程。漆的表面保持冷卻，因此其在蒸發(fā)期間不能干燥透，而能保持潮濕且可滲透?？梢员苊猱a(chǎn)生破裂(disruptive)的、擴(kuò)散抑制(diffusion-inhibiting)的表面。同時(shí)，該表面下的揮發(fā)性組分受到入射電磁輻射的激發(fā)，能有效地從漆中排出。電磁輻射將能量引入漆涂層，從而促進(jìn)所含的揮發(fā)性成分在整個(gè)涂層截面上的蒸發(fā)。
在本發(fā)明的框架內(nèi)，含溶劑漆意味著包含液體溶劑或各種溶劑的所有漆。溶劑優(yōu)選為水，但也可以包括其他溶劑。
調(diào)節(jié)空氣是提供用于蒸發(fā)且其溫度和空氣濕度較適合的空氣。因此，不是簡(jiǎn)單的室內(nèi)或環(huán)境空氣。
根據(jù)本發(fā)明，將調(diào)節(jié)空氣供給到工件上。這就意味著，例如，可以將空氣直接對(duì)準(zhǔn)工件或吹到工件上。也可以是其他形式的空氣供給。因此，例如，可以將空氣引進(jìn)涂覆的工件所處的隔離房間中。唯一重要的事是在供給空氣和漆涂層的表面之間出現(xiàn)交流。調(diào)節(jié)空氣可以與漆涂層接觸，即，空氣與漆涂層結(jié)合。
通過用電磁輻射照射漆涂層可以實(shí)現(xiàn)將能量輸入進(jìn)漆涂層中。這可以通過適合的輻射源來(lái)實(shí)現(xiàn)，即輻射源直接對(duì)準(zhǔn)涂漆工件發(fā)射。因此，電磁波或光束滲透漆涂層并被包含在漆中的溶劑吸收。通過供給能量或加熱，溶劑可以通過可滲透的表面從漆中排出。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，將調(diào)節(jié)空氣的溫度調(diào)節(jié)到+1℃到+18℃的范圍，和/或?qū)⒄{(diào)節(jié)空氣的空氣濕度調(diào)節(jié)到50％到90％的相對(duì)濕度范圍。
當(dāng)處于這些溫度和濕度值時(shí)，漆涂層的表面可以保持特別好的滲透性。1到18℃的溫度范圍保證了良好的冷卻，而50％到90％的濕度范圍保證了表面的良好濕度。
優(yōu)選也將能量輸入到工件中，即，電磁輻射至少部分直接穿透進(jìn)工件，并在該處被工件吸收。工件因此被加熱，從而進(jìn)一步促進(jìn)漆涂層中揮發(fā)性組分從漆涂層/工件接觸表面蒸發(fā)。
此外，調(diào)節(jié)空氣可以任選以新鮮空氣的形式或循環(huán)空氣的形式供給。當(dāng)供給新鮮空氣時(shí)，要將新的、未使用過的空氣不斷供給到工件。如果提供循環(huán)系統(tǒng)，則可以簡(jiǎn)單地不斷更新供送已經(jīng)供給的空氣，這些空氣被反復(fù)地制備和調(diào)節(jié)。對(duì)于循環(huán)空氣，則循環(huán)同樣的空氣量，而對(duì)于新鮮空氣的供給，則新的空氣要連續(xù)進(jìn)入并排出使用過的空氣。
優(yōu)選地，在蒸發(fā)過程后，通過噴嘴干燥器進(jìn)行漆涂層的進(jìn)一步強(qiáng)制干燥。作為根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)結(jié)果，當(dāng)大部分漆涂層表面以下的揮發(fā)性組分已經(jīng)揮發(fā)后，就不會(huì)出現(xiàn)在接下來(lái)的通過噴嘴干燥器進(jìn)行快速和強(qiáng)制干燥的過程中形成氣泡或裂紋的危險(xiǎn)。
同傳統(tǒng)方法相比，可以將根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)方法與隨后的強(qiáng)制干燥相結(jié)合，因此干燥時(shí)間更短、涂層質(zhì)量更好且因干燥產(chǎn)生的涂層缺陷更少。
如果使用至少一個(gè)紅外線輻射器以產(chǎn)生電磁輻射則更具有優(yōu)勢(shì)。特別優(yōu)選使用具有以目標(biāo)方式適用于揮發(fā)性漆組分的吸收曲線的放射光譜的紅外線輻射器(在揮發(fā)性漆組分的分子的輻射頻率和自然振動(dòng)頻率的共振中發(fā)射率＞0.8的區(qū)域中)。這樣就允許將有效和低損失的能量傳遞進(jìn)漆涂層中，因?yàn)樽鳛檫m用的結(jié)果，大部分發(fā)射的輻射也根據(jù)需要被漆中的溶劑吸收。然而，當(dāng)能量效率較低時(shí)，也可以使用不具有適合的放射光譜的傳統(tǒng)IR輻射器。
此外，為了產(chǎn)生電磁輻射，可以使用至少一個(gè)微波發(fā)生器，尤其是磁電管。還可以將微波發(fā)生器與紅外線輻射器一起使用。然而，也可以只使用微波發(fā)生器而不使用紅外線輻射器。微波發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)在于，如果要蒸發(fā)的漆是具有作為溶劑的水的漆，則更具有優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，由于水分子的電偶極性質(zhì)，液體聚集狀態(tài)下的水分子可以通過微波輻射有效地激發(fā)振動(dòng)，釋放熱能量。這樣就能夠特別有效地將能量傳遞進(jìn)含水的漆涂層中。微波發(fā)生器的頻率的優(yōu)選范圍在歐洲認(rèn)為在2.45GHz左右。
然而，也可以設(shè)想使用另外認(rèn)可的更高的頻率。
微波發(fā)生器的頻率特別優(yōu)選在2.45GHz和4.9GHz之間的范圍中。
最后，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或更多所述方法的裝置。


圖1簡(jiǎn)要表示了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1 蒸發(fā)器2a上邊界2b下邊界3 蒸發(fā)區(qū)4 輻射源5 輻射6a涂覆所有側(cè)面的工件6b部分涂覆的工件7a、7b 漆涂層8a供給空氣8b排出空氣9 循環(huán)空氣I 涂覆II蒸發(fā)III 干燥具體實(shí)施方式
圖1顯示了具有兩個(gè)邊界2a和2b的裝置1，其共同圍成蒸發(fā)區(qū)3。多個(gè)可以發(fā)射電磁輻射5的電磁輻射源4設(shè)置在蒸發(fā)區(qū)3的內(nèi)部。輻射源4的設(shè)置和數(shù)量可以根據(jù)需要改變。兩個(gè)工件6a和6b顯示在輻射源4之間。工件6a的所有側(cè)面用含溶劑的液體漆涂層7a覆蓋。另一方面，工件6b只有部分用相應(yīng)的漆涂層7b涂覆。
裝置1還具有能夠供給空氣8a和排出空氣8b的空氣處理單元。這可以是新鮮空氣單元。另外，也可以設(shè)置循環(huán)系統(tǒng)，如虛線箭頭9所示。
裝置1的操作說(shuō)明如下。
首先，開始點(diǎn)是在工件6a的所有側(cè)面進(jìn)行涂覆。未具體示出此工件6a在涂覆過程I中在所有側(cè)面設(shè)置漆涂層。然后，如箭頭A所示，工件6a進(jìn)入裝置1。在裝置1中進(jìn)行施加漆涂層的蒸發(fā)過程II。為此，工件6a穿過蒸發(fā)區(qū)3。
作為根據(jù)進(jìn)給8a和排出8b的空氣調(diào)節(jié)的結(jié)果，潮濕和冷的大氣存在于蒸發(fā)區(qū)3中。蒸發(fā)區(qū)3中的調(diào)節(jié)空氣沿與工件6a通過蒸發(fā)區(qū)3的運(yùn)動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。出現(xiàn)此結(jié)果的原因在于進(jìn)給空氣8a在裝置1的后端沿工件6a的方向吹進(jìn)，而用過的空氣在裝置1的前端以排出空氣8b的形式從工件6a吸出。
同時(shí)，利用通過輻射源4產(chǎn)生的電磁輻射5照射漆涂層7a，也可以使用紅外線和/或微波輻射。由于潮濕和冷的大氣，所以能夠防止漆涂層7a的表面在其蒸發(fā)期間干燥透。漆涂層7a的表面保持可滲透。因此，當(dāng)其通過輻射5激發(fā)時(shí)，漆涂層7a的更深的揮發(fā)組分可以從漆中不受阻止地脫出。
一旦漆涂層7a通過潮濕和冷的空氣以及照射的交互作用很好地蒸發(fā)，則工件將會(huì)離開裝置1后端的蒸發(fā)區(qū)3，然后，如箭頭B所示，輸送到實(shí)際的干燥階段III。
只有部分涂覆的工件6b的蒸發(fā)以與上述工件6a的蒸發(fā)相同的方式進(jìn)行。然而，工件6b不在沒有漆的位置照射。為了達(dá)到此目的，特定的輻射源4可以在蒸發(fā)階段II中保持關(guān)閉?；蛘撸b置1可以為工件6b的蒸發(fā)特別設(shè)計(jì)，從而設(shè)置輻射源4以避免照射未涂覆的工件部分。
采用根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，可以實(shí)現(xiàn)含溶劑漆的更好和更完全的蒸發(fā)。因此，在下面的干燥過程中具有增加的能量作用，從而可以有效地避免涂層缺陷的形成。
權(quán)利要求
1.一種用于干燥施加到工件(6)上的含溶劑的漆涂層(7)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將潮濕和冷的調(diào)節(jié)空氣供送(8a)到工件(6)上，同時(shí)通過暴露于電磁輻射(5)下而將能量輸入進(jìn)漆涂層(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將調(diào)節(jié)空氣的溫度調(diào)節(jié)到+1℃到+18℃的范圍，和/或?qū)⒄{(diào)節(jié)空氣的空氣濕度調(diào)節(jié)到50％到90％的相對(duì)濕度范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將能量也輸入進(jìn)工件(6)。
4.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)空氣以新鮮空氣或循環(huán)空氣(9)的形式供給。
5.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟通過噴嘴干燥器干燥(III)漆涂層(7)。
6.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使用至少一個(gè)紅外線輻射器以產(chǎn)生電磁輻射(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，使用具有特別適合于揮發(fā)性漆組分的吸收曲線的放射光譜的紅外線輻射器。
8.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使用至少一個(gè)微波發(fā)生器，尤其是磁電管以產(chǎn)生電磁輻射。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，微波發(fā)生器的頻率范圍在2.45GHz或更高。
10.一種用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1到9中任何一項(xiàng)所述的方法的裝置。
全文摘要
一種用于干燥施加到工件(6)上的含溶劑的漆涂層(7)的方法和裝置，可以通過將潮濕和冷的調(diào)節(jié)空氣供送(8a)到工件(6)上，同時(shí)通過暴露于電磁輻射(5)下而將能量輸入進(jìn)漆涂層(7)來(lái)實(shí)現(xiàn)特別徹底的漆的蒸發(fā)(II)。采用根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，可以有效地避免在蒸發(fā)(II)后的干燥(III)期間形成涂層缺陷。
文檔編號(hào)B05D3/04GK1803313SQ200610000779
公開日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者R·波赫爾, R·佩爾斯特 申請(qǐng)人:萬(wàn)佳科機(jī)械兩合公司