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。對于漆來說，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，對于存留組分而言，由于在那里會發(fā)生增強(qiáng)的能量效應(yīng)，因此在漆中會產(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，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，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實(shí)現(xiàn)，即輻射源直接對準(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％的相對濕度范圍。
當(dāng)處于這些溫度和濕度值時，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，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)。對于循環(huán)空氣，則循環(huán)同樣的空氣量，而對于新鮮空氣的供給，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，就不會出現(xiàn)在接下來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。
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。
如果使用至少一個紅外線輻射器以產(chǎn)生電磁輻射則更具有優(yōu)勢。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，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。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，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)一個或更多所述方法的裝置。


圖1簡要表示了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。
附圖標(biāo)號說明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顯示了具有兩個邊界2a和2b的裝置1，其共同圍成蒸發(fā)區(qū)3。多個可以發(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)動方向相反的方向進(jìn)行運(yùn)動。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，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，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?，裝置1可以為工件6b的蒸發(fā)特別設(shè)計，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，同時通過暴露于電磁輻射(5)下而將能量輸入進(jìn)漆涂層(7)來實(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B05D3/04GK1803313SQ200610000779
公開日2006年7月19日 申請日期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 申請人:萬佳科機(jī)械兩合公司