DE102004046750A1

DE102004046750A1 - Method and device for drying a surface

Info

Publication number: DE102004046750A1
Application number: DE102004046750A
Authority: DE
Inventors: Alexander Houben; Johannes Prof. Dr.Rer.Nat. Gartzen
Original assignee: Jakobs Peter Dipl-Ing; Houben Alexander Dipl-Ing
Current assignee: Jakobs Peter Dipl-Ing; Houben Alexander Dipl-Ing
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2005-06-09

Abstract

The surface is dried by passing a laser beam over it. Surfaces covered by free water or solvent or surfaces in which water or solvent has penetrated may be dried. The method can be used to dry one side of a film, e.g. a thin plastic film, or a material applied to the film surface. The laser and the surface are moved relative to each other during drying. The relative movement may involve controled movement of the laser several times over the same surface area or the surface may be moved by a conveyer below the laser. An independent claim is included for the process equipment which includes a laser unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer Oberfläche.The The invention relates to a method and an apparatus for drying a surface.

Zum Trocknen einer Oberfläche wird entweder in der die Oberfläche umgebenden Atmosphäre der Dampfdruck herabgesetzt oder die Temperatur erhöht. Dies bewirkt ein Verdunsten von Wasser oder Lösungsmitteln und somit eine Trocknung der Oberfläche.To the Drying a surface will either be in the surface surrounding atmosphere of Vapor pressure reduced or the temperature increased. This causes evaporation of water or solvents and thus a drying of the surface.

Insbesondere für schonende Trocknungsvorgänge werden meist größere Trocknuagsanlagen benötigt, die es erlauben, die Feuchtigkeit oder Lösungsmitteldämpfe langsam und schonend auszutreiben. Hierbei ist insbesondere eine Überhitzung des zu trocknenden Materials zu vermeiden.Especially for gentle drying operations are usually larger Trocknuagsanlagen needed which allow the moisture or solvent vapors to slowly and drive out gently. This is in particular an overheating of to avoid drying material.

Die bekannten Vorrichtungen sind jedoch meist aufwändig in der Herstellung und benötigen häufig relativ lange Trocknungszeiten. Sie nehmen dadurch relativ viel Platz in einer Produktionshalle ein.The However, known devices are usually expensive to manufacture and often need relative long drying times. They take up a lot of space in this way a production hall.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Trockenverfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer Oberfläche bereitzustellen, die einen kostengünstigen, schnellen und gegebenenfalls auch schonenden Trocknungsvorgang auf kleinstmöglichem Raum ermöglichen.Of the Invention is therefore the object of a new dry process and to provide a device for drying a surface comprising a cost, fast and, if necessary, gentle drying on the smallest possible Allow space.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Trocknen einer Oberfläche gelöst, bei dem die Oberfläche mit einem Laser bestrahlt wird.These Task is solved with a method for drying a surface, at the surface is irradiated with a laser.

Die Laserstrahlung ermöglicht es, in einer bestimmten Schichttiefe der Oberfläche, unmittelbar auf der Oberfläche oder auch geringfügig oberhalb der Oberfläche eine besonders hohe Energie durch einen gebündelten Lichtstrahl bereitzustellen. Dieser Lichtstrahl kann gezielt auch nur begrenzte Bereiche der Oberfläche treffen oder relativ zur Oberfläche verschoben werden. Dies ermöglicht es, spezielle Oberflächenbereiche zu erwärmen, um diese Bereiche zu trocknen. Die Erwärmung kann durch An- und Ausschalten des Lasers, Variation der Laserleistung wie beispielsweise Laserimpulse oder ein Bewegen des Lichtpunktes relativ zur Oberfläche, beliebig variiert werden.The Laser radiation allows it, in a certain layer depth of the surface, directly on the surface or also slightly above the surface To provide a particularly high energy through a focused light beam. This beam of light can also target only limited areas of the surface hit or moved relative to the surface become. this makes possible it, special surface areas to warm, to dry these areas. Heating can be switched on and off of the laser, varying the laser power such as laser pulses or moving the light spot relative to the surface, as desired be varied.

Die Trocknung mittels eines Laserstrahls ermöglicht es, auf kleineren räumlichen Abmessungen eine Oberfläche zu trocknen, indem nur ein Oberflächenbereich genau definiert erwärmt wird. Um die Wärmeleitung in darunterliegende Oberflächenbereiche zu minimieren, kann die Oberfläche nur für kurze Zeit bestrahlt werden und anschließend die Bestrahlung unterbrochen werden oder auf einen anderen Oberflächenbereich gerichtet werden. Hierdurch ist je nach Anwendungsfall eine sehr gezielte Verfahrensführung möglich.The Drying by means of a laser beam makes it possible, on smaller spatial Dimensions a surface to dry by precisely defining only one surface area heated becomes. To the heat conduction in underlying surface areas can minimize the surface only for irradiated for a short time and then interrupted the irradiation or be directed to a different surface area. As a result, depending on the application, a very specific process control is possible.

Das Verfahren eignet sich beispielsweise für Oberflächen, auf denen freies oder gebundenes Wasser vorliegt. Das Verfahren kann jedoch auch für Oberflächen mit freiem oder gebundenem Lösungsmittel verwendet werden. Einsatzgebiete erschließen sich somit im Trocknen von Klebern oder Far ben, die vorzugsweise als dünne Schicht auf die Oberfläche aufgetragen sind. Hierbei sind Kleber und Farben jedoch nur Beispiele von Einsatzmöglichkeiten. Es können ebenso beispielsweise Hotmelts, Wachse oder Silikone getrocknet werden. Hierbei sind insbesondere auch Barrierebeschichtungen zu nennen, die nass aufgetragen werden und getrocknet werden müssen.The Process is suitable, for example, for surfaces on which free or bound water is present. However, the method can also be used with surfaces free or bound solvent be used. Fields of application thus open up in drying of adhesives or dyes preferably applied as a thin layer to the surface are. However, glue and colors are only examples of possible applications. It can also dried for example hotmelts, waxes or silicones become. In this case, barrier coatings are also particularly suitable which must be applied wet and dried.

Das Verfahren ist jedoch auch für Oberflächen geeignet, bei denen ein Film wie beispielsweise eine dünne Kunststofffolie zu trocknen ist oder ein darauf aufgebrachter Kleber in einem definierten Maß getrocknet werden soll. Durch die genaue Einstellung des Fokus des Lasers kann der Wärmeeintrag auf die Trocknungsfläche gerichtet werden, ohne dass der darunterliegende Film unnötig erwärmt wird. Dadurch können beispielsweise auch (Rück-)trocknungsvorgänge, wie sie insbesondere bei der Papierherstellung notwendig sind, entfallen.The However, the procedure is also for surfaces suitable for which a film such as a thin plastic film to dry or an applied adhesive dried to a defined extent shall be. By precisely adjusting the focus of the laser can the heat input on the drying surface be directed without the underlying film is unnecessarily heated. Thereby can For example, (re) drying operations, such as they are necessary in particular in papermaking omitted.

Versuche haben gezeigt, dass für das erfindungsgemäße Verfahren sich beispielsweise ein Diodenlaser gut eignet.tries have shown that for the inventive method For example, a diode laser is well suited.

Derartige Laser werden vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Leistung von 0,5 bis 5 kW, vorzugsweise 1 bis 2 kW eingesetzt.such Lasers will be beneficial for the inventive method used with a power of 0.5 to 5 kW, preferably 1 to 2 kW.

Da die Laserleistung in der Regel auf einen kleinen vorzugsweise punktförmigen Bereich konzentriert wird und dadurch Überhitzungen entstehen könnten, wird vorgeschlagen, dass der Laser und die Oberfläche relativ zueinander bewegt werden. Hierbei kann entweder die Oberfläche oder der Laser bewegt werden. Es können jedoch auch Oberfläche und Laser gleich zeitig bewegt werden. Beispielsweise kann die Oberfläche auf einem Fließband in eine Richtung bewegt werden, während der Laser in einer hierzu senkrechten und/oder gegenläufigen Bewegungsrichtung bewegt wird.There the laser power usually on a small preferably point-shaped area is concentrated and thus overheating could arise It is suggested that the laser and the surface are relative be moved to each other. This can be either the surface or the laser will be moved. It can but also surface and lasers are moved simultaneously. For example, the surface can open a conveyor belt to be moved in one direction while the laser is in one vertical and / or opposite Movement direction is moved.

Anstelle einer punktförmigen Konzentrierung der Laserstrahlung kann es von Vorteil sein, durch geeignete Optiken den Laserstrahl breit zu streuen, um ihn flächig einzusetzen. Auch eine Arbeit im defokussierten Bereich wäre denkbar, da primär der Energieeintrag und nicht die Strahlqualität benötigt wird.Instead of a punctiform Concentration of the laser radiation may be advantageous by suitable Optics wide spread the laser beam to use it flat. A work in the defocused area would be conceivable, since primarily the energy input and not the beam quality needed becomes.

Ein vorteilhaftes Verfahren sieht vor, dass der Laser mehrmals zeitlich beabstandet über den gleichen Oberflächenbereich geführt wird. Dies führt dazu, dass die Energie in zeitlich beabstandeten Intervallen auf einem Oberflächenbereich eingebracht wird, um beispielsweise Überhitzungen zu vermeiden.An advantageous method provides that the laser several times spaced over the same surface area is performed. As a result, the energy is introduced at time-spaced intervals on a surface area, for example, to avoid overheating.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung zum Trocknen einer Oberfläche gelöst, die sich durch eine Lasereinrichtung auszeichnet.The The problem underlying the invention is also achieved with a device for drying a surface solved, which is characterized by a laser device.

Die Verwendung der Lasereinrichtung kann zusätzlich zu üblichen Trocknungseinrichtungen vorteilhaft sein. In diesem Fall wird als Ziel des Lasereinsatzes die gleichmäßige Durchwärmung des Auftragsmediums angestrebt. Die Lasereinrichtung kann jedoch auch als einzige Trocknungseinrichtung für den gesamten Energieeintrag zum Austreiben der Feuchtigkeit oder des Lösungsmittels dienen.The Use of the laser device may be in addition to conventional drying devices be beneficial. In this case, as the goal of laser use the uniform heating of the Order medium sought. However, the laser device can also as the only drying device for the entire energy input to expel the moisture or the solvent.

Bei einer derartigen Einrichtung ist es vorteilhaft, wenn eine Fördereinrichtung zum Bewegen der Oberfläche vorgesehen ist.at Such a device, it is advantageous if a conveyor to move the surface is provided.

Zusätzlich sollten Mittel zum Bewegen des Lasers vorgesehen sein, um den Laser relativ zur Oberfläche oder mit der Oberfläche zu bewegen.In addition, should Means for moving the laser may be provided relative to the laser to the surface or with the surface to move.

Vorteilhaft ist eine Steuerung für die Mittel zum Bewegen des Lasers und die Fördereinrichtung zum Bewegen der Oberfläche. Diese Steuerung ermöglicht es, bei einem bewegten Fördergut einen definierten Leistungseintrag an vorbestimmten Stellen der Oberfläche des Fördergutes zu bewirken.Advantageous is a controller for the means for moving the laser and the conveyor for moving the surface. This control allows it, with a moving conveyed a defined power entry at predetermined locations of surface of the conveyed goods to effect.

Claims

Method for drying a surface, characterized in that the surface is irradiated with a laser.

Method according to claim 1, characterized in that that the surface having free or bound water.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the surface free or bound solvent having.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the surface forming a page of a movie.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the laser is a diode laser.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the laser has a power of 0.5 to 5kW, preferably 1 to 2 kW.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that laser and surface moves relative to each other become.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the laser is spaced several times over the same surface area guided becomes.

Apparatus for drying a surface characterized by a laser device.

Apparatus according to claim 9, characterized by a conveyor to move the surface.

Device according to claim 9 or 10, characterized in that the laser device has means for moving the laser.

Device according to one of claims 9 to 11, characterized through a control for the means for moving the laser and the conveyor for moving the surface.