DE20120718U1

DE20120718U1 - UV irradiation device for irradiation in CO2

Info

Publication number: DE20120718U1
Application number: DE20120718U
Authority: DE
Original assignee: HOENLE AG DR
Current assignee: HOENLE AG DR
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2011-12-22

Abstract

Assembly (1) to set and/or harden a workpiece surface (3) with UV radiation has UV lamp (2). The workpiece surface moves through radiation chamber (16) containing carbon dioxide (CO2) gas. The material to be treated passes through initial ante-chamber (9), which prevents entry of oxygen into radiation chamber. A cooling unit (15) is on opposite side of workpiece material from the lamp, to take up heat generated by UV radiation. The assembly (1) to set and/or harden a workpiece surface (3) with UV radiation has a UV lamp (2) to emit the rays. The workpiece surface moves through a radiation chamber (16) containing carbon dioxide (CO2) gas. The material to be treated passes through an initial ante-chamber (9), which prevents the entry of oxygen into the radiation chamber. A cooling unit (15) is on the opposite of the workpiece material from the lamp, to take up heat generated by the UV radiation. The workpiece material can be printed within the ante-chamber.

Description

UV-Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen in CO₂ UV irradiation device for irradiation in CO ₂

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit ultravioletter (UV) Strahlung.
5The present invention relates to an irradiation device for irradiating an object with ultraviolet (UV) radiation.
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Bestrahlungsvorrichtungen zum Bestrahlen von Objekten mit UV-Strahlung sind in verschiedenen Variationen bekannt. Grundsätzlich werden durch diese Bestrahlungssysteme mittels der UV-Strahlung Klebstoffe, Lacke, Kunststoffe, Farben usw. getrocknet und/oder ausgehärtet. Dieses Trocknen und Aushärten erfolgt beispielsweise an Objekten wie Compact Discs (CDs), Digital Versatile Discs (DVDs) usw., aber auch an Klebstoffen, mittels derer kleine und kleinste elektronische Bauteile innerhalb der elektronischen Geräte verklebt werden. Weiterhin wird die UV-Strahlung zum Aushärten bzw. Trocknen von Oberflächen, Lacken, Kunststoffen usw. in der Druckindustrie, Automobilindustrie, in der Kunststoff fertigung usw. angewendet.Irradiation devices for irradiating objects with UV radiation are known in various variations. Basically, these irradiation systems use UV radiation to dry and/or cure adhesives, varnishes, plastics, paints, etc. This drying and curing takes place, for example, on objects such as compact discs (CDs), digital versatile discs (DVDs), etc., but also on adhesives used to bond small and tiny electronic components within electronic devices. UV radiation is also used to cure or dry surfaces, varnishes, plastics, etc. in the printing industry, automotive industry, plastics production, etc.

Allen geschilderten Anwendungen ist gemeinsam, dass die bestrahlten Objekte bzw. Oberflächen durch die von der UV-Strahlung ausgelösten photochemischen Reaktionen abhängig von der Strahlungsenergie getrocknet bzw. ausgehärtet werden.What all of the applications described have in common is that the irradiated objects or surfaces are dried or cured by the photochemical reactions triggered by the UV radiation, depending on the radiation energy.

Problematisch ist hierbei, dass der in der Atmosphäre enthaltene Sauerstoff in dem bestrahlten Lack und/oder Klebstoffsystem in Konkurrenzreaktion mit der Vernetzung reagiert, die durch im Lack und/oder Klebstoffsystem enthaltene Photoinitiatoren verursacht wird. Genauer gesagt, reagiert der Sauerstoff mit den Photoinitiatoren-Radikalen bzw. den Doppelbindungen der Bindemittel/Monomere der bestrahlten Oberfläche. Hierdurch verzögert sich die Vernetzung bzw. Aushärtung. Üblicherweise wird daher versucht, dieses Problem durch den Einsatz höherer Konzentrationen an Photoinitiatoren und/oder einer höheren UV-Strahlungsdosis zu lösen. Nachteilig ist hierbei, dass sich die Produktionsgeschwindigkeit infolge der längeren Trocknung bzw. Aushärtung verringert, dass durch die höhere Energie und/oder höhere Photoinitiatoren-Konzentration die Verfahrenskosten erhöht werden und eine erhöhte Geruchsbildung durch die erhöhte Photoinitiatoren-Konzentration und den Restmonomergehalt auftritt.The problem here is that the oxygen contained in the atmosphere in the irradiated paint and/or adhesive system competes with the crosslinking caused by the photoinitiators contained in the paint and/or adhesive system. More precisely, the oxygen reacts with the photoinitiator radicals or the double bonds of the binders/monomers of the irradiated surface. This delays crosslinking or curing. Usually, attempts are made to solve this problem by using higher concentrations of photoinitiators and/or a higher dose of UV radiation. The disadvantages here are that the production speed is reduced as a result of the longer drying or curing, that the higher energy and/or higher photoinitiator concentration increases the process costs and that there is increased odor formation due to the increased photoinitiator concentration and the residual monomer content.

Diese Nachteile werden im Stand der Technik, wie z.B. der WO 00/14468, durch eine Vernetzung, d. h. UV-Bestrahlung, in einer inerten Atmosphäre mit Stickstoff zu verringern versucht. Dabei wird das zu bestrahlende Objekt bzw. die zu bestrahlende Oberfläche während der Bestrahlung mit der UV-Strahlung mit Stickstoff umspült bzw. in eine Stickstoff-Atmosphäre gebracht. Auch die Verwendung von Stickstoff hat jedoch große Nachteile. Einerseits ist das spezifischeThese disadvantages are attempted to be reduced in the prior art, such as WO 00/14468, by cross-linking, i.e. UV irradiation, in an inert atmosphere with nitrogen. The object or surface to be irradiated is surrounded by nitrogen during irradiation with UV radiation or is placed in a nitrogen atmosphere. However, the use of nitrogen also has major disadvantages. On the one hand, the specific

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Gewicht von Stickstoff kleiner als das spezifische Gewicht von Luft, d.h. der Stickstoff ist sehr flüchtig, wodurch ein sehr großer Verbrauch an Stickstoff entsteht. Falls der hohe Verbrauch an Stickstoff beschränkt werden soll, ist ein hoher konstruktiver Aufwand für die Abdichtung der inerten Atmosphäre notwendig. Insbesondere jedoch hat Stickstoff als inertes Gas bei der Aushärtung bzw. Trocknung von Objekten unter UV-Strahlung den Nachteil, dass ein hoher Reinheitsgrad an Stickstoff erreicht und aufrecht erhalten werden muss, da bereits bei einem sehr geringen Rest-Sauerstoffgehalt im ppm-Bereich die erwünschten Vorteile der schnellen und effizienten Trocknung bzw. Aushärtung nicht mehr gegeben sind.Weight of nitrogen is smaller than the specific weight of air, i.e. nitrogen is very volatile, which results in a very high consumption of nitrogen. If the high consumption of nitrogen is to be limited, a high level of construction effort is required to seal the inert atmosphere. In particular, however, nitrogen as an inert gas has the disadvantage when curing or drying objects under UV radiation that a high degree of nitrogen purity must be achieved and maintained, since even with a very low residual oxygen content in the ppm range, the desired advantages of fast and efficient drying or curing are no longer available.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines durch die Bestrahlungsvorrichtung transportierten Objektes mit UV-Bestrahlung bereit zu stellen, die eine Bestrahlung in einer möglichst guten inerten Atmosphäre bei gleichzeitig geringem konstruktivem Aufwand ermöglicht.The present invention is therefore based on the object of providing an irradiation device for irradiating an object transported through the irradiation device with UV radiation, which enables irradiation in the best possible inert atmosphere while at the same time requiring little construction effort.

Diese Aufgabe wird durch eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit UV-Strahlung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung umfasst eine UV-Strahlungseinrichtung zum Bereitstellen und Abgeben von UV-Strahlung eine Bestrahlungskammer, durch die ein zu bestrahlendes Objekt zum Bestrahlen mit UV-Strahlung von der UV-Bestrahlungseinrichtung hindurch transportiert wird, wobei die Bestrahlungskammer gasförmiges Kohlendioxid (CO₂) enthält, und eine der Bestrahlungskammer in Bezug auf die Transportrichtung eines zu bestrahlenden Objektes vorgeordnete und von dem Objekt zu durchlaufende Vorkammer zum Verhindern des Eintritts von Sauerstoff in die Bestrahlungskammer.This object is achieved by an irradiation device for irradiating an object with UV radiation according to claim 1. The irradiation device according to the invention comprises a UV radiation device for providing and emitting UV radiation, an irradiation chamber through which an object to be irradiated for irradiation with UV radiation is transported by the UV irradiation device, wherein the irradiation chamber contains gaseous carbon dioxide (CO ₂ ), and a pre-chamber arranged upstream of the irradiation chamber with respect to the transport direction of an object to be irradiated and through which the object must pass to prevent oxygen from entering the irradiation chamber.

Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Bestrahlungsvorrichtung in eine Vor- und eine Bestrahlungskammer wird das Mitschleifen von Sauerstoff durch das transportierte Objekt bzw. die Eindiffusion von Sauerstoff in das Kohlendioxid der Bestrahlungskammer unterdrückt und ein relativ hoher Reinheitsgrad des gasförmigen CO₂ in der Bestrahlungskammer erreicht. Hierdurch wird ein rasches und effizientes Trocken bzw. Aushärten des bestrahlten Objektes durch die UV-Strahlung ermöglicht. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung ist dabei besonders für die kontinuierliche oder quasi-kontinuierliche Bestrahlung von bahnartigen Objekten bzw. von Objekten in der Druckindustrie geeignet, die mittels einer entsprechenden Fördereinrichtung durch die Bestrahlungskammer hindurch transportiert werden. Hierzu gehören einerseits bahnförmige Objekte, aber auch einzelne Objekte, die auf eine entsprechende Fördereinrichtung nacheinander an der UV-The division of the irradiation device according to the invention into a pre- and an irradiation chamber suppresses the dragging of oxygen through the transported object or the diffusion of oxygen into the carbon dioxide in the irradiation chamber and achieves a relatively high degree of purity of the gaseous CO ₂ in the irradiation chamber. This enables rapid and efficient drying or curing of the irradiated object by the UV radiation. The irradiation device according to the invention is particularly suitable for the continuous or quasi-continuous irradiation of web-like objects or objects in the printing industry that are transported through the irradiation chamber by means of a corresponding conveyor device. This includes web-like objects, but also individual objects that are fed one after the other to the UV

Bestrahlungseinrichtung vorbei transportiert und bestrahlt werden. Die Verwendung von gasförmigen CO₂ ist erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, da gasförmiges CO₂ schwerer ist als Luft, d.h. es ist weniger flüchtig, wodurch sich ein entsprechend wesentlich geringerer Verbrauch und entsprechend geringere Kosten ergeben. Weiterhin kann im Vergleich zum bekannten Stickstoff durch die Verwendung von gasförmigen CO₂ eine vergleichbare Qualität bei der Aushärtung bzw. beim Trocknen und insbesondere Behandlungsgeschwindigkeit auch bei höheren Sauerstoff-Konzentrationen im CO₂ von ca. 0,1-10 % erreicht werden. Das bedeutet, dass selbst bei einem einfachen konstruktiven Aufwand eine hohe Güte und Geschwindigkeit bei UV-Bestrahlung erreicht werden kann. Durch das höhere spezifische Gewicht von gasförmigen CO₂ im Vergleich zu Luft ergibt sich weiterhin eine bessere Trennbarkeit, d.h. bessere inerte Bedingungen können mit relativ geringem konstruktivem Aufwand erreicht werden. Insgesamt ergibt sich durch die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung eine konstruktiv einfache, jedoch trotzdem effiziente und schnelle Möglichkeit zur Bestrahlung eines Objektes von UV-Strahlung. The use of gaseous CO ₂ is particularly advantageous according to the invention because gaseous CO ₂ is heavier than air, i.e. it is less volatile, which results in significantly lower consumption and correspondingly lower costs. Furthermore, compared to the known nitrogen, the use of gaseous CO ₂ can achieve a comparable quality in curing or drying and in particular treatment speed even at higher oxygen concentrations in the CO ₂ of approx. 0.1-10 % . This means that even with simple construction effort, high quality and speed can be achieved with UV irradiation. The higher specific weight of gaseous CO ₂ compared to air also results in better separability, i.e. better inert conditions can be achieved with relatively little construction effort. Overall, the irradiation device according to the invention results in a structurally simple, but nevertheless efficient and quick way of irradiating an object with UV radiation.

Vorteilhafterweise liegt der Bestrahlungsort des Objektes in der Bestrahlungskammer unterhalb des Ortes, an dem das Objekt in die Vorkammer eintritt. Hierdurch wird das höhere, spezifische Gewicht von gasförmigen CO₂ im Vergleich zu Luft in vorteilhafter Weise ausgenutzt. In die Vorkammer eintransportierter oder eindiffundierter Sauerstoff gelangt nicht bis in die Bestrahlungskammer, wodurch die Bestrahlungsqualität wesentlich erhöht wird.Advantageously, the irradiation location of the object in the irradiation chamber is below the location where the object enters the pre-chamber. This makes advantageous use of the higher specific weight of gaseous CO ₂ compared to air. Oxygen transported or diffused into the pre-chamber does not reach the irradiation chamber, which significantly increases the quality of the irradiation.

Vorteilhafterweise ist die UV-Bestrahlungseinrichtung an einer Außenwand der Bestrahlungskammer angeordnet, die eine entsprechende Durchlassöffnung zum Durchlassen der UV-Strahlung aufweist. Durch die Trennung der Bestrahlungskammer von der UV-Bestrahlungseinrichtung und die entsprechende Abdichtung ergeben sich weitere Vorteile hinsichtlich der Reinheit des gasförmigen CO₂ in der Bestrahlungskammer. Außerdem werden Verwirbelungen in der Bestrahlungskammer vermieden, die sich ggf. im CO₂ durch die zusätzliche Öffnung bilden könnten. Die Durchlassöffnung in der Bestrahlungskammer zum Durchlassen der UV-Strahlung besteht beispielsweise aus Glas, Quartz oder einem anderen geeigneten transparenten Material. Insbesondere, wenn das Material fluchtend in die Wand der Bestrahlungskammer eingepasst ist, werden Störungen z.B. durch Verwirbelung im gasförmigen CO₂ vollständig vermieden.The UV irradiation device is advantageously arranged on an outer wall of the irradiation chamber, which has a corresponding passage opening for the passage of the UV radiation. The separation of the irradiation chamber from the UV irradiation device and the corresponding sealing result in further advantages with regard to the purity of the gaseous CO ₂ in the irradiation chamber. In addition, turbulence in the irradiation chamber is avoided, which could possibly form in the CO ₂ through the additional opening. The passage opening in the irradiation chamber for the passage of the UV radiation consists, for example, of glass, quartz or another suitable transparent material. In particular, if the material is fitted flush into the wall of the irradiation chamber, disturbances, for example due to turbulence in the gaseous CO _2, are completely avoided.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Vorkammer und der Bestrahlungskammer ein Lichtschutz vorgesehen, um zu vermeiden, dass von der UV-BestrahlungseinrichtungAdvantageously, a light shield is provided between the pre-chamber and the irradiation chamber to prevent the UV irradiation device

abgegebene UV-Strahlung bereits in der Vorkammer auf das zu bestrahlende Objekt fällt. Beispielsweise kann hierbei die gesamte Wand zwischen der Vorkammer und der Bestrahlungskammer aus einem Material gebildet sein, das keine UV-Strahlung durch-lässt.The UV radiation emitted falls on the object to be irradiated in the pre-chamber. For example, the entire wall between the pre-chamber and the irradiation chamber can be made of a material that does not allow any UV radiation to pass through.

Vorteilhafterweise ist weiterhin am Bestrahlungsort des Objektes in der Bestrahlungskammer an der der UV-Bestrahlungseinrichtung abgewandten Seite eine Kühleinrichtung zum Aufnehmen der von der UV-Strahlung erzeugten Wärme angeordnet. Hierdurch wird eine unnötige und der Bestrahlungsqualität abträgliche Erhitzung des gasförmigen CO₂ und des Objektes in der Bestrahlungskammer so wie der Bestrahlungskammer selber vermieden.Furthermore, a cooling device for absorbing the heat generated by the UV radiation is advantageously arranged at the irradiation location of the object in the irradiation chamber on the side facing away from the UV irradiation device. This avoids unnecessary heating of the gaseous CO ₂ and the object in the irradiation chamber as well as the irradiation chamber itself, which is detrimental to the irradiation quality.

Vorteilhafterweise ist an der Unterseite der Bestrahlungskammer eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von gasförmigem CO₂ vorgesehen. Trotz des höheren spezifischen Gewichtes von gasförmigen CO₂ im Vergleich zu Luft ist ein geringer Verlust an CO₂ selbst in der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung kaum zu vermeiden. Der Grund hierfür sind die Eintritt- und die Austrittsöffnungen für das durch die Bestrahlungsvorrichtung transportierte zu bestrahlende Objekt, durch die insbesondere beim Austritt des Objektes ein bestimmter Anteil CO₂ mitgeschleppt wird. Durch die Anordnung der Zuführeinrichtung an der Unterseite der Bestrahlungskammer wird gewährleistet, dass reines gasförmiges CO₂ regelmäßig zugeführt werden kann, wodurch gegebenenfalls durch Sauerstoff oder auf andere Weise verunreinigtes, gasförmiges CO₂ nach oben und weg vom Bestrahlungsort des Objektes in der Bestrahlungskammer verdrängt wird.Advantageously, a supply device for supplying gaseous CO ₂ is provided on the underside of the irradiation chamber. Despite the higher specific weight of gaseous CO ₂ compared to air, a small loss of CO ₂ can hardly be avoided even in the irradiation device according to the invention. The reason for this is the inlet and outlet openings for the object to be irradiated transported through the irradiation device, through which a certain proportion of CO ₂ is entrained, particularly when the object exits. The arrangement of the supply device on the underside of the irradiation chamber ensures that pure gaseous CO ₂ can be supplied regularly, whereby any gaseous CO ₂ contaminated by oxygen or in some other way is displaced upwards and away from the irradiation location of the object in the irradiation chamber.

Vorteilhafterweise umfaßt die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung Transportmittel zum Transportieren eines bahnförmigen zu bestrahlenden Objektes. Beispiele für entsprechende Transportmittel sind z.B. Transport und/oder Umlenkrollen, durch die ein bahnförmiges Objekt durch die Bestrahlungsvorrichtung transportiert wird. Alternativ können die Transportmittel durch Förderglieder, Förderketten oder dergleichen gebildet sein.The irradiation device according to the invention advantageously comprises transport means for transporting a web-shaped object to be irradiated. Examples of corresponding transport means are, for example, transport and/or deflection rollers, by means of which a web-shaped object is transported through the irradiation device. Alternatively, the transport means can be formed by conveyor links, conveyor chains or the like.

Vorteilhafterweise ist in der Vorkammer ein Druckwerk zum Bedrucken des zu bestrahlenden Objektes angeordnet. Beispielsweise wenn das zu bestrahlende Objekt bahnförmig ist und eine bedruckte Oberfläche aufweist, die durch die UV-Strahlung ausgehärtet werden soll, ist es von Vorteil, das Druckwerk in der Vorkammer anzuordnen, da hierdurch bereits beim Druckvorgang Sauerstoff von der Oberfläche des Objektes abgestreift wird und beim Aushärten eine entsprechende Güte undAdvantageously, a printing unit for printing on the object to be irradiated is arranged in the prechamber. For example, if the object to be irradiated is web-shaped and has a printed surface that is to be cured by UV radiation, it is advantageous to arrange the printing unit in the prechamber, as this strips oxygen from the surface of the object during the printing process and ensures a corresponding quality and

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Effizienz gewährleistet ist. Auch der Druckvorgang läuft in der CO₂-Atmosphäre mit verbesserter Qualität ab.Efficiency is guaranteed. The printing process also runs with improved quality in the CO ₂ atmosphere.

Vorteilhafterweise ist weiterhin an der Oberseite der Bestrahlungsvorrichtung eine Auffangeinrichtung zum Auffangen von ausgetretenem gasförmigen CO₂ vorgesehen. Hierdurch kann das an den Ein- bzw. Austrittsöffnungen entwichene gasförmige CO₂ in Folge des im Vergleich zu Luft höheren spezifischen Gewichtes gesammelt und gegebenenfalls wieder aufbereitet werden, wodurch die Kosten weiter gesenkt werden.Advantageously, a collecting device for collecting escaping gaseous CO ₂ is also provided on the top of the irradiation device. As a result, the gaseous CO ₂ escaping from the inlet and outlet openings can be collected and, if necessary, reprocessed due to its higher specific weight compared to air, thereby further reducing costs.

Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung wird in der folgenden Beschreibung anhand zweier Ausführungsbeispiele in Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert, wobeiThe irradiation device according to the invention is explained in more detail in the following description using two embodiments with reference to the drawings, in which

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung undFig. 1 shows a cross section through a first embodiment of a
irradiation device according to the invention and

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung zeigen.Fig. 2 shows a cross section through a second embodiment of a
irradiation device according to the invention.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 1 zum Bestrahlen eines Objektes mit ultravioletter Strahlung (UV-3). Das zu bestrahlende Objekt 3 ist im dargestellten Fall bandförmig und wird über verschiedene Transportrollen 5,7,13 und 19 der Bestrahlungsvorrichtung 1 zugeführt und durch diese hindurch transportiert. Zwischen der ersten Transportrolle 5 und der zweiten Transportrolle 7 ist ein Druckwerk 6 angeordnet, durch das das bandförmige Objekt 3 bedruckt wird. In der Bestrahlungsvorrichtung 1 wird die bedruckte Oberfläche des Objektes 3 durch die von einer UV-Bestrahlungseinrichtung 2 bereitgestellte und abgestrahlte UV-Strahlung gehärtet.Fig. 1 shows the cross section of a first embodiment of an irradiation device 1 according to the invention for irradiating an object with ultraviolet radiation (UV-3). In the case shown, the object 3 to be irradiated is band-shaped and is fed to the irradiation device 1 via various transport rollers 5, 7, 13 and 19 and transported through it. A printing unit 6 is arranged between the first transport roller 5 and the second transport roller 7, by means of which the band-shaped object 3 is printed. In the irradiation device 1, the printed surface of the object 3 is hardened by the UV radiation provided and emitted by a UV irradiation device 2.

Die Bestrahlungsvorrichtung 1 umfasst im wesentlichen ein Gehäuse 4 mit mehreren Kammern 9,10,16 und 18 durch die das Objekt 3 hindurch transportiert wird. In den Kammern ist gasförmiges Kohlendioxid (CO₂) enthalten, so dass das Innere des Gehäuses 4 eine inerte Atmosphäre bildet. Die Außenwände des Gehäuses 4 sind entsprechend dicht, so dass kein gasförmiges CO₂ austreten kann. Die Oberseite des Gehäuses 4 ist durch eine Abdeckung 8 ebenfalls dicht abgeschlossen, wobei die zweite Transportrolle 7 in einer entsprechenden Öffnung der Abdeckung 8 angeordnet ist und das bandförmige Objekt 3 in die erste Vorkammer 9 hinein transportiert.The irradiation device 1 essentially comprises a housing 4 with several chambers 9, 10, 16 and 18 through which the object 3 is transported. The chambers contain gaseous carbon dioxide (CO ₂ ) so that the interior of the housing 4 forms an inert atmosphere. The outer walls of the housing 4 are correspondingly sealed so that no gaseous CO ₂ can escape. The top of the housing 4 is also sealed by a cover 8, the second transport roller 7 being arranged in a corresponding opening in the cover 8 and transporting the band-shaped object 3 into the first prechamber 9.

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Unterhalb der ersten Vorkammer 9 ist eine zweite Vorkammer 10 angeordnet, die von der ersten Vorkammer 9 durch eine Zwischenwand 11 abgetrennt ist. In der Zwischenwand 11 ist eine Öffnung 12 vorgesehen, durch die das Objekt 3 hindurch bewegt wird. Die Öffnung 12 ist dabei so ausgelegt, dass ein möglichst geringer CO₂-Austausch zwischen der ersten und zweiten Vorkammer 9 bzw. 10 stattfindet. Optional können Dichtlippen oder dergleichen in der Öffnung 12 vorgesehen sein, die das Objekt 3 berühren oder dem Objekt 3 zumindest sehr nahe kommen, um zu verhindern, dass vom Objekt 3 mitgezogener Sauerstoff aus der außenliegenden Umgebung mit in die zweite Vorkammer 10 geschleppt wird. Gleiches gilt für die Eintrittsöffnung, in der die zweite Rolle 7 angeordnet ist. Auch hier können optional Dichtlippen an der oberen Abdeckung 8 vorgesehen sein, die sicherstellen, dass kein oder möglichst wenig Sauerstoff vom Objekt 3 mit in die erste Vorkammer 9 geschleppt wird. Besonders vorteilhaft ist es z.B. CO₂-Schäldüsen zum Abblasen von Sauerstoff in der Öffnung 12 und/oder an der Öffnung für die Rolle 7 vorzusehen.A second prechamber 10 is arranged below the first prechamber 9 and is separated from the first prechamber 9 by an intermediate wall 11. An opening 12 through which the object 3 is moved is provided in the intermediate wall 11. The opening 12 is designed in such a way that as little CO ₂ exchange as possible takes place between the first and second prechambers 9 and 10. Optionally, sealing lips or the like can be provided in the opening 12 which touch the object 3 or at least come very close to the object 3 in order to prevent oxygen from the outside environment drawn along by the object 3 from being dragged into the second prechamber 10. The same applies to the inlet opening in which the second roller 7 is arranged. Here too, sealing lips can optionally be provided on the upper cover 8 to ensure that no or as little oxygen as possible is dragged along from the object 3 into the first prechamber 9. It is particularly advantageous to provide, for example, CO ₂ peeling nozzles for blowing off oxygen in the opening 12 and/or at the opening for the roller 7.

Das Gehäuse 4 ist durch eine mittlere Wand 14 in Längsrichtung unterteilt, wobei auf der einen Seite (in Fig. 1 auf der rechten Seite) die erste und die zweite Vorkammer 9 bzw. 10 angeordnet sind, und auf der anderen Seite eine Bestrahlungskammer 16 und eine Austrittskammer 18. Die Bestrahlungskammer 16 liegt der zweiten Vorkammer 10 gegenüber, wobei die Austrittskammer 18 der ersten Vorkammer 9 gegenüber liegt. Die Bestrahlungskammer und die Austrittskammer 18 sind ebenfalls durch die Zwischenwand 11 voneinander abgeteilt, wobei eine Öffnung 17 vorhanden ist, durch die das Objekt 3 von der Bestrahlungskammer 16 in die Austrittskammer 18 gelangt. Die Öffnung 17 kann optional mit Dichtlippen oder dergleichen ausgestattet sein und verhindern, dass Sauerstoff von der Austrittskammer 18 in die Bestrahlungskammer 16 übertritt.The housing 4 is divided longitudinally by a central wall 14, with the first and second pre-chambers 9 and 10 being arranged on one side (on the right-hand side in Fig. 1), and an irradiation chamber 16 and an exit chamber 18 on the other side. The irradiation chamber 16 is opposite the second pre-chamber 10, with the exit chamber 18 being opposite the first pre-chamber 9. The irradiation chamber and the exit chamber 18 are also separated from one another by the intermediate wall 11, with an opening 17 being present through which the object 3 passes from the irradiation chamber 16 into the exit chamber 18. The opening 17 can optionally be equipped with sealing lips or the like and prevent oxygen from passing from the exit chamber 18 into the irradiation chamber 16.

Im unteren Bereich der Zwischenwand 14 in der Nähe des Bodens des Gehäuses 4 ist eine dritte Rolle 13 vorgesehen, die als Umlenkrolle für das aus der ersten Vorkammer 9 durch die zweite Vorkammer 10 hindurch transportierte Objekt 3 arbeitet. Von der dritten Rolle 13 wird das zu bestrahlende Objekt an seinem Bestrahlungsort in der Bestrahlungskammer 16 vorbei durch die Öffnung 17 der Zwischenwand 11 in die Austrittskammer 18 transportiert. Aus der Austrittskammer 18 wird das bestrahlte Objekt 3 mittels einer vierten Rolle 19, die sich in der oberen Abdeckung 8 befindet, nach außen geführt. Oberhalb der dritten Rolle 13 in der Bestrahlungskammer 16 wird das Objekt 3 durch die von der großen UV-Bestrahlungseinrichtung 2 eingestrahlte UV-Strahlung bestrahlt. Der Bestrahlungsort ist dabei in Fig.l durch die Verdickung im Objekt 3 gekennzeichnet. Die große UV-Bestrahlungseinrichtung 2 ist beispielsweise eine Gasentladungslampe oderIn the lower area of the partition wall 14 near the bottom of the housing 4, a third roller 13 is provided, which works as a deflection roller for the object 3 transported from the first pre-chamber 9 through the second pre-chamber 10. The third roller 13 transports the object to be irradiated past its irradiation location in the irradiation chamber 16 through the opening 17 of the partition wall 11 into the exit chamber 18. The irradiated object 3 is guided out of the exit chamber 18 by means of a fourth roller 19, which is located in the upper cover 8. Above the third roller 13 in the irradiation chamber 16, the object 3 is irradiated by the UV radiation emitted by the large UV irradiation device 2. The irradiation location is marked in Fig. 1 by the thickening in the object 3. The large UV irradiation device 2 is, for example, a gas discharge lamp or

dergleichen. Sie ist außerhalb des Gehäuses 4 an der Außenwand der Bestrahlungskammer 16 angeordnet und strahlt die UV-Strahlung durch eine entsprechende Öffnung, die beispielsweise aus Glas und dergleichen besteht, an den Bestrahlungsort ein. In der Zwischenwand 14 ist am Bestrahlungsort auf der der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 abgewandten Seite des Objektes 3 eine Kühleinrichtung 15 zum Abtransport der von der UV-Strahlung erzeugten Wärme vorgesehen.the like. It is arranged outside the housing 4 on the outer wall of the irradiation chamber 16 and radiates the UV radiation through a corresponding opening, which consists for example of glass and the like, to the irradiation location. In the intermediate wall 14 at the irradiation location on the side of the object 3 facing away from the UV irradiation device 2, a cooling device 15 for removing the heat generated by the UV radiation is provided.

Es ist hervorzuheben, dass das Objekt 3 abhängig von seiner Art und der erforderlichen Bestrahlung entweder kontinuierlich am Bestrahlungsort an der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 vorbei transportiert werden kann, oder aber auch quasikontinuierlich bestrahlt werden kann. In diesem Fall verweilt der entsprechende Abschnitt des zu bestrahlenden Objektes 3 bzw. das jeweilige Einzelobjekt während der Bestrahlungszeit am Bestrahlungsort und wird erst nach erfolgter Bestrahlung weiter transportiert.It should be emphasized that, depending on its type and the required irradiation, the object 3 can either be transported continuously past the irradiation location at the UV irradiation device 2, or it can also be irradiated quasi-continuously. In this case, the corresponding section of the object 3 to be irradiated or the respective individual object remains at the irradiation location during the irradiation time and is only transported further after irradiation has taken place.

Im unteren Bereich des Gehäuses 4 sind eine oder mehrere, im dargestellten Fall zwei Zuführeinrichtungen 20 zum Zuführen von gasförmigen CO₂ in die Bestrahlungskammer 16 und die zweite Vorkammer 10 vorgesehen. Das zugeführte gasförmige CO₂ gelangt entweder durch die Öffnungen 17 bzw. 12 in die Austrittskammer 18 bzw. die erste Vorkammer 9 oder es sind separate Zuführeinrichtungen zum Zuführen von gasförmigen CO₂ jeweils in die Austrittskammer 18 und die erste Vorkammer 9 vorgesehen. Die letztere Möglichkeit kann vorteilhaft sein, wenn die Öffnungen 17 und 12 relativ stark abgedichtet sind, so dass nur wenig CO₂ hindurchtritt.In the lower area of the housing 4, one or more, in the case shown two, feed devices 20 are provided for feeding gaseous CO ₂ into the irradiation chamber 16 and the second prechamber 10. The supplied gaseous CO ₂ either passes through the openings 17 and 12 into the outlet chamber 18 and the first prechamber 9, respectively, or separate feed devices are provided for feeding gaseous CO ₂ into the outlet chamber 18 and the first prechamber 9, respectively. The latter option can be advantageous if the openings 17 and 12 are relatively tightly sealed so that only a small amount of CO ₂ passes through.

Unterhalb des Bestrahlungsortes, d.h. in Transportrichtung des Objektes 3 gesehen, vor dem Bestrahlungsort befindet sich ein Sauerstoff-Sensor, der den Sauerstoffgehalt im gasförmigen CO₂ in der Bestrahlungskammer 16 vor dem Bestrahlungsort mißt. Falls der Sauerstoff-Gehalt zu hoch ist, beispielsweise größer als 10% ist, so kann ein entsprechendes Alarmsignal ausgegeben werden, oder es kann automatisch eine Zufuhr von gasförmigen CO₂ durch die Zuführeinrichtung 20 an der Unterseite der Bestrahlungskammer 16 ausgelöst werden, um den Sauerstoffgehalt zu veringern und eine gleichbleibende Qualität bei der UV-Bestrahlung zu gewährleisten.Below the irradiation location, ie in front of the irradiation location as seen in the transport direction of the object 3, there is an oxygen sensor that measures the oxygen content in the gaseous CO ₂ in the irradiation chamber 16 in front of the irradiation location. If the oxygen content is too high, for example greater than 10%, an appropriate alarm signal can be issued, or a supply of gaseous CO ₂ can be automatically triggered by the supply device 20 on the underside of the irradiation chamber 16 in order to reduce the oxygen content and ensure a consistent quality during UV irradiation.

An der Oberseite des Gehäuses 4 sind außen an der oberen Abdeckung 8 Auffangeinrichtungen 22 zum Auffangen von ausgetretenen CO₂ vorgesehen. Hierdurch kann ausgetretenes CO₂ gesammelt und wieder aufbereitet werden.On the top of the housing 4, on the outside of the upper cover 8, there are collecting devices 22 for collecting leaked CO _2. This allows leaked CO ₂ to be collected and reprocessed.

Es ist weiterhin hervorzuheben, dass das zu bestrahlende Objekt 3 von der dritten Rolle 13 durch die Öffnung 17 in der Zwischenwand 11 zur vierten Rolle 18 im wesentlichen senkrecht transportiert wird, so dass die von der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 ausgestrahlte UV-Strahlung gleichmäßig auf das zu bestrahlende Objekt 3 bzw. dessen jeweils bestrahlte Abschnitte trifft. Weiterhin ist die Zwischenwand 14 zumindest in den entsprechenden Abschnitten aus einem Material gebildet, das undurchlässig für die von der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 ausgestrahlte UV-Strahlung ist, um zu verhindern, dass Teile des Objektes 3 bereits in der zweiten Vorkammer 10 mit UV-Strahlung bestrahlt werden.It should also be emphasized that the object 3 to be irradiated is transported essentially vertically from the third roller 13 through the opening 17 in the intermediate wall 11 to the fourth roller 18, so that the UV radiation emitted by the UV irradiation device 2 evenly hits the object 3 to be irradiated or its respective irradiated sections. Furthermore, the intermediate wall 14 is formed, at least in the corresponding sections, from a material that is impermeable to the UV radiation emitted by the UV irradiation device 2 in order to prevent parts of the object 3 from being irradiated with UV radiation in the second prechamber 10.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bestrahlungsvorrichtung 1 mit Vorkammern und mit einer Bestrahlungskammer 16 ermöglicht, dass mit dem Objekt 3 in die erste Vorkammer 9 eingeschleppter Sauerstoff dort im wesentlichen verbleibt und wenn überhaupt nur in die zweite Vorkammer 10 gelangt. Durch entsprechend ausgestaltete Eintrittsöffnungen an der zweiten Rolle 7 und der dritten Rolle 13, die gegebenenfalls zusätzlich entsprechend abgedichtet sein können sowie die entsprechend ausgestaltete Öffnung 12 in der Zwischenwand 11 wird gewährleistet, dass wenig bis kein Sauerstoff von einer Kammer in die nächste Kammer gelangt. Hierdurch wird am Bestrahlungsort in der Bestrahlungskammer 16 ein hoher Reinheitsgrad an CO₂ erreicht, wodurch eine schnelle und effiziente Bestrahlung möglich wird.The inventive design of the irradiation device 1 with prechambers and with an irradiation chamber 16 enables oxygen introduced into the first prechamber 9 with the object 3 to essentially remain there and, if at all, only to reach the second prechamber 10. Appropriately designed inlet openings on the second roller 7 and the third roller 13, which may optionally be additionally sealed accordingly, and the appropriately designed opening 12 in the intermediate wall 11 ensure that little to no oxygen passes from one chamber into the next chamber. This achieves a high degree of CO ₂ purity at the irradiation location in the irradiation chamber 16, which enables rapid and efficient irradiation.

In Fig. 2 ist eine seitliche Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfahrungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 30 zum Bestrahlen eines Objektes 3 mit UV-Strahlung dargestellt. Die Bestrahlungsvorrichtung 30 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die in Fig. 1 gezeigte Bestrahlungsvorrichtung 1, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und identische Funktionen erfüllen, die bereits unter Bezug auf Fig. 1 erläutert wurden. Grundsätzlich gelten alle in Bezug auf das Ausführungsbeispiel von Fig. 1 gemachten Ausführungen auch für das in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel. Der wesentliche Unterschied ist, dass bei der Bestrahlungsvorrichtung 30 das Druckwerk 31 zum Bedrucken des bandförmigen Objektes 3 in der ersten Vorkammer 30 angeordnet ist. Hierdurch wird beim Bedrucken des Objektes 3 etwaiger an der Oberfläche des Objektes 3 haftender Sauerstoff abgestreift und entfernt, so dass eine noch größere Reinheit des gasförmigen CO₂ am Bestrahlungsort in der Bestrahlungskammer 16 erzielt wird. Die Folge der Anordnung des Druckwerkes 31 in der ersten Vorkammer 32 ist, dass diese etwas größer ausgestaltet ist als die erste Vorkammer 9 der Bestrahlungsvorrichtung 1 von Fig. 1. Das gleiche gilt für die zweite Vorkammer 33, die ebenfalls etwas größer ist als die entsprechende zweite Vorkammer 10 der ersten Bestrahlungsvorrichtung 1.Fig. 2 shows a side sectional view of a second embodiment of an irradiation device 30 according to experience for irradiating an object 3 with UV radiation. The irradiation device 30 has essentially the same structure as the irradiation device 1 shown in Fig. 1, wherein identical elements are identified with the same reference numerals and fulfill identical functions that have already been explained with reference to Fig. 1. In principle, all statements made with reference to the embodiment of Fig. 1 also apply to the second embodiment shown in Fig. 2. The essential difference is that in the irradiation device 30, the printing unit 31 for printing the band-shaped object 3 is arranged in the first prechamber 30. As a result, when printing the object 3, any oxygen adhering to the surface of the object 3 is stripped off and removed, so that an even greater purity of the gaseous CO ₂ is achieved at the irradiation location in the irradiation chamber 16. The consequence of the arrangement of the printing unit 31 in the first prechamber 32 is that this is designed somewhat larger than the first prechamber 9 of the irradiation device 1 of Fig. 1. The same applies to the second prechamber 33, which is also somewhat larger than the corresponding second prechamber 10 of the first irradiation device 1.

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Claims

1. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with ultraviolet (UV) radiation, with a UV irradiation device ( 2 ) for providing and emitting UV radiation, an irradiation chamber ( 16 ) through which an object ( 3 ) to be irradiated is transported by the UV irradiation device ( 2 ) for irradiation with UV radiation, the irradiation chamber ( 16 ) containing gaseous carbon dioxide (CO ₂ ), and a pre-chamber ( 9 ; 32 ) arranged upstream of the irradiation chamber ( 16 ) with respect to the transport direction of an object ( 3 ) to be irradiated and through which the object ( 3 ) has to pass, for preventing oxygen from entering the irradiation chamber ( 16 ).

2. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to claim 1, characterized in that the irradiation location of the object ( 3 ) in the irradiation chamber ( 16 ) is located below the location at which the object ( 3 ) enters the prechamber ( 9 ; 32 ).

3. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to claim 1 or 2, characterized in that the UV irradiation device ( 2 ) is arranged on an outer wall of the irradiation chamber ( 16 ) which has a corresponding passage opening for the passage of the UV radiation.

4. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to claims 1, 2 or 3, characterized in that a light shield is provided between the prechamber ( 9 ; 32 ) and the irradiation chamber ( 16 ).

5. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to one of claims 1 to 4, characterized in that a cooling device ( 15 ) for absorbing the heat generated by the UV radiation is arranged at the irradiation location of the object in the irradiation chamber ( 16 ) on the side facing away from the UV irradiation device ( 2 ).

6. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to one of claims 1 to 5, characterized in that a supply device ( 20 ) for supplying gaseous CO ₂ is provided on the underside of the irradiation chamber ( 16 ).

7. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to one of claims 1 to 6, characterized in that transport means ( 5 ; 7 ; 13 ; 19 ) are provided for transporting a web-shaped object to be irradiated ( 3 ).

8. Irradiation device ( 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to one of claims 1 to 7, characterized in that a printing unit ( 31 ) for printing on the object to be irradiated is arranged in the prechamber ( 32 ).

9. Irradiation device ( 1 ; 30 ) for irradiating an object with UV radiation according to one of claims 1 to 8, characterized in that a collecting device ( 22 ) for collecting escaped gaseous CO ₂ is provided on the upper side of the irradiation device.