DE20120721U1 - Assembly to treat workpiece surface with UV radiation, has recess in workpiece which is filled with carbon dioxide gas, and is further away from UV lamp than surface areas not covered by gas - Google Patents
Assembly to treat workpiece surface with UV radiation, has recess in workpiece which is filled with carbon dioxide gas, and is further away from UV lamp than surface areas not covered by gasInfo
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Abstract
Description
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1
UV-Bestrahlungssystem mit CO2 1
UV irradiation system with CO 2
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bestrahlungssystem zum Bestrahlen von Objekten mit ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung).
5The present invention relates to an irradiation system for irradiating objects with ultraviolet radiation (UV radiation).
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Bestrahlungssysteme zum Bestrahlen von Objekten mit UV-Strahlung sind in vielen Varianten bekannt. Grundsätzlich werden durch diese Bestrahlungssysteme mittels der UV-Strahlung Klebstoffe, Lacke, Kunststoffe, 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 UV-Strahlung zum Aushärten bzw. Trocknen von Oberflächen, Lacken, Kunststoffen usw. in der Automobilfertigung, in der Kunststofffertigung usw. angewendet.Irradiation systems for irradiating objects with UV radiation are known in many variants. Basically, these irradiation systems use UV radiation to dry and/or harden adhesives, paints, plastics, etc. This drying and hardening 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 harden or dry surfaces, paints, plastics, etc. in automobile manufacturing, plastics manufacturing, etc.
Allen geschilderten Anwendungen ist gemeinsam, dass die bestrahlten Objekte bzw. deren Oberfläche durch die von der UV-Strahlung ausgelösten photochemischen Reaktionen abhängig von der Strahlungsenergie getrocknet bzw. ausgehärtet werden. 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 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.What all of the applications described have in common is that the irradiated objects or their surfaces are dried or hardened by the photochemical reactions triggered by the UV radiation, depending on the radiation energy. 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 the crosslinking or hardening. 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 time, that the process costs are increased due to the higher energy and/or higher photoinitiator concentration and that increased odor formation occurs 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 in einer inerten Atmosphäre mit Stickstoff zu verringern versucht. Dabei wird das zu bestrahlende Objekt bzw. die zu bestrahlende Oberfläche während der Bestrahlung mit UV-Strahlung mit Stickstoff umspült bzw. in eine Stickstoff-Atmosphäre gebracht. Auch die Verwendung von Stickstoff hat jedoch große Nachteile. Einerseits ist das spezifische 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, istThese disadvantages are attempted to be reduced in the prior art, such as WO 00/14468, by cross-linking 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 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,
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ein hoher konstruktiver Aufwand für die Abdichtung der inerten Atmosphäre notwendig. Insbesondere hat Stickstoff als Inertgas 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.a high level of construction effort is required to seal the inert atmosphere. In particular, 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.
Insbesondere bei der Bestrahlung von Objekten, die Vertiefungen aufweisen, wie z. B. Wannen, Eimer oder bestimmte Metall- oder Kunststoff-Formteile usw., ist die Verwendung von Stickstoff bei der UV-Bestrahlung wegen seiner Flüchtigkeit kaum möglich. Selbst die Bestrahlung derartiger Objekte ohne die Verwendung von Stickstoff ist sehr aufwendig, da die Oberflächen durch entsprechend beweglich befestigte UV-Lampen abgefahren werden müssen, um eine einheitliche Bestrahlung der Oberfläche zu gewährleisten.Especially when irradiating objects that have recesses, such as tubs, buckets or certain metal or plastic molded parts, the use of nitrogen in UV irradiation is hardly possible due to its volatility. Even irradiating such objects without the use of nitrogen is very complex, since the surfaces have to be scanned by UV lamps that are attached in a movable manner in order to ensure uniform irradiation of the surface.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bestrahlungssystem zum Bestrahlen von eine oder mehrere Vertiefungen aufweisenden Objekten mit UV-Strahlung sowie ein Verfahren zum Bestrahlen derartiger Objekte mit UV-Strahlung bereitzustellen, die eine Bestrahlung in einer inerten Atmosphäre bei gleichzeitig geringem konstruktiven Aufwand ermöglichen.The present invention is therefore based on the object of providing an irradiation system for irradiating objects having one or more depressions with UV radiation and a method for irradiating such objects with UV radiation, which enable irradiation in an inert atmosphere while at the same time requiring little construction effort.
Diese Aufgabe wird durch ein Bestrahlungssystem zum Bestrahlen von Objekten mit ultravioletter (UV) Strahlung gemäß Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Bestrahlungssystem umfasst eine UV-Bestrahlungseinrichtung zum Erzeugen und Abgeben von UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt, und ein zu bestrahlendes Objekt, wobei das zu bestrahlende Objekt zumindest eine Vertiefung aufweist, in der gasförmiges Kohlendioxid (CO2) gehalten ist. Die UV-Bestrahlungseinrichtung und das zu bestrahlende Objekt sind dergestalt zueinander angeordnet, dass diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objekts, die mit gasförmigen CO2 bedeckt sind, weiter von der UV-Bestrahlungseinrichtung entfernt sind als diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objektes, die nicht bzw. nicht ständig mit gasförmigen CO2 bedeckt sind.This object is achieved by an irradiation system for irradiating objects with ultraviolet (UV) radiation according to claim 1. The irradiation system according to the invention comprises a UV irradiation device for generating and emitting UV radiation onto an object to be irradiated, and an object to be irradiated, wherein the object to be irradiated has at least one recess in which gaseous carbon dioxide (CO 2 ) is held. The UV irradiation device and the object to be irradiated are arranged in relation to one another in such a way that those parts of the object to be irradiated that are covered with gaseous CO 2 are further away from the UV irradiation device than those parts of the object to be irradiated that are not or are not constantly covered with gaseous CO 2 .
Die obige Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Bestrahlen eines Objektes mit von einer UV-Bestrahlungseinrichtung bereitgestellter UV-Strahlung gelöst, wobei das zu bestrahlende Objekt zumindest eine Vertiefung aufweist, in der gasförmiges CO2 gehalten ist, und die UV-Bestrahlungseinrichtung und das zu bestrahlende Objekt dergestalt zueinander angeordnet sind, dass diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objekts, die mit gasförmigen CO2 bedeckt sind, weiter von der UV-The above object is further achieved by a method for irradiating an object with UV radiation provided by a UV irradiation device, wherein the object to be irradiated has at least one depression in which gaseous CO 2 is held, and the UV irradiation device and the object to be irradiated are arranged relative to one another in such a way that those parts of the object to be irradiated which are covered with gaseous CO 2 are further away from the UV
Bestrahlungseinrichtung entfernt sind als diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objekts, die nicht bzw. nicht ständig mit gasförmigen CO2 bedeckt sind.irradiation device than those parts of the object to be irradiated that are not or not constantly covered with gaseous CO 2 .
Die vorliegende Erfindung ermöglicht dabei das gleichmäßige Aushärten bzw. Trocknen des zu bestrahlenden Objekts. Die ein oder mehreren Vertiefungen im zu bestrahlenden Objekt, in der bzw. in denen gasförmiges CO2 gehalten ist, härten bzw. trocknen durch den dank des CO2 geringeren Sauerstoffgehalts trotz der geringeren Intensität der UV-Strahlung infolge des größeren Abstands von der UV-Bestrahlungseinrichtung im Wesentlichen ebenso schnell aus wie diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objekts, die nicht bzw. nicht ständig mit CO2 bedeckt, jedoch näher an der UV-Bestrahlungseinrichtung angeordnet sind. Das in der bzw. den Vertiefungen des zu bestrahlenden Objekts gehaltene CO2 bewirkt dabei, dass die Sauerstoffkonzentration von der Oberfläche des CO2, an der noch ein Teil Sauerstoff durch Diffusion enthalten ist, zum Boden der Vertiefung hin abnimmt, so dass durch den CO2-Konzentrationsgradienten der mit zunehmendem Abstand abnehmenden Intensität der UV-Strahlung entgegengewirkt wird. Hierdurch wird eine gleichmäßige Vernetzung, d.h. Aushärtung bzw. Trocknung der Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts bzw. des zu bestrahlenden Objekts ermöglicht.The present invention enables the object to be irradiated to harden or dry evenly. The one or more depressions in the object to be irradiated in which gaseous CO 2 is held harden or dry out essentially just as quickly as those parts of the object to be irradiated that are not or not constantly covered with CO 2 but are located closer to the UV irradiation device due to the lower oxygen content thanks to the CO 2 , despite the lower intensity of the UV radiation as a result of the greater distance from the UV irradiation device. The CO 2 held in the depression(s) of the object to be irradiated causes the oxygen concentration to decrease from the surface of the CO 2 , which still contains some oxygen through diffusion, to the bottom of the depression, so that the CO 2 concentration gradient counteracts the decreasing intensity of the UV radiation with increasing distance. This enables uniform cross-linking, i.e. hardening or drying of the surface of the object or objects to be irradiated.
Hierbei ist das gasförmige CO2 aufgrund seines im Vergleich zur Luft größeren spezifischen Gewichts in der Vertiefung des zu bestrahlenden Objekts gehalten. Vorteilhafterweise ist die Vertiefung wannenförmig. Alternativ kann die Vertiefung schüsseiförmig sein oder jede andere Form aufweisen, die das Aufnehmen von gasförmigem CO2 ermöglicht.Here, the gaseous CO 2 is held in the depression of the object to be irradiated due to its greater specific weight compared to air. The depression is advantageously trough-shaped. Alternatively, the depression can be bowl-shaped or have any other shape that allows the absorption of gaseous CO 2 .
Weiterhin vorteilhafterweise ist die UV-Bestrahlungseinrichtung im Wesentlichen länglich ausgebildet und überfährt das zu bestrahlende Objekt während der Bestrahlung. Der Vorteil hierbei ist, dass die UV-Bestrahlungseinrichtung kleiner und daher kostengünstiger und leichter zu transportieren und aufzubewahren ist. Alternativ hierzu kann es von Vorteil sein, wenn die UV-Bestrahlungseinrichtung im Wesentlichen flächig ausgebildet ist und das zu bestrahlende Objekt in seiner Erstreckung überdeckt. Der Vorteil hier ist die schnellere Trocknung bzw. Aushärtung des gesamten zu bestrahlenden Objekts.It is also advantageous for the UV irradiation device to be essentially elongated and to move over the object to be irradiated during irradiation. The advantage here is that the UV irradiation device is smaller and therefore cheaper and easier to transport and store. Alternatively, it can be advantageous if the UV irradiation device is essentially flat and covers the object to be irradiated in its extension. The advantage here is the faster drying or hardening of the entire object to be irradiated.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die UV-Bestrahlungseinrichtung aus einer Anzahl einzelner UV-Lampen besteht. Beispielsweise kann die UV-Bestrahlungseinrichtung hierbei modular und flexibel zu größeren oder kleineren Einheiten abhängig von der Größe des jeweils zu bestrahlenden Objekts zusammengesetzt werden.It can also be advantageous if the UV irradiation device consists of a number of individual UV lamps. For example, the UV irradiation device can be modularly and flexibly assembled into larger or smaller units depending on the size of the object to be irradiated.
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobeiThe present invention is explained in more detail below using an embodiment with reference to the accompanying drawings, in which
Fig. 1 den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bestrahlungssystem, undFig. 1 shows the cross section through an irradiation system according to the invention, and
Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 gezeigten Bestrahlungssystems zeigen.Fig. 2 shows a plan view of the irradiation system shown in Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bestrahlungssystem 1 zum Bestrahlen eines Objekts 4 mit UV-Strahlung dargestellt. Die UV-Bestrahlungseinrichtung umfasst mehrere UV-Lampen 3, die in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Die UV-Lampen 3 sind beispielsweise Gasdruck-Entladungslampen, können aber auch jede andere Art von UV-Lampen sein.
15Fig. 1 shows an embodiment of an irradiation system 1 according to the invention for irradiating an object 4 with UV radiation. The UV irradiation device comprises several UV lamps 3, which are arranged in a row one behind the other, as can be seen in Fig. 2. The UV lamps 3 are, for example, gas pressure discharge lamps, but can also be any other type of UV lamp.
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Das im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 im Querschnitt gezeigte zu bestrahlende Objekt 4 ist beispielsweise eine Badewanne, deren Beschichtung von der durch die UV-Bestrahlungseinrichtung 2 ausgestrahlten UV-Strahlung ausgehärtet werden soll. Die Wanne 4 umfasst hierbei eine Vertiefung 5, in der gasförmiges Kohlendioxid 8 enthalten ist. Das Kohlendioxid bzw. CO2 bedeckt dabei im Wesentlichen die gesamte Vertiefung 5 der Wanne 4 fast bis zum oberen Rand 9. An den Rand schließen sich nach außen ragend flache Seitenteile 7 an, die nicht von CO2 bedeckt sind.The object 4 to be irradiated, shown in cross-section in the embodiment of Fig. 1, is, for example, a bathtub, the coating of which is to be hardened by the UV radiation emitted by the UV irradiation device 2. The tub 4 comprises a depression 5 in which gaseous carbon dioxide 8 is contained. The carbon dioxide or CO 2 essentially covers the entire depression 5 of the tub 4 almost up to the upper edge 9. Flat side parts 7, which are not covered by CO 2, are connected to the edge and protrude outwards.
Während des Bestrahlungsvorgangs wird UV-Strahlung durch die Bestrahlungseinrichtung 2 erzeugt und nach unten zur Wanne 4 hin abgegeben. Dabei werden die flachen Seitenteile 7, die nicht von CO2 bedeckt sind, direkt, d.h. in normaler Umgebungs-Atmosphäre von der UV-Strahlung getroffen. Hierdurch tritt die in der Einleitung beschriebene Konkurrenzreaktion auf, d.h. der in der Umgebungs-Atmosphäre enthaltene Sauerstoff reagiert mit den Photoinitiatoren-Radikalen bzw. den Doppelbindungen der Bindemittel/Monomere der bestrahlten Schicht in den flachen Teilen 7. Hierdurch verzögert sich die Vernetzung bzw. Aushärtung, was durch eine entsprechend erhöhte UV-Bestrahlungsintensität ausgeglichen werden kann. Normalerweise würden bei der Bestrahlung durch die Wanne 4 mittels der gezeigten linearen und in gleicher Höhe befindlichen UV-Lampen 3 die Vertiefung 5 und der Boden 6 der Wanne 4 mit wesentlich geringer UV-Bestrahlungsintensität bestrahlt, als die flachen Seitenteile 7, die der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 wesentlich näher sind. Die Folge wäre eine sehr inhomogene Aushärtung der Beschichtung der Wanne 4.During the irradiation process, UV radiation is generated by the irradiation device 2 and emitted downwards towards the tank 4. The flat side parts 7 that are not covered by CO 2 are hit by the UV radiation directly, i.e. in a normal ambient atmosphere. This causes the competitive reaction described in the introduction to occur, i.e. the oxygen contained in the ambient atmosphere reacts with the photoinitiator radicals or the double bonds of the binders/monomers of the irradiated layer in the flat parts 7. This delays crosslinking or hardening, which can be compensated for by a correspondingly increased UV radiation intensity. Normally, when irradiated through the tank 4 using the linear UV lamps 3 shown and located at the same height, the depression 5 and the base 6 of the tank 4 would be irradiated with a much lower UV radiation intensity than the flat side parts 7, which are much closer to the UV irradiation device 2. The result would be a very inhomogeneous curing of the coating of the tank 4.
Durch das erfindungsgemäß in die Vertiefung 5 der Wanne 4 eingefüllte gasförmige CO2 wird jedoch in der Umgebungs-Atmosphäre enthaltener Sauerstoff von der zu bestrahlenden Oberfläche der Vertiefung 5 ferngehalten, so dass die Vernetzung, d.h. Aushärtung trotz der infolge des größeren Abstands von der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 genauso effizient erfolgt, wie auf den flachen Seitenteilen 7. Obwohl an der Oberfläche das CO2 in der Vertiefung 5 infolge von Diffusion noch geringe Anteile von Sauerstoff enthalten sind, nimmt der Sauerstoffanteil Richtung Boden 6 der Vertiefung 5 zunehmend ab, so dass die größere Entfernung von der UV-Bestrahlungseinrichtung ausgeglichen wird. Die Folge ist eine gleichmäßige Aushärtung der Oberfläche der Wanne 4.However, the gaseous CO 2 filled into the depression 5 of the tub 4 according to the invention keeps oxygen contained in the ambient atmosphere away from the surface of the depression 5 to be irradiated, so that the cross-linking, i.e. curing, takes place just as efficiently as on the flat side parts 7 despite the greater distance from the UV irradiation device 2. Although the surface of the CO 2 in the depression 5 still contains small amounts of oxygen as a result of diffusion, the oxygen content decreases increasingly towards the bottom 6 of the depression 5, so that the greater distance from the UV irradiation device is compensated. The result is a uniform curing of the surface of the tub 4.
Es kann von Vorteil sein, die verschiedenen Teile eines zu bestrahlenden Objekts mit verschiedener Dauer und/oder verschiedener Bestrahlungsintensität abhängig vom Abstand zwischen UV-Lampe und zu bestrahlender Oberfläche zu bestrahlen. Dabei können diejenigen UV-Lampen der erfmdungsgemäßen UV-Bestrahlungseinrichtung, die Teile des zu bestrahlenden Objekts direkt, d.h. ohne CO2, bestrahlen, bereits nach kurzer Bestrahlungszeit abgeschaltet werden, während diejenigen UV-Lampen, die mit CO2 bedeckte Teile bestrahlen, weiter strahlen. Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel können beispielsweise die beiden UV-Lampen 3, die direkt über den flachen Seitenteilen 7 liegen, bereits nach kurzer Bestrahlungszeit abgeschaltet werden, wobei die innen liegenden UV-Lampen 3, die die Vertiefung 5 der Badewanne bestrahlen, länger strahlen. Hierbei können weiterhin die drei mittleren UV-Lampen, die den Boden 6 der Badewanne bestrahlen, ebenfalls früher abgeschaltet werden, als die beiden UV-Lampen 3, die die schrägen Wandflächen im Übergang zwischen dem oberen Rand 9 und dem Boden 6 bilden. Da die UV-Strahlung schräg auf diese Wandteile einfällt, kann eine längere Bestrahlung notwendig sein als beim Boden 6, auf den die UV-Strahlung direkt auftrifft.It can be advantageous to irradiate the different parts of an object to be irradiated with different durations and/or different irradiation intensities depending on the distance between the UV lamp and the surface to be irradiated. In this case, those UV lamps of the UV irradiation device according to the invention that irradiate parts of the object to be irradiated directly, i.e. without CO 2 , can be switched off after a short irradiation time, while those UV lamps that irradiate parts covered with CO 2 continue to radiate. In the example shown in Fig. 1, for example, the two UV lamps 3 that are located directly above the flat side parts 7 can be switched off after a short irradiation time, with the inner UV lamps 3 that irradiate the depression 5 of the bathtub radiating for longer. In this case, the three middle UV lamps, which irradiate the floor 6 of the bathtub, can also be switched off earlier than the two UV lamps 3, which form the slanted wall surfaces in the transition between the upper edge 9 and the floor 6. Since the UV radiation falls on these wall parts at an angle, longer irradiation may be necessary than for the floor 6, which is directly exposed to the UV radiation.
Es kann weiterhin von Vorteil sein, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt ist, das gasförmige CO2 die Vertiefung 5 des zu bestrahlenden Objekts vollständig ausfüllt und sogar geringfügig überläuft. Hierdurch ist gewährleistet, dass auch diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objekts, im in Fig. 1 gezeigten Fall die flachen Seiten 7, die nicht ständig von CO2 bedeckt sind, zumindest teilweise von CO2 Überflossen oder überflutet werden.It can also be advantageous if, as shown in Fig. 1, the gaseous CO 2 completely fills the depression 5 of the object to be irradiated and even overflows slightly. This ensures that even those parts of the object to be irradiated, in the case shown in Fig. 1 the flat sides 7, which are not constantly covered by CO 2 , are at least partially overflowed or flooded by CO 2 .
Hierdurch ergibt sich auch für diese Teile des zu bestrahlenden Objekts der vorteilhaft Effekt des gasförmigen CO2.This also results in the beneficial effect of gaseous CO 2 for these parts of the object to be irradiated.
Der erfindungsgemäße Vorteil des gasförmigen CO2 bei der UV-Bestrahlung ist auch bei Vertiefungen mit einer Tiefe von bis zu einigen Metern gegeben. Generell gilt allerdings, dass die Dauer der UV-Strahlung länger ist, je tiefer die Vertiefung ist.The advantage of gaseous CO 2 in UV irradiation according to the invention also applies to depressions with a depth of up to several meters. In general, however, the duration of the UV radiation is longer the deeper the depression.
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Der große Vorteil der Verwendung von gasförmigem CO2 ist das größere spezifische Gewicht von gasförmigen Kohlendioxid im Vergleich zu Luft, so dass keine aparativ aufwendigen Maßnahmen getroffen werden müssen, um ein Entweichen des gasförmigen CO2 zurückzuhalten. Es muss nur dafür gesorgt werden, dass an der Unterseite der Vertiefung des zu bestrahlenden Objekts keine Löcher oder Lecks sind. Beispielsweise im Falle der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Wanne muss dafür gesorgt werden, dass die normalerweise im Boden einer Wanne enthaltene Öffnung abgedichtet ist, um den Austritt des CO2 nach unten zu verhindern. Weiterhin hat gasförmiges CO2 bei der Aushärtung bzw. Trocknung durch UV-Strahlung im Vergleich zu Stickstoff den Vorteil, dass ein vergleichbarer Härtungsgrad selbst bei höherer Sauerstoff-Konzentration von beispielsweise 0,1 bis 10 % im gasförmigen CO2 möglich ist. Mit anderen Worten wird selbst durch größere Anteile von Sauerstoff im CO2 die Aushärtung durch die UV-Strahlung nicht wesentlich beeinträchtigt.The great advantage of using gaseous CO 2 is the greater specific weight of gaseous carbon dioxide compared to air, so that no complex equipment measures have to be taken to prevent the gaseous CO 2 from escaping. It is only necessary to ensure that there are no holes or leaks on the underside of the recess of the object to be irradiated. For example, in the case of the tub shown in Fig. 1 and Fig. 2, it must be ensured that the opening normally contained in the bottom of a tub is sealed to prevent the CO 2 from escaping downwards. Furthermore, when curing or drying using UV radiation, gaseous CO 2 has the advantage over nitrogen that a comparable degree of curing is possible even with a higher oxygen concentration of, for example, 0.1 to 10% in the gaseous CO 2. In other words, even with larger proportions of oxygen in the CO 2, the curing by UV radiation is not significantly impaired.
In der in Fig. 2 dargestellten Draufsicht des erfindungsgemäßen Bestrahlungssystems 1 ist zu erkennen, dass die Bestrahlungseinrichtung 2 aus mehreren in einer Reihe angeordneten UV-Lampen besteht, wobei die Breite der UV-Bestrahlungseinrichtung 2 etwas größer als die Breite der Wanne 4 ist, um sicherzustellen, dass die gesamte Oberfläche der Wanne 4 bestrahlt wird. Weiterhin besteht die gezeigte UV-Bestrahlungseinrichtung 2 aus einer einzigen Reihe von UV-Lampen 3 und wird entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Pfeil über die Wanne 4 verfahren, um deren gesamte Oberfläche mit UV-Strahlung zu bestrahlen. Alternativ hierzu kann die UV-Bestrahlungseinrichtung 2 flächig ausgebildet sein, d.h. beispielsweise mit einer zweidimensionalen Anordnung von UV-Lampen 3, wobei zu bestrahlende Objekte jeweils unter die UV-Bestrahlungseinrichtung 2 eingebracht werden, um bestrahlt zu werden. Hierbei ist beispielsweise vorstellbar, dass die UV-Lampen 3 einzeln aktiviert werden können, um die zu bestrahlenden Objekte abhängig von ihrer Größe selektiv zu bestrahlen.In the top view of the irradiation system 1 according to the invention shown in Fig. 2, it can be seen that the irradiation device 2 consists of several UV lamps arranged in a row, the width of the UV irradiation device 2 being slightly larger than the width of the tub 4 to ensure that the entire surface of the tub 4 is irradiated. Furthermore, the UV irradiation device 2 shown consists of a single row of UV lamps 3 and is moved over the tub 4 according to the arrow shown in Fig. 2 in order to irradiate its entire surface with UV radiation. Alternatively, the UV irradiation device 2 can be designed to be flat, i.e. for example with a two-dimensional arrangement of UV lamps 3, with objects to be irradiated being placed under the UV irradiation device 2 in order to be irradiated. It is conceivable, for example, that the UV lamps 3 can be activated individually in order to selectively irradiate the objects to be irradiated depending on their size.
Weiterhin ist anzumerken, dass die erfindungsgemäß zu bestrahlenden Objekte nicht nur eine sondern auch mehrere Vertiefungen aufweisen können, in die gasförmiges CO2 eingebracht wird. Weiterhin können die Vertiefungen jede beliebige Form annehmen, z.B. wannenförmig (wie dargestellt), schüsseiförmig oder dergleichen sein, solange die Vertiefung eine Form hat, die das Einbringen und Bewahren bzw. Halten von gasförmigem CO2 erlaubt. Die Form und Ausgestaltung der nicht bzw. nicht ständig von CO2 bedeckten Teile des zu bestrahlenden Objektes ist ebenfalls beliebig. Im Fall eines Eimers ist z.B. der obere Rand sehr dünn und die zu bestrahlende Fläche entsprechend klein.It should also be noted that the objects to be irradiated according to the invention can have not just one but also several depressions into which gaseous CO 2 is introduced. Furthermore, the depressions can take on any shape, e.g. tub-shaped (as shown), bowl-shaped or the like, as long as the depression has a shape that allows the introduction and preservation or retention of gaseous CO 2. The shape and design of the parts of the object to be irradiated that are not or not constantly covered by CO 2 is also arbitrary. In the case of a bucket, for example, the upper edge is very thin and the area to be irradiated is correspondingly small.
Beispiele für erfindungsgemäß zu bestrahlende Objekte sind Karosserieteile, Bootsteile, Boote, Halbschalen für Gehäuse, Glasfasergewebe, welche mit Harz getränkt und ausgehärtet werden, Möbel, Tanks usw. Allgemein können sowohl tief gezogene Kunststoffteile aber auch Metallteile, die beschichtet werden, erfindungsgemäß mittels UV-Strahlung ausgehärtet werden.Examples of objects to be irradiated according to the invention are body parts, boat parts, boats, half shells for housings, glass fiber fabrics which are impregnated with resin and cured, furniture, tanks, etc. In general, both deep-drawn plastic parts and metal parts which are coated can be cured according to the invention by means of UV radiation.
Claims (7)
einer UV-Bestrahlungseinrichtung (2) zum Erzeugen und Abgeben von UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt (4), und
ein zu bestrahlendes Objekt (4), wobei das zu bestrahlende Objekt zumindest eine Vertiefung (5) aufweist, in der gasförmiges CO2 (8) gehalten ist, wobei
die UV-Bestrahlungseinrichtung (2) und das zu bestrahlende Objekt (4) dergestalt zueinander angeordnet sind, daß diejenigen Teile des zu bestrahlenden Objektes (4), die mit gasförmigem CO2 bedeckt sind, weiter von der UV-Bestrahlungseinrichtung (2) entfernt sind als diejenigen Teile (7) des zu bestrahlenden Objektes (4), die nicht bzw. nicht ständig mit gasförmigem CO2 (8) bedeckt sind. 1. Irradiation system ( 1 ) for irradiating objects with ultraviolet (UV) radiation, with
a UV irradiation device ( 2 ) for generating and emitting UV radiation onto an object to be irradiated ( 4 ), and
an object to be irradiated ( 4 ), wherein the object to be irradiated has at least one recess ( 5 ) in which gaseous CO 2 ( 8 ) is held, wherein
the UV irradiation device ( 2 ) and the object to be irradiated ( 4 ) are arranged in relation to one another in such a way that those parts of the object to be irradiated ( 4 ) which are covered with gaseous CO 2 are further away from the UV irradiation device ( 2 ) than those parts ( 7 ) of the object to be irradiated ( 4 ) which are not or not constantly covered with gaseous CO 2 ( 8 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE20120721U DE20120721U1 (en) | 2001-10-21 | 2001-10-21 | Assembly to treat workpiece surface with UV radiation, has recess in workpiece which is filled with carbon dioxide gas, and is further away from UV lamp than surface areas not covered by gas |
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|---|---|---|---|
| DE20120721U DE20120721U1 (en) | 2001-10-21 | 2001-10-21 | Assembly to treat workpiece surface with UV radiation, has recess in workpiece which is filled with carbon dioxide gas, and is further away from UV lamp than surface areas not covered by gas |
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Citations (1)
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| DE19957900A1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-06-07 | Basf Ag | Light curing of radiation-curable compositions under protective gas |
-
2001
- 2001-10-21 DE DE20120721U patent/DE20120721U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE19957900A1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-06-07 | Basf Ag | Light curing of radiation-curable compositions under protective gas |
Also Published As
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|---|---|
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