一种红外紫外联合固化机及固化方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103128038 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103128038 A *CN103128038A* (21)申请号 201110373608.5 (22)申请日 2011.11.22 B05D 3/06(2006.01) (71)申请人 东莞星晖真空镀膜塑胶制品有限公 司 地址 523710 广东省东莞市塘厦镇科苑城工 业区科苑 8 路 7 号 (72)发明人 黄伟雄 (74)专利代理机构 东莞市华南专利商标事务所 有限公司 44215 代理人 李玉平 (54) 发明名称 一种红外紫外联合固化机及固化方法 (57) 摘要 一种红外紫外联合固化。

2、机及固化方法， 涉及 固化技术领域， 其包括设置于所述联合固化机的 基板、 设置于所述基板的红外灯和紫外灯， 所述紫 外灯为 LED 灯。本发明突破传统科技， LEDUV 灯和 红外线灯联合使用能完全固化原料， 在不改变传 统工艺流程大规模设备条件下生产超薄、 耐高温、 抗老化、 对温度敏感的产品。 由于使用发光二极管 更加节能， 相对传统工艺方法， 节能近 50%， 寿命 长达 50000 小时， 省却了频繁更换灯管以及采购 灯管的费用， 具有成本低等特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 。

3、权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103128038 A CN 103128038 A *CN103128038A* 1/1 页 2 1. 一种红外紫外联合固化机， 其特征在于， 包括设置于所述联合固化机的基板、 设置于 所述基板的红外灯和紫外灯， 所述紫外灯为 LED 灯。 2. 根据权利要求 1 所述的一种红外紫外联合固化机， 其特征在于， 所述紫外灯平行设 置于所述基板成紫外灯群， 所述紫外灯群的两侧分别设置有平行与所述紫外灯的所述红外 灯。 3. 根据权利要求 1 所述的一种红外紫外联合固化机， 其特征在于， 所述紫外灯平行设 置于所述基板， 两条平行的所。

4、述红外灯垂直所述紫外灯且分别设置在所述紫外灯的两端。 4. 根据权利要求 1 所述的一种红外紫外联合固化机， 其特征在于， 所述紫外灯和所述 红外灯相互平行且交错间隔设置于所述基板。 5. 根据权利要求 1 所述的一种红外紫外联合固化机， 其特征在于， 所述紫外灯与所述 红外灯均为 LED 芯片， 所述紫外灯与所述红外灯在横方向和纵方向均相互间隔交错设置 ； 或者所述紫外灯排成纵列， 所述红外灯排成纵列， 紫外灯纵列与红外灯纵列交错间隔设置 于所述基板。 6. 根据权利要求 1 所述的一种红外紫外联合固化机， 其特征在于， 还包括变速风机和 散热器， 所述散热器与所述基板相接触， 所述变速风机。

5、安装于所述散热器。 7.一种红外紫外联合固化方法， 其特征在于， 应用根据权利要求1至6任意一项所述红 外紫外联合固化机的红外紫外联合固化方法， 步骤包括 ： 连通电路， 开启红外线 LEDUV 联 合固化机使所述红外 LEDUV 光源发出所述被固化对象固化所需波长的光线， 所述光线均匀 辐射被固化对象 ； 被固化对象与光源相对移动。 8.根据权利要求7所述的一种红外紫外联合固化方法， 其特征在于， 所述红外LEDUV光 源提供波长为 365-410nm 范围内的紫外线光和 / 或 700-14000nm 范围内的红外线光 ； 或对 于吸收特定波长紫外线光的被固化对象， 关闭所述红外线灯， 只。

6、使用 LEDUV 灯提供相应的 波长紫外线光。 9. 根据权利要求 7 所述的一种红外紫外联合固化方法， 其特征在于， 通过调节红外线 灯的功率控制产品表面温度在 65以内 ； 和 / 或通过所述散热系统降低产品表面温度。 10. 根据权利要求 9 所述的一种红外紫外联合固化方法， 其特征在于， 通过使用可控硅 调节红外线灯的电压来调节红外线灯的功率。 权 利 要 求 书 CN 103128038 A 2 1/5 页 3 一种红外紫外联合固化机及固化方法 技术领域 0001 本发明涉及固化技术领域， 特别是涉及一种红外紫外联合固化机及固化方法。 背景技术 0002 紫外固化机是能够发出可利用的。

7、强紫外线固化UV油漆或UV油墨等的一种机械设 备， 被广泛应用于印刷、 电子、 建材、 机械等行业。 紫外固化机的固化产品的关键部件是其发 射紫外线光源。市场上紫外光源主要有高压汞灯、 金属卤素灯、 紫外 LED 灯。 0003 目前国产金属卤素灯寿命仍低于 1000 小时， 功率越小， 技术要求越高， 故不能广 泛应用于固化技术领域。 0004 在固化技术领域中， 传统的汞灯方式固化机采用汞灯发光方式， 应用这种固化机 的生产工艺已被长期使用。但由于其设备昂贵、 维护成本高、 UV 光照强度衰减快、 体积大、 耗材贵、 污染大、 被照射元件的表面温升高产品定位发生位移使产品质量差， 业界一直。

8、致力 于改进， 但因固化机的局限性一直难以突破。 0005 目前也有使用紫外 LED 灯的固化机， 中国实用新型专利 （申请号 200480042155.6） 公开了 “紫外固化方法和设备” ， 通过向其中包含紫外光引发剂的油墨、 涂料和粘合剂施加 不同波长的紫外光， 提高这些油墨、 涂料和粘合剂的紫外固化的紫外固化设备和方法。紫 外 LED 灯相对于高压汞灯， 只发出的光的波长固定， 现在使用较多的 365nm 的芯片， 被照射 的产品表面温升 5 C 以下， 温度过低不能完全固化被照射产品。然而， 现有的涂料油墨固 化工艺多以汞灯为基础的， 汞灯的 UV 波长分布很广泛， 从 260nm 。

9、到 450nm 都有均匀分布， 而 LED 灯的 UV 光波则非常狭窄， 通常只有 5nm 的范围， 最常见的是 395-400nm。因 LED 属于冷 光源， 无法产生热量， 无法蒸发传统涂料中的溶剂成分， 造成固化后仍然有粘性， 不能完全 固化传统的涂料和油墨。 0006 若能改进现有的紫外固化机， 则为工业生产带来革命性的进步， 推动整个行业的 发展做出巨大的贡献。 发明内容 0007 本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种节能、 寿命长、 完全固 化可油墨、 涂料、 粘合剂的红外紫外联合固化机及固化方法。 0008 本发明的目的通过以下技术措施实现。 0009 一种红外紫外。

10、联合固化机， 包括设置于所述联合固化机的基板、 设置于所述基板 的红外灯和紫外灯， 所述紫外灯为 LED 灯。 0010 其中， 紫外灯平行设置于基板成紫外灯群， 紫外灯群的两侧分别设置有平行与紫 外灯的红外灯。 0011 其中， 紫外灯平行设置于基板， 两条平行的红外灯垂直紫外灯且分别设置在紫外 灯的两端。 0012 其中， 紫外灯和红外灯相互平行且交错间隔设置于基板。 说 明 书 CN 103128038 A 3 2/5 页 4 0013 其中， 紫外灯与红外灯均为 LED 芯片， 紫外灯与红外灯在横方向和纵方向均相互 间隔交错设置 ； 或者紫外灯排成纵列， 红外灯排成纵列， 紫外灯纵列与。

11、红外灯纵列交错间隔 设置于基板。 0014 其中， 还包括变速风机和散热器， 散热器与基板相接触， 变速风机安装于散热器。 0015 本发明的目的还可以过以下技术措施实现。 0016 一种红外紫外联合固化方法， 应用上述红外紫外联合固化机的红外紫外联合固化 方法， 步骤包括 ： 连通电路， 开启红外线 LEDUV 联合固化机使所述红外 LEDUV 光源发出所述被固化对象 固化所需波长的光线， 所述光线均匀辐射被固化对象 ； 被固化对象与光源相对移动。 0017 其中， 所述红外 LEDUV 光源提供波长为 365-410nm 范围内的紫外线光和 / 或 700-14000nm 范围内的红外线光。

12、 ； 或 对于吸收特定波长紫外线光的被固化对象， 关闭所述红外线灯， 只使用 LEDUV 灯提供 相应的波长紫外线光。 0018 其中， 通过调节红外线灯的功率控制产品表面温度在 65以内 ； 和 / 或通过所述 散热系统降低产品表面温度。 0019 其中， 通过使用可控硅调节红外线灯的电压来调节红外线灯的功率。 0020 本发明的有益效果 ： 一种红外紫外联合固化机， 包括设置于联合固化机的基板、 设 置于基板的红外灯和紫外灯， 紫外灯为 LED 灯。突破传统科技， 将紫外灯和红外灯联合使用 完全固化原料， 在不改变传统工艺流程大规模设备条件下生产超薄、 耐高温、 抗老化、 对温 度敏感的产。

13、品。由于使用发光二极管更加节能， 相对传统工艺方法， 节能近 50%， 寿命长达 50000 小时， 省却了频繁更换灯管以及采购灯管的费用， 从而减低成本。 附图说明 0021 利用附图对本发明做进一步描述， 但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。 0022 图 1 是本发明一种红外紫外联合固化机的实施例 1 的红外 LEDUV 光源结构示意 图。 0023 图 2 是本发明一种红外紫外联合固化机的实施例 2 的红外 LEDUV 光源结构示意 图。 0024 图 3 是本发明一种红外紫外联合固化机的实施例 3 的红外 LEDUV 光源结构示意 图。 0025 图 4 是本发明一种红外紫外联合。

14、固化机的实施例 4 的红外 LEDUV 光源结构示意 图。 0026 图 5 是本发明一种红外紫外联合固化机的实施例 5 的红外 LEDUV 光源结构示意 图。 0027 图 6 是本发明一种红外紫外联合固化机的实施例 1 的散热系统结构示意图。 0028 图 7 是本发明一种红外紫外联合固化机的实施例 6 的散热系统结构示意图。 0029 图 1 至图 7 包括标记 ： 1 基板， 2LEDUV 灯， 3 红外线灯， 4 散热器， 5 变速风机。 说 明 书 CN 103128038 A 4 3/5 页 5 具体实施方式 0030 结合以下实施例对本发明进一步说明。 0031 实施例 1。 。

15、0032 一种红外紫外联合固化机， 如图 1 所示， 包括设置于联合固化机的基板 1、 设置于 基板 1 的红外灯 3 和紫外灯 2， 紫外灯 2 为 LED 灯。本实施例优选， 所述紫外灯 2 平行设置 于所述基板 1 形成紫外灯群， 所述紫外灯群的两侧分别设置有平行于所述紫外灯 2 的所述 红外灯 3。此结构由于使用的红外灯 3 较少， 温度升温小， 可以有效将温度控制在 65以 内。 0033 由于 LED 灯是冷光源， 发出的是纯粹的 UV 光， 而传统的 UV 涂料和油墨由于需要溶 剂和添加剂， 需要在固化的过程中挥发或蒸发， 但是传统的紫外灯由于没有红外线成分， 所 以无法很好的固。

16、化 UV 涂料和油墨。本发明是结合紫外灯的高强度 UV 光和匹配的红外线光 用来处理溶剂和添加剂， 共同解决紫外LED灯不能完全固化传统UV涂料、 油墨、 粘合剂的难 题。本实施例中， 紫外灯 2 和红外灯 3 共同提供 360-410nm 波长的紫外线光和 700-14000nm 的红外线光。其中， 红外紫外联合固化机设有发射波长分别为 395-400nm 和 365nm 的紫外 灯2。 其中， 发射395-400nm波长的LED灯常见易得， 来源广泛价格较低， 因此可以降低生产 成本。本实施例添加了红外线以及从 365-410nm 都覆盖的光波范围， 一方面扩大了 UV 固化 的光敏触发剂。

17、的感应光波长， 从传统的 5nm 增加到 45nm， 另一方面增加了红外线成分， 帮助 蒸发溶剂， 以达到完全固化的目的。本实施例中， 红外灯 3 是红外发光二极管， 此类红外灯 节能、 寿命长。 0034 本实施例中， 包括有散热系统， 图 6 所示， 其包括变速风机 7 和散热器 4， 散热器 4 与基板 1 相接触， 变速风机 5 安装于散热器 4。本实施例中的紫外灯 2 和红外灯 3 设置在 基板 1 上， 基板 1 与散热器 4 触接。在产品固化的时， 使用红外灯 3 加热来， 并利用可控硅 调节红外灯 3 的电压来调节红外灯 3 的功率， 并通过调节红外灯 3 的功率来控制产品表面。

18、 温度以控制产品温度在一定范围内， 保证产品固化质量。对于有些热敏感材料的固化则可 以通过强制通风散热的方式来降低产品表面温度。对于一些针对 LED 特定波长的 UV 涂料 或胶水， 则可以完全关闭红外线， 仅仅使用紫外灯 2 固化即可， 这样的温升几乎可以忽略不 计。 0035 本发明的红外紫外联合固化机主要由电源模块、 控制器模块、 保护电路模块、 灯源 模块和散热系统 5 部分组成。电源模块主要提供光源所需要的恒流电力供应， 同时还提供 控制器的电力， 散热系统的电力供应。控制器模块用于控制整部设备的启动和各个分系统 的信号处理。保护电路模块用来防止误操作或者散热模块失效时对光源的保护，。

19、 防止过热 损坏光源。光源模块提供 360nm-410nm 波长的紫外灯光和 700nm-14000nm 的红外线。散热 系统用于光源的散热， 确保光源的工作温度不高于 65 摄氏度。 0036 使用红外紫外联合固化机固化方法， 其步骤包括， 连通电路， 开启红外紫外联合固 化机使光源发出被固化对象固化所需波长的光线， 光线均匀辐射被固化对象。光源与被固 化对象相对移动。 0037 本实施例中， 光源提供波长为 365-410nm 范围内的紫外线光和 / 或 700-14000nm 范围内的红外线光 ； 或对于吸收特定波长紫外线光的被固化对象， 关闭红外灯 3， 只使用紫 说 明 书 CN 1。

20、03128038 A 5 4/5 页 6 外灯 2 提供相应的波长紫外线光。本发明主要固化对象是可紫外固化物质， 此类物质多包 括有能被紫外光线活化的光引发剂， 例如涂料， 油墨、 胶黏剂、 粘合剂等， 涂料及油墨的主体 是亚克力单体， 添加剂的主要成分是光敏触发剂， 溶剂的主要成分是丙酮， 甲苯类有机溶 剂。增添红外线可以提高产品温度， 以帮助溶剂蒸发达到产品完全固化的目的。 0038 在固化产品时通过调节红外灯 3 的功率控制产品表面温度在 65以内， 以防温度 过高影响紫外灯 2 的发光效率及机器的寿命， 同时降低能量损耗， 保证产品质量， 在操作过 程， 主要是通过使用可控硅调节红外灯。

21、3的电压来调节红外灯3的功率达到控温效果， 在固 化操作中根据实际情况进行调节是温度控制在所需范围内。 对于有些热敏感材料的固化则 可以通过强制通风散热的方式来降低产品表面温度， 本实施例采用变速风机 5 强制通入冷 风， 在固化过程中根据检测到的光强度和散热器 4 的温度， 改变风机的速度将冷气流选择 性吹向散热器 5， 并通过增加或者减少冷却空气的量来控制所述散热器 5 的温度， 以调节发 光二极管芯片发射的光强度， 使发光二极管芯片保持在基本恒定的温度， 从而获得基本恒 定的光输出， 保证产品均匀固化， 提高产品质量。 0039 本实施例中， 在固化过程中， 还将惰性气体注入所述基板 1。

22、 和被固化对象之间的 空间。 0040 实施例 2。 0041 本实施例与实施例1的红外紫外联合固化机的不同之处在于， 如图2所示， 紫外灯 2 和红外灯 3 相互平行且交错间隔设置于基板 1。本实施例的其它结构及原理与实施例 1 基本相同， 在此不再赘述。 0042 实施例 3。 0043 本实施例与实施例1的红外紫外联合固化机的不同之处在于， 如图3所示， 本实施 例优选， 所述紫外灯 2 平行设置于所述基板 1， 两条平行的所述红外灯 3 垂直所述紫外灯 2 且分别设置在所述紫外灯 2 的两端。此结构由于使用的红外灯 3 较少， 温度升温小， 可以有 效将温度控制在 65以内， 且此结构。

23、可以从整个基板 1 均匀发射光线。本实施例的其它结 构及原理与实施例 5 基本相同， 在此不再赘述。 0044 实施例 4。 0045 本实施例与实施例1的红外紫外联合固化机的不同之处在于， 如图4所示， 紫外灯 与红外灯均为 LED 芯片， 紫外灯 2 排成纵列， 红外灯 3 排成纵列， 紫外灯 2 纵列与红外灯 3 纵列交错间隔设置于基板 1。此结构使整个固化剂光源发光均匀， 从而使被固化对象均匀 受热及接受辐射， 均匀固化。本实施例的其它结构及原理与实施例 1 基本相同， 在此不再赘 述。 0046 实施例 5。 0047 本实施例与实施例1的红外紫外联合固化机的不同之处在于， 如图5所。

24、示， 本实施 例优选， 紫外灯与红外灯均为 LED 芯片， 优选的， 紫外灯 2 与红外灯 3 在横方向和纵方向均 相互间隔交错设置， 此结构使整个固化剂光源发光均匀， 从而使被固化对象均匀受热及接 受辐射， 均匀固化。本实施例的其它结构及原理与实施例 1 基本相同， 在此不再赘述。 0048 实施例 6。 0049 本实施例与实施例1的红外紫外联合固化机的不同之处在于， 如图7所示， 本实施 例的散热系统中， 包括散热器 4 和三台变速风机 5， 散热器 4 与变速风机 5 邻近， 变速风机 4 说 明 书 CN 103128038 A 6 5/5 页 7 的冷空气流吹向散热器以强制性降温的。

25、目的。当然， 变速风机 4 的数量根据实际情况增减。 本实施例的其它结构及原理与实施例 1 基本相同， 在此不再赘述。 0050 最后应当说明的是， 以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护 范围的限制， 尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理 解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和 范围。 说 明 书 CN 103128038 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103128038 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103128038 A 9 3/4 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103128038 A 10 4/4 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 103128038 A 11 。