用于使施加至基板的湿涂层进行固化的系统和方法技术方案

公开了用于对经涂覆的基板的湿涂层进行固化的系统和方法。该系统包括通风系统和固化室，固化室构造成对沿着位移轴线移位的经涂覆的基板进行接纳，并且固化室至少包括上游固化部分和下游固化部分。上游固化部分包括上游催化式红外加热系统，上游催化式红外加热系统用于产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在经涂覆的基板移位通过上游固化部分时对湿涂层进行加热并使湿涂层部分地固化。另一方面，下游固化部分包括下游催化式红外加热系统，下游催化式红外加热系统用于产生处于比上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在经涂覆的基板移位通过下游固化部分时使湿涂层进一步固化，从而用于产生被固化的涂层。从而用于产生被固化的涂层。从而用于产生被固化的涂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使施加至基板的湿涂层进行固化的系统和方法
[0001]优先申请
[0002]本申请要求于2020年3月12日提交的名称为“用于对施加至木材基板的湿涂层进行固化的系统和方法(SYSTEM AND PROCESS FOR CURING A WET COATING APPLIED A WOOD SUBSTRATE)”的美国临时专利申请No.62/988.701的优先权，该美国临时专利申请的公开内容在此通过参引并入到本文中。


[0003]本
涉及用于对施加至基板、比如木材基板的湿涂层的膜进行固化的系统和方法，所述湿涂层比如为水基涂层或溶剂基涂层。更具体地，本
涉及使用气体催化式红外辐射系统对施加至基板的湿涂层的膜进行固化的系统和方法。

技术介绍

[0004]已知的是使用电红外辐射来加速施加至基板、比如金属基板的涂层或粉末、比如涂料的膜的固化。红外能量是一种辐射形式，在电磁光谱中红外能量介于可见光与微波之间。正如其他形式的电磁能那样，红外线以波的形式传播，并且在波长、频率和能级之间存在已知的关系。也就是说，能量(即温度)随着波长的减小而增加。
[0005]与首先对空气进行加热以将能量传递至基板的对流不同，红外能量可以被涂层或粉末直接吸收，这可以防止基板因达到高温而受到损坏。气体催化式红外(IR)系统可以传递中长波辐射，以对施加至基板、例如木材基板的湿涂层进行固化。事实上，气体催化式IR加热器是一种无焰热源，所述气体催化式IR加热器利用化学反应来分解分子并且产生热。在存在催化剂的情况下，当可燃气体(例如，气态烃，比如天然气、丙烷、丁烷等)在氧化剂气体(例如，氧)的存在下产生二氧化碳、水和热时发生催化燃烧。可燃气体的点火温度存在于相当低的温度。因此，燃烧过程中不涉及火焰，并且产生红外波，从而产生辐射热。
[0006]在使用气体催化式红外辐射系统来对施加至基板的湿涂层的膜进行固化方面仍然存在许多挑战。
[0007]鉴于上述情况，需要用于对施加至基板的湿涂层进行固化的系统和方法，该系统和方法将能够克服或至少减少上述现有技术的问题中的一些问题。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是解决上述问题。
[0009]根据总体方面，提供了一种用于对经涂覆的基板的湿涂层进行固化的系统，该系统包括：固化室，固化室构造成对沿着位移轴线移位的经涂覆的基板进行接纳，固化室能够沿着位移轴线被分成至少下述各者：上游固化部分，上游固化部分包括上游催化式红外加热系统，上游催化式红外加热系统用于产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在经涂覆的基板沿着位移轴线移位通过上游固化部分时使湿涂层部分地固化；以及下游固化部分，下游固化部分包括下游催化式红外加热系统，下游催化式红外加热系统用于产生处于
比上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在经涂覆的基板沿着位移轴线移位通过下游固化部分时使湿涂层进一步固化，从而用于产生被固化的涂层；以及通风系统，通风系统具有：入口和出口，通风系统的入口和出口位于上游固化部分和下游固化部分中的一者处；其中，通风系统在上游固化部分和下游固化部分中的对应一者中使在所述对应一者中产生的经加热的空气流均匀化，以及/或者，通风系统使在上游固化部分和下游固化部分中的一者中产生的经加热的空气流从上游固化部分和下游固化部分中的所述一者朝向上游固化部分和下游固化部分中的另一者再循环。
[0010]根据另外的总体方面，提供了用于对经涂覆的基板的湿涂层进行固化的系统，该系统包括：固化室，固化室具有彼此间隔开的固化室入口和固化室出口，并且固化室构造成对沿着位移轴线在固化室入口与固化室出口之间移位的经涂覆的基板进行接纳，固化室能够沿着位移轴线被分成至少下述各者：上游固化部分，上游固化部分包括上游催化式红外加热系统，上游催化式红外加热系统用于产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在经涂覆的基板沿着位移轴线移位通过上游固化部分时使湿涂层部分地固化；以及下游固化部分，下游固化部分包括下游催化式红外加热系统，下游催化式红外加热系统用于产生处于比上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在经涂覆的基板沿着位移轴线移位通过下游固化部分时使湿涂层进一步固化，从而用于产生被固化的涂层；预固化室，预固化室位于固化室上游，并且预固化室包括预固化室出口，预固化室出口以气密的方式流体连接至固化室入口；以及通风系统，通风系统包括流体循环管道，流体循环管道具有：位于预固化室处的入口；以及位于固化室出口处或固化室出口附近的出口；其中，所述通风系统实施下述各项中的至少一者：使预固化室的内部压力降低，以及，在固化室出口处对被固化的经涂覆的基板进行冷却。
[0011]根据另外总体方面，提供了一种用于对经涂覆的基板的湿涂层进行固化的方法，该方法包括：使经涂覆的基板在固化室中沿着位移轴线移位通过上游固化部分、然后通过下游固化部分；在上游固化部分中，使用上游催化式红外加热系统产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在经涂覆的基板移位通过上游固化部分时使湿涂层部分地固化；在下游固化部分中，使用下游催化式红外加热系统产生处于比上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在经涂覆的基板移位通过下游固化部分时使湿涂层进一步固化；以及在上游固化部分和下游固化部分中的至少一者中使在所述至少一者中产生的经加热的空气流进行均匀化，以及/或者，使在上游固化部分和下游固化部分中的一者中产生的经加热的空气流从上游固化部分和下游固化部分中的所述一者朝向上游固化部分和下游固化部分中的另一者再循环。
[0012]根据另外的总体方面，提供了一种用于对经涂覆的木材基板的湿涂层进行固化的系统，该系统包括：固化室，固化室构造成对沿着位移轴线移位的木材基板进行接纳，并且固化室包括：上游固化部分，上游固化部分包括上游催化式红外加热系统，上游催化式红外加热系统用于产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在经涂覆的木材基板移位通过上游固化部分时使湿涂层部分地固化；以及下游固化部分，下游固化部分包括下游催化式红外加热系统，下游催化式红外加热系统用于产生处于比上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在经涂覆的木材基板移位通过下游固化部分使湿涂层进一步固化，从而用于产生被固化的涂层。
[0013]根据另外的总体方面，提供了一种用于对经涂覆的木材基板的湿涂层进行固化的方法，该方法包括：使经涂覆的基板在固化室中沿着位移轴线移位通过上游固化部分、然后通过下游固化部分；在上游固化部分中，使用上游催化式红外加热系统产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在经涂覆的木材基板移位通过上游固化部分时使湿涂层部分地固化；以及在下游固化部分中，使用下游催化式红外加热系统产生处于比上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在经涂覆的木材基板移位通过下游固化部分时使湿涂层进一步固化。
附图说明
[0014]图1是根据第一实施方式的用于对施加至基板的湿涂层进行固化的系统的第一俯视立体图，该系统包括具有多个气体催化式红外加热器的固化室以及位于湿涂层喷涂或刷涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对经涂覆的基板的湿涂层进行固化的系统，所述系统包括：固化室，所述固化室构造成对沿着位移轴线移位的经涂覆的基板进行接纳，所述固化室能够沿着所述位移轴线被分成至少下述各者：上游固化部分，所述上游固化部分包括上游催化式红外加热系统，所述上游催化式红外加热系统用于产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在所述经涂覆的基板沿着所述位移轴线移位通过所述上游固化部分时使所述湿涂层部分地固化；以及下游固化部分，所述下游固化部分包括下游催化式红外加热系统，所述下游催化式红外加热系统用于产生处于比所述上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在所述经涂覆的基板沿着所述位移轴线移位通过所述下游固化部分时使所述湿涂层进一步固化，从而用于产生被固化的涂层；以及通风系统，所述通风系统具有：入口和出口，所述通风系统的所述入口和所述出口位于所述上游固化部分和所述下游固化部分中的一者处；其中，所述通风系统使在所述上游固化部分和所述下游固化部分中的对应一者中产生的经加热的空气流在所述对应一者中均匀化，以及/或者，所述通风系统使在所述上游固化部分和所述下游固化部分中的一者中产生的经加热的空气流从所述上游固化部分和所述下游固化部分中的所述一者朝向所述上游固化部分和所述下游固化部分中的另一者再循环。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述固化室还包括固化室入口、固化室出口和输送器，所述固化室入口与所述固化室出口彼此间隔开，所述输送器用于将所述经涂覆的基板沿着所述位移轴线从所述固化室入口朝向所述固化室出口而被输送通过所述固化室。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述上游红外辐射具有介于约5μm与约10μm之间的波长。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述下游红外辐射具有介于约1μm与约7μm之间的波长。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统，其中，所述上游催化式红外加热系统使用天然气作为可燃物，所述上游辐射强度介于约40,000btu与约70,000btu之间。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统，其中，所述下游催化式红外加热系统使用天然气作为可燃物，所述下游辐射强度介于约24,000btu与约42,000btu之间。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统，其中，所述固化室的所述上游固化部分具有上游表面积，以及所述上游催化式红外加热系统包括上游发射表面，所述上游发射表面介于所述上游表面积的约30％与约100％之间。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的系统，其中，所述固化室的所述下游固化部分具有下游表面积，以及所述下游催化式红外加热系统包括下游发射表面，所述下游发射表面介于所述下游表面积的约30％与约100％之间。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的系统，还包括加热系统控制器组件，所述加热系统控制器组件操作性地联接至所述上游催化式红外加热系统和所述下游催化式红外加热系统中的至少一者，以对所述上游辐射强度和所述下游辐射强度中的对应一者进行控制。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括上游温度感测装置，所述上游温度感测装置位于所述上游固化部分中，以对移位通过所述上游固化部分的所述湿涂层的上游温度进行测量。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述上游温度感测装置操作性地联接至所述加热系统控制器组件。12.根据权利要求10或11所述的系统，还包括下游温度感测装置，所述下游温度感测装置位于所述下游固化部分中，以对移位通过所述下游固化部分的所述湿涂层的下游温度进行测量。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述下游温度感测装置操作性地联接至所述加热系统控制器组件。14.根据权利要求13所述的系统，还包括固化系统控制器，所述固化系统控制器操作性地联接至所述加热系统控制器组件以及所述上游温度感测装置和所述下游温度感测装置，以用于根据所述上游温度的测量值和下游温度的测量值对所述加热系统控制器组件进行控制。15.根据权利要求1至14中的任一项所述的系统，其中，所述上游催化式红外加热系统和所述下游催化式红外加热系统中的至少一者包括间隔开的多个气体催化式红外加热器。16.根据权利要求1至15中的任一项所述的系统，其中，所述通风系统包括至少一个交叉再循环管道，所述至少一个交叉再循环管道具有入口和出口，所述交叉再循环管道的所述入口和所述出口位于所述上游固化部分和所述下游固化部分中的一者处，以用于使在所述上游固化部分和所述下游固化部分中的对应一者中产生的经加热的空气流均匀化。17.根据权利要求1至16中的任一项所述的系统，其中，所述通风系统包括至少一个交叉再循环管道，所述交叉再循环管道具有位于所述下游固化部分处的入口和位于所述上游固化部分处的出口，以用于使在所述下游固化部分中产生的经加热的空气流朝向所述上游固化部分再循环。18.根据权利要求1至17中的任一项所述的系统，其中，所述通风系统包括排放管道，所述排放管道具有位于所述上游固化部分和所述下游固化部分中的一者处的入口和用于将空气从所述固化室排出的出口。19.根据权利要求1至18中的任一项和权利要求2所述的系统，还包括位于所述固化室上游的预固化室，所述预固化室包括以气密的方式流体连接至所述固化室入口的预固化室出口。20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述预固化室包括空气流入口和过滤系统，所述空气流入口用于使环境空气流动通过所述空气流入口，所述过滤系统位于所述气流入口处以用于对所述环境空气进行过滤。21.根据权利要求19或20所述的系统，其中，所述预固化室内的压力大致为零。22.根据权利要求19至21中的任一项所述的系统，其中，所述通风系统包括冷却管道，所述冷却管道包括位于所述预固化室处的冷却管道入口和位于所述固化室出口处或所述固化室出口附近的冷却管道出口，以用于对被固化的经涂覆的基板进行冷却。23.根据权利要求19至22中的任一项所述的系统，还包括位于所述预固化室上游的湿涂层喷涂或刷涂设备，所述预固化室、所述固化室和所述湿涂层喷涂或刷涂设备以环境气
密的方式构造，使得所述经涂覆的基板能够在不与所述固化室周围的环境空气接触的情况下被提供至所述固化室。24.根据权利要求1至23中的任一项所述的系统，其中，所述固化室还能够沿着所述位移轴线被分成布置在所述上游固化部分与所述下游固化部分之间的中间固化部分，所述中间固化部分包括中间催化式红外加热系统，所述中间催化式红外加热系统用于产生处于比所述上游辐射强度低但比所述下游辐射强度高的中间辐射强度的中间红外辐射，以在所述经涂覆的基板移位通过所述中间固化部分时使所述湿涂层部分地固化。25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述中间固化部分直接连接至所述上游固化部分和所述下游固化部分中的至少一者。26.根据权利要求24或25所述的系统，其中，所述中间红外辐射具有介于约1μm与约7μm之间的波长。27.根据权利要求24至26中的任一项所述的系统，其中，所述中间催化式红外加热系统使用天然气作为可燃物，所述中间辐射强度介于约28,000btu与约49,000btu之间。28.根据权利要求24至27中的任一项所述的系统，其中，所述固化室的所述中间固化部分具有中间表面积，以及所述中间催化式红外加热系统包括中间发射表面，所述中间发射表面介于所述中间表面积的约30％与约100％之间。29.根据权利要求24至28中的任一项所述的系统，其中，所述中间固化部分与所述上游固化部分和所述下游固化部分中的至少一者至少部分地分隔开。30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述固化室还包括第一分隔件，以将所述上游固化部分的上部部分与所述中间固化部分的上部部分部分地分隔开。31.根据权利要求30所述的系统，其中，所述固化室还包括第二分隔件，以将所述中间固化部分的所述上部部分与所述下游固化部分的上部部分部分地分隔开。32.根据权利要求17和权利要求24至31中的任一项所述的系统，其中，所述至少一个交叉再循环管道包括：第一交叉再循环管道，所述第一交叉再循环管道具有位于所述下游固化部分处的入口和位于所述中间固化部分处的出口，以用于使在所述下游固化部分中产生的经加热的空气流朝向所述中间固化部分再循环；以及第二交叉再循环管道，所述第二交叉再循环管道具有位于所述中间固化部分处的入口和位于所述上游固化部分处的出口，以用于使在所述中间固化部分中产生的经加热的空气流朝向所述上游固化部分再循环。33.根据权利要求1至32中的任一项所述的系统，其中，所述固化室的内部容积介于约5m3与约1000m3之间。34.一种用于对经涂覆的基板的湿涂层进行固化的系统，所述系统包括：固化室，所述固化室具有彼此间隔开的固化室入口和固化室出口，并且所述固化室构造成对沿着位移轴线在所述固化室入口与所述固化室出口之间移位的所述经涂覆的基板进行接纳，所述固化室能够沿着所述位移轴线被分成至少下述各者：上游固化部分，所述上游固化部分包括上游催化式红外加热系统，所述上游催化式红外加热系统用于产生处于上游辐射强度的上游红外辐射，以在所述经涂覆的基板沿着所述位移轴线移位通过所述上游固化部分时使所述湿涂层部分地固化；以及
下游固化部分，所述下游固化部分包括下游催化式红外加热系统，下游催化式红外加热系统用于产生处于比所述上游辐射强度低的下游辐射强度的下游红外辐射，以在所述经涂覆的基板沿着所述位移轴线移位通过所述下游固化部分时使所述湿涂层进一步固化，从而用于产生被固化的涂层；预固化室，所述预固化室位于所述固化室上游，并且所述预固化室包括预固化室出口，所述预固化室出口以气密的方式流体连接至所述固化室入口；以及通风系统，所述通风系统包括流体循环管道，所述流体循环管道具有：位于所述预固化室处的入口；以及位于所述固化室出口处或所述固化室出口附近的出口；其中，所述通风系统使所述预固化室的内部压力降低，以及/或者，所述通风系统在所述固化室出口处对被固化的所述经涂覆的基板进行冷却。35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述预固化室包括空气流入口和过滤系统，所述空气流入口用于使环境空气流动通过所述空气流入口，所述过滤系统位于所述空气流入口处以用于对所述环境空气进行过滤。36.根据权利要求34或35所述的系统，其中，所述预固化室内的压力大致为零。37.根据权利要求34至36中的任一项所述的系统，还包括位于所述预固化室上游的湿涂层喷涂或刷涂设备，所述预固化室、所述固化室和所述湿涂层喷涂或刷涂设备以环境气密的方式构造，使得所述经涂覆的基板能够在不与所述固化室周围的环境空气接触的情况下被提供至所述固化室。38.根据权利要求34至37中的任一项所述的系统，其中，所述通风系统包括至少一个交叉再循环管道，所述至少一个交叉再循环管道具有入口和出口，所述至少一个交叉再循环管道的所述入口和所述出口位于所述上游固化部分和所述下游固化部分中的一者处，以用于使在所述上游固化部分和所述下游固化部分中的对应一者中产生的经加热的空气流均匀化。39.根据权利要求38所述的系统，其中，所述通风系统包括至少一个交叉再循环管道，所述交叉再循环管道具有位于所述下游固化部分处的入口和位于所述上游固化部分处的出口，以用于使在所述下游固化部分中产生的经加热的空气流朝向所述上游固化部分再循环。40.根据权利要求34至39中的任一项所述的系统，其中，所述通风系统包括至少一个排放管道，所述排放管道具有位于所述上游固化部分和所述下游固化部分中的一者处的入口和用于将空气从所述固化室排出的出口。41.根据权利要求34至40中的任一项所述的系统，还包括输送器，所述输送器用于将所述经涂覆的基板沿着所述位移轴线从所述固化室入口朝向所述固化室出口而被输送通过所述固化室。42.根据权利要求34至41中的任一项所述的系统，其中，所述上游红外辐射具有介于约5μm与约10μm之间的波长。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：阿约特科技燃气公司，
类型：发明
国别省市：