(57)【要約】本発明は、極めて高品質な皮膜を得ることができ、重合時間を著しく低減させることができる、基板に塗布された重合可能な皮膜を光重合する方法および前記方法を実施する装置に関し、前記方法は、基本的に、基板に堆積した皮膜を前記基板の表面２３の側に配置された少なくとも１つの短波長赤外線発生器２２ａと少なくとも１つの中波長赤外線発生器２２ｂから放出される異なる波長を有する赤外線に少なくとも２回迅速に同時または連続的に露光させることを特徴としており、本発明は、木材、金属、合成または複合材料、またはそれらの混合物からなる工業用品および／または家庭用品を被覆するのに有用である。
2005526592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２３）の少なくとも１つの表面上の皮膜を光重合する方法であって、前記基板（２３）に塗布された前記皮膜には少なくとも１つの短波長または中波長を有する赤外線による第１露光が施される方法において、前記皮膜には少なくとも１つの中波長または短波長を有する赤外線による第２露光が施され、前記短波長または中波長赤外線は前記基板（２３）の前記表面の側に配置された短波長赤外線発生器（２２ａ）および中波長赤外線発生器（２２ｂ）から放出されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１露光は短波長を有する赤外線によってなされ、前記第２露光は中波長を有する赤外線によってなされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの追加的な露光が中波長赤外線発生器（２２ｂ）によってなされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各露光は、前記皮膜の瞬時の温度に応じて、その出力および／または時間が調節されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１露光および第２露光は同時になされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１露光および第２露光は、各露光の持続時間が３０秒未満、好ましくは、５秒未満であるように、連続的になされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板（２３）は、所定経路に沿って前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）に対して相対的に移動し、および／または前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は所定経路に沿って前記基板（２３）に対して相対的に移動することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
一連の露光順列の処理を行い、各露光順列は少なくとも前記第１露光および第２露光を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板（２３）と前記皮膜との間の界面の温度上昇は、前記基板（２３）の前記１つの表面に対して変動する曲線に応じてなされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
発光ピークの波長が０．４から１．４μｍの範囲内、好ましくは、略１μｍである少なくとも短波長赤外線と、発光ピークの波長が１．４から３μｍの範囲内、好ましくは、略１．７μｍである少なくとも中波長赤外線が用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
弱い熱慣性と１秒未満の発光および消光開始時間によって特徴付けられる高速赤外線発生器（２２ａ，２２ｂ）が用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
紫外線が前記短波長および中波長赤外線と組合せて用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
基板（２３）の少なくとも１つの表面に塗布された皮膜を光重合する装置（２０、２００）であって、少なくとも１つのフレーム（２１０）と、短波長赤外線発生器（２２ａ）または中波長赤外線発生器（２２ｂ）が取り付けられた少なくとも１つの前記皮膜のための第１露光区域（Ａ１）を備える装置において、中波長赤外線発生器（２２ｂ）または短波長赤外線発生器（２２ａ）が取り付けられた少なくとも１つの第２露光区域（Ａ２）を備え、前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および中波長赤外線発生器（２２ｂ）は前記基板（２３）の前記表面の側に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記第１露光区域（Ａ１）には前記短波長赤外線発生器（２２ａ）が取り付けられ、前記第２露光区域（Ａ２）には前記中波長赤外線発生器（２２ｂ）が取り付けられていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの付加的な中波長赤外線発生器（２２ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は、前記皮膜の瞬時の温度に応じて、その出力および／または時間が調整可能であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は、前記露光区域（Ａ１，Ａ２）が少なくとも部分的に重なるように配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記基板（２３）を所定経路に沿って前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）に対して相対的に移動させ、および／または前記短波長赤外線発生器（２２ａ）を所定経路に沿って前記基板（２３）に対して相対的に移動させるように構成された運搬手段（２３０ａ）を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外発生器（２２ｂ）は、グループ化して配置され、各グループは、少なくとも１つの短波長赤外線発生器（２２ａ）および少なくとも１つの中波長赤外線発生器（２２ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は、前記フレーム（２１０）に対して平行に移動できるように取り付けられ、かつ前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）と前記基板（２３）の前記表面との間の露光距離を調整するように構成された駆動手段（２４０）に接続されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
同一の基板（２３）の２つの対向する表面に塗布された少なくとも１つの皮膜を重合するように構成され、前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は前記基板（２３）の各側に配置され、前記２つの対向する表面上の前記皮膜を露光するようになっていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は、少なくとも１つのガントリー（２４１）に取り付けられ、前記ガントリー（２４１）は、前記フレーム（２１０）に吊り下げられ、かつ前記フレーム（２１０）に固定された少なくとも１つのガイドレール（２１１）に沿って移動可能な少なくとも１つのキャリッジ（２４２）によって支持され、前記駆動手段（２４０）は、少なくとも１つのアクチュエータ（２４３）と、前記アクチュエータ（２４３）と前記キャリッジ（２４２）との間に配置される１つの変速機（２４４）を備えていることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）は、軸（Ｄ）を中心として前記フレーム（２１０）に対して回転可能に取り付けられ、かつ前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）を同時にまたは独立して回転させて前記基板（２３）の前記表面に対する露光角度を調整するように構成された旋回手段（２５０）に接続されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項２４】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）の各々は、前記旋回手段（２５０）に連結されるカセット（２２１）内に配置され、前記カセット（２２１）は、前記ガントリー（２４１）に互いに隣接して取り付けられていることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
各カセット（２２１）は、少なくとも１つの反射鏡（２２４）が取り付けられる略円筒状の管体（２２３）を備え、前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および／または中波長赤外線発生器（２２ｂ）を形成する少なくとも１つの放射管（２２５）は、前記反射鏡（２２４）の前方に配置されていることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記カセット（２２１）は中空であって、冷却空気回路（２６０）が内部を貫通していることを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および中波長赤外線発生器（２２ｂ）と組合せて用いられる紫外線発生器を備えていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項２８】
前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および中波長赤外線発生器（２２ｂ）によって画成される前記露光区域（Ａ１，Ａ２）の少なくとも１つの横方向一端に配置される少なくとも１つの短波長赤外線および／または中波長赤外線の補助発生器（２２２）を備え、前記補助発生器（２２２）は、前記旋回手段に接続されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項２９】
前記基板（２３）の形状と寸法および重合される皮膜の層の厚みと性質に応じて、前記短波長赤外線発生器（２２ａ）および中波長赤外線発生器（２２ｂ）、前記駆動手段（２４０）および前記旋回手段（２５０）を自動的に制御するように構成された少なくとも１つのコンピュータ化された管理ユニットを備えていることを特徴とする、請求項１３ないし２８のいずれか１つに記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの表面が少なくとも１つの重合された皮膜によって被覆されている基板（２３）によって構成される製品において、前記基板（２３）は請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の方法によって得られることを特徴とする製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の少なくとも１つの表面に塗布された皮膜を光重合する方法であって、基板に塗布された皮膜に少なくとも短波長または中波長を有する赤外線による第１露光を施すことを特徴とする方法に関する。
【０００２】
当該皮膜は、例えば、塗料、ワニス、粉状および／または液状のプラスチック皮膜である。
【０００３】
また、本発明は、上記の方法を実施する装置であって、少なくとも１つのフレームと、短波長赤外線発生器または中波長赤外線発生器が取り付けられた少なくとも１つの皮膜のための第１露光区域からなる装置に関する。
【０００４】
また、本発明は、少なくとも１つの表面が少なくとも１つの重合皮膜によって被覆された基板から構成される製品に関する。
【０００５】
以下の本文において、短波長赤外線および中波長赤外線は、それぞれ、最大ピーク発光が１．４μｍ未満および１．４から３μｍの範囲内にある赤外線を指すものとする。
【背景技術】
【０００６】
従来の方法
公知の重合方法は一般的に熱風炉内での処理に基づいている。この場合、加熱は遅く、非常に長い重合時間を必要とする。何故なら、加熱は一般的に重合される皮膜の内層が乾燥する前に皮膜の表面に乾燥膜をもたらすからである。換言すれば、内層を乾燥させるために、皮膜の表面を過熱しがちであり、膨れおよび／または焼き過ぎるおそれがある。
【０００７】
他のさらに一層頻繁に用いられている光重合法は、皮膜の重合を皮膜の厚みの全体にわたって乾燥させるために、皮膜層に浸透する短波長および中波長赤外線によって行う方法である。しかし、この方法は調整が難しく、焼きすぎまたは許容できないミカン皮の外観を生じるおそれがある。その理由は、現在の装置では、予備加熱を短波長および／または中波長スペクトルによって行うが、最終的な加熱は熱風によって行うからである。
【０００８】
他の提案によれば、皮膜の重合の連鎖反応を開始するために、紫外線発生器が光重合開始剤を含む皮膜と組合せて用いられる。光重合開始剤は光線のエネルギーを捕獲し、そのエネルギーを皮膜内に含まれるオリゴマに伝達している。このように、これらの光重合開始剤は低温での光重合を可能とするものである。それにも拘らず、良好な重合を得るために、皮膜の厚みは制限されねばならない。さらに、これらの特殊な皮膜はコストが高く、この方法を実施するのに費用が掛かってしまう。
【０００９】
これらの問題を解消するために、工業界では他の解決策が求められている。
【００１０】
例えば、特許文献１に記載されている方法は、自動車の車体部品の粉体塗装を実施する技術に関するものである。この方法において、水溶液内の顔料から得られる塗料は、加熱のみによって、または加熱および化学線によって重合されている。
【００１１】
特許文献２に記載されている方法は、連続的または同時に放射される近赤外線と紫外線および／または電子線によって塗料の重合を実施する技術に関するものである。すなわち、近赤外線によって塗料を予熱し、次いで、その塗料を紫外線によって重合している。この方法は、紫外線に鋭敏なコストの高い特殊な塗料と樹脂を必要としている。
【００１２】
特許文献３に記載されている重合方法は、赤外線、特に同一波長の近赤外線を用いることによって実施されている。近赤外線を用いることによって、非常に高い放射出力を有するが、特に感熱基板の場合、調整が特に困難である。
【００１３】
最後に、特許文献４に記載されている他の方法は、処理される表面を赤外線部分を発光スペクトル内に含む紫外線源によって露光させ、紫外線放射と赤外線放射を選択的に生じさせるために紫外線フィルタと赤外線フィルタを紫外線または赤外線放射源と処理される表面間に交互に介在させている。しかし、これらのフィルタの介在は、エネルギーの効率を制限することになる。
【００１４】
これらの公知の方法はいずれも、おおよそ、実験的な規模において光重合に必要なエネルギーを種々の放射線によって付与している。しかし、最適な重合は、塗料の層の最内側への温度の分布を正確かつ精緻に制御することによって得られるものである。
【００１５】
結果的に、前述の方法によれば、塗料層は中程度の品質しか得ることができず、あるいは好ましくない品質の場合もあり、さらに露光時間が長く、装置の生産性に悪影響を与えることになる。また、これらの方法は複雑な形状の基板を処理できず、異なる形状の一連の基板も処理することができない。従って、上記の方法は限られた用途に適用できるに過ぎない。
【００１６】
【特許文献１】国際公開第０１／６２４０１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第０１／６４７９４号パンフレット
【特許文献３】国際公開第０２／１１９０３号パンフレット
【特許文献４】国際公開第００／３５５９７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、重合時間を著しく低減し、複雑な形状の基板を処理し、異なる形状を有する一連の基板を連続的に処理し、得られた塗料の施された基板の品質を著しく改善することができる、基板に塗布された塗料層を重合する方法、およびこの方法を簡単かつ経済的に実施する装置を提供することによって、前述の問題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的は、序文において特定された方法であって、皮膜は少なくとも１つの中波長または短波長を有する赤外線による第２露光が施され、短波長および中波長赤外線は前記基板の表面の側に配置された短波長赤外発生器および中波長赤外線発生器から放出されることを特徴とする方法によって実施されることにある。
【００１９】
好ましくは、第１露光は短波長を有する赤外線によってなされ、第２露光は中波長を有する赤外線によってなされるとよい。
【００２０】
好ましくは、各露光は、皮膜の瞬時の温度に応じて、その出力および／または時間が調節されるとよい。
【００２１】
必要に応じて、前記第１露光および第２露光は同時に、または各露光の持続時間が３０秒未満、好ましくは、５秒未満であるように連続的になされるとよい。また、少なくとも１つの追加的な中波長赤外線による露光がなされてもよい。
【００２２】
有利には、基板は所定経路に沿って短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器に対して相対的に移動し、および／または短波長赤外線発生器および中波長赤外線発生器は所定経路に沿って基板に対して相対的に移動するとよい。
【００２３】
有利には、一組の露光順列の処理を行い、各露光順列は少なくとも第１露光および第２露光を含むとよい。
【００２４】
短波長および中波長赤外線を同時および／または連続的に用いることによって、基板と皮膜との間の界面の温度を基板の１つの表面に対して変動する曲線に応じて上昇させることが可能となる。
【００２５】
好ましくは、弱い熱慣性と１秒未満の発光または消光開始時間によって特徴付けられる高速赤外線発生器が用いられるとよい。また、短波長赤外線は０．４から１．４μｍの範囲内、好ましくは、略１μｍの発光ピーク波長を有し、中波長赤外線は１．４から３μｍの範囲内、好ましくは、略１．７μｍの発光ピーク波長を有するとよい。
【００２６】
変更例によれば、紫外線が前記短波長および中波長赤外線と組合せて用いられてもよい。
【００２７】
この目的は、序文によって特定された装置によって達成され、該装置は中波長赤外発生器および短波長赤外線発生器が取り付けられた少なくとも１つの第２露光区域を備えており、短波長赤外線発生器および中波長赤外線発生器は基板の表面の側に配置されている。
【００２８】
有利には、第１露光区域には短波長赤外線発生器が取り付けられ、第２露光区域には中波長赤外線発生器が取り付けられているとよい。
【００２９】
好ましくは、装置は少なくとも１つの追加的な中波長赤外線発生器を備えているとよい。
【００３０】
好ましい一実施態様によれば、短波長赤外線発生器または中波長赤外線発生器は、皮膜の瞬時の温度に応じて、その出力および／または時間が調整可能であり、露光区域が少なくとも部分的に重ねられるように取り付けられているとよい。
【００３１】
好ましくは、装置は、基板を所定経路に沿って短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器に対して相対的に移動し、および／または短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器を所定経路に沿って基板に対して相対的に移動させるように構成された運搬手段を備えているとよい。
【００３２】
有利には、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器は、グループ化して配置されており、各グループは、少なくとも１つの短波長赤外線発生器と、少なくとも１つの中波長赤外線発生器を備えているとよい。
【００３３】
本発明の好ましい一実施態様によれば、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線の発生器は、フレームに対して平行移動可能に取り付けられ、かつ短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器と基板の表面との間の露光距離を調整するように構成された駆動手段に接続されているとよい。
【００３４】
同一基板の２つの対向する表面に塗布された少なくとも１つの皮膜を重合するために、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器は、基板の各側に配置され、２つの対向する面を露光するようになっている。
【００３５】
好ましくは、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器は、少なくとも１つのガントリーに吊り下げられ、ガントリーはフレームに吊り下げられ、かつフレームと一体の少なくとも１つのガイドレールに沿って平行に移動する少なくとも１つの移動可能なキャリッジによって支持されており、駆動手段は、少なくとも１つのアクチュエータと、そのアクチュエータおよびキャリッジの間に配置される１つの変速機を備えているとよい。
【００３６】
また、露光手段は、フレームに対して軸を中心として回動可能に取り付けられ、かつ短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器を同時または独立して回転させて、前記処理される基板の表面に対する露光角度を調整するように構成された旋回機器に接続されているとよい。
【００３７】
好ましい実施態様によれば、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器の各々は、旋回機器に連結されたカセット内に配置され、それらのカセットはガントリーに対して互いに隣接して取り付けられているとよい。
【００３８】
有利には、各カセットは少なくとも１つの反射鏡が取り付けられた略円筒状管体を備え、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器を構成する少なくとも１つの放射管がその反射鏡の前方に配置されているとよい。
【００３９】
さらに、カセットは、冷却用空気回路が内部を横切れるように中空であるとよい。
【００４０】
本発明の他の変更例によれば、露光手段は、前記短波長赤外線発生器および中波長赤外線発生器と組合せて用いられる紫外線発生器を備えているとよい。
【００４１】
好ましい実施態様によれば、装置は、前述の短波長赤外線発生器および中波長赤外線発生器によって画成される少なくとも１つの露光区域の横方向一端に配置された少なくとも１つの短波長赤外線および／または中波長赤外線の補助発生器を備え、補助機器は旋回機器に連結されているとよい。
【００４２】
この装置は、短波長赤外線発生器および／または中波長赤外線発生器、駆動手段、および旋回機器を基板の形状と寸法および重合される塗料層の厚みと性質に応じて自動的に制御する少なくとも１つのコンピュータ化された管理ユニットを備えていると有利である。
【００４３】
また、この目的は、序文によって規定された製品であって、前記方法によって得られることを特徴とする製品によって達成される。
【００４４】
本発明とその利点は、添付の図面と併せて本発明の方法の好ましい実施形態の詳細な説明を参照することによって、より理解されるであろう。ただし、それらの実施形態は単なる例示であって、本発明を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
従来技術の説明
図１は所定の短波長または中波長のいずれかを有する赤外線の発生器を含む単一カセット１１を備えた従来技術による装置１０の概略図である。これらの赤外線は、粉体皮膜または溶液皮膜、例えば、ポリエステル系塗料、ワニス、合成材料からなる皮膜、または重合可能なオリゴマを含む同様の他の皮膜によって予め被覆された基板の被処理面１３に長時間にわたって照射されるようになっている。この方法は、実施に長時間掛かる。さらに、調整が困難であることから、最終的に品質の劣る皮膜、すなわち、不十分に重合されているかまたは過剰に加熱されているために、膨れを生じ、また硬度や寿命が低い皮膜しか得られない。
【００４６】
本発明の説明
図２に示す本発明による装置２０は、異なる波長を有する赤外線発生器、例えば、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂが取り付けられた単一カセット２１を備えている。これら短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂは、好ましくは迅速式で１秒未満の発光および消光開始時間によって特徴付けられる赤外線発生器であるとよい。短波長赤外線の発光ピーク波長は、少なくとも０．４から１．４μｍの範囲内、好ましくは、略１μｍであるとよい。中波長赤外線の発光ピーク波長は、１．４から３μｍの範囲内、好ましくは、略１．７μｍであるとよい。図示の例において、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂはカセット２１内に配置されているが、一変更例として、基板面２３を短波長赤外発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂの前を連続的に通過させて、当該基板面２３を間断なく連続的に露光させてもよい。
【００４７】
あるいは、カセット２１内における短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂの他の種々の配置構造（図示せず）も考えられる。
【００４８】
短波長赤外線および中波長赤外線は基板の被処理表面２３に照射されるようになっている。この表面は予め塗料の層、例えば、短波長または中波長赤外線によって重合可能なオリゴマを含む粉体、溶液、または懸濁状態のポリエステル系などの塗料の層によって被覆されている。短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂの特定の配置によって、短波長赤外線および中波長赤外線は同時にまたは間断なく連続的に照射され、短波長の赤外線によるオリゴマ２４の重合と中波長の赤外線によるオリゴマ２５の重合を同時に行うことが可能である。この場合、後者のオリゴマ２５の重合が前者のオリゴマ２４に閉じ込められることはない。このように、皮膜と表面２３との界面が優先的に加熱され、温度は皮膜の厚み方向において表面に向かって少しずつ上昇することになる。従って、異なる厚みを有する界面部と皮膜に異なる温度曲線が与えられることになる。最終的には極めて高い品質の皮膜、すなわち、硬度が著しく改善され、また処理時間が短縮された皮膜が得られる。処理時間は、従来技術の場合に８から１０分の範囲内であるが、本発明の場合は１から３分の範囲内である。また、本発明の場合、各露光の持続時間は３０秒未満、好ましくは、５秒未満であり、得られた皮膜のブッフホルツ硬度は８０〜９０から１１０までの範囲内にある。
【００４９】
通常、基板２３を移動させ、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂのカセット２１の下方を通過させている。これらの赤外線発生器は、図２において短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂとして説明したのと同じである。これらの赤外線発生器は、さらに紫外線発生器および／または長波長赤外線発生器を備えていてもよい。皮膜の性質と、基板２３および被処理面の性質に応じて、あらゆる組合せが可能である。この表面は、金属、木材、合成材料、複合材料、またはそれらの混合物などであってもよい。勿論、塗料層を施す前に、塗料層の塗布と後続の赤外線による重合を容易かつ改善するために、基板２３に剥離、脱脂、ショットブラスト、サンドブラスト、予熱などとして知られている物理的および／または化学的予備処理を施してもよい。
【００５０】
発明を実施する最良の方法
図３ないし図７は本発明による装置２００の好ましい実施の方法を示している。この装置２００は、フレーム２１０と、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂによって完全に画成された露光区域Ａ１，Ａ２を備える赤外線炉である。なお、露光区域Ａ１，Ａ２は、少なくとも部分的に重なっていなければならない。また、装置２００は、前記露光区域Ａに沿った所定経路において基板２３を運搬するように構成された運搬手段２３０も備えている。この装置２００は吊り下げられている点に特徴がある。実際、フレーム２１０は、例えば天井に取り付けられたガイドレール２１１を備えており、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂを保持することが可能となっている。具体的には、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂは２枚のパネル２２０ａおよび２２０ｂの各々の形態に配置され、各パネルは装置２００（図３を参照）の中央面Ｂを中心とする各側において基板２３の経路に対応して垂直に吊り下げられている。また、基板２３は、例えば天井の面Ｂに取り付けられた移送レール２３１に垂直に吊り下げられている。後述するように、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂは、処理される基板２３の形状に合わせて露光距離を調整するために、面Ｂと直交する軸Ｃ（図３を参照）に平行に移動できるように取り付けられている。
【００５１】
図４を参照すると、パネル２２０ａ，２２０ｂの各々は一連の互いに隣接するカセット２２１を備えている。カセット２２１は、基板２３の各側を高さの全体にわたって照射できるように、略垂直方向、すなわち、基板２３の走行方向と略直交する方向に延在している。図示の例において、これらのパネル２２０ａ，２２０ｂは、補助カセット２２２も備えている。基板２３の上下領域を照射するために、これらの補助カセット２２２は各側に配置される一連のカセット２２１の上側と底側に配置され、長手方向、すなわち、基板２３の走行方向と略平行に延在している。
【００５２】
図示の例において、各カセット２２１は一連の、例えば、４つの同一波長の赤外線発生器、例えば、短波長赤外線発生器２２ａまたは中波長赤外線発生器２２ｂのいずれかを含んでいる。異なる波長の赤外線発生器からなるカセット２２１が基板２３の走行方向に沿って交互に配置される。
【００５３】
他の図示しない変更例において、各カセットは異なる波長の赤外線発生器を備えていてもよい。
【００５４】
図４において、左から見て、最初のカセット２２１は短波長赤外線発生器２２ａ（ＩＲ短）を備え、これに続く２つのカセット２２１は、各々、中波長赤外線発生器２２ｂ（ＩＲ中）を備えている。この３つのカセット２２１からなるグループは、同じ順序で三回繰り返される。従って、パネル２２０ａ，２２０ｂの各々は総計１２のカセット２２１を備えていることになる。このように、３つのカセット２２１からなる各グループは、１つの短波長赤外線の露光とそれに続く２つの中波長赤外線の露光からなる１つの露光順列を画成している。この露光順列は、通過する基板２３上に連続的かつ迅速に繰り返されている。他の繰り返し露光順列を画成するために、他の配置も考えられる。
【００５５】
図４において、左から見て、補助カセット２２２は、１つの短波長赤外線発生器２２ａ（ＩＲ短）と、２つの中波長赤外線発生器（ＩＲ中）２２ｂと、１つの短波長赤外線発生器２２ａ（ＩＲ短）を横一列に備えている。他の配置も考えられる。
【００５６】
これらのパネル２２０ａ，２２０ｂは、面Ｂと略直交する軸Ｃ（図３を参照）と平行に移動できるように取り付けられ、処理される基板２３の形状に合わせて、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂと基板２３との間の露光距離を調整することができる駆動手段２４０に接続されている。軸Ｃは他の適切な方位であってもよい。パネル２２０ａ，２２０ｂの各々を形成するカセット２２１，２２２は、前記フレーム２１０から吊り下げられたガントリー２４１に取り付けられている。ガントリー２４１は、ガイドレール２１１に沿って平行移動可能なキャリッジ２４２によって支持されている。図示の例において、駆動手段２４０は、チェーン変速機とチェーンホィール２４４によってキャリッジ２４２の移動を制御するハンドル２４３として例示されるアクチュエータを備えている。これは、勿論、原動機またはネジによって手動でまたは自動的に制御されるラック／ピニオン、プーリ／ベルトなどからなるシステムのような公知のあらゆる機構の一例に過ぎない。２つのパネル２２０ａ，２２０ｂの駆動手段２４０は、同時に逆方向に移動するように駆動手段２４０に連結されるとよい。パネル２２０ａ，２２０ｂは互いに独立して移動するように構成されていてもよい。自動化モードにおいて、露光区域Ａの幅は、炉に入る前に例えばスキャナによって検出される基板２３の形状に適合されている。すなわち、比較的狭い基板２３の場合、パネル２２０ａ，２２０ｂはより近接され、より嵩張った基板２３の場合、２つのパネル２２０ａ，２２０ｂは基板２３の最大幅を基準としてより離間するように移動させられるようになっている。露光距離は通常２ｃｍから１５０ｃｍの範囲内の値であり、この露光距離は短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂから放射される光束と関連し、また基板２３の短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂに対する相対的な移動速度と関連している。
【００５７】
図示しない変更例によれば、短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２ｂの各々は、他の短波長赤外線発生器２２ａおよび中波長赤外線発生器２２を支持する他のキャリッジに対して独立して移動可能なキャリッジと一体化されているとよい。同様に、本装置は、いくつかの互いに独立した固定ガントリーまたは可動ガントリーを備えていてもよい。
【００５８】
露光距離は一定であってもよいし、または可変かつ露光中に調整可能であってもよい。
【００５９】
図示しない変更例によれば、基板が固定され、露光パネルが所定の経路に沿って移動するように構成されていてもよい。
【００６０】
図６を参照すると、カセット２２１，２２２の各々は、図示するように、放物線状の反射鏡２２４によって閉鎖された長手方向に延在する開口を有する略円筒状の管体２２３を備え、赤外線の放射管２２５がその反射鏡２２４の前に配置されている。反射鏡２２４は、外郭２２６によって管体２２３に取り付けられる。外郭２２６は反射鏡２２４の周溝内に配置され、ネジ、リベット、溶接、または他の同様の方法によって管体２２３に取り付けられている。反射鏡２２４および放射管２２５は、前記赤外線発生器２２ａ，２２ｂを構成している。この反射鏡２２４は放射管２２５の前方に配置されたフィン２２７を備えるとよい。これらのフィン２２７は、重合中に放射管２２５を塗料層から離脱した溶媒から保護するために、空気クッションを放射管２２５の前方に生成する役割を果たすものである。
【００６１】
カセット２２１，２２２の各々の管体２２３は中空なので、放射管２２５から放出された熱量を排気し、放射管の過熱と亀裂のおそれを回避すべく、空気循環させることが可能である。このため、装置２００は、パイプ２６２と調整弁２６３を介して、外気をカセット２２１，２２２に吹き込むファン２６１を有する空気回路２６０を備えている。
【００６２】
装置２００は、重合中に塗料から放出された溶媒に混合されている高温の大気を排気して爆発のおそれを回避すべく、上部に空気抽出器（図示せず）をさらに備えている。この空気抽出器は、その釣り合いを維持するために炉の内側に対称的に配置されている。
【００６３】
また、露光手段２２０も回動可能に構成されている。このため、カセット２２１，２２２の各々はガントリー２４１に回動可能に取り付けられ、露光角度を処理される基板２３に対して調整できるように構成された方向付け手段２５０に接続されている。カセット２２１は、基板２３の走行方向と略直交する軸Ｄを中心として回動可能であり、カセット２２２は基板２３の走行方向と略平行の軸Ｅを中心として回動可能である。これらカセット２２２の回転は、単純なハンドルによって手動で行われるか、あるいは原動機またはネジによって自動的に行われるとよい。
【００６４】
図７Ａおよび図７Ｂは、方向付け手段２５０を実施する方法を示している。パネル２２０ａまたは２２０ｂにおけるカセット２２１は、ハンドル２５２の形式で例示されるアクチュエータにて制御される一連のリンクロッド２５１により相互接続されている。勿論、これは原動機またはネジによって手動または自動的に制御されるラック／ピニオン、プーリ／ベルト、ギアなどからなるシステムのような公知のあらゆる機構の中の一例に過ぎない。各カセット２２１の回転の制御は、例えば、容易にプログラム化できる原動機によって順次行うことも可能である。
【００６５】
円筒状のカセット２２１は、互いに回動可能である機能を維持しながら、互いに接続して配置されていると有利である。カセット２２１を隣接させることによって、赤外線がカセット２２１間を通過し、炉の外壁を加熱し、重大なエネルギー損失や著しい出力損失をもたらすのを防ぐことが可能となっている。
【００６６】
装置２００は、炉の作動パラメータ（基板２３の走行、冷却回路および抽気回路など）を管理および制御し、基板２３の形状と寸法および重合される塗料の層の形状に合わせて露光手段２２０、駆動手段２４０、および旋回手段２５０を自動的に制御するように構成されたプログラム可能なコンピュータ管理ユニットを備えている。この装置２００は、露光手段２２０のパネル２２０ａ，２２０ｂの片方または両方を選択することによって、基板２３の片面または両面のいずれかに塗料の層が塗布されても、その塗料の層を重合することが可能である。
【００６７】
前述したような装置２００の特定の構成によって、絶縁を必要とせず、処理される基板２３の形状に合わせて幾何学的形状を異ならせ、その結果、構造の系列を迅速に変化させることが可能で、非常に融通性の高い、極めて小型の炉を得ることが可能となる。前述したような露光手段２２０は、個別に出力および／または時間を制御でき、大きな融通性と最適な処理品質を得ることが可能である。さらに吊り下げられているので、タイル床を有するクリーンルームに設置された場合、床の清掃を容易に行うことが可能となる。
【００６８】
この装置２００は、その装置内を通過する基板２３の少なくとも１つの表面上の塗料の層に対して本発明による光重合方法を実施するのに用いることが可能である。この方法では、塗料の層に基板２３の走行方向に対して連続的に配置された２つの独立した赤外線発生器から放射される異なる波長の赤外線による少なくとも２つの露光を施している。ここで、第１露光は短波長赤外線発生器２２ａによってなされ、第２露光は中波長赤外線発生器２２ｂによってなされ、両方の赤外線発生器は処理される表面の側に配置されている。短波長赤外線発生器２２ａの短波長赤外線は、塗料の層を通過し、基板表面と塗料の層との界面を１００から３００℃の範囲の温度、好ましくは、用いる皮膜の種類によって略１９０℃に優先的に加熱している。中波長赤外線発生器２２ｂは、重合される塗料に適合するスペクトルの波長を有する中波長赤外線を塗料の層の内側に浸透させ、５０から９０℃の範囲内、好ましくは、略６０℃の外面の温度を得るために、界面から外面に温度を徐々に高めている。
【００６９】
これらの露光は、同時にまたは非常に短時間の間をおいて連続的に行われている。重合される塗料の層が基板の２つの対向する表面に施された場合、赤外線発生器２２ａ，２２ｂは基板２３のそれぞれの側に配置されることになる。
【００７０】
重合の方法を前述したのと別の装置によって実施してもよいことは明らかである。例えば、露光手段２２０は必ずしも吊り下げられる必要はない。同様に、基板２３も必ずしも吊り下げられる必要はない。これらの異なる変更例において、駆動手段２４０および運搬手段２３は、その上下部において、露光パネル２２０ａ，２２０ｂおよび基板２３をそれぞれ案内する必要がある。
【００７１】
処理される表面は、金属、木材、合成または複合材料、またはこれらの材料の混合物などであるとよい。
【００７２】
この方法の原理と用途は、どのような種類の等価の発生器に対しても適用可能である。例えば、この技術に対して特定の修正を行うことによって、ガス発生器を用いることも可能である。
【００７３】
本発明は前述の例に制限されるものではなく、当業者にとって明らかなように、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、あらゆる変形例および変更例にまで拡大することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来例による方法を実施するための装置の概略図である。
【図２】本発明による方法を実施するための装置の概略図である。
【図３】本発明による装置の俯瞰図である。
【図４】図３の装置の露光手段の片側を矢印ＩＶ−ＩＶに沿って示す概略図である。
【図５】図３の装置を矢印Ｖ−Ｖに沿って示す概略断面図である。
【図６】図４の露光手段を形成する赤外線発生器が取り付けられたカセットの拡大断面図である。
【図７Ａ】図４の露光手段を上方から見た部分図である。
【図７Ｂ】図４の露光手段を側方および面側から見た部分図である。
【図１】
2005526592.tif 000003
【図２】
2005526592.tif 000004
【図３】
2005526592.tif 000005
【図４】
2005526592.tif 000006
【図５】
2005526592.tif 000007
【図６】
2005526592.tif 000008
【図７Ａ】
2005526592.tif 000009
【図７Ｂ】
2005526592.tif 000010
【国際調査報告】
2005526592.tif 000011
2005526592.tif 000012
2005526592.tif 000013
2005526592.tif 000014
2005526592.tif 000015
2005526592.tif 000016
2005526592.tif 000017
2005526592.tif 000018