1.紅外線
把人眼睛可見到的光線稱為可見光,它是波長在350~750nm范圍的光線。根據(jù)波長又細(xì)分為紅、橙、黃、綠、藍(lán)綠、藍(lán)、紫七個波段,其中波長zui長的是紅光,波長zui短的是紫光。而人眼看不到的光線中,波長比紅光還長的部分稱為紅外線,它輻射的能量被物體吸收后轉(zhuǎn)變成熱能較多,而波長比紫光還短的稱為紫外線,它輻射的能量被物體吸收后?？杉ぐl(fā)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。紫外線和紅外線又根據(jù)波長范圍分為幾個波段,如波長在4000nm以下的稱為近紅外線,而高于4000nm的稱為中遠(yuǎn)紅外線。雖然所有的物質(zhì)都有吸收紅外線的能力,但每種材料zui易吸收的紅外線波長范圍(稱為光敏感區(qū))并不相同。一般涂料涂膜的紅外線吸收敏感區(qū)在3~10µm的遠(yuǎn)紅外波段,所以用遠(yuǎn)紅外線輻射加熱方式對涂膜的烘干效果zui好。

2.遠(yuǎn)紅外線輻射材料
遠(yuǎn)紅線輻射烘干使用的是輻射率較高,同時輻射峰在遠(yuǎn)紅外區(qū)域的單色光。輻射率較高的無機(jī)材料包括鉻、鈷、錯、包、鈦、援等金屬氧化物,鉻、硅、鈦的碳化物及一些硼化物。將這些材料按比例混合磨細(xì)(有時還進(jìn)行燒結(jié))制成紅外輻射涂料,然后把這類涂料涂覆在輻射器上,裝到烘爐中,通過電能、燃?xì)獾葻嵩磳椛淦骷訜?它就能發(fā)出紅外線輻射,并將涂膜烘干。

3.遠(yuǎn)紅外輻射干燥的優(yōu)勢
物質(zhì)吸收紅外輻射后,輻射能會轉(zhuǎn)變成熱能,使自身的溫度升高,由于不同物質(zhì)對紅外輻射的敏感吸收范圍不同,所以控制好紅外輻射器發(fā)射的紅外線波長范圍在遠(yuǎn)紅外范圍,就有利于涂膜吸收,而使底材不易吸收,被底材反射回來的遠(yuǎn)紅外線在穿過漆膜時又可再次被吸收。遠(yuǎn)紅外輻射干燥與一般加熱烘干的不同之處在于,它只使涂層吸收紅外線能量而升溫固化,而不對被涂工件加熱,這樣就可以大大提高能量.的使用效率,減少了能源的消耗。而且遠(yuǎn)紅外輻射固化時,涂膜是按從內(nèi)到外的順序發(fā)生固化的,內(nèi)層涂膜中的溶劑首先被蒸發(fā)出來,內(nèi)層涂膜固化時,外層還是濕的,當(dāng)外層固化時,整個涂膜中已沒有溶劑存在,所以不會像加熱烘干時那樣,由于外層涂膜首先受熱固化,隨著固化的進(jìn)行,內(nèi)層涂膜中的溶劑必須穿過已經(jīng)部分固化的外層涂膜,才能蒸發(fā)出來,因此出現(xiàn)橘皮、針孔等弊病。

由于用紅外輻射固化形成的涂膜表面平整、光亮,而熱烘干的涂膜表面往往比較粗糙,所以這一優(yōu)勢在裝飾性要求較高的家具、汽車涂裝、修補(bǔ)等行業(yè)表現(xiàn)得更明顯。

4.遠(yuǎn)紅外輻射器的類型
(1)電熱式紅外線輻射器各種利用電能加熱的紅外線輻射器結(jié)構(gòu)
電熱式遠(yuǎn)紅外輻射器可分為旁熱式、直熱式、半導(dǎo)體式三種。旁熱式按外形不同又可分為管狀、燈狀和板狀三種。管狀是在鎳鉻電阻絲外邊涂敷遠(yuǎn)紅外輻射材料制成的。電熱式遠(yuǎn)紅外輻射器都是把電產(chǎn)生的熱能通過直接或間接的方式傳給紅外線輻射層并向外發(fā)射紅外線的,它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、使用電能清潔的優(yōu)點(diǎn),但電能耗費(fèi)較多,適合對外形簡單、膜厚均勻的中小型工件烘干。

(2)燃?xì)馐竭h(yuǎn)紅外輻射器利用燃?xì)?或煤氣)加熱的遠(yuǎn)紅外線輻射器,是利用燃?xì)?煤氣)燃燒時產(chǎn)生的高溫加熱陶瓷或金屬基體及它們表面上的遠(yuǎn)紅外輻射涂層并使它輻射遠(yuǎn)紅外線的。加熱方式分直接加熱和用燃燒后的高熱煙氣在輻射器內(nèi)流動加熱兩種方式。目前使用的新型燃?xì)饧訜徇h(yuǎn)紅外輻射器是一種以天然氣或液化石油氣為能源的催化熱反應(yīng)輻射器(又稱低溫燃燒輻射器無焰燃燒器),是一種更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案。


在反應(yīng)器中有一塊特殊的催化劑板,它能催化燃?xì)馀c氧氣之間的氧化反應(yīng)并把產(chǎn)生的熱能不斷轉(zhuǎn)化成紅外輻射。由于燃燒時溫度在500~600℃左右,輻射的主要是遠(yuǎn)紅外線,而且在反應(yīng)過程中并沒有明火產(chǎn)生。當(dāng)氧氣與燃?xì)獾谋壤线m、溫度適當(dāng)時,催化劑就能催化氧化反應(yīng)發(fā)生。在催化劑板內(nèi)部裝有電阻絲線圈,可把催化劑板加熱到所需溫度并可對催化劑板的溫度進(jìn)行控制。只需通電幾分鐘就可把催化劑板加熱到發(fā)生氧化反應(yīng)所需溫度并自動斷電停止工作。此時打開控制燃?xì)獾碾姶砰y使燃?xì)獾诌_(dá)催化板,并被催化氧化,產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)變成固化涂層的紅外線輻射。這種輻射裝置的zui大特點(diǎn)是沒有火花塞點(diǎn)火器和明火。整個裝置可以自動控制,當(dāng)出現(xiàn)故障,催化板達(dá)不到氧化反應(yīng)所需溫度時,內(nèi)部控制系統(tǒng)就會自動將反應(yīng)器關(guān)閉,停止燃?xì)膺M(jìn)人。當(dāng)電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,整個系統(tǒng)也會自動關(guān)閉。

燃?xì)獾牧髁坑蛇M(jìn)氣口的噴嘴口徑和供氣壓力決定,發(fā)生熱氧化反應(yīng)所需的氧氣來自空氣。為保證進(jìn)入催化板的空氣清潔,不會使催化劑污染中毒,空氣在進(jìn)入前要經(jīng)過認(rèn)真的過濾凈化處理,并用風(fēng)機(jī)等強(qiáng)制送風(fēng)裝置送人催化板附近。為保證空氣過濾器的潔凈,要經(jīng)常進(jìn)行清洗或更換濾芯。空氣是與燃?xì)庠谖那鹄锕苤谢旌虾筮M(jìn)入催化反應(yīng)器的。使用這種催化氧化紅外輻射器的zui大優(yōu)點(diǎn)是安全。在反應(yīng)過程中即使有從涂膜中揮發(fā)的溶劑蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器,也不會引起燃燒,因?yàn)榇呋趸磻?yīng)的速度快,不等揮發(fā)溶劑燃燒就已被催化氧化掉了。使用這種新型的燃?xì)膺h(yuǎn)紅外輻射器可比傳統(tǒng)的燃?xì)饧訜岱绞焦?jié)省90%的燃料,由于用這種方式產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外線波長范圍很窄,所以只對涂膜加熱而工件不會太熱,有利于工人操作,而且固化溫度容易控制,不會造成固化過度,也不會引起漆膜變色。用它烘干溶劑型涂料的濕膜時能將溶劑排除而又不會產(chǎn)生橘皮、針孔等弊病。用它不僅可烘干金屬板上的涂膜,也適合對紡織品、皮革制品等不耐高溫材質(zhì)上的表面涂層進(jìn)行干燥。