专利名称：用氘灯uv辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种关于装饰用封边条表面处理与表面改性的工艺方案，属于机械加工工艺领域。
背景技术：
封边条是以聚氯乙稀为主要原料，加入增塑剂、稳定剂、润滑剂、染料等助剂，一起混炼压制而成的热塑卷材。其表面有木纹、大理石、布纹等花纹、图案同时表面光泽柔和，具有木材的真实感和立体感；具有一定的光洁度和装饰性，具有一定的耐热、耐化学品、耐腐蚀性、表面有一定的硬度。封边条的主要功能是对板材断面进行固封，达到免受环境和使用过程中的不利因素(主要为水分)对板材的破坏，和阻止板材内部的甲醛挥发，同时达到装饰的效果。把封边条和板材粘接起来的常规方法是使用聚氨酯胶体系的热熔胶，这种胶系 价格十分昂贵，也增加了家具的成本。如果粘接前对封边条进行表面处理与表面改性，则能大大提高低能表面基材的粘接能力，从而可以使用普通廉价的热熔胶代替昂贵的聚氨酯胶体系。传统的改进封边条与图层粘接性能的表面处理方法包括机械打磨、擦涂溶剂、酸性或腐蚀性蚀刻后溶剂膨胀和电晕处理。这些处理方法都有局限性，往往适用于这种材料的处理方法并不适用于其他的材料，这就促使人们寻找新的替代的处理方法。准分子激光紫外(UV)辐射提供了一种新的粘接前表面处理和表面改性技术。但是价格很高，以波长为193nm的准分子激光器为例，它工作所需的气体氟化氩价格就很高，而且维护起来也比较麻烦。本专利实质是代替“准分子紫外激光”并在以提高粘接强度为目的，获得小型和价格适度的、工作环境要求不高的UV辐射光表面处理系统。将200-150nm的电磁波定义为远紫外辐射。狭窄波段(200_180nm)是聚合物光化学改性可行和高效的区域；光的能量超过大多数典型的有机聚合物化学键的强度，因此能非常有效地产生光化学反应。几乎所有有机化合物(饱和的脂肪族碳氢化合物和碳氟化合物除外)在这区域内有强的吸收。现已确定，这种辐射在穿透有机聚合物约300nm时吸收强度达到95%。聚合物对光子的吸收遵守比耳定律。结果表明，辐照范围内有大量的化学键断裂。一般地，在这段波长范围内有机分子辐照寿命是兆分之一秒级。聚合物链的键断裂常伴随着再结合过程，因此反应的最后结果是失去小的气体分子(co，co2，H2)和聚合物线型结构的断裂产生的降解。由于空气的存在，氧气捕俘自由基末端，引发氧化产物，进一步光分解而产生较小碎片。延长辐照时间可控制聚合物蚀刻。当光电子以高强度和短周期脉冲传输时，辐照范围内碎片的浓度一般达到很高值，当它超过极限值时，导致碎片自发发射到气相(消融的光分解)。因为短的激光脉冲时间，实际上没有热量流过辐照区域的边界。因而在没有热损害的情况下达到高精度。[0009]准分子紫外激光的粘接前表面处理和表面改性技术的核心参数激光波长和激光能量。激光波长种类170nm，193nm，222nm，248nm，308nm和351nm (—个准分子激光器在
同一时间只能有一种激光峰值波长的种类，波宽很窄)由于200-180nm波段是聚合物光化学改性可行和高效的区域，当193nm激光的能量强度超过6. 6eV时，几乎所有的有机材料的化学键直接发生破坏(有机键能几乎都小于6. 6eV)。如果设计制造出输出波段在200_180nm范围内都有能量强度，能量强度超过
6.6eV的UV辐射光束，就可以获得基于粘接前表面处理和表面改性的UV辐射光束。氘灯输出波段在160-400nm范围内。主要在“紫外分光光度计(从190nm开始)”中用作光源。正因为如此，一般对氘灯输出波长范围理解从190nm开始并相对光强度很弱。主要的问题在于“紫外分光光度计(从190nm开始)”中的光检测器的“响应”范围和强度在190nm处很弱。而不是氘灯输出波段在190nm左右范围内强度很弱(如图I)。通过对有关氘灯输出波段范围的研究文献和在波段200_180nm范围具体定性对氘灯输出的检测，可以证实在波段200-180nm范围氘灯输出能量强度很强。获得了“在波段200_180nm范围具有高能量”的光源。而后通过成熟的“UV分光”，“UV辐射光束整形”和“多束能叠加”等技术，就可以实用新型一种代替“准分子紫外激光”的，小型和价格适度的，粘接前表面处理和表面改性的UV辐射光表面处理系统。。
发明内容本实用新型的目的是，提供一种用氘灯UV辐射光对封边条进行表面处理的工艺装置，从而可以用便宜的氘灯UV辐射光替代昂贵的准分子激光UV辐射光，并达到相同或更好的处理效果。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是方案1，用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，包括氘灯、190-200nm波段的滤光片、操作平台、封边条输送机。根据氘灯的功率、封边条的材质、封边条的移动速度、封边条的处理面积设置多个氘灯，氘灯放置在操作平台上，呈弧形均匀围绕，各氘灯的出光孔指向弧形的中心；并使该中心落在封边条输送机上的封边条的某一点上；在各氘灯前设置190-200nm波段的滤光片。对于最常用的封边条(聚氯乙烯，宽度12^15mm,)优选采用六个所述氘灯，该氘灯采用紫外分光光度计上所使用的气体放电光源。方案2，用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，包括氘灯、光纤、190-200nm波段的滤光片、封边条输送机.根据氘灯的功率、封边条的材质、封边条的移动速度、封边条的处理面积设置多个氘灯，各氘灯前设置190-200nm波段的滤光片，各氘灯的光线通过光纤引到封边条输送机上的封边条的某一点处。对于最常用的封边条(聚氯乙烯，宽度12 15mm，)优选采用四个所述氘灯，该氘灯采用紫外分光光度计上所使用的气体放电光源。本实用新型的有益效果准分子激光在190nm-200nm处的光谱很窄，而氘灯在190nm-200nm处光谱比较丰满，可以提高聚合物的改性效率；多个氘灯光束可以叠加，增加光束的能量，这是准分子激光无法比的；与准分子激光比氘灯的价格很低而且维护简单，可以很大程度的降低整个系统的成本。重要的是，它可以获得和准分子激光相同甚至更好的处理效果，因为准分子激光在190nm-200nm处只有一个窄波宽的峰状，而氘灯在190_200nm处有丰满的宽波宽的梯形能量分布。采用光纤导光可以减少氘灯的放置限制，使工艺装置更加简洁。
图I为氘灯外形和能量光谱图。图2为本实用新型采用多个氘灯直接照射封边条进行表面处理的工艺装置的结构示意图。图3为本实用新型采用多个氘灯通过光纤照射封边条进行表面处理的工艺装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对采用多个氘灯直接照射封边条和通过光纤照射封边条的实施例分别加以描述。图I是多个氘灯直接照射封边条进行表面处理的工艺装置的结构示意图，本实施例中采用六个氘灯(氘灯的数目根据氘灯的功率和封边条的材质而定)，氘灯采用紫外分光光度计上所使用的气体放电光源，封边条采用普通的聚氯乙烯等低能表面材料，氘灯在封边条上作用的总能量强度应超过6. 6eV。六个氘灯I放置在操作平台上，呈圆弧均匀布置，使得相距封边条某一点的距离相等，六个氘灯的出光孔皆朝向该点。每个氘灯的出光孔前各放置一个能够使190-200nm波段透过的滤光片2。封边条输送机使封边条匀速运动,从而使得封边条的被氘灯光线4照射的地方得到处理。图2为多个氘灯通过光纤照射封边条进行表面处理的工艺装置的结构示意图，本实施例中采用四个氘灯I (氘灯的数目根据氘灯的功率和封边条的材质而定)，氘灯采用紫外分光光度计上所使用的气体放电光源，封边条采用普通的ABS等低能表面材料，氘灯在封边条上作用的总能量强度应超过6. 6eV。四个氘灯的出光孔前各放置一个能够使190-200nm波段透过的滤光片2。四个氣灯集中在一起,各氣灯的出光孔各接一根光纤5,各光纤的另一头位于封边条3需要处理的地方。封边条输送机使封边条匀速运动，从而封边条的被光纤照射的地方得到处理。本装置对封边条的处理跟传统的处理相比主要有以下几个优势I、对许多材料都是高效的；2、控制非常精确，仅表面收到影响，对本体没有不利的影响；3、能清洁表面，除去所有污染物，吸附水和自然氧化物；4、避免表面溶剂处理产生的污染，有利于保护环境；5、具有很高的定域性和准确性，容易自动化和在任何几何形状的表面使用；6、粘接件在处理和粘接或涂敷应用之间可放置很长时间(14天或者更多)；7、在室温和空气中处理，不需特殊环境。
权利要求1.用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，包括氘灯、190-200nm波段的滤光片、操作平台、封边条输送机，其特征在于根据氘灯的功率、封边条的材质、封边条的移动速度、封边条的处理面积设置多个氘灯，氘灯放置在操作平台上，呈弧形均匀围绕，各氘灯的出光孔指向弧形的中心；并使该中心落在封边条输送机上的封边条的某一点上；在各氘灯前设置190-200nm波段的滤光片。
2.用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，包括氘灯、光纤、190-200nm波段的滤光片、封边条输送机，其特征在于根据氘灯的功率、封边条的材质、封边条的移动速度、封边条的处理面积设置多个氘灯，各氘灯前设置190-200nm波段的滤光片，各氘灯的光线通过光纤引到封边条输送机上的封边条的某一点处。
3.如权利要求I所述的用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，其特征在于采用六个所述氘灯。
4.如权利要求2所述的用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，其特征在于采用四个所述氘灯。·
专利摘要用氘灯UV辐射光对封边条表面处理与表面改性的装置，属于机械加工工艺领域。包括氘灯、190-200nm波段的滤光片、操作平台、封边条输送机，其特征在于根据氘灯的功率、封边条的材质、封边条的移动速度、封边条的处理面积设置多个氘灯，氘灯放置在操作平台上，呈弧形均匀围绕，各氘灯的出光孔指向弧形的中心；并使该中心落在封边条输送机上的封边条的某一点上；在各氘灯前设置190-200nm波段的滤光片。本实用新型避免了表面溶剂处理产生的污染，有利于保护环境，并且具有很高的定域性和准确性，容易自动化和在任何几何形状的表面使用，而且可以在室温和空气中处理，不需特殊环境。
文档编号C08J7/12GK202492488SQ20112056890
公开日2012年10月17日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘世炳, 吴坚, 郭威, 陈涛 申请人:北京工业大学