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)波長又細分為紅、橙、黃、綠、藍綠、藍、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常可激發(fā)物質發(fā)生化學反應。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的稱為中遠紅外線。雖然所有的物質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的遠紅外波段,所以用遠紅外線輻射加熱方式對涂膜的烘干效果zui好。

2.遠紅外線輻射材料
遠紅線輻射烘干使用的是輻射率較高,同時輻射峰在遠紅外區(qū)域的單色光。輻射率較高的無機材料包括鉻、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(有時還進行燒結)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、燃氣等熱源對輻射器加熱,它就能發(fā)出紅外線輻射,并將涂膜烘干。

3.遠紅外輻射干燥的優(yōu)勢
物質吸收紅外輻射后,輻射能會轉變成熱能,使自身的溫度升高,由于不同物質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紅外線在穿過漆膜時又可再次被吸收。遠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。而且遠紅外輻射固化時,涂膜是按從內到外的順序發(fā)生固化的,內層涂膜中的溶劑首先被蒸發(fā)出來,內層涂膜固化時,外層還是濕的,當外層固化時,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,隨著固化的進行,內層涂膜中的溶劑必須穿過已經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、修補等行業(yè)表現(xiàn)得更明顯。

4.遠紅外輻射器的類型
(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構
電熱式遠紅外輻射器可分為旁熱式、直熱式、半導體式三種。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紅外輻射材料制成的。電熱式遠紅外輻射器都是把電產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,它具有結構簡單、使用方便、使用電能清潔的優(yōu)點,但電能耗費較多,適合對外形簡單、膜厚均勻的中小型工件烘干。

(2)燃氣式遠紅外輻射器利用燃氣(或煤氣)加熱的遠紅外線輻射器,是利用燃氣(煤氣)燃燒時產生的高溫加熱陶瓷或金屬基體及它們表面上的遠紅外輻射涂層并使它輻射遠紅外線的。加熱方式分直接加熱和用燃燒后的高熱煙氣在輻射器內流動加熱兩種方式。目前使用的新型燃氣加熱遠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輻射器(又稱低溫燃燒輻射器無焰燃燒器),是一種更經濟的設計方案。


在反應器中有一塊特殊的催化劑板,它能催化燃氣與氧氣之間的氧化反應并把產生的熱能不斷轉化成紅外輻射。由于燃燒時溫度在500~600℃左右,輻射的主要是遠紅外線,而且在反應過程中并沒有明火產生。當氧氣與燃氣的比例合適、溫度適當時,催化劑就能催化氧化反應發(fā)生。在催化劑板內部裝有電阻絲線圈,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)生氧化反應所需溫度并自動斷電停止工作。此時打開控制燃氣的電磁閥使燃氣抵達催化板,并被催化氧化,產生的熱量轉變成固化涂層的紅外線輻射。這種輻射裝置的zui大特點是沒有火花塞點火器和明火。整個裝置可以自動控制,當出現(xiàn)故障,催化板達不到氧化反應所需溫度時,內部控制系統(tǒng)就會自動將反應器關閉,停止燃氣進人。當電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,整個系統(tǒng)也會自動關閉。

燃氣的流量由進氣口的噴嘴口徑和供氣壓力決定,發(fā)生熱氧化反應所需的氧氣來自空氣。為保證進入催化板的空氣清潔,不會使催化劑污染中毒,空氣在進入前要經過認真的過濾凈化處理,并用風機等強制送風裝置送人催化板附近。為保證空氣過濾器的潔凈,要經常進行清洗或更換濾芯?？諝馐桥c燃氣在文丘里管中混合后進入催化反應器的。使用這種催化氧化紅外輻射器的zui大優(yōu)點是安全。在反應過程中即使有從涂膜中揮發(fā)的溶劑蒸氣進入反應器,也不會引起燃燒,因為催化氧化反應的速度快,不等揮發(fā)溶劑燃燒就已被催化氧化掉了。使用這種新型的燃氣遠紅外輻射器可比傳統(tǒng)的燃氣加熱方式節(jié)省90%的燃料,由于用這種方式產生的遠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上的表面涂層進行干燥。