(19)
(11) EP 0 222 060 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
20.05.1987  Patentblatt  1987/21

(21) Anmeldenummer: 86109661.8

(22) Anmeldetag:  15.07.1986
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4B01J 19/12, F21V 7/22, B41M 7/00, B41F 23/04
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 20.07.1985 DE 3526082

(71) Anmelder:
  • Ferd. Rüesch AG.
    CH-9004 St. Gallen (CH)
  • LEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFT
    D-63450 Hanau (DE)

(72) Erfinder:
  • Born, Reinhard
    D-6454 Bruchköbel (DE)
  • Lotz, Hans-Georg, Dr.
    D-6466 Gründau 2 (DE)
  • Keller, Heinz
    CH-9012 St. Gallen (CH)
  • Lehner, Martin
    CH-9000 St. Gallen (CH)

(74) Vertreter: Federhen, Ludwig, Dr. et al
Walter & Partner, Kavalierstrasse 37-39
D-06844 Dessau
D-06844 Dessau (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Vorrichtung zur Behandlung von Materie durch UV-Strahlen


    (57) Die Vorrichtung besteht aus einer UV-Strahlenquelle und einem Reflektor. Der Reflektor besteht vorzugsweise aus zwei parabolischen oder elliptischen Halbschalen. Auf der Reflektorfläche sind eine oder mehrere Beschichtungen zur Reflexion der UV-Strahiung und eine darunter liegende Beschichtung zur Absorption des längerwelligen Teils des Spektrums der UV-Strahlenquelle angeordnet. Zwischen diesen Beschichtungen ist eine Diffusionssperrschicht angeordnet. Die Reflexionsschicht besteht aus abwechselnd niedrigbrechenden dielektrischen Schichten aus Si02 und hochbrechenden Schichten aus HfO2, die Diffusionssperrschicht aus einer dielektrischen Schicht mit einer physikalischen Dicke von mindestens 0,5 µ aus Si02 und die Absorptionsschicht aus einer schwarzen Eloxierung, Schwarzverchromung oder - vernickelung, Anodisierung oder Brünierung einer polierten Kupfer- oder Nickelbeschichtung des aus Aluminiumlegierung bestehenden Reflektorkörpers.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Behandeln von Materie durch UV-Strahlen, vorzugsweise zum Trocknen von mit UV-Strahlen oder UV-Farben beschichteten Oberflächen, beispielsweise zum Trocknen von UV-Druckfarben unmittelbar nach dem Drucken in einer Rotationsdruckmaschine und zum Bestrahlen von Gasen und Flüssigkeiten zum Gegenstand, die aus einem Gehäuse, in dem eine UV-Stahlenquelle und mindestens eine Reflektorfläche angeordnet sind, besteht.

    [0002] Bei Mehrfarben-Rotationsdruckmaschinen ist es notwendig, die von einem Druckwerk gedruckte Farbe zu trocknen, bevor von einem weiteren Druckwerk eine weitere Farbe gedruckt wird. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, unmittelbar hinter einem jeden Druckwerk eine Trocknungsvorrichtung anzuordnen, die zumeist aus einer intensiven Wärmequelle besteht.

    [0003] Zum Trocknen der zunehmend verwendeten, sogenannten UV-Farben sind die bekannten Trockenvorrichtungen ungeeignet, da es sich nicht um eine Trocknung durch Verdunstung von flüchtigen Bestandteilen der Farbe wie Wasser oder Lösungsmittel, sondern um einen

    [0004] Polymerisationsvorgang unter dem Einfluß ultravioletter Strahlung handelt. zum Trocknen von UV-Farben werden deshalb vorwiegend Lichtquellen vorgeschlagen, die einen möglichst hohen Anteil ultravioletter Strahlung abgeben. Dazu werden handeslübliche Quarzlampen verwendet, um die ein oder mehrere Reflektoren angeordnet sind, um möglichst viel der 360° Strahlung der Quarzlampe auf die bedruckte Bahn aus Papier, Kunststoffolie oder Metall zu lenken. Als Reflektoren werden solche aus Aluminium-, eloxiertem Aluminium oder Edelstahlblech verwendet.

    [0005] Die bekannten UV-Strahler haben einerseits den Nachteil, daß nicht nur die erwünschte ultraviolette Strahlung, sondern die gesamte, von der Strahlenquelle abgestrahlte Strahlung, die sich über einen großen Spektralbereich (ca. 200 bis 1000 nm) erstreckt, auf die bestrahlte Fläche der bedruckten Bahn direkt oder indirekt über die Reflektoren abgestrahlt wird. Dies führt durch die hohe Wandtempratur von 650 bis 800° C, hervorgerufen durch den hohen Anteil an sichtbarer und Infrarot-Strahlung ab 400 nm, zu einer sehr starken Erhitzung der bedruckten Bahn und je nach Art des Materials zu Dehnungen und feuchtigkeitsbedingten Verwerfungen, Erweichungen der Kunststoffolie oder Versengen des Papiers, sodaß Maßnahmen zur Kühlung der bedruckten Bahn ergriffen werden müssen ( maximal zulässige Bahntemperatur 40° C).

    [0006] Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß je nach Anordung und 3escnaffenheit der Reflektoren der theoretische Anteil indirekter Strahlung, der weit über 50 % liegen kann, wegen der beschränkten Reflexionsfähigkeit des Reflektor-Materials nicht auf die bedruckte Bahn gebracht werden kann. Das Reflexionsvermögen im Bereich von 250 Nanometern (nm) beträgt bei eloxiertem Aluminium 70 %, bei nicht eloxiertem Aluminium 50 % und bei Edelstahl lediglich 40 %.

    [0007] Andererseits besteht der Nachteil in der sehr schnellen Alterung der Reflektoren. Die Reflexionsflächen korrodieren durch den Einfluß der Strahlung, der Hitze und unter dem gleichzeitigen Einfluß von der bedruckten Bahn aufsteigenden Dämpfen und Gasen, von Kondenzwasser und durch das bei der Zündung der Quarzlampen entstehende Ozon außerordentlich schnell, sodaß die Reflexion nach verhältnismäßig kurzer Betriebsdauer stark absinkt. Untersuchungen und Messungen haben ergeben, daß sich infolge Austretens von chlorierten Kohlenwasserstoffen aus den UV-Farben, welche sich unter der Einwirkung von UV-Strahlen und Wärme aufspalten und Chlor an die Atmosphäre abgeben, zusammen mit dem Kondenzwasser Salzsäure bildet, die das Reflektor-Material angreift. Ebenso können Dämpfe des Walzenreinigungsmittels, die Trichloräthylen enthalten, ähnliche Wirkungen hervorrufen.

    [0008] Messungen haben ergeben, daß die für eine einwandfreie Trockung bzw. Polymerisation eines UV-Farbendruckes einer mit 80 m/min. geförderten Bahn notwendige Energie ultravioletter Strahlung von 9 bis 10 Watt-Minuten/m2 schon nach 300 Betriebsstunden unter den Minimalwert sinkt. Dies erfordert, da3 ohne Austausch der Reflektcren die Vorrichtung nur mit zunehmender Verlangsamung der Bahngeschwindigkeit weiter verwendet werden kann, was wirtschaftlich außerordentlich nachteilig ist.

    [0009] Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten UV-Strahler so zu verbessern, daß die UV-Strahlung bei gleichzeiti- ger Verminderung der Strahlung des gesamten längerwelligen Teils des Spektrums der Strahlenquelle erhöht und damit die wirksamkeit und Lebensdauer der Strahler bzw. ihrer Reflektoren erhöht wird.

    [0010] Die Lösung der Aufgabe wird in einer vorrichtung gesehen, die aus einer UV-Strahlenquelle und mindestens einem Reflektor besteht, wobei die mindestens eine Reflektorfläche mit einer oder mehreren Beschichtungen zur Reflexion der UV-Strahlung der UV-Strahlenquelle und einer darunterliegenden Beschichtung zur Absorption des längerwelligen Teils des Spektrums der UV-Strahlenquelle versehen ist.

    [0011] Vorzugsweise besteht der Reflektor aus zwei parabolischen oder elliptischen Halbschalen, da sich die notwendigen Beschichtungen auf stark gekrümmten Oberflächen schlecht aufbringen lassen.

    [0012] Vorzugsweise sind die Halbschalen zueinander schwenkbar angeordnet, um eine Fokussierung der reflektierten Strahlung vornehmen zu können.

    [0013] Als Material für die parabolischen Halbschalen hat sich Aluminium oder dessen Legierungen, Kupfer, Messing oder Stahl als vorteilhaft erwiesen.

    [0014] Die auf Absorptionsschicht aufgebrachte Reflexionsschicht besteht aus einer Vielzahl von einander abwechselnden Schichten aus hoch- und niedrigbrennendem Material, die zusammen ein sogenanntes Interferenzfilter biiden.

    [0015] Als Absorptionsschicht haben sich Eloxierungen, Schwarzverchromungen, Anodisierungen, Schwarzvernickelungen und Brünierungen als vorteilhaft erwiesen. Vorzugsweise bestehen die parabolischen oder elliptischen Halbschalen aus einer Aluminiumlegierung, die unter dem Warenzeichen "Extrudal 50" angeboten wird.

    [0016] Die Absorptionsschicht besteht vorzugsweise aus mehreren, jeweils polierten Beschichtungen aus Kupfer und Nickel, die auf die zuvor polierte Aluminiumfläche aufgebracht sind. Die polierte Nickelschicht ist schwarzverchromt.

    [0017] Zwischen der Absorptionsschicht und der Reflexionsschicht ist vorzugsweise die Diffusionssperrschicht aus einem Dielektrikum mit einer physikalischen Dicke von mindestens 0,5 µ angeordnet. Vorteilhaft besteht die Diffusionsschicht aus Si02, das sich einerseits optisch vorteilhaft verhält, andererseits in dem Umstand, daß wegen der sonstigen Beschichtung keine zusätzliche Beschichtungsquelle erforderlich ist.

    [0018] Die parabolischen Halbschalen sind vorzugsweise mit einem Kühlsystem zur Abführung der absorbierten Wärme versehen.

    [0019] Die aus "Extrudal 50" bestehenden parabolischen Halbschalen bestehen vorzugsweise aus einem Strangguß-Hohlprofil, dessen Hohlräume mit einem Kühlsystem verbunden sind.

    [0020] Der aus zwei parabolischen Halbschalen und einer zwischen ihnen angeordneten Quarzlampe bestehende UV-Strahler ist vorzugsweise an seiner unteren öffnung mit einer für UV-Strahlung durchlässigen Abdeckung versehen.

    [0021] Die Abdeckung besteht vorzugsweise aus Quarzglas. Ferner ist es vorteilhaft, an der unteren öffnung des UV-Strahlers eine undurchlässige Abdeckung anzuordnen, die schnell die Öffnung verschließen kann, um bei einem plötzlichen Bahnstillstand die Strahlung abdecken zu können.

    [0022] Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, den Innenraum der durch eine Quarzglasscheibe unten abgeschlossenen Vorrichtung durch Einleitung von trockner und gefilterter Luft oder einem Schutzgas in einem geschlossenen oder offenen Kreislauf mit leichtem Überdruck zu ventilieren, um mit Sicherheit die Ablagerung von Staub und den Niederschlag von Dampf oder Gasen auf den Reflektoren zu verhindern.

    [0023] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf ein in den beigefügten Zeichnungen und Diagrammen dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung verwiesen.

    [0024] Es zeigen

    Figur 1 eine grafische Darstellung eines Vergleiches der Wirksamkeit bekannter UV-Strahler mit dem Gegenstand der Erfindung;

    Figur 2 eine schematische Darstellung bekannter UV-Strahler und des Gegenstandes der Erfindung mit einem Vergleich des UV-Strahlenwirkungsgrades;

    Figur 3 eine Figur 2 entsprechende Darstellung, bezogen auf den IR-Strahlenwirkungsgrad;

    Figur 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

    Figur 5 einen Schnitt durch die Beschichtung der Oberfläche der parabolischen Halbschalenreflektoren;

    Figur 6 ein Diagramm, in dem das Reflexionsverhalten (in %) über der Wellenlänge λ aufgetragen ist;



    [0025] Figur 7 und 8 Diagramme, in denen die Strahlungsintensität der UV- und IR-Strahlung bei unterschiedlicher Schwenkung der Halbschalen miteinander verglichen wird. In der grafischen Darstellung von Fig. 1 ist der Minimalwert der benötigten UV-Strahlung pro m2 einer zu trocknenden Fläche bezogen auf eine spezifische 3ahnbreite und einer Bahngeschwindigkeit von 80 m/min. mit 9 bis 9,5 W angegeben. Wie die beiden unteren Kurven, die die Strahlung bekannter UV-Strahler darstellen, zeigen, wird bereits nach 400 Betriebsstunden wegen der zunehmenden Verminderung der UV-Reflexion der Reflektoren aufgrund der eingetretenen Korrosion der benötigte Minimalwert unterschritten. Die obere Kurve stellt die Strahlungsmenge einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dar. Diese ist auch nach 2.500 Betriebsstunden noch deutlich oberhalb des Minimalwertes. Der Abfall der Strahlungsmenge beruht hier auch nicht auf einer Korrosion der Reflektoren, sondern auf einem Nachlassen der Leistung der Quarzlampe. In der schematischen Darstellung in Fig. 2 werden die bekannten UV-Strahler A und B mit der Vorrichtung C gemäß der Erfindung hinsichtlich ihres Wirkungsgrades verglichen, wobei die gesamte UV-Abstrahlung der Vorrichtung C mit 100 Prozent angesetzt ist.

    [0026] Der UV-Strahler A erreicht lediglich 37 % der Abstrahlung von C, der UV-Strahler B nur 71 %. Die indirekte Strahlung bei A beträgt aufgrund der schlechten Reflexion des Reflektors lediglich 10 %, während 27 % auf die direkte Abstrahlung der Quarzlampe entfallen. Aufgrund des schlechten Wirkungsgrades müssen jeweils zwei UV-Strahler des Typs A hintereinander angeordnet verwendet werden, um die geforderte Leistung zu erbringen. Die Leistung des UV-Strahlers B ist mit 71% besser, wobei 37,5 % auf die indirekte Strahlung und 33,5 % auf die direkte Strahlung entfallen. Der UV-Strahler 3 ergibt mithin auf die Betriebsdauer berechnet des schlechteste Ergebnis, weil durch den hohen Anteil der indirekten Strahlung und den zuvor dargelegten Lei- stungsabfall wegen Korrosion der Reflektoren der Abfall der Gesamtleistung besonders hoch ist.

    [0027] Bei der erfindungsmäßigen Vorrichtung C ist das Leistungsverhältnis zwischen direkter und indirekter Strahlung nahezu gleich, führt jedoch zu keinem wesentlichen Leistungsabfall der indirekten Strahlung, da die Reflektoren praktisch keiner Abnutzung oder Korrosion unterliegen. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß wegen der erheblich reduzierten sichtbaren und IR-Strahlung die Strahlenquelle näher an der Materialbahn angeordnet werden kann, was die Wirdung der UV-Strahlung erhöht.

    [0028] In Figur 3 ist der in Figur 2 dargestellte Vergleich auf die IR-Strahlung bezogen, wobei ebenfalls von 100 % der IR-Strahlung bei der Vorrichtung C gemäß der Erfindung ausgegangen wird. Hier wird der Wirkungsgrad der Absorptionsschicht gemäß dem Gegenstand der Erfindung deutlich. Der Anteil der indirekten IR-Strahlung beträgt bei C lediglich 24 %, während der Anteil der indirekten Strahlung bei A mit 68 % und einer Gesamt-IR-Abstrahlung von 122 % gegenüber C beträgt.

    [0029] In Anbetracht dessen, daß für eine effiziente Trocknungsleistung bei A zwei Strahler benötigt werden, ergibt sich auch der doppelte IR-Anteil von 245 % und ein indirekter Anteil von ca. 135 %.

    [0030] Hier wird ferner deutlich gegenüber dem Vergleich der UV-Strahlung, daß die bekannten Reflektoren verhältnismäßig mehr IR- als UV-Abstrahlung zulassen, also ein gro3er Anteil der erwünschten UV-Strahlung (ca. 30 bis 40 %) nicht reflektiert wird.

    [0031] Bei dem UV-Strahler 3 ist das Verhältnis noch ungünstiger. Gegenüber C beträgt die Gesamt-IR-Abstrahlung ca. 171 %. Die indirekte IR-Abstrahlung beträgt hier über 100 %. Auch hier wird deutlich, da3 die indirekte IR-Reflexion großer als die indirekte UV-Reflexion ist. In den Diagrammen Figur 7 und 8 ist die Wirkung der UV-und IR-Strahlung bei unterschiedlicher Neigung der Reflektorschalen zueinander (7,5° und 20° C) dargestellt. Es ist bekannt, daß die Aushärtung von UV-Druckfarben weniger von der Bestrahlungszeit als der Durchdringung der Farbschicht mit der UV-Strahlung abhängig ist. Der Vergleich zeigt, daß durch eine Fokussierung der UV-Strahlung bei einer Neigung der Halbschalen um 20° die Strahlungsintensität wesentlich erhöht werden kann. Durch die erheblich verbesserte Absorption der IR-Strahlung liegt diese auch fokussiert noch unter dem in Figur 2 zu dem UV-Trockner B dargestellten Wert bei einem gegenüber bei bekannten Trocknern verringerten Abstand der Strahlungsquelle von der Druckbahn um 20 %. Eine Fokussierung bei bekannten UV-Strahlern würde zu derartig hohen Temperaturen auf der Druckbahn führen, daß diese entflammen könnte.

    [0032] Die in Figur 4 dargestellte Vorrichtung 1 gemäß der Erfindung besteht aus einem Gehäuse 2 und einem Tisch 4, über den die bedruckte Bahn 5 mit einer Bahngeschwindigkeit von 80 m/min. gezogen wird, schwenkbar gelagert ist. Im Oberteil des Gehäuses 2 ist eine Quarzlampe 6 leicht auswechselbar angeordnet. Ferner sind im Gehäuse 2 zwei parabolische Halbschalenreflektoren 7,7' angeordnet. Die aus Aluminium "Extrudal 50" bestehenden hohlen Stranggu3profile sind mit Kanälen 8 für den Durchflu3 eines Kühlmittels wie Wasser oder dergleichen versehen. Die untere öffnung des Gehäuses 2 ist durch eine Quarzglasplatte 9 abgeschlossen. Unterhalb der Quarzglasplatte 9 ist eine Jalousie 10 angeordnet, die durch nicht dargestellte Mittel bei Stillstand der Bahn über eine entsprechende Steuerung schnell vor die Quarzglasplatte 9 gezogen werden kann. Die dem Innenraum des Gehäuses zugewandten Oberflächen der parabolischen Halbschalenreflektoren 7,7' sind mit einer Absorptionsschicht 11 aus je einer polierten Kupfer- und Nickelbeschichtung, die schwarzverchromt ist, versehen.

    [0033] Versuche haben ergeben, daß die Schwarzverchromung der gezogenen Stranggußprofile der Aluminiumlegierung "Extrudal 50" hinsichlich aller Parameter die besten Ergebnisse erzielen lä3t, obwohl damit nicht unbedingt die beste UV-Reflexion erreicht wird. Die Absorptionsschicht 11 mu3 nicht nur eine gute IR-Absorption gewährleisten, sondern auch einen guten Haftungsuntergrund für die aufzudampfenden Quarzschichten der Reflexionsschicht 12 bieten.

    [0034] Letzteres ist bei der Schwarzverchromung gezogener Aluminiumflächen der Fall. Die Oberflächen sind nach der Schwarzverchromung matt und strukturlos und bieten damit einen sehr guten Haftungsuntergrund, während beispielsweise eine reine Vernickelung einen au3erordent- lich schlechten Haftungsgrund bietet.

    [0035] Die Reflexionsschicht 12 besteht aus insgesamt 65 Einzelschichten, von denen die ungeradzahligen Schichten aus Hafniumdioxid und die geradzahligen Schichten aus Siliziumoxid bestehen. Jede dieser Schichten hat eine ganz bestimmte Dicke, die sich als Vielfaches von λ /4 ausdrücken lä3t, wobei λ die sogenannte "Bezugswellenlänge" ist, die im vorliegenden Fall 350 nm beträgt. Die Vielfachen von λ /4 sind nur beispielsweise ganzzahlig (z.3. 1,00); sie liegen bei zahlreichen Schichten unterhalb 1,00 und nur bei der letzten (66igsten) Schicht oberhalb von 1,00, nämlich bei 1,36.

    [0036] Die sich dadurch ergebende Reflexionskurve ( Figur 6) zeigt ganz deutlich, da3 das Schichtsystem im Bereich zwischen 250 und 400 nm ein von Steilflanken begrenztes Reflexionsmaximum aufweist.

    [0037] Zur Herstellung der Reflexionsschicht wurden in einer Aufdampfanlage des Typs 1100 Q (Hersteller: Firma Leybold-Heraeus GmbH in Hanau, BRD) Reflektor-Halbschalen aus schwarzverchromten Stranggußprofilen der Aluminiumlegierung "Extrudal 50" auf Substrathaltern angeordnet ud die Anlage innerhalb von sechs Minuten auf einen Druck von 10 Pa evakuiert. Anschließend wurden die Substrate in bekannter Weise durch eine Glimmentladung gereinigt. Danach wurde die Anlage innerhalb von weiteren 30 Minuten auf einen Druck von 5 x 10-3 Pa evakuiert und die Substrate auf 260° C erhitzt, worauf als Streugas Sauerstoff bis zu einem Druck von 2 x 10-2 Pa eingelassen wurde.

    [0038] Nachfolgend wurde Hafniumdioxid (Hf02), das in einem Verdampftiegel untergebracht war, mit einer Elektronenstrahlkanone für die Dauer von zwei Minuten entgast, bis der Druck stabil blieb. Im Anschlu3 daran wurde das Hf02 als erste Schicht und gleichzeitig als Haftvermittler mit einer Aufdampfrate von 1,3 nm/s aufgedampft. Die Regelung der Verdampfungsrate und die Steuerung der über die Verdampfer einschwenkbaren Blenden, durch die der Verdampfungsrozess für die jeweilige Schicht unterbrochen wurde, geschah mittels der bekannten Schwingquarzmethode. Im Anschluß an die Hf02-Schicht wurde eine erste Si02-Schicht mittels einer weiteren Elektronenstrahlkanone mit einer Aufdampfrate von 1,0 nm/s aufgedampft, während die Hf02 durch eine geringere Energiezufuhr auf einem ausreichend hohen Temperaturmveau gehalten wurde. Nach dem gesteuerten Schließen der Blende für den SiO2-Verdamafer wurde dieser ebenfalls druch geringe Energiezufuhr auf einem erhöhten Temperaturniveau gehalten und die Elektronenstrahlkanone für die Hf02-Verdampfung wurde erneut auf die Verdampfungsleistung hochgeregelt. Durch abwechselnde Wiederholung dieser Beschichtungsverfahren wurden insgesamt 66 Einzelschichten niedergeschlagen, von denen jede ein Schichtdicke aufwies, die ein entsprechend Vielfaches von λ /4 betrug, wobei λ die sogenannte Bezuswellenlänge ist, die für den vorliegenden Zweck zu 350 nm gewählt wurde. Das erwähnte Vielfache vonλ/4 wurde für die zweite bis fünfundsechzigste Schicht zwischen 0,66 und 1,00 variiert und betrug für die erste Schicht 0,46 und für die sechsundsechzigste, aus Si02 bestehende Schicht 1,36. Während des gesamten Prozesses wurde der Druck in der Vakuumkammer konstant gehalten. Nach dem Abdampfen der letzten Schicht wurden die Verdampfer ausgeschaltet und nach deren Abkühlen nach fünf Minuten wurde die Anlage geflutet. Messungen des Reflexionsverhaltens führten zu der Kurve nach Figur 6, die ein von Steilflanken begrenztes, ausgezeichnetes Reflexionsverhalten in dem hier interessierenden Wellenlängenbereich zwischen 250 und 400 nm aufweist. Das Schichtsystem haftet sehr gut, ist rissefrei und weist über den gesmaten Bereich Werte auf, die zwischen 87 und 97 % (Reflexion) liegen. Die Infrarotreflexion betrug nur ca. 5 %.


    Ansprüche

    1. Vorrichtung zur Behandlung von Materie durch UV-Strahlen, bestehend aus einem Gehäuse, in dem eine UV-Strahlen-Quelle und mindestens ein Reflektor mit einer Reflektorfläche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, da3 die mindestens eine Reflektorfläche mit einer oder mehreren Beschichtungen (12) zur Reflexion der UV-Strahlung der UV-Strahlenquelle und einer darunterliegenden Beschichtung (11) zur Absorption des längerwelligen Teils des Spektrums der UV-Strahlenquelle (6) versehen ist.
     
    2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, da3 der Reflektor aus zwei parabolischen oder elliptischen Halbschalen (7,7') besteht.
     
    3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parabolischen oder elliptischen Halbschalen (7,7') zueinander schwenkbar angeordnet sind.
     
    4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parabolischen oder elliptischen Halbschalen (7,7') aus Aluminium oder dessen Legierungen, Kupfer, Messing oder Stahl bestehen.
     
    5. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die parabolischen oder elliptischen Halbschalen (7,7') aus einer Aluminiumlegierung "Extrudal 50" bestehen.
     
    6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Reflexionsschicht (12) aus mehreren Einzelschichten besteht, die abwechselnd aus hoch- und niedrigbrechenden Dielektrika bestehen und, bezogen auf eine Bezugswellenlänge λ von 350 nm Schichtdicken im Bereich einer Viertel Wellenlänge aufweisen, derart, daß im Wenenlängenbereich zwischen 250 und 400 nm die Reflexionswerte im wesentlichen größer sind als 80 %.
     
    7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zur Reflexion der UV-Strahlung aus abwechselnd niedrigbrechenden dielektrischen Schichten aus Si02 und hochbrechenden dielektrischen Schichten aus Hf02 durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht ist.
     
    3. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeich- net, daß der Schichtaufbau mit der hochbrechenden dielektrischen Schicht beginnt und mit der niedrigbrechenden dielektrischen Schicht endet.
     
    9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten bei Reflektortemperaturen zwischen 100 und 300° C, vorzugsweise zwischen 120 und 200° C, aufgebracht sind.
     
    10. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (11) aus einer schwarzen Eloxierung, Schwarzverchromung, Schwarzvernickelung, Anodisierung oder Brünierung besteht.
     
    11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht der parabolischen oder elliptischen Halbschalen (7,7'), die auf die polierte Oberfläche der Halbschalen aufgebracht ist, aus einer polierten Kupferbeschichtung, einer Nickeibeschichtung und einer schwarz verchromten Schicht besteht.
     
    12. Vorrichtung nach Ansprüchen 6 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Absorptionsschicht (11) und der Reflexionsschicht (12) eine Diffusionssperrschicht aus einem Dielektrium mit einer physikalischen Dicke von mindestens 0,5 µm angeordnet ist.
     
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da3 die Diffusionsssperrschicht aus Si02 besteht.
     
    14. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da3 die parabolischen Halbschalen (7,7') mit einem Kühlsystem zur Abführung der absorbierten Wärme versehen sind.
     
    15. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da3 die parabolischen Halbschalen (7,7') aus einem Strangguß-Hohlprofil bestehen, dessen Hohlräume mit einem Kühlsystem verbunden sind.
     
    16. Vorrichtung gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, da3 die untere, der Materialbahn (5) zugewandte öffnung mit einer für UV-Strahlung durchlässigen Abdeckung (9) versehen ist.
     
    17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (9) aus Quarzglas besteht.
     
    18. Vorrichtung gemäß vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Materialbahn zugewandte öffnung mit einem für Strahlung undurchlässigen Schnellverschluß (10) versehen ist.
     
    19. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, da3 der Innenraum der mit einer Quarzglasscheiben-Abdeckung (10) abgeschlossenen Vorrichtung mit einem geschlossenen Ventilationssystem verbunden ist, durch das getrocknete und gefilterte Luft oder ein getrocknetes und gefiltertes Schutzgas zirkuliert.
     
    20. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der mit einer Quarzglasscheiben-Abdeckung abgeschlossenen Vorrichtung mit einem offenen Ventilationssystem verbunden ist, durch das unter leichtem überdruck getrocknete und gefilterte Luft dem Innenraum zugeführt wird.
     
    21. Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorausgegangenen Ansprüche zum Trocknen und Aushärten von UV-Druckfarben auf einer Materialbahn aus Papier, Kunststoff oder Metall.
     




    Zeichnung