节能红外烤箱的制作方法
【专利说明】节能红外烤箱发明领域
[0001]本发明涉及用于制造工艺的烤箱，所述制造工艺如在鞋装配工艺期间固化和/或干燥鞋零件。尤其，本发明涉及红外烤箱，其使用多光谱源加热和固化/干燥底漆(primer)、粘合剂、涂料、染料、树脂、聚合物、或用于制造如鞋和/或鞋零件的物品的任何其他类型的材料。
[0002]发明概述
[0003]本发明涉及用于制造工艺的节能红外烤箱。尽管依照本发明的烤箱的实例被描述为在鞋制造工艺中的应用，但许多其他的制造物品可以需要红外加热或从红外加热中受益。举例来说，鞋，特别是运动鞋的制造，经常包含使用粘合剂装配各种部件，以将那些部件结合在一起，永久地或直到可以采用其他连接机制如缝合。为了获得适合于延长最终购买者和/或穿用者的使用的牢固的粘合结合，特别是为了在结合强度和结合耐久性上寄予了高的需求的运动的努力，适当地处理用于鞋装配的粘合剂是关键的。然而，这些粘合剂的最佳使用可能需要复杂的和有关的工艺，以及对诸如温度、环境湿度、和影响被固化材料的性能的其他因素的参数的仔细的控制。例如，用于制造鞋或鞋零件的材料的物理性能和/或外观可以精密地依赖于用于固化所述材料的环境参数的精确控制。如果不能提供最佳的环境参数，可以采用达到期望的性能水平或外观的可选择的方法，如附加量的底漆或粘合剂的使用，即使在这样的情况下用作“失效保护”的附加量的底漆或粘合剂是潜在地浪费或甚至对环境有害。因此，依照本发明的烤箱和使用这种烤箱固化的方法可以允许制造的鞋与可通过在固化期间对环境参数不提供这样精确的控制的其他工艺获得的鞋相比具有相同的或更高的质量，同时在一些情况下也提供减少的材料浪费和减弱的环境影响。
[0004]除了成品的质量和材料的有效使用外，用于制造工艺的烤箱也消耗能量。依照本发明的烤箱可以利用最佳地执行期望的功能的多组或多个红外源。例如，第一多个红外源可以具有优先地与物品的第一组分相互作用的第一峰值发射波长，而第二多个红外源可以具有优先地与物品的第二组分相互作用的第二峰值发射波长。因此，对物品的操作可以在没有消耗能量发射大量不必要的波长的辐射的情况下有效地执行。
[0005]尽管固化粘合剂中的挑战可能特别地存在于鞋的生产中，但同样的挑战在使用粘合剂的任何制造工艺中都可能面临。此外，依照本发明的节能红外烤箱可以被用于除了固化粘合剂之外的工艺。使用节能烤箱加热制造物品和/或制造物品的部件可以用于任何目的。
[0006]尽管依照本发明的烤箱和方法不限于用于固化粘合剂和应用在粘合剂中的底漆，粘合剂和用于粘合剂的底漆提供了依照本发明的烤箱和方法的用途的一个特定的实施例。如上文所解释的，用于粘合工艺的化合物的性能可能是最终创造的高质量鞋的关键。粘合剂的应用可以是多步工艺，其中底漆被应用于一个零件或待被连接的、可能在多层中的两个零件。不同鞋零件上的不同层和/或不同底漆和不同粘合剂可能需要独立的固化或活化。依照本发明的烤箱和方法可以被用于需要制造鞋或鞋的一部分的固化工艺的一些或全部。
[0007]固化工艺，不论是对底漆还是粘合剂，经常需要将鞋零件以及应用到其的底漆和/或粘合剂加热到精确的温度或温度范围且保持该零件处于该温度达预定量的时间。有时，特定的底漆或粘合剂可以得益于使用依次达到和维持的不同温度的多级加热工艺。而且，其他参数如鞋零件周围的环境空气中的相对湿度、鞋零件周围的空气的流量、以及其他因素可能影响在鞋装配时最终获得的粘合结合的质量。充分地控制可能影响结合性能和鞋装配的各种参数在鞋制造工艺中存在挑战。解决难以管理粘合剂固化参数的一种方法是对完全或部分制造的鞋执行严格的质量控制验证，以舍弃不论因为什么原因未达到足够的结合强度的鞋或鞋部件。然而，在严格的质量控制可以被维持的同时，使用依照本发明的烤箱和方法可以由于改进的工艺和在粘合剂固化期间的工艺控制而导致较少的质量控制检验失败的鞋。
[0008]本发明对物品如鞋的制造中的除了或代替固化或以其他方式处理粘合剂的各种工艺可能是有用的。例如，依照本发明的烤箱可以用于干燥涂料或染料、干燥洗涤后的鞋或鞋部件、蒸发残留溶剂或其他物质等。尽管术语“固化”在本文经常用于描述由依照本发明的烤箱执行的工艺，但依照本发明的烤箱可以用于物品如鞋和/或鞋零件的任何类型的固化、干燥和/或加热。
[0009]本发明通过允许对鞋或鞋零件的固化参数的精确控制来允许改进的粘合剂性能。例如，温度、温度改变速率、相对湿度，和/或鞋或鞋零件周围的空气流量可以使用依照本发明的烤箱和方法被精确地控制。依照本发明的烤箱可以利用不同的多个红外源。不同的多个红外源和/或烤箱的不同区域可以用不同的加热参数操作。加热参数可以包括，但不限于，峰值光谱波长、输出功率、在一个或更多个红外源与待被加热的物品之间的距离、红夕卜源在烤箱的区域内的密度、红外源的形状、红外源相对于待被加热的物品的排列、以及待被加热的物品的周围的空气流速、待被加热的物品的周围的相对湿度等。不同区域和/或不同的多个红外源可以共享全部、一些加热参数或不共享加热参数。例如，不同的多个红外源可以以不同的峰值光谱操作，且可以具有不同的光谱扩散。通过另一个实例，不同的多个红外源可以以距待被固化的物品如鞋或鞋零件的不同的距离和不同的密度被隔开，即穿过烤箱的每个直线距离使用更多个源。然而通过选择或控制独立的多个红外源的功率输出，另外的变型是可能的。例如，第一多个红外源可以主要地在中红外区操作，而第二多个红外源可以在光谱的近红外部分操作。多个中红外源可以以第一瓦特数操作，而多个近红外源可以以第二瓦特数操作。类似地，多个中红外源可以被定位于距待被固化的物品的第一距离处，具有在多个中红外的多个红外源的独立的源之间的第一线性距离，而多个近红外源可以被定位于距待被固化的物品的第二距离处，具有第二线性间隔。
[0010]可以基于使用给定的源执行的固化和/或干燥工艺的阶段选择用于依照本发明的烤箱的一个或更多个红外源的峰值波长。固化和/或干燥的不同阶段可以涉及待被固化和/或干燥的物品的不同组分。例如，一个或更多个中红外源可被用在烤箱的早期阶段以便迅速地干燥零件，由于水分子容易地吸收中红外辐射，从而蒸发水分子。其他类型的材料，如聚乙烯和PVC，可以优先地吸收中红外辐射，从而使用中红外源使这些材料能够被迅速地加热。其他类型的材料可能优先地吸收其他波长，且强烈地发射那些波长的红外源可以被选来加热这些材料。基于被执行的加热、能量限制、时间局限、使用的材料等，以不同的排列和数量/密度的不同类型的源可以被用在依照本发明的烤箱的各种阶段。
[0011]烤箱内的传感器可以动态地测量温度、湿度、或烤箱内的或烤箱的指定区域内的其他性能，从而允许可操作地连接的逻辑单元调整烤箱的操作以达到或维持期望的烤箱内的操作条件。例如，多个红外源或多个红外源中的独立的红外源的瓦特数可以响应于测量的温度而被调整。基于传感器读数和目标环境参数，逻辑单元可以使用风扇调整空气流量，启动或停用冷凝器单元以影响相对湿度等。通过另一个实例，待被固化的鞋零件或整个鞋可以在输送带或其他输送机构上被输送穿过烤箱，且带的行进速率可以根据传感器读数被调整以获得用于待被固化和/或干燥的零件的最佳的固化和/或干燥条件。
[0012]尽管依照本发明的烤箱和方法在本文中被描述为固化底漆和/或粘合剂的实施例，但是依照本发明的烤箱和方法可以被用于固化涂料、染料、材料等。
[0013]附图简述
[0014]本文所描述的附图涉及到使用指定的数字，其中:
[0015]图1图示了依照本发明的节能烤箱的实例的示意图；
[0016]图2进一步图示了依照本发明的节能烤箱的实例示意图；
[0017]图3图示了依照本发明的节能烤箱的实例的透视图；
[0018]图4图示了图3中所示的实例节能烤箱的横断面图；
[0019]图5图示了可以用于依照本发明的烤箱的一些红外源的发射光谱的实例；以及
[0020]图6-10图示了可以用于依照本发明的烤箱的红外源的