節能紅外烤箱的制作方法
【專利說明】節能紅外烤箱發明領域
[0001]本發明涉及用于制造工藝的烤箱，所述制造工藝如在鞋裝配工藝期間固化和/或干燥鞋零件。尤其，本發明涉及紅外烤箱，其使用多光譜源加熱和固化/干燥底漆(primer)、粘合劑、涂料、染料、樹脂、聚合物、或用于制造如鞋和/或鞋零件的物品的任何其他類型的材料。
[0002]發明概述
[0003]本發明涉及用于制造工藝的節能紅外烤箱。盡管依照本發明的烤箱的實例被描述為在鞋制造工藝中的應用，但許多其他的制造物品可以需要紅外加熱或從紅外加熱中受益。舉例來說，鞋，特別是運動鞋的制造，經常包含使用粘合劑裝配各種部件，以將那些部件結合在一起，永久地或直到可以采用其他連接機制如縫合。為了獲得適合于延長最終購買者和/或穿用者的使用的牢固的粘合結合，特別是為了在結合強度和結合耐久性上寄予了高的需求的運動的努力，適當地處理用于鞋裝配的粘合劑是關鍵的。然而，這些粘合劑的最佳使用可能需要復雜的和有關的工藝，以及對諸如溫度、環境濕度、和影響被固化材料的性能的其他因素的參數的仔細的控制。例如，用于制造鞋或鞋零件的材料的物理性能和/或外觀可以精密地依賴于用于固化所述材料的環境參數的精確控制。如果不能提供最佳的環境參數，可以采用達到期望的性能水平或外觀的可選擇的方法，如附加量的底漆或粘合劑的使用，即使在這樣的情況下用作“失效保護”的附加量的底漆或粘合劑是潛在地浪費或甚至對環境有害。因此，依照本發明的烤箱和使用這種烤箱固化的方法可以允許制造的鞋與可通過在固化期間對環境參數不提供這樣精確的控制的其他工藝獲得的鞋相比具有相同的或更高的質量，同時在一些情況下也提供減少的材料浪費和減弱的環境影響。
[0004]除了成品的質量和材料的有效使用外，用于制造工藝的烤箱也消耗能量。依照本發明的烤箱可以利用最佳地執行期望的功能的多組或多個紅外源。例如，第一多個紅外源可以具有優先地與物品的第一組分相互作用的第一峰值發射波長，而第二多個紅外源可以具有優先地與物品的第二組分相互作用的第二峰值發射波長。因此，對物品的操作可以在沒有消耗能量發射大量不必要的波長的輻射的情況下有效地執行。
[0005]盡管固化粘合劑中的挑戰可能特別地存在于鞋的生產中，但同樣的挑戰在使用粘合劑的任何制造工藝中都可能面臨。此外，依照本發明的節能紅外烤箱可以被用于除了固化粘合劑之外的工藝。使用節能烤箱加熱制造物品和/或制造物品的部件可以用于任何目的。
[0006]盡管依照本發明的烤箱和方法不限于用于固化粘合劑和應用在粘合劑中的底漆，粘合劑和用于粘合劑的底漆提供了依照本發明的烤箱和方法的用途的一個特定的實施例。如上文所解釋的，用于粘合工藝的化合物的性能可能是最終創造的高質量鞋的關鍵。粘合劑的應用可以是多步工藝，其中底漆被應用于一個零件或待被連接的、可能在多層中的兩個零件。不同鞋零件上的不同層和/或不同底漆和不同粘合劑可能需要獨立的固化或活化。依照本發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藝的一些或全部。
[0007]固化工藝，不論是對底漆還是粘合劑，經常需要將鞋零件以及應用到其的底漆和/或粘合劑加熱到精確的溫度或溫度范圍且保持該零件處于該溫度達預定量的時間。有時，特定的底漆或粘合劑可以得益于使用依次達到和維持的不同溫度的多級加熱工藝。而且，其他參數如鞋零件周圍的環境空氣中的相對濕度、鞋零件周圍的空氣的流量、以及其他因素可能影響在鞋裝配時最終獲得的粘合結合的質量。充分地控制可能影響結合性能和鞋裝配的各種參數在鞋制造工藝中存在挑戰。解決難以管理粘合劑固化參數的一種方法是對完全或部分制造的鞋執行嚴格的質量控制驗證，以舍棄不論因為什么原因未達到足夠的結合強度的鞋或鞋部件。然而，在嚴格的質量控制可以被維持的同時，使用依照本發明的烤箱和方法可以由于改進的工藝和在粘合劑固化期間的工藝控制而導致較少的質量控制檢驗失敗的鞋。
[0008]本發明對物品如鞋的制造中的除了或代替固化或以其他方式處理粘合劑的各種工藝可能是有用的。例如，依照本發明的烤箱可以用于干燥涂料或染料、干燥洗滌后的鞋或鞋部件、蒸發殘留溶劑或其他物質等。盡管術語“固化”在本文經常用于描述由依照本發明的烤箱執行的工藝，但依照本發明的烤箱可以用于物品如鞋和/或鞋零件的任何類型的固化、干燥和/或加熱。
[0009]本發明通過允許對鞋或鞋零件的固化參數的精確控制來允許改進的粘合劑性能。例如，溫度、溫度改變速率、相對濕度，和/或鞋或鞋零件周圍的空氣流量可以使用依照本發明的烤箱和方法被精確地控制。依照本發明的烤箱可以利用不同的多個紅外源。不同的多個紅外源和/或烤箱的不同區域可以用不同的加熱參數操作。加熱參數可以包括，但不限于，峰值光譜波長、輸出功率、在一個或更多個紅外源與待被加熱的物品之間的距離、紅夕卜源在烤箱的區域內的密度、紅外源的形狀、紅外源相對于待被加熱的物品的排列、以及待被加熱的物品的周圍的空氣流速、待被加熱的物品的周圍的相對濕度等。不同區域和/或不同的多個紅外源可以共享全部、一些加熱參數或不共享加熱參數。例如，不同的多個紅外源可以以不同的峰值光譜操作，且可以具有不同的光譜擴散。通過另一個實例，不同的多個紅外源可以以距待被固化的物品如鞋或鞋零件的不同的距離和不同的密度被隔開，即穿過烤箱的每個直線距離使用更多個源。然而通過選擇或控制獨立的多個紅外源的功率輸出，另外的變型是可能的。例如，第一多個紅外源可以主要地在中紅外區操作，而第二多個紅外源可以在光譜的近紅外部分操作。多個中紅外源可以以第一瓦特數操作，而多個近紅外源可以以第二瓦特數操作。類似地，多個中紅外源可以被定位于距待被固化的物品的第一距離處，具有在多個中紅外的多個紅外源的獨立的源之間的第一線性距離，而多個近紅外源可以被定位于距待被固化的物品的第二距離處，具有第二線性間隔。
[0010]可以基于使用給定的源執行的固化和/或干燥工藝的階段選擇用于依照本發明的烤箱的一個或更多個紅外源的峰值波長。固化和/或干燥的不同階段可以涉及待被固化和/或干燥的物品的不同組分。例如，一個或更多個中紅外源可被用在烤箱的早期階段以便迅速地干燥零件，由于水分子容易地吸收中紅外輻射，從而蒸發水分子。其他類型的材料，如聚乙烯和PVC，可以優先地吸收中紅外輻射，從而使用中紅外源使這些材料能夠被迅速地加熱。其他類型的材料可能優先地吸收其他波長，且強烈地發射那些波長的紅外源可以被選來加熱這些材料。基于被執行的加熱、能量限制、時間局限、使用的材料等，以不同的排列和數量/密度的不同類型的源可以被用在依照本發明的烤箱的各種階段。
[0011]烤箱內的傳感器可以動態地測量溫度、濕度、或烤箱內的或烤箱的指定區域內的其他性能，從而允許可操作地連接的邏輯單元調整烤箱的操作以達到或維持期望的烤箱內的操作條件。例如，多個紅外源或多個紅外源中的獨立的紅外源的瓦特數可以響應于測量的溫度而被調整。基于傳感器讀數和目標環境參數，邏輯單元可以使用風扇調整空氣流量，啟動或停用冷凝器單元以影響相對濕度等。通過另一個實例，待被固化的鞋零件或整個鞋可以在輸送帶或其他輸送機構上被輸送穿過烤箱，且帶的行進速率可以根據傳感器讀數被調整以獲得用于待被固化和/或干燥的零件的最佳的固化和/或干燥條件。
[0012]盡管依照本發明的烤箱和方法在本文中被描述為固化底漆和/或粘合劑的實施例，但是依照本發明的烤箱和方法可以被用于固化涂料、染料、材料等。
[0013]附圖簡述
[0014]本文所描述的附圖涉及到使用指定的數字，其中:
[0015]圖1圖示了依照本發明的節能烤箱的實例的示意圖；
[0016]圖2進一步圖示了依照本發明的節能烤箱的實例示意圖；
[0017]圖3圖示了依照本發明的節能烤箱的實例的透視圖；
[0018]圖4圖示了圖3中所示的實例節能烤箱的橫斷面圖；
[0019]圖5圖示了可以用于依照本發明的烤箱的一些紅外源的發射光譜的實例；以及
[0020]圖6-10圖示了可以用于依照本發明的烤箱的紅外源的