技术领域
[0001] 本
发明涉及到一种表面处理设备，特别的，涉及用于对塑料制品表面进行
硅化处理的表面处理设备。
背景技术
[0002] 目前，玻璃制品已经广泛应用于人类社会的各个方面。但是，玻璃先天性的具有
密度大、
隔热性差、抗冲击性差等
缺陷，导致很多场合无法应用。透明塑料
工件作为玻璃制品的替代品，具有高透光率、质轻、耐候、耐撞击、易于成型、成本低廉等优点，正在代替玻璃制品越来越普遍的应用于光学仪器和
电子工业方面。例如，常见的塑料制品包括PC、亚克
力(PMMA)、尼龙（PA）、PET等工程塑料，已经广泛应用于眼镜镜片，镜头，仪
表盘，显示屏等领域。
[0003] 另一方面，塑料制品也存在一些先天性的缺陷，例如硬度低，易刮花，经不起刮碰；
耐磨性差，易擦伤；易老化，容易发黄；耐化学性差，易
腐蚀；以及透光率不够等。因此，为保证塑料制品的使用安全性，需要对透明塑料制品进行表面处理，增加表面硬度和强度，防止刮花，防老化，防化学腐蚀。
[0004] 目前，常用的表面处理设备采用紫外线（UV）
喷涂工艺，这种工艺的工件表面平整度差、光泽较暗、易附着灰尘，UV喷涂设备主要采用人工或半自动化生产，生产设备洁净度低，工件合格率低。
[0005] 其他类型的表面处理设备通常是半自动化的，设备机构复杂，各个工序相互独立，用人多，人员因素影响大，无法实现自动化生产，无法保障产品的品质和合格率，成本高，浪费大。
[0006] 因此，需要提供一种新型的表面处理设备，这种处理设备能够实现全自动化处理，集成多种处理工艺，能够提供符合要求的工艺环境参数，实现全自动、一次成型的表面处理工艺。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种表面处理设备，用于对塑料制品的表面进行硅化处理，可以实现全自动、一次成型的表面处理工艺。
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种表面处理设备，包括：清洗部1，用于对工件表面进行清洗，去除工件表面附着的杂质；前段烘干部2，设置在清洗部1之后，用于对工件表面进行烘干处理以去除工件表面残留的液体；前段冷却部3，设置在前段烘干部2之后，用于将工件冷却到预定
温度；预处理部4，设置在前段冷却部3之后，用于对工件表面进行预处理以增加硅化保护层与工件表面的粘合力；中段烘干部5，设置在预处理部4之后，用于对工件表面进行烘干处理以去除工件表面残留的液体；中段冷却部6，设置在中段烘干部5之后，用于将工件冷却到预定温度；硅化处理部7，设置在中段冷却部6之后，用于对工件表面进行硅化处理以在工件表面形成硅化保护层；和后段烘干部8，设置在硅化处理部7之后，用于对工件表面进行烘干处理以去除工件表面残留的液体。
[0009] 其中，所述清洗部1包括多个清洗槽11-18，依次对工件进行表面清洗操作，每个所述清洗槽在靠近工件输入端
侧壁的一定距离处设置有隔板112，将清洗槽隔离成主槽110和副槽111，靠近工件输入端的槽体为副槽111，副槽111右侧为主槽110。
[0010] 其中，每个所述清洗槽中，在所述副槽11后侧侧壁且低于主槽110液面的
位置设有一个溢流口113。
[0011] 优选的，所述清洗槽的主槽110底部设置有
超声波发生装置114，用于产生变频
超声波以清洗掉工件表面的杂质，所述超声波的
频率在20KHZ—120KHZ范围内连续变化。
[0012] 其中，多个所述清洗槽还设置有给排
水系统，包括：主槽110底部设置的用于补给新水的进水口，副槽111的底部设置的用于排水的出水口，出水口连接到水
泵P，水泵P的出水端连接到单向
阀V，
单向阀V的出水端连接到
过滤器F，过滤器F的出水端连接到主槽110底部的进水口。
[0013] 其中，每个所述清洗槽中，主槽110中设置有补水口，在副槽111侧壁高于槽体底部的位置处设置有第一水位感应器，在第一水位感应器上方低于主槽液面的位置设置有第二水位感应器，当副槽液面低于第二水位感应器的位置时，通过所述主槽110的补水口向主槽补水。
[0014] 优选的，所述清洗部1包括8个清洗槽11-18，依次对工件进行表面清洗操作，其中，第一清洗槽11中放置PH值为12-14的强
碱性第一清洗药水，用于清除附着在工件表面的油污和颗粒物；第二清洗槽12中放置PH值为8-10的弱碱性第二清洗药水，用于进一步去除附着在工件表面的油污和颗粒物；第三清洗槽13中放置PH值为2-5的强酸性第三清洗药水，用于清除附着在工件表面的碱性残留物；第四清洗槽14和第五清洗槽15形成为连体槽，其中放置PH值为8-8.5的弱碱性第四清洗药水，用于去除残留在工件表面的酸性药水；第六清洗槽16和第七清洗槽17形成为连体槽，其中放置常温超纯水，用于去除残留在工件表面的弱碱性第四清洗药水及其产
生物；以及第八清洗槽18中放置温度在60—75度之间的高温超纯水，用于进一步去除残留在工件表面的杂质；所述第一至第七清洗槽中的超声波开启时间在60秒至180秒之间。
[0015] 其中，所述第四清洗槽14和第五清洗槽15形成的连体槽包括：第一隔板142，设置在第四清洗槽14靠近工件输入端侧壁的一定距离处，将第四清洗槽14隔离成第四副槽140和第四主槽141；第二隔板143，设置在第四清洗槽14与第五清洗槽15之间，固定在槽体前后侧壁上，使其下边缘与槽体底部保持一定间隙；第三隔板152，设置在第二隔板143右侧3-5CM处，固定在槽体底面和前后侧面；第二隔板143与第三隔板152之间形成为第五清洗槽15的第五副槽150，第三隔板152右侧形成第五主槽151；其中，第四清洗槽14的第一隔板142高度设置为低于第五清洗槽15的第三隔板152的高度。
[0016] 其中，所述第六清洗槽16和第七清洗槽17形成为连体槽与所述第四清洗槽14和第五清洗槽15形成的连体槽具有相同的结构。
[0017] 其中，所述前段烘干部2和中段烘干部5具有相同的结构，均设置有多个烘干槽21-23、51-53，每个所述烘干槽包括：红外管210，510，设置在烘干槽的底部，用于发射红外线烘干工件；反射板211，511，设置在烘干槽的底部中间以及左右两侧的侧壁上，用于反射红外管所发出的红外线；和网板212，512设置在红外管210，510上方位置，用于发散红外线。
[0018] 优选的，形成在烘干槽底部中间处的反射板形成为凸起状，形成在烘干槽左右两侧的侧壁上的反射板形成为凹入状。
[0019] 其中，所述前段冷却部3和中段冷却部6具有相同的结构，均设置有多个冷却槽31-33，61-63，每个所述冷却槽包括：开孔310，610，设置在冷却槽侧面的前后两侧的靠底部的四个
角部位置处；网板311，611，设置在冷却槽中间靠
底板附近。
[0020] 其中，所述预处理部4和硅化处理部7具有相同的结构，都形成为一个处理槽，其包括：外槽41，71，形成为上部开口的长方体，构成处理槽的
外壳；内槽42，72，形成为上部开口的长方体，设置在靠近外槽一端的短边附近，距离外槽的该短边及两侧长边一定距离处，用于容纳处理液以用于对工件表面进行处理；冷却槽44,74，由内槽42和外槽41在彼此靠近的3个侧面之间的间隙形成的U型
密闭空间构成，用于将内槽42内处理液的
温度控制在预定范围内；储液槽43，73，形成在内槽42与外槽41另一端短边之间，用于盛放处理液以补充到内槽42中。
[0021] 其中，所述冷却槽44通过下述方式形成：在内槽42靠近外槽41的3个侧面之间的间隙并在低于内槽一定距离的位置处，设置隔板45，75将内槽外壁和外槽内壁
密封性连接起来；以及在内槽42另一短边平齐的左右两面，隔板45将内槽的外壁、外槽的内壁以及外槽底部密封性连接起来，使得外槽41和内槽42在彼此靠近的三个侧面附近形成U型密闭空间。
[0022] 其中，所述预处理部4的内槽42中容纳预处理液，用于对工件表面进行预处理以增加硅化保护层与工件表面的粘合力。
[0023] 其中，所述硅化处理部7的内槽72中容纳硅化处理液，用于对工件表面进行硅化处理以在工件表面形成硅化保护层。
[0024] 优选的，所述内槽的上端设置为低于外槽的上端。
[0025] 其中，所述后段烘干部8形成为一个长方体状的烘干槽，所述烘干槽中包括：多个红外管81，设置在烘干槽的底部，用于发射红外线烘干工件；多个反射板82，设置在红外管底部及旁边，形成为平板状或凸起形状；和网板83，设置在红外管,81的上方位置，用于发散红外线。
[0026] 优选的，所述后段烘干部8还包括多个盖板84，设置在烘干槽顶部，所述盖板内侧设置有反射涂层以用于反射槽体底部发射出来的红外线。
[0027] 其中，所述表面处理设备的上部还设置有空气供给系统10，其形成为空心的长方体形状以构成空气通道，用于将纯净空气输送到表面处理设备的各个处理部。
[0028] 其中，所述空气供给系统10包括：一个或多个进气口101，设置在所述空气通道的顶部或背侧，其外接到纯净空气产生装置以输入纯净空气；多个隔板102，形成为中间设置有开口的
挡板，设置在所述空气通道内部各个处理部或处理槽的交界位置处，使得相邻两个隔板102之间的空间与某个处理部或处理槽的位置对应；多个分流孔103，形成为具有多个小孔的网板，设置在所述空气通道底部，用于使空气通道内的空气能够从底部的分流孔流出。
[0029] 优选的，所述进气口101设置在硅化处理部7的上方，使得硅化处理部7上方始终具有足够的纯净空气。
[0030] 其中，所述空气供给系统10还设置有空气流出通道104，其形成为沿着各处理部排列方向延伸的空心长方体，用于将设备内部的空气排出，所述空气流出通道104还包括：多个排气口1041，开设在空气流出通道104朝向处理部的侧壁，用于处理使得部上方的空气进入空气流出通道104；和一个或多个出气孔1042，开设在空气流出通道104的底部，用于排出空气。
[0031] 优选的，所述空气供给系统10提供的空气为10-30摄氏度范围内的恒温空气，空气的湿度范围为20%-60%，空气的补给量为4000立方米-8000立方米每小时。
[0032] 其中，所述表面处理设备还设置有透明可拆卸的
门窗系统11，用于实现设备内部与外部环境的隔离。
[0033] 如上所述，根据本发明的表面处理设备，尤其适用于硅化表面处理工艺，集成了多种处理工艺，能够提供符合要求的工艺环境参数，实现了全自动、一次成型的表面处理工艺。
附图说明
[0034] 图1显示了本发明的表面处理设备的系统结构示意图；
[0035] 图2a显示了本发明表面处理设备的清洗部的结构示意图，图2b显示了清洗部中清洗槽的内部结构图，图2c显示了清洗部中连体清洗槽的内部结构图；
[0036] 图3显示了本发明表面处理设备的前段烘干部的结构示意图；
[0037] 图4a显示了本发明表面处理设备的前段冷却部的结构示意图，图4b显示了前段冷却部中冷却槽的结构示意图；
[0038] 图5显示了本发明表面处理设备的预处理部的结构示意图，图5a显示了预处理部的槽体结构透视图，图5b显示了预处理部的侧视图，图5c显示了预处理部的左视图；
[0039] 图6显示了本发明表面处理设备的中段烘干部的结构示意图；
[0040] 图7a显示了本发明表面处理设备的中段冷却部的结构示意图，图7b显示了中段冷却部中冷却槽的结构示意图；
[0041] 图8显示了本发明表面处理设备的硅化处理部的结构示意图，图8a显示了硅化处理部的槽体结构透视图，图8b显示了硅化处理部的侧视图，图8c显示了硅化处理部的左视图；
[0042] 图9显示了本发明表面处理设备的后段烘干部的结构示意图；
[0043] 图10显示了本发明表面处理设备的空气通道的结构示意图；
[0044] 图11显示了本发明表面处理设备的门窗系统结构示意图。
具体实施方式
[0045] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种结构，部件的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的部件。
[0046] 图1显示了本发明的表面处理设备的系统结构示意图。
[0047] 参见图1，本发明的表面处理设备主要用于对塑料表面进行硅化处理，表面处理设备执行的表面处理工艺包括清洗、前段烘干、前段冷却、预处理、中段烘干、中段冷却、硅化处理、后段烘干等步骤，与上述各个工艺步骤相对应，表面处理设备按照工艺流程分别包括清洗部1、前段烘干部2、前段冷却部3、预处理部4、中段烘干部5、中段冷却部6、硅化处理部7、后段烘干部8以及控制台9。
[0048] 清洗部1用于对工件表面进行清洗，去除工件表面附着的油污、灰层等杂质。工件表面经清洗干净后，在后续预处理和表面硅化处理的阶段，能够使药水能与工件充分
接触以提高膜层间的
附着力，同时能够确保工件表面在处理后无任何杂质，尘点。如果工件表面清洗不干净，可能会造成工件在完成处理后，表面出现杂点以及硅化膜容易脱落。
[0049] 前段烘干部2设置在清洗部1之后，用于对工件表面进行烘干处理以去除工件表面残留的液体。如果烘干不彻底，工件表面残留的液体会污染预处理药水，导致药水很快失效。
[0050] 前段冷却部3设置在前段烘干部2之后，用于将工件冷却到预定温度。如果冷却不充分，会造成处理工件表面的膜层易脱落。
[0051] 预处理部4设置在前段冷却部3之后，用于对工件表面进行预处理，以增加硅化保护层与工件表面的粘合力。
[0052] 中段烘干部5设置在预处理部4之后，用于对工件表面进行烘干处理，去除工件表面残留的液体。
[0053] 中段冷却部6设置在中段烘干部5之后，用于将工件冷却到预定温度。
[0054] 硅化处理部7设置在中段冷却部6之后，用于对工件表面进行硅化处理，在工件表面形成硅化保护层。
[0055] 后段烘干部8设置在硅化处理部7之后，用于对工件表面进行烘干处理，去除工件表面残留的液体。
[0056] 控制台9电连接到上述各个部件，用于控制这些部件的工作参数。
[0057] 可选的，在设备上部还设置有空气供给系统10，用于提供纯净空气给设备的各个处理部。
[0058] 可选的，在设备外部还设置有门窗系统11，用于实现设备内部与外部环境的隔离。
[0059] 图2a显示了本发明表面处理设备的清洗部的结构示意图，图2b显示了清洗部中清洗槽的内部结构图，图2c显示了清洗部中连体清洗槽的内部结构图。
[0060] 参见图2a，本发明表面处理设备的清洗部1包括多个清洗槽11-18，依次对工件进行表面清洗操作。在图2a所示的优选
实施例中示出了第一至第八共8个清洗槽，但本发明不限制于此，根据实际工艺需要可以设置更少或更多的清洗槽。
[0061] 图2b显示了所述每个清洗槽的内部结构。参见图2b，构成清洗部1的清洗槽包括主槽110、副槽111和隔板112。如图所示，靠近工件输入端侧壁的10-15CM距离处设置有隔板112，将清洗槽隔离成主槽110和副槽111，靠近工件输入端的槽体为副槽111，副槽111右侧为主槽110。隔板112固定在清洗槽槽体的底面和前后侧面，隔板的高度设置为低于槽体顶端。在副槽后侧侧壁且低于主槽液面N的位置设有一个溢流口113，溢流口通过一个管道与
排水管相连，该溢流口用于保持副槽的液面M始终处于主槽液面之下，从而使得在水泵运行的时候形成一个液面差，使得主槽的液面的悬浮物能够自动流向副槽。
[0062] 参见图2b，主槽110底部设置有超声波发生装置114，用于产生超声波并传递给主槽110内的液体，使得液体分子在超声波的驱动下高频振动，清洗掉工件表面的杂质。本发明中，超声波发生装置114产生的超声波的频率在20KHZ—120KHZ范围内连续变化。超声波发生装置114可以设置在槽体内部（即主槽内部的底部），也可以设置在槽体外部（即主槽外部的底部）。
[0063] 可选的，部分清洗槽中设置有温度控制系统。本发明中，优选的在第二清洗槽12和第八清洗槽18中设置有温度控制系统，参见图2a，但本发明不限制于此。参见图2b，温度控制系统包括在清洗槽的主槽110前后两侧的外部设置的加热板115，用于
加热槽体内的液体。可选的，主槽内部设置有温度
传感器（未示出），用于探测主槽内的液体温度。温度传感器和加热板115可以连接到表面处理设备的控制台9，通过控制台9控制槽体内液体的温度。另外，温度传感器也可以设置在槽体外部。
[0064] 进一步，如图2a所示，部分清洗槽上设置有给排水系统。本发明中，在第一、第二、第三、第六和第七连体槽，第八清洗槽上设置有给排水系统。图2b详细显示了清洗槽上的给排水系统，如图2b所示，主槽110底部设置有用于补给新水的进水口，副槽111的底部设置有用于排水的出水口。出水口连接到水泵P，水泵P的出水端连接到单向阀V，单向阀V的出水端连接到过滤器F，过滤器F的出水端连接到主槽110底部的进水口。通过上述给排水系统的工作，副槽111中脏水不断的被水泵P抽出，经单向阀V到过滤器F过滤之后，形成的干净的净水进入到主槽110，从而实现副槽和主槽之间的液体循环与过滤，使得主槽内的液体始终保持较高的洁净度。此外，主槽中优选的设置有补水口（未示出），用于在主槽内液体不够时补充干净的清洗液。
[0065] 优选的，在副槽111侧壁高于槽体底部的位置处设置有第一水位感应器，在第一水位感应器上方低于主槽液面的位置设置有第二水位感应器。当副槽液面低于第二水位感应器的位置时，上述补水口处的补水阀门打开，开始向主槽补水。当副槽液面低于第一水位感应器时，表示该清洗槽缺水，控制台9会控制该清洗槽的水泵P停止工作，对水泵起到保护作用。
[0066] 下面，对第一至第八清洗槽11-18分别进行介绍。
[0067] 第一清洗槽11中放置强碱性第一清洗药水，用于清除附着在工件表面的油污和颗粒物。在本发明的优选实施例中，第一清洗药水的PH值为12-14，例如采用NAOH,KOH等溶液。药水温度控制在40—65℃之间，优选值为43℃，52℃，58℃。第一清洗药水的清洗时间（即超声波开启时间）在60秒至180秒之间，优选值为80秒，100秒，150秒。该清洗时间可以根据工件表面的洁净状况以及表面处理工艺要求来灵活设置。此外，第一清洗槽的
工作温度优选的为常温即可，不需要额外的加热装置。
[0068] 优选的，第一清洗槽11中的超声波发生装置产生的超声波为变频超声波，超声波的频率在40KHZ-120KHZ之间连续
波动。具体来说，超声波的振动频率在每分钟内40KHZ变化到120KHZ，再从120KHZ变化到40KHZ的次数是100-500次，也即超声波频率的变化
频率范围100-500Hz。
[0069]
现有技术中，超声波发生装置产生的超声波频率为恒定值，这种定频超声波清洗方式存在下述缺点：（1）只能清洗到工件的固
定位置，清洗面积非常有限；（2）需要通过不停在槽内上下抖动工件来使其洗到更多的部位，但是现有上下抖动的技术的抖动频率不高，仍然不能满足清洗要求，实际上造成工件的部分位置被打伤，或则部分位置清洗不彻底；（3）工件在抖动中容易掉落在槽中，造成工件合格率低；（4）工件上下抖动过程存在机械摩擦会产生灰尘，该灰尘会污染空气；（5）工件上下抖动过程需要机械摩擦，机械配合部分需要
润滑油，该润滑油会挥发，挥发的油分子会污染空气；（6）在抖动过程中不能取出和放入工件，不便于观察每槽的清洗状况。
[0070] 本发明中采用变频清洗方式，该方式完全避免了上述缺陷，至少具有下述效果：（1）清洗过程中，工件在槽中静止不动，通过变换超声波的频率来提高清洗效果，由于超声波的频率变化很快，所以能够均匀地清洗到工件的每一个部位，清洗效果非常彻底；（2）变频超声波清洗过程中，可以随时取放工件，随时观察清洗状况和调整工艺，大大提高生产效率和提高清洗效果。
[0071] 另外，通过控制台9的控制作用，可以设置为清洗槽的超声波发生器和水泵交替工作。也即，超声波发生器工作时，水泵停止工作；超声波发生器停止工作时，水泵开始工作。超声波发生器工作时水泵停止工作，可以避免液体的流动导致超声波的
能量大量损失。超声波发生器停止工作时水泵开始工作，可以保持液体的均匀性和将液体中的杂质带出主槽，确保主槽内的液体均匀和无大颗粒物。
[0072] 第二清洗槽12中放置弱碱性第二清洗药水，用于进一步去除附着在工件表面的油污和颗粒物。本发明中，第二清洗药水的PH值为8-10，优选的采用NAOH,KOH溶液。这里，采用弱碱性清洗药水可以防止残留在工件表面的碱性药水对第三清洗槽13中的酸性药水造成破坏，延长第三清洗槽13中清洗药水的使用寿命，保障清洗效果。第二清洗槽12的超声波发生器频率、清洗时间等特征与第一清洗槽11的相同。另外，第二清洗槽12优选的设置温度控制系统（含加热板115），用于将第二清洗槽12中的液体保持在预定温度范围内，例如35摄氏度至65摄氏度范围内。
[0073] 第三清洗槽13中放置强酸性第三清洗药水，用于清除附着在工件表面的碱性残留物。本发明中，第三清洗药水优选的采用PH值为2-5的HCL或
草酸等酸性药水。第三清洗槽13的超声波发生器频率、清洗时间、清洗温度等特征与第一清洗槽11的相同。
[0074] 第四清洗槽14和第五清洗槽15形成为连体槽。如图2c所示，连体槽包括第四副槽140、第四主槽141、第一隔板142、第二隔板143、第五副槽150、第五主槽151、第三隔板152。另外，每个主槽上设置有超声波发生器。
[0075] 第四清洗槽14靠近工件输入端侧壁的10-15CM距离处设置有第一隔板142，将第四清洗槽14隔离成第四副槽140和第四主槽141，靠近工件输入端的槽体为第四副槽140，第四副槽140右侧为第四主槽141。第一隔板142固定在第四清洗槽14槽体的底面和前后侧面，隔板的高度设置为低于槽体顶端。在副槽后侧侧壁且低于主槽液面N的位置设有一个溢流口144，溢流口通过一个管道与排水管相连，该溢流口用于保持副槽的液面M始终处于主槽液面N之下，从而使得在水泵运行的时候形成一个液面差，使得主槽的液面的悬浮物能够自动流向副槽。
[0076] 第四清洗槽14与第五清洗槽15之间由两
块隔板隔开，即第二隔板143和第三隔板152。第二隔板143与第三隔板152之间形成为第五清洗槽15的第五副槽150，第三隔板152右侧形成第五主槽151。第二隔板143固定在槽体前后侧壁上，使其下边缘与槽体底部保持5-10CM间隙，第三隔板152固定在槽体底面和前后侧面，第三隔板与第二隔板之间间隔3-5CM。另外，第四清洗槽14的第一隔板142高度设置为低于第五清洗槽15的第三隔板152的高度。这样使得第五清洗槽15的液体能够流到第四清洗槽14，第五清洗槽15主槽液面的悬浮物能够自动流向第二隔板143与第三隔板152之间的夹层。第五清洗槽的液体能够通过该夹层下面的通道流向第四清洗槽，第四清洗槽的液面的悬浮物能够自动流向第四副槽140。
[0077] 第四副槽140底部设置有一个排水口，直接与排水管相连，将副槽内部的液体直接排出。第四清洗槽和第五清洗槽的底部分别有一个排水口，分别通过管道与不同的排水阀门相连。此外，第五清洗槽底部设有一个补水，用于补给新水。
[0078] 第四清洗槽和第五清洗槽中放置弱碱性第四清洗药水，用于去除残留在工件表面的酸性药水。本发明中，第四清洗药水优选的采用PH值为8-8.5的NaHCO3溶液。该NaHCO3溶液极易溶解于水，与酸物质容易反应生成Na2CO3，该Na2CO3也极易溶解于水，容易去除。第四、第五清洗槽14、15的超声波发生器频率、清洗时间、清洗温度等特征与第一清洗槽11的相同。
[0079] 第六清洗槽16和第七清洗槽17为连体槽，该连体槽的结构与上述第四清洗槽14和第五清洗槽15的连体槽结构相同，参见图2c的描述，此处不再赘述。另外第六清洗槽16和第七清洗槽17还设置有如图2a和图2b所示的给排水系统。所不同的是，给排水系统的出水口设置在第六清洗槽16的副槽底部，给排水系统的进水口设置在第七清洗槽17的主槽底部。给排水系统的其他特征与图2b的描述相同。
[0080] 第六清洗槽16和第七清洗槽17中放置常温超纯水，用于去除残留在工件表面的弱碱性第四清洗药水及其产生物。例如，可以去除NaHCO3及其与酸性物质反应产生的Na2CO3。本发明中，超纯水优选的采用
电阻率为12-18兆欧姆的超纯水。第六、第七清洗槽16、17的超声波发生器频率、清洗时间、清洗温度等特征与第一清洗槽11的相同。
[0081] 第八清洗槽18中放置高温超纯水，用于进一步去除残留在工件表面的杂质。本发明中，超纯水优选的采用阻率为12-18兆欧姆的超纯水。另外，第八清洗槽18中设置有温度控制系统（包括加热板和温度传感器），用于将第八清洗槽18中的超纯水温度保持在60—75度之间。通过使用高温超纯水，当工件脱离液面（该脱离纯水的过程可称作“切水”）时，水分更容易挥发，工件表面不会残留过多水分，在保障清洗效果的同时缩短烘干时间，提高生产效率。另外，如果水温过高，可能会造成设备内部湿度过高，难于控制，温度过低不能达到切水的效果。第八清洗槽18中可以不设置超声波发生器。
[0082] 图3显示了本发明表面处理设备的前段烘干部的结构示意图。
[0083] 如图3所示，前段烘干部2包括多个烘干槽21、22、23，沿工件前进方向依次设置。下面以烘干槽21为例介绍烘干槽的内部结构，其他烘干槽具有相同的形状和结构。参见图
3，烘干槽21包括红外管210、反射板211、网板212。可选的，还包括温度传感器213，用于检测烘干槽的温度。
[0084] 红外管210设置在烘干槽的底部，用于发射红外线烘干工件。在底部左右两侧各设有一个红外管，红外管通过外接
控制器来控制红外发热时间，时间在1—5分钟之间。
[0085] 反射板211设置在烘干槽的底部中间以及左右两侧的侧壁上。在底部中间处的反射板形成为凸起状，例如凸起的三角形；在左右两侧的侧壁上的反射板形成为凹入状，例如凹入的三角形。反射板可以有效反射红外管所发出的红外线，确保烘干得更均匀，缩短烘干时间，提高效率和降低能耗。
[0086] 网板212设置在红外管210上方位置，用于发散红外线。通过网板的网孔来发散红外线，可以确保烘干的均匀性。另外，网板还起到保护红外管的作用，防止工件或其他东西掉进槽体内部砸坏红外管。
[0087] 优选的，烘干槽的内表面（包括底部和侧壁）形成为镜面，可以更有效的反射红外光，确保烘干效果更加均匀，缩短烘干时间，提高效率和降低能耗。
[0088] 本发明的优选实施例中，前段烘干部2设置有3个烘干槽21、22、23，但本发明不限制于此，例如可以设置1-5个相同的烘干槽。设置更多的烘干槽可以缩短每个槽的
停留时间，缩短流程周期。例如，如果前段烘干部2的烘干作业时间为10分钟，如果是设置一个烘干槽，则该一个烘干槽的作业周期长达10分钟，即工件需要在一个烘干槽内停留时间长达10分钟，导致后面的工件需要等待至少10分钟才能进入下一个处理部，客观上使得工件在前段烘干部2的滞留等待时间延长到10分钟以上。如果设置5个烘干槽，则单个烘干槽的作业周期仅为2分钟，工件需要在一个烘干槽内停留的时间也仅为2分钟，后面的工件只需要等待2分钟就可以前进到下一个处理部，使得工件在前段烘干部2的滞留等待时间仅为
2分钟，从而明显提高了工件在整个设备上的前进速度，在保证烘干效果的同时大大提高了生产效率。
[0089] 图4a显示了本发明表面处理设备的前段冷却部的结构示意图，图4b显示了前段冷却部中冷却槽的结构示意图。
[0090] 如图4a所示，前段冷却部3包括多个冷却槽31、32、33，沿工件前进方向依次设置。下面以冷却槽31为例介绍冷却槽的内部结构，其他冷却槽具有相同的形状和结构。
[0091] 参见图4b，冷却槽底部封口，上部开口，从冷却槽上部空气通道流出的空气从冷却槽上部进入冷却槽内，通过空气的流动冷却槽内部的工件。在冷却槽侧面的前后两侧的靠底部四角设置有开孔310，例如4个直径为4-8CM的圆孔或边长为4-8CM的方形小孔，用于排出进入冷却槽的空气，以形成流畅的空气流。槽体中间靠底板附近设有网板311，用于分流从槽体上端往下流动的空气，使得空气流均匀，同时可以避免工件跌落到槽体底部。本发明中，冷却槽可以设置1-4个，冷却槽越多，可以缩短单个槽的冷却停留时间，加快工件前进速度，提高设备处理效率。
[0092] 图5显示了本发明表面处理设备的预处理部的结构示意图。其中，图5a显示了预处理部的槽体结构透视图，图5b显示了预处理部的侧视图，图5c显示了预处理部的左视图。
[0093] 如图5所示，预处理部4形成为一个预处理槽，其中存放有预处理液，用于对工件表面进行预处理，以增加硅化保护层与工件表面的粘合力。所述预处理槽包括外槽41、内槽42、储液槽43和冷却槽44。
[0094] 外槽41形成为上部开口的长方体，构成预处理槽的外壳。
[0095] 内槽42形成为上部开口的长方体，设置在外槽41的内部，内槽42设置在靠近在外槽一端短边并距离该短边大约5-10cm处的位置，以及设置在靠近外槽两侧长边并距离外槽的两个长边大约20-40cm处的位置，并固定在外槽41的底板上。
[0096] 参见图5a，冷却槽44由内槽42和外槽41在彼此靠近的3个侧面之间的间隙形成的U型密闭空间构成。具体的说，在内槽42靠近外槽41的一端短边以及两侧长边的间隙并在低于内槽3-8CM的位置处，设置有隔板45将内槽外壁和外槽内壁密封性连接起来。进一步，在内槽另一短边（与外槽另一短边对应的短边）平齐的左右两面，隔板45将内槽的外壁、外槽的内壁以及外槽底部密封性连接起来，使得外槽41和内槽42在彼此靠近的三个侧面附近形成一个U字型的密闭空间，该密闭的U型槽里面放置有
冷却液，用于冷却内槽42内的液体，使其保持在预定温度范围，即冷却槽44。
[0097] 外槽和内槽在相对距离远的短边之间的空间形成上部开口的储液槽43。
[0098] 储液槽43底部设置有出水口，其通过管道连接到外部的给排水系统，进而连接到内槽42底部的入水口。给排水系统的结构组成参见前文图2中有关给排水系统的描述，同样包括泵、单向阀以及过滤器等。通过给排水系统的工作，储液槽43内的液体不断的循环到内槽42内，确保内槽42内的液面始终保持在预定位置以上。另外，给排水系统的工作能够过滤掉储液槽43内液体中的空气以及颗粒物和其他杂质，使得处理药水充分混合。
[0099] 内槽42用于容纳预处理液，以用于对工件表面进行预处理。经过预处理液浸泡处理后，可以显著增加硅化保护层与工件表面的粘合力，从而提高后面的硅化处理工艺的成功率。可选的，预处理液可以增加一些功能性的成分，例如感光变色色粉等，使得工件表面具有彩色效果或感光变色效果。通
过冷却槽44的作用，可以使得内槽42内的预处理液的温度始终控制在10摄氏度到25摄氏度之间，该温度范围内具有最佳的预处理效果。另外，内槽42的底部设置有排水口，用于排放内槽42内液体，使得内槽42内的液体不停的循环更新。
[0100] 如图5a中箭头处所示，冷却槽44的一侧靠近储液槽43的底部设有入水口，另一侧靠近储液槽43的上部设有出水口，出水口和入水口之间与冷水机相连。优选的，内槽42侧壁上设有温度
探头，通过
温度探头对槽体液体的温度检测
信号来控制
循环水的温度和流量达到快速精准地控制内槽42和储液槽43里面处理液的温度。
[0101] 预处理槽与下文中的硅化处理槽具有相同的结构和工艺参数，所不同的主要是内槽中放置的处理液不同。
[0102] 图6显示了本发明表面处理设备的中段烘干部的结构示意图。
[0103] 如图6所示，中段烘干部5设置在预处理部4之后，用于对工件表面进行烘干，去除工件表面残留的液体。中段烘干部5包括多个烘干槽51、52和53，沿工件前进方向依次设置。以烘干槽51为例，其包括红外管510、反射板511、网板512。可选的，还包括温度传感器513，用于检测烘干槽的温度。
[0104] 中段烘干部5与前段烘干部2具有完全相同的结构和工艺要求，关于其详细描述请参见图3中关于前段烘干部2的描述。
[0105] 图7a显示了本发明表面处理设备的中段冷却部的结构示意图，图7b显示了中段冷却部中冷却槽的结构示意图。
[0106] 如图7所示，中段冷却部6设置在中段烘干部5之后，用于将工件冷却到预定温度。中段冷却部6包括多个冷却槽61、62、63，沿工件前进方向依次设置，各个冷却槽具有相同的形状和结构。每个冷却槽侧面的前后两侧的靠底部四角设置有开孔610，槽体中间靠底板附近设有网板611，用于分流从槽体上端往下流动的空气，形成流畅的空气流。
[0107] 中段冷却部6与前段冷却部3具有完全相同的结构和工艺要求，关于其详细描述请参见图4中关于前段冷却部3的描述。
[0108] 图8显示了本发明表面处理设备的硅化处理部的结构示意图。其中，图8a显示了硅化处理部的槽体结构透视图，图8b显示了硅化处理部的侧视图，图8c显示了硅化处理部的左视图。
[0109] 如图8所示，硅化处理部7设置在中段冷却部6之后，用于对工件表面进行硅化处理，在工件表面形成硅化保护层。硅化处理部7形成为一个硅化槽，所述硅化槽包括外槽71、内槽72、储液槽73和冷却槽74。
[0110] 外槽71形成为上部开口的长方体，构成硅化槽的外壳。
[0111] 内槽72形成为上部开口的长方体，设置在外槽71的内部，内槽72设置在靠近在外槽一端短边并距离该短边大约5-10cm处的位置，以及设置在靠近外槽两侧长边并距离外槽的两个长边大约20-40cm处的位置，并固定在外槽71的底板上。
[0112] 参见图8a，冷却槽74由内槽72和外槽71在彼此靠近的3个侧面之间的间隙形成的U型密闭空间构成。具体的说，在内槽72靠近外槽71的一端短边以及两侧长边的间隙并在低于内槽3-8CM的位置处，设置有隔板75将内槽外壁和外槽内壁密封性连接起来。进一步，在内槽另一短边（与外槽另一短边对应的短边）平齐的左右两面，隔板75将内槽的外壁、外槽的内壁以及外槽底部密封性连接起来，使得外槽71和内槽72在彼此靠近的三个侧面之间形成一个U型的密闭空间，该密闭的U型槽里面放置有冷却液，用于冷却内槽72内的液体，使其保持在预定温度范围。
[0113] 外槽和内槽在相对距离远的短边之间的空间形成上部开口的储液槽73。
[0114] 储液槽73底部设置有出水口，其通过管道连接到外部的给排水系统，进而连接到内槽72底部的入水口。给排水系统的结构组成参见前文图2中有关给排水系统的描述，同样包括泵、单向阀以及过滤器等。通过给排水系统的工作，储液槽73内的液体不断的循环到内槽72内，确保内槽72内的液面始终保持在预定位置以上。另外，给排水系统的工作能够过滤掉储液槽73内液体中的空气以及颗粒物和其他杂质，使得处理药水充分混合。
[0115] 内槽72用于容纳硅化处理液，以用于对工件表面进行硅化处理。硅化处理液的主要成分为有机硅化物，经过硅化处理液浸泡处理后的工件表面会涂覆有一层硅化保护层，经过红外线烘干
固化处理后，硅化保护层形成为均匀而致密的硅化
薄膜，用于保护工件表面。通过冷却槽74的作用，可以使得内槽72内的硅化处理液的温度始终控制在10摄氏度到25摄氏度之间，该温度范围内具有最佳的硅化处理效果。另外，内槽72的底部设置有排水口，用于排放内槽72内液体，使得内槽72内的液体不停的循环更新。
[0116] 如图8a中箭头处所示，冷却槽74的一侧靠近储液槽73的底部设有入水口，另一侧靠近储液槽73的上部设有出水口，出水口和入水口之间与冷水机相连。优选的，内槽72侧壁上设有温度探头，通过温度探头对槽体液体的温度检测信号来控制循环水的温度和流量达到快速精准地控制内槽72和储液槽73里面处理液的温度。
[0117] 现有技术中，通常是在内槽72、储液槽73内部设置有冷却管道，通过液体在管道中循环，达到冷却效果，该冷却方式具有下述明显缺陷：第一，冷却效率低，由于管道的接触面积较小，所以热交换面积很小，冷却速度慢；第二，接触管道部分液体温度低，未接触冷却管道的部分温度高，造成槽体内部温度不均匀，温差大，从而难保证处理效果；第三，现有冷却方式不便于槽体内部清洗，由于槽体内部管道缠绕太多，死角很多，很难清洗干净，不能保证工件
质量；第四，管道与槽体的
接口处容易渗漏。
[0118] 相对的，本发明的冷却槽结构完全解决了以上问题，最大程度上保证了工艺的要求，而且非常稳定，大大提高了效率和工件品质。
[0119] 另外，内槽的上端设置为低于外槽的上端，优选的低3—8CM。这种结构的技术效果在于：在准备工作的时候，泵打开，可以不断循环，此时需要盖上一个
盖子，防止其他杂质掉进去，减少液体挥发，循环的时候内槽液体不会接触到上盖；在停止工作的时候，可以盖上盖子，减少液体挥发。
[0120] 图9显示了本发明表面处理设备的后段烘干部的结构示意图。
[0121] 后段烘干部8设置在硅化处理部7之后，用于对工件表面进行烘干，去除工件表面残留的液体。如图9所示，后段烘干部8形成为一个长方体状的烘干槽。该烘干槽底部设置有多个红外管81，例如10至20个。
[0122] 红外管底部优选的设置有多个反射板82，用于反射红外线，提高烘干效率。该反射板可以形成为平板状，也可以形成为凸起形状，例如凸起的三角形。
[0123] 烘干槽内红外管上方位置设置有多个网板83，用于发散红外线。通过网板的网孔来发散红外线，可以确保烘干的均匀性。另外，网板可以起到保护红外管的作用，防止工件或其他东西掉进槽体内部砸坏红外管。
[0124] 烘干槽顶部设有多个盖板84，例如5—8个。盖板84具有保温和节能的作用，避免红外管的热量向设备内部的其它部位扩散。优选的，盖板内侧设置有反射涂层，用于反射槽体底部发射出来的红外线，使其能够干燥到工件的上端。
[0125] 优选的，烘干槽槽体前后两侧装有传动链条，通过
齿轮和传动装置运输工件缓慢前进，使得工件在缓慢前进中被烘干，提高了设备的加工先考虑。
[0126] 工件在后段烘干部中的烘干时间优选的为10—20分钟。
[0127] 图10显示了本发明表面处理设备的空气通道的结构示意图。
[0128] 本发明表面处理设备的上部设置有空气供给系统10，用于提供纯净空气给设备的各个处理部。
[0129] 如图10所示，空气供给系统10形成为空心的长方体形状，该空心的长方体即构成空气通道，用于将空气输送到设备的各个处理部。长方体的顶部或背侧设有一个或多个进气口101，长方体内部设置有多个隔板102，长方体底部设置有多个分流孔103。
[0130] 进气口101外接到纯净空气产生装置，用于输入纯净空气。优选的，进气口101设置在硅化处理部7的上方，使得硅化处理部7上方始终具有足够的纯净空气，以确保硅化处理工艺始终在纯净的空气环境中进行。
[0131] 隔板102形成为中间设置有开口的挡板，隔板102的优选的设置在前述各个处理部或处理槽的交界位置处，使得相邻两个隔板102之间的空间正好与某个处理部或处理槽（例如冷却槽，预处理槽等）的位置对应，这样，纯净空气在相邻两个隔板102之间的空间形成回流缓冲，从而能够充分的进入到下方对应的处理部或处理槽。隔板102中间的开口形成为空气流通通道，方便空气进入到相邻的隔板区域。
[0132] 分流孔103形成为具有多个小孔的网板，网板上的小孔直径为1MM-3MM，小孔的中心间距为2MM-5MM，这些小孔用于空气分流，使整个长方体的底部都有空气流出，同时保障空气气流的均匀性。
[0133] 参见图10，可选的，空气供给系统10还设置有空气流出通道104，用于将设备内部的空气排出，使得处理部上空气始终保持足够的纯净度。空气流出通道104形成为沿着各处理部排列方向延伸的空心长方体，其朝向处理部的侧壁开设有多个排气口1041，用于处理部上方的空气进入空气流出通道104。空气流出通道104的底部开设有一个或多个出气孔1042，用于排出空气。
[0134] 输入到空气通道的空气优选的为10-30摄氏度范围内的恒温空气，空气的湿度范围为20%-60%，洁净度的洁净级别为100级，空气的补给量为4000立方米-8000立方米每小时。
[0135] 本发明的空气供给系统10的作用是通过持续补给设备内部的洁净空气，使设备内部与外部空间形成一个压力差，从而保证设备内部的气压大于外界气压，从而可以维持设备内部的洁净度，保障工件在处理过程中始终处于温度、湿度、洁净度可控的纯净空气环境中，确保工件表面处理的外观效果。
[0136] 图11显示了本发明表面处理设备的门窗系统结构示意图。
[0137] 本发明的表面处理设备设置有透明可拆卸的门窗系统11，用于实现设备内部与外部环境的隔离，同时方便工作人员的观察和操作。
[0138] 如图11所示，表面处理设备的门窗系统11优选的设置有多个透明门板。例如，可以设置8-20块大小不等的透明塑胶板构成门板，每块门板都可独立拆卸，门板上方和下方分别设有卡槽，门板置于上下卡槽之间。
[0139] 通过上述门窗系统，使得工作人员在生产过程中可以随时观察设备内部的运行情况，可以随时打开门板，取出工件观察工件的处理效果，便于及时调整工艺参数降低损失。
[0140] 如上所述，本发明提供了一种表面处理设备，主要用于对塑料表面进行硅化处理，形成硅化保护层。相对于以紫外线固化为主要工艺的传统喷涂处理工艺和设备，本发明的表面处理设备具有下述优点：
[0141] （1）硅化处理后的工件表面非常平整、光泽度高、尘点少，而喷涂工艺由于其工艺的局限性，工件表面平整度差、光泽较暗、易附着灰尘。
[0142] （2）经硅化处理后的工件，耐候性好，表面不会出现龟裂，不易老化，即使90度弯折也不会出现膜层开裂；传统的喷涂工艺普遍采取紫外线固化，因其材料中的成份对紫外线很敏感，阳光中含大量紫外线，使得喷漆工件的表面在日常使用中会迅速老化，表面膜层出现龟裂。
[0143] （3）本发明的表面处理设备采用全封闭结构，设备内部可达100级无尘环境，使得处理的合格率能达到95%以上；传统的喷涂工艺主要采用半封闭或开放式结构，设备内部最高只能达到10000级环境，使得处理的合格率只能达到70-80%左右。
[0144] （4）本发明的表面处理设备采用全自动化生产，生产效率高，每条生产线每天可生产4万片以上的工件；传统的喷涂工艺主要采用人工或半自动化生产，生产效率低，产能比较低。
[0145] （5）本发明的表面处理设备采用的硅化工艺及材料，环保、对人体无害，其中的硅化液是玻璃
水解生成物，主要成份为SiO2,对人体无害，硅化处理过程中，挥发性很小，对环境基本无任何影响；传统的喷涂工艺设备采用油漆为主要材料，油漆的VOC（
挥发性有机化合物）成份较高，对人体有害，容易污染环境，并且油漆中所含的紫外线感光成份也会对人体造成伤害。
[0146] 应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附
权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
