CH618110A5

CH618110A5 -

Info

Publication number: CH618110A5
Application number: CH1592475A
Authority: CH
Inventors: Bent Soerensen
Original assignee: Blumenfeld Erik Softal Elektro
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1975-12-08
Publication date: 1980-07-15
Also published as: DE2461865A1; US4051044A; GB1526070A; FR2296957B1; FR2296957A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von leitenden und nichtleitenden Materialen, z. B. Kunststoff-, Papier-, Metall- und/oder Gewebebahnen oder Formkörper aus diesen Materialien, zwecks Erhöhimg der Oberflächenenergie mit mindestens einer eine Spannung führenden Elektrode und einer Gegenelektrode, die auf derselben Seite des zu behandelnden Materials angeordnet sind.

Vorrichtungen der vorstehend genannten Art sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung ist die Gegenelektrode als Walzenelektrode und die die Spannung führende Elektrode als Profiloder Messerelektrode ausgebildet. Diese bekannte Vorrichtung dient der Verbesserung der Haftfähigkeit zwischen einem Träger und einem Kunststoffilm, der sich in mehr oder weniger geschmolzenem Zustand befindet. Die Profilelektrode ist zu der zu behandelnden Oberfläche hin geneigt, so dass der Abstand der zu behandelnden Oberfläche zum Entladungsspalt verhältnismässig gross ist. Eine derartige Vorrichtung mag bei dem geschilderten Anwendungsfall zufriedenstellend arbeiten. In vielen Fällen ist die bekannte Anordnung aber nicht ausreichend, um für eine intensive Vorbehandlung mit gutem Wirkungsgrad zu sorgen (deutsche Offenlegungsschrift 1 910 743).

Es ist weiterhin bereits versucht worden, besondere Vorrichtungen auszubilden, um Körper, die schwer zugänglich sind, oder Materialien grosser Dicke zu behandeln. Wenn beispielsweise Hohlkörper wie Flaschen oder Tuben behandelt werden sollen, so ist es nicht möglich, die eine Elektrode auf der einen Seite und die Gegenelektrode auf der anderen Seite der Wand anzuordnen, wie es für eine gute und intensive Behandlung erstrebenswert wäre, da die beste Behandlung im Bereich der intensiven Entladung zwischen den Elektroden stattfindet. Bei sehr dicken Materialien ist die Behandlung zwischen zwei Elektroden ebenfalls nicht mehr möglich, da der Gesamtwiderstand zwischen den Elektroden zu gross wird. Auch kann es vorkommen, dass zu dickes Material der dann notwendigen hohen Entladungsspannung nicht mehr widerstehen kann, so dass es zu einzelnen elektrischen Durchschlägen kommt, die das Material beschädigen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn poröses Material wie Schaumstoff behandelt werden soll. Zur Behandlung derartiger Materialien wurde schon vorgeschlagen, beide Elektroden auf derselben Seite der Wand anzuordnen und als gemeinsamen Körper, beispielsweise als Walze, auszubilden, in deren Manteloberfläche die die Spannung führende Elektrode in Form von Drähten eingebettet ist. Eine derartige Vorrichtung hat sich in der Praxis nicht bewährt, da die wesentliche, die Behandlung ergebende Entladung in der Walze selbst stattfand und so eine intensive Einwirkung auf die zu behandelnde Oberfläche nicht möglich war. .Darüber hinaus erwärmten sich die Walzen sehr schnell und verhältnismässig stark, was nur eine geringe Lebensdauer ergab (deutsche Offenlegungsschrift 2 220 886).

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aufzuzeigen, durch die in wirtschaftlicher Weise die Behandlung von Hohlkörpern, Profilen und dicken Materialien möglich ist, die durch die herkömmliche Behandlung zwischen zwei Elektroden nicht oder nur schwierig behandelt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass die Profil- oder Messerelektrode tangential zu der Oberfläche der Walzenelektrode verläuft, kann die Vorrichtung sehr dicht an die zu behandelnde Oberfläche herangebracht werden. Die Druckbeaufschlagung des Entladungsspaltes führt dazu, dass Funken und Ionen, die bei der elektrischen Entladung zwischen den Elektroden im Entladungsentstehen, in Richtung auf die zu behandelnde Oberfläche zu mitgerissen werden. Es wird daher so auf die zu behandelnde Oberfläche eingewirkt, dass eine gute und intensive Behandlung stattfinden kann.

In vorteilhafter Weise sollte die Walzenelektrode die zu behandelnde Oberfläche berühren, wobei die Walzenelektrode entweder selbst angetrieben oder durch die Bewegung der zu behandelnden Oberfläche gedreht wird.

Im einzelnen kann die Vorrichtung nach der Erfindung derart ausgestaltet sein, dass die Walzenelektrode im wesentlichen in einer geschlossenen Druckkammer liegt und zusammen mit einer Seitenwand, als Profil- oder Messerelektrode den Entladungsspalt bildet.

Insbesondere kann die vorstehend geschilderte Vorrichtung konstruktiv so gestaltet werden, dass die beiden an die Walzenelektrode angrenzenden Seitenwände der Druckkammer bei mittig in der Seitenwand angeordneter Walzenelektrode je eine Profil- oder Messerelektrode darstellen, die im wesentlichen in derselben Tangentialebene liegen und mit der Walzenelektrode je einen Entladungsspalt bilden können.

Diese Ausführungsform hat sich in der Praxis bewährt, da mit Hilfe von einer Walzenelektrode zwei Entladungsspalte erzeugt werden können, wobei die Entladungen in diesen beiden Spalten gleichzeitig auf die zu behandelnde Oberfläche zur Anwendung kommen kann. Die Abmessung und Anordnung der verschiedenen Bauteile kann so gestaltet sein, dass die Entladung praktisch über den gesamten freiliegenden Bereich der Walze stattfinden kann, wobei zwischen den Entladungen zu den beiden Elektroden in Walzenlängsrichtung eine dunkle Trennlinie in dem Funkenbild entsteht. Dadurch, dass die elek5

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trischen Felder bei dieser Anordnung und Ausbildung gegen-einandergerichtet sind, wird die Einwirkung der Funkenentladung auf die zu behandelnde Oberfläche noch unterstützt, da sich die elektrischen Felder gegenseitig so beeinflussen, dass ein zur Einwirkung auf die Oberfläche günstigerer Feldlinien- 5 verlauf entsteht.

Obwohl die beiden Elektroden bei der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform im wesentlichen in einer gemeinsamen Tangentialebene der Walzenelektroden liegen, in der auch die zu behandelnde Oberfläche oder deren Tangente io liegt, können die Profil- und Messerelektroden geringfügig in Richtung auf die Walzenelektrode geneigt angeordnet sein, um sicherzustellen, dass die zu behandelnde Oberfläche an der Walzenelektrode ungehindert anliegen kann.

Für den Betrieb der Vorrichtung hat sich in Versuchen 15 herausgestellt, dass für die Funkenentladung die Frequenz oberhalb von 10 kHz und die Spannung oberhalb von 5 kV liegen sollten.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung anhand eines 20 Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Ansicht auf die Vorrichtung der Fig. 1 von unten.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist mit einer Walzenelektrode 1 ausgerüstet, die an Spannung liegt und mit einem Dielektrikum 8 überzogen ist. Die Walzenelektrode 1 30 liegt zum wesentlichen Teil in einer Druckkammer 4. Der freiliegende Abschnitt der Walzenelektrode ist durch zwei Profiloder Messerelektroden 2 und 3 festgelegt, die gleichzeitig entsprechende Seitenwände der Druckkammer 4 bilden. Diese Messerelektroden liegen an Masse. Wie beim Betrachten der 3s Fig. 1 deutlich wird, liegen die beiden Messerelektroden 2 und 3 im wesentlichen in ein und derselben Tangentialebene der Walzenelektrode 1. Diese Ebene ist auch die Behandlungsebene, in der der schematisch als Hohlkörper dargestellte Gegenstand 6 behandelt wird. Wenn es sich beispielsweise um eine im Querschnitt dargestellte Flasche handelt, die gedreht wird, so wird die Walzenelektrode 1 mitgedreht, da die Flasche die Oberfläche der Walzenelektrode 1 berührt. Durch diese Bewegung wird die Kühlung der Walzenelektrode unterstützt.

Durch eine Leitung 5 wird die Kammer mit Druckluft oder mit einem anderen unter Druck stehenden Gas versorgt. Dieses unter Druck zugeführte Gas tritt durch die Entladungsspalte 7 aus und reisst die Funken und Ionen mit in Richtung auf die zu behandelnde Oberfläche. Gleichzeitig wird die Walze durch diesen Gasstrom gekühlt. Da durch die Funkenentladung auch Ozon erzeugt wird, wird dieser ebenfalls auf die Oberfläche geschleudert. Ozon ist zur Oberflächenbehandlung ebenfalls von Vorteil.

Beispielsweise werden durch die dargestellte und beschriebene Vorrichtung Flaschen oder Flaschenkästen behandelt, damit sie anschliessend bedruckt werden können. Flaschenkästen sind ebenso wie Flaschen oder andere Hohlkörper, wie Rohre oder komplizierte Profile, nur von einer Seite her zugänglich.

Eine andere Anwendung, bei der sich die Vorrichtung bewährt hat, ist die Behandlung dicker Schaumstoffbahnen zum Bedrucken. Es hat sich herausgestellt, dass bei Behandlungsgeschwindigkeiten bis zu etwa 100 m/min die Farben bei Verwendung von nur einer Elektrode gut haften.

In Versuchen wurde festgestellt, dass besonders gute Ergebnisse bei einer Frequenz im Bereich um 20 kHz und einer Spannung zwischen 10 und 15 kV erzielt wurden. Weiterhin wurde in den Versuchen festgestellt, dass die Intensität der Behandlung mit zunehmendem Druck in der Druckkammer besser wurde. Es wurden Versuche bis zu 2500 mmWS durchgeführt. In der Praxis ist es schwierig, diesen Wert zu überschreiten, da sonst ein zu grosser konstruktiver Aufwand getrieben werden muss. Obwohl auch unter 500 mm WS gute Ergebnisse mit preiswerter Ausrüstung erzielt wurden, hat sich ein Bereich zwischen 1500 und 2500 mmWS als besonders empfehlenswert herausgestellt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zur Behandlung von leitenden und nichtleitenden Materialen zwecks Erhöhung der Oberflächenenergie mit mindestens einer eine Spännung führenden Elektrode und einer Gegenelektrode, die beide auf derselben Seite des zu behandelnden Materials angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (2, 3) als Profil- oder Messerelektrode ausgebildet ist und tangential zu der als Walzenelektrode (1) ausgebildeten Gegenelektrode und im wesentlichen parallel zu der zu behandelnden Oberfläche (6) oder deren Tangente angeordnet ist und dass der Entladungsspalt (7) zwischen den Elektroden in Richtung auf die zu behandelnde Oberfläche hin druckgasbeaufschlagt ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenelektrode (1) so angeordnet ist, dass sie die zu behandelnde Oberfläche (6) zu berühren vermag.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenelektrode (1) mit dem grössten Teil des Umfangs in einer geschlossenen Druckkammer (4) liegt und zusammen mit einer Seitenwand als Profil- oder Messerelektrode den Entladungsspalt (7) bildet.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenelektrode (1) mittig in einer Seitenwand der Druckkammer (4) angeordent ist, derart, dass die beiden Seitenwandteile je eine Profil- oder Messerelektrode (2, 3) darstellen und mit der Walzenelektrode je einen Entladungsspalt (7) bilden und im wesentlichen in derselben Tangentialebene liegen.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Profil- und Messerelektroden (2, 3) geringfügig in Richtung auf die Walzenelektrode (1) geneigt angeordnet sind.

6. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrode eine Spannung oberhalb von 5 kV mit einer Frequenz von mehr als 10 kHz zugeführt wird.