CN103889688A - 影响塑料薄膜或金属箔的表面特性的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种改进的用于影响金属箔及塑料薄膜的表面特性的方法，该方法通过简化设备结构提供同样好的处理结果并且可以多种方式施行，其中箔或薄膜表面的至少一侧进行局部基本一致的、同时的等离子处理及电晕处理。此外，本发明涉及通过同时进行等离子处理及电晕处理来影响金属箔及塑料薄膜表面的表面特性的装置，该装置具有至少一个设置在外壳（2）内的等离子喷嘴（1），用于产生及通过喷嘴出口定向喷射出等离子流（6），相对于喷嘴出口的对应电极（4）及具有生成在高压范围内交流电压的高压发生器，其中高压发生器通过其输出端产生电位差，该输出端一方面与外壳（2）相连且另一方面与对应电极（4）相连。

Description

影响塑料薄膜或金属箔的表面特性的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种影响塑料薄膜或金属箔的表面特性的方法及装置。本发明特别有利地应用于由热塑性聚合物构成的双向拉伸薄膜。此外，可以通过所公开的装置执行该方法。

背景技术

已知的且在长期的实践中，拉伸热塑性塑料薄膜，一方面，在这种薄膜特别是塑料薄膜轨道的厚度及宽度方面获得期望的完成尺寸（Endmaβe），另一方面，针对所期望的方向上进行拉伸。在此，使用拉伸装置，在其分成的两个步骤的过程中，也在一些装置中已经在一个步骤的过程中，纵向拉伸塑料薄膜，特别是塑料薄膜导轨，即，传输方向或轨道方向拉伸及横向拉伸，特别是垂直于纵向的横向拉伸。

此外，已知改变塑料薄膜及金属箔的表面特性，例如提高表面张力及由此提高塑料薄膜的附着效果，或也提高金属箔的表面清洁性，这样的处理在塑料薄膜特别在活化处理的情况下进行。对于该特别的活化处理，包括已知的火焰处理、等离子处理或电晕处理，以及这些处理的组合。

在此，始终存在下述问题，即，尽可能有效的实施及在其处理结果中尽可能稳定的表面处理。

在DE102005052441中描述的特别可能性是采用相关的塑料薄膜，建议对于双向拉伸塑料薄膜的情况，在纵向拉伸步骤后，且在横向拉伸步骤之前，借助于大气压在该塑料薄膜宽度上进行等离子体处理，接着进行横向拉伸，然后接着可以进行第二次处理，该处理是电晕处理或火焰处理。该文献给出了指导性的描述，也给出了对于现有技术进一步的且更详细的实施方式，并给出了等离子放电和电晕放电的作用方式，这同样适用本发明，基于此进行参考及叙述。

如在DE102005052441中描述的方法根据该文献提供了具有高表面张力的非常好的效果，其有利于塑料薄膜的后期应用，例如印刷，表现出薄膜表面的非常合适的活化。这在该文献中归因于在纵向拉伸之后但在横向拉伸之前的（空气压力）等离子处理和在横向拉伸之后借助于电晕放电或火焰处理而进行的进一步处理的特别组合。在该文献中描述的方法在实际转换过程中仍然存在下列问题：

首先，该特殊方法仅适用于生产拉伸塑料薄膜。该方法不适用于金属箔；也不适用于在生产后的随后对塑料薄膜的处理，例如，直接在进一步处理步骤之前的新的表面活化或印刷可能是期望的。

此外，在拉伸塑料薄膜的两个分开的位置上的装置中必须集成附加的设备，也就是，用于等离子处理的第一处理位置在该装置的纵向拉伸部之后，但在横向拉伸部之前，且用于电晕放电或火焰处理的第二位置在横向拉伸部之后。而且，该方法只能在这种方式下进行，在该方式中，在纵向拉伸（首先该步骤）和横向拉伸（该步骤在第二位）分开后，拉伸塑料薄膜，即，具有横向拉伸及纵向拉伸的生产方法不是在单个步骤中。最终，如果该处理应同样发生在薄膜的整个宽度上（这是所期望的），用于横向拉伸之后实施的电晕处理或火焰处理的设备，相应于在横向拉伸步骤后明显增加的塑料薄膜宽度而构建成更大尺寸的。如此大尺寸会带来结构的、有关仪器的问题及挑战，特别是在更大的距离上均匀且均质实施的挑战，使得通过处理的塑料薄膜在横向拉伸之后的更大宽度上具有一致的表面特性。用于构建在横向拉伸之后实施第二次处理的处理设备的大尺寸的要求，导致设备方面更高的成本。对于更大的处理段，增加了工艺介质的消耗，使操作成本增加。

发明内容

在此，可以通过本发明实现克服上述问题。本发明的特别目的是，提供用于影响塑料薄膜及金属箔的表面属性的方法及装置，该方法或装置可以相对较少的设备成本用在箔及薄膜的生产及加工过程不同的位置。特别地，也应可以的是，通过该方法及装置，在同时具有同样好的处理结果的结构简化的情况下，可以处理由热塑性聚合物构成的双向拉伸薄膜。特别地，在该方法的一个变型中，用于执行该方法的装置应可以容易地集成在用于拉伸双向拉伸的塑料薄膜的现有装置中，这对于在一个步骤中完成纵向及横向拉伸的装置是一样的。

该目的在方法方面通过具有权利要求1的特征实现，在权利要求8中给出该目的的装置方面的根据本发明的解决方案。从属权利要求2-7给出该方法的有利改进方案，权利要求9至13给出该装置的有利改进方案。

本发明的基本原理是，通过局部基本上一致的及同时的等离子处理及电晕处理，可以非常有效地持续影响金属箔的表面特性（特别地用于清洗如油或油脂残留）或塑料薄膜的表面特性（特别地活化改善附着特性）。发明人确定，通过一方面等离子处理另一方面电晕处理的基本上一致且同时的处理，会产生特别好的处理结果。此外，该方式提供下述可能性，即，紧凑的及同时简单地集成和改装在现有装置中的设备方面的结构。特别地，等离子处理及电晕处理不仅在时间上，而且在地点上同时发生在一个共同的处理区域中。

在此，根据本发明执行的处理可在金属箔或塑料薄膜生产的或在随后的过程中完成，从而可从工厂提供相同的经过相应表面处理的箔或薄膜。因此，例如可以提供表面张力显著提高的、这样处理的塑料薄膜，即，其例如针对可靠且持久的打印需要。

对于塑料薄膜，由于表面张力随着时间而下降，金属箔可能会污染表面，如果在进一步处理箔或者薄膜之前直接进行根据本发明的处理，也可是有利的及所期望的。这可以是一次性的处理，然而或也可以是反复的处理。

特别地，该方法适合在持续运动的及待处理的箔或薄膜轨道上实施。

特别地，由热塑性聚合物构成的双向拉伸塑料薄膜在根据本发明的处理的情况下证实，相反于DE102005052441的假设，结果并不依赖于下述情况，即，不同的处理步骤分开，并且在横向拉伸后，在双轴拉伸的不同时间点实施最终处理，而这也可以借助同时进行等离子处理及电晕处理，特别是在横向拉伸之前进行。这样同时进行的处理，其中既激活等离子及在待处理表面的方向上驱动等离子，又在薄膜表面范围内开始进行电晕放电，因此可以在横向拉伸之前进行，使得在塑料薄膜处理中，设备结构在其整个宽度上相应于在横向拉伸之前的较窄宽度而可被构建成更小的。因此，只要任意在横向拉伸之前在合适位置安装这样紧凑的装置，就可以在用于塑料薄膜轨道的现有拉伸装置中合并相应的方法步骤。优选地，如果在纵向拉伸之后在局部处理范围内同时的且优选的进行的一致的等离子处理和电晕处理，这不是必要的，甚至可以在该纵向拉伸之前的方法步骤内执行，从而特别地也应用在塑料薄膜拉伸的方法中，其中，在单一的共同步骤中实施纵向拉伸及横向拉伸。

在装置方面，本发明的解决方案是，如已经提到的具有权利要求8的特征的装置。该装置特殊之处是，在组合布置中，该装置具有至少一个设置在外壳中的等离子喷嘴，该喷嘴用于产生等离子流和定向喷射等离子流，以及具有用于电晕放电点火的设置，该设置具有充当电极的等离子喷嘴外壳或该外壳的部分，具有充当第二电极的对应电极，以及具有产生高压范围内的交流电压（1000伏或更高的交流电压）的高压发生器。该高压发生器一方面通过输出部与外壳连接，其在装置用于点火电晕放电的部分作为电极，在作为电极的仅外壳的部分的情况下，与外壳部分连接，另一方面与对应电极相连。

在此，该高压发生器设置用于产生针对相应的电晕处理的典型高压，在同样典型和一般的频率下，例如该高压可以在10至20KV之间，频率在10至60kHz之间。

根据本发明的装置是特别紧凑的，在外壳中集成作为独立等离子发生器的等离子喷嘴，同时该外壳作为用于点火电晕放电的电极布置的电极，在最大程度上节省空间，在此同时允许通过该布置而运动的箔或薄膜或箔轨道或薄膜轨道的有效处理，以及在箔或薄膜喷射的方向上及借助外壳与电机之间的点火的电晕放电或由此出现的类型。

在根据本发明的装置中使用的等离子喷嘴，例如可以是如在DE19648999描述的，及AFS开发销售有限公司（AFS Entwicklungs-undVertriebs GmbH）以商标

提供和销售的。

为了通过根据本发明的装置在待处理的金属箔或待处理的塑料薄膜的整体宽度上实现足够的表面处理，该外壳可以构造成伸出的梁状，该外壳在任何情况下通过相应的箔轨道或薄膜轨道面向的部分而作为等离子放电设备的电极，其中，沿着纵向设置多个紧邻布置的等离子喷嘴。通过这样的多个紧邻布置的等离子喷嘴，可以实现匀质的拉长的等离子辐射或等离子云，该等离子辐射或等离子云可再次在其整个宽度上对待处理的表面进行均匀的等离子处理。同样地，通过电晕放电同时通过等离子处理，完成对表面的均匀电晕处理，只要该电晕放电在该外壳之间的外壳的整个宽度上，该外壳作为电极，并激活对应电极。

该对应电极涂覆有电介质可具有优点。由此避免电极之间的直接电弧，及确保遵循相应的取决于气隙宽度的调整边界条件（施加高电压及频率），在作为电极的外壳或外壳部分与对应电极之间的点火放电是电晕放电。

特别有利地，对应电极可以是辊电极。特别地，在处理箔轨道或薄膜轨道时，该辊电极可以同时充当处理轨道的可靠引导，只要该轨道在辊电极上运动或传输。如果轨道位于辊电极上并直接接触，可以避免背面的电晕处理，使得仅对面对等离子喷嘴的箔或薄膜的表面进行等离子处理及电晕处理。通过有目的地提供气隙，可以在这样的装置中除了在面对等离子喷嘴的金属箔正面或塑料薄膜正面进行等离子处理及电晕处理，还可以在背面进行电晕处理，这对于箔或薄膜的接下来的应用是有利的及所期望的。

特别地，取决于等离子喷嘴的连接及取决于处理材料的类型，作为电极的外壳或相应的外壳部分可在地电位（Erdpotential）上，对应电极与相应的高电压电位连接，或提供反向连接，在该反向连接中对应电极接地，该外壳或者作为电极的外壳部分处在高电压电位。

可以看得出，根据本发明的装置构造紧凑，特别地，因为在目前技术条件下可以生产结构上非常小的等离子喷嘴，因此可以集成到外壳内拥挤的空间中，该外壳作为根据本发明的装置的部件，作为电晕放电装置的电极。由此，根据本发明的装置可在待处理的箔、薄膜或待处理的箔轨道或薄膜轨道的整个宽度上扩展。

因为在横向拉伸前测量宽度，所以在横向拉伸前的双轴向拉伸的塑料薄膜的处理中，该宽度与在根据DE102005052441的方法中经过火焰处理或电晕处理在横向上拉伸后提供的相应设备的宽度相比更小。

附图说明

结合附图在下文对实施例的描述中给出其他的优点及特征。附图中：

图1以示意图方式示出在第一可能连接中的在相应处理方法的根据本发明的实施期间的根据本发明装置；以及

图2为在反向连接中的根据本发明装置的与图1相比较的示意图。

具体实施方式

图中以示意图方式示出根据本发明的装置，示出其处理金属箔轨道或塑料薄膜轨道是如何构建、连接及工作。

本发明装置由在作为等离子源的等离子喷嘴及由电极和对应电极构成的用于电晕放电的布置之间的组合共同构成。等离子喷嘴1未详细描述地垂直于标记层紧邻地布置在包括该等离子喷嘴1的外壳2内。外壳2在图中的下面示出部分作为电晕放电设备的电极，且通过连接装置3与此处未详细描述的高压发生器连接。在该实施例中，辊电极4作为电晕放电设备的对应电极，该辊电极4是涂覆有电介质的金属托辊。同样地，该托辊在此处未详细描述地与高压发生器相连，与该高压发生器的第二输出口相连。

在操作中，金属箔或塑料薄膜的轨道5在辊电极4上运行，且以背向辊电极4、面向等离子喷嘴1或外壳2的方式，局部且时间上一致进行等离子处理及电晕处理。对此，等离子喷嘴1内产生的等离子作为等离子流6朝着处理中的箔的轨道或薄膜的轨道5的表面由等离子喷嘴1中喷出。同时在外壳2与辊电极4之间，通过高压范围中的高频交流电压装置激活电晕放电，在此，该电晕放电用数字7示出。该电晕放电7也影响箔的轨道5或薄膜的轨道5的表面。

因为图1和图2在各自的视图中是相同的，它们区别仅在于，作为电极的外壳（外壳部分）2及辊电极4的连接。图1中的外壳2接地电位期间，辊电极4设置为高电压，图2中恰好是相反地连接。原则上，两种连接方式都可以用于电晕放电。当然，在金属轨道利用所述装置进行表面处理的情况下，可以根据图2选择连接，以避免辊电极上的电压被引导到整个系统中其他的组件（在此未示出）上。

在电隔绝的塑料薄膜进行表面处理的情况下不存在该问题。在此针对使用的等离子喷嘴1及其工作方式，可选择电方面有利的连接方式。

在此未详细描述及说明的等离子喷嘴1优选涉及在DE19648999中描述的这种类型及作用方式。

根据本发明，在通过图中示出的装置生产塑料薄膜轨道期间，塑料薄膜轨道的处理发生在处理的薄膜轨道5的横向拉伸之前，特别是可以在纵向拉伸之后进行，但是也可以在之前。

等离子喷嘴1的电连接集成在外壳2内，这里未详细描述。等离子喷嘴对应于对元件的要求，即，等离子喷嘴通过外壳连接到高压发生器上，与作为用于电晕放电7的电极不矛盾。

附图标记说明

1  等离子喷嘴

2  外壳

3  连接装置

4  辊电极

5  金属箔轨道及塑料薄膜轨道

6  等离子流

7  电晕放电

Claims (13)

1.一种影响金属箔及塑料薄膜的表面特性的方法，其特征在于，

对箔或薄膜的表面至少一侧局部、基本一致、同时地进行等离子处理及电晕处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

局部、基本一致、同时地进行的等离子处理及电晕处理发生在箔或薄膜的制造中，或直接在制造之后。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

局部、基本一致、同时地进行的等离子处理及电晕处理直接发生在箔或薄膜的进一步加工之前。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

所述方法持续地执行，为此，箔或薄膜作为轨道在相对于装置的纵向上移动，用于局部、基本一致、同时地等离子处理及电晕处理。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

对于由热塑性聚合物构成的双向拉伸薄膜，该热塑性聚合物的拉伸是在纵向进行纵向拉伸以及在横向，特别垂直于纵向的横向进行横向拉伸，在横向拉伸之前的步骤中，塑料薄膜表面的至少一侧同时地进行等离子处理及电晕处理。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

在未进行横向拉伸的塑料薄膜的横向上延伸的整个宽度上同时地进行等离子处理及电晕处理。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

在纵向拉伸之后同时进行等离子处理及电晕处理。

8.一种通过同时进行等离子处理及电晕处理而影响金属箔及塑料薄膜（5）的表面特性的装置，其具有至少一个设置在外壳内的等离子喷嘴（1），用于产生及通过喷嘴出口定向喷射等离子流（6），相对喷嘴出口设置的对应电极（4）及用于产生在高压范围内的交流电压的高压发生器，其中，该高压发生器通过其输出端产生电位差，该输出端一方面与外壳（2）连接，且另一方面与对应电极（4）连接。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

外壳（2）形成为细长梁状，在其纵向上具有相邻设置的等离子喷嘴（1）。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，

对应电极（4）涂覆有电介质。

11.如权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，

对应电极（4）是辊电极。

12.如权利要求8至11中任一项所述的装置，其特征在于，

高压发生器通过接地输出端与外壳相连。

13.如权利要求8至11中任一项所述的装置，其特征在于，

高压发生器通过接地输出端与对应电极相连。

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