CZ304838B6 - Device for surface treatment by plasma generated under standard pressure - Google Patents
Device for surface treatment by plasma generated under standard pressure Download PDFInfo
- Publication number
- CZ304838B6 CZ304838B6 CZ2013-864A CZ2013864A CZ304838B6 CZ 304838 B6 CZ304838 B6 CZ 304838B6 CZ 2013864 A CZ2013864 A CZ 2013864A CZ 304838 B6 CZ304838 B6 CZ 304838B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- hinge
- fixed frame
- frame
- plate
- plasma
- Prior art date
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Description
Zařízení pro povrchovou úpravu plazmatem generovaným za normálního tlakuEquipment for surface treatment of plasma generated under normal pressure
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká zařízení pro povrchovou úpravu plazmatem generovaným za normálního tlaku pomocí vysokého napětí. Zařízení je určeno pro úpravu výrobků, které pod ním projíždějí na pásovém dopravníku. Je navrženo pro zařazení do výrobní linky s kontinuální i diskontinuální cyklickou, výrobou, kde je rovnoměrnost povrchové úpravy zajištěna vlastním lineárním pohybem. Zařízení tohoto typu lze využít pro povrchovou úpravu různých materiálů, zejména povrchů vstřikovaných plastových výrobků.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for plasma treatment generated under normal pressure by high voltage. The device is intended for treatment of products passing under it on a belt conveyor. It is designed for inclusion in a production line with continuous and discontinuous cyclic production, where the uniformity of surface treatment is ensured by its own linear movement. Devices of this type can be used for the surface treatment of various materials, particularly the surfaces of injection molded plastic products.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pro plazmové ošetření povrchu existují technologie vytvářející plazma jak ve sníženém tlaku na úrovni technického, či velmi vysokého vakua, tak i při atmosférických podmínkách. Výhodou ošetření povrchu pomocí plazmatu je fakt, že díky specifickým vlastnostem probíhají chemické reakce rychle a při dobře navržených podmínkách plazmování nedochází k poškození modifikovaného povrchu.For plasma surface treatment there are technologies producing plasma both under reduced pressure at the level of technical or very high vacuum, and also under atmospheric conditions. The advantage of plasma treatment of the surface is that due to its specific properties, chemical reactions proceed quickly and, under well-designed plasma conditions, the modified surface is not damaged.
Nevýhodou nízkotlakých technik plazmování je potřeba evakuované komory, kde vznikají výrobní prodlevy vlivem evakuace a opětovného zavzdušnění vnitřního prostoru. S tím souvisí také nutnost dávkového zpracování výrobků. Oboje pak zvyšuje náklady díky energetické a časové náročnosti.A disadvantage of low-pressure plasma techniques is the need for an evacuated chamber where production delays arise due to evacuation and re-aeration of the interior space. Related to this is the necessity of batch processing of products. Both increase costs due to energy and time consumption.
V případě technologií založených na generování plazmatu za atmosférického tlaku jsou známy technologie využívající plazmatický proudový paprsek - někdy označováno jako APPJ (Atmospheric Pressure Plasma Jet), který vzniká na trysce, do níž je pod tlakem vháněn plyn, který je elektrodami s vysokým napětím v trysce měněn na plazma. Tento paprsek má obvykle krátký dosah a zejména jeho průřez má zpravidla malý průměr. To je nevýhodné pro ošetřování velkých povrchů, kde vznikají nároky na speciální zařízení, která pohybují tryskou přes celý ošetřovaný povrch.In the case of atmospheric pressure plasma generation technologies, known plasma jet beam technologies - sometimes referred to as APPJ (Atmospheric Pressure Plasma Jet), are formed on a nozzle into which a gas is injected under pressure, which is a high voltage electrode in the nozzle. changed to plasma. This beam is usually short in reach and, in particular, its cross-section is generally small in diameter. This is disadvantageous for the treatment of large surfaces where there is a demand for special devices that move the nozzle over the entire surface to be treated.
Využívány jsou i zařízení generující plazma v podobě dielektrického výboje, který vzniká mezi dvěma deskami, z nichž jedna je pokryta dielektrikem. Výboj se přitom zapaluje pomocí sinusoidního nebo pulzního zdroje energie. K zajištění stabilního plazmatického procesu se mezera mezi elektrodami minimalizuje na šířku několika milimetrů, což je nevhodné pro plazmování rozměrnějších výrobků.Plasma generating devices are also used in the form of a dielectric discharge that occurs between two plates, one of which is covered by a dielectric. The discharge is ignited by a sinusoidal or pulsed energy source. To ensure a stable plasma process, the gap between the electrodes is minimized to a width of a few millimeters, which is unsuitable for plasma larger products.
Obdobou je koránový výboj, který se vytváří přiváděním vysokého napětí na ostré hroty elektrod. Lineární uspořádání elektrod se často využívá pro vytvoření plošného korónového výboje, který se používá ke změně povrchové energie různých materiálů, zejména plastů, tkanin nebo papíru. Úprava koránovým výbojem je rozšířenou metodou úpravy zejména v kontinuálních linkách s fixní vzdáleností upravovaného povrchu od elektrod. Nelze ji ale využít u cyklické výroby, jakou je kupříkladu vstřikování, kdy jsou vyráběna trojrozměrná tělesa, u nichž by byly povrchy nerovnoměrné ošetřeny vlivem různé vzdálenosti od plazmatu.The equivalent is the Qur'anic discharge, which is generated by applying high voltage to the sharp electrode tips. Linear electrode arrangements are often used to produce a surface corona discharge that is used to change the surface energy of various materials, particularly plastics, fabrics or paper. Koran discharge treatment is an extended treatment method, especially in continuous lines with a fixed distance of the treated surface from the electrodes. However, it cannot be used in cyclic production, such as injection molding, in which three-dimensional bodies are produced in which the surfaces would be unevenly treated due to different distances from the plasma.
Pokud jde o konkrétní konstrukční uspořádání zařízení na úpravu substrátů plazmou v konkrétních aplikacích, lze uvést např. následující řešení:With respect to the particular design of plasma treatment devices in particular applications, the following solutions may be mentioned:
Zařízení ke zpracování substrátů jako jsou polovodiče, vodiče a izolační fólie plazmou je předmětem zveřejněné patentové přihlášky USA 2011005681. V pracovní komoře jsou umístěny plazmu generující jednotky tvořené podélnými elektrodami umístěnými na zpracovávané straně substrátu a neutrální elektrodou, resp. elektrodami na jeho opačné straně. Přívod plynu bezpro-1 CZ 304838 B6 středně k elektrodám je řešen rozváděcími a přívodními kanálky mezi elektrodami. Odvod plynných zplodin je řešen výstupním potrubím ve spodní části komory.Devices for processing substrates such as semiconductors, conductors, and insulating foils by plasma are the subject of U.S. Patent Application Publication 2011005681. electrodes on its opposite side. The gas supply directly to the electrodes is solved by distribution and supply channels between the electrodes. The exhaust gas is solved by the outlet piping in the lower part of the chamber.
Zařízení ke generování plazmy pro zpracování procházejícího materiálu podle mezinárodní přihlášky PCT WO 2008032856 je tvořeno zdrojem mikrovln, který je vlnovodem spojen se soustavou trysek ke generování plazmy. Zpracovávaný materiál je veden válečky pod tryskami.The plasma generating apparatus for processing the passing material according to PCT International Application WO 2008032856 consists of a microwave source which is connected by a waveguide to a set of plasma generating nozzles. The material to be processed is guided by rollers under the nozzles.
Zařízení pro úpravu plazmou za atmosférického tlaku podle přihlášky Evropského patentu 1286382 obsahuje dvě proti sobě umístěné elektrody. Přívod reaktivního plynu a jej obklopujícího přívodu plynu inertního jsou situovány v prostoru mezi oběma elektrodami. Zpracovávaný materiál prochází pod elektrodami a ústím přívodů obou plynů.The atmospheric pressure plasma treatment apparatus of European Patent Application 1286382 comprises two opposing electrodes. The reactive gas supply and the surrounding inert gas supply are situated in the space between the two electrodes. The material to be processed passes under the electrodes and the mouth of both gas inlets.
Zařízení pro výrobu plošných spojů opracováním polotovaru na bázi laminátu s vodivou měděnou vrstvou plazmou generovanou kapilárním výbojem je předmětem patentové přihlášky USA 2002148816. Toto zařízení je vybaveno generátorem plazmy, který obsahuje napájecí zdroj a první elektrodu s kolíky ústícími do soustavy kapilár vytvořených v dielektrickém tělese. Zpracovávaný polotovar je uložen mezi výše uvedenou homí elektrodou a spodní uzemněnou elektrodou.A device for manufacturing printed circuit boards based on a laminate with a conductive copper layer by plasma generated by capillary discharge is the subject of US patent application 2002148816. This device is equipped with a plasma generator comprising a power supply and a first electrode with pins leading into a capillary array formed in a dielectric body. The workpiece to be processed is positioned between the aforementioned upper electrode and the lower grounded electrode.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých metod a zařízení k plazmovému ošetření povrchů do značné míry odstraňuje zařízení pro povrchovou úpravu plazmatem generovaným za normálního tlaku podle vynálezu.These disadvantages and drawbacks of the prior art methods and apparatus for plasma treatment of surfaces are largely eliminated by the plasma treatment apparatus generated under normal pressure according to the invention.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že toto zařízení je tvořeno pevným rámem pro instalaci připojením k uzemněnému pásovému dopravníku. Uvedené zařízení předpokládá konstrukci pásového dopravníku s kovovými deskami, které lze využít jako uzemněnou elektrodu, anebo takovou konstrukci dopravníku, kde lze pod pás uzemněnou desku (elektrodu) umístit. Na pevném rámu je posuvně uložen pohyblivý rám, k němuž je připojena vodivá deska s hroty, zavěšená ve vnitřním krytu z nevodivého materiálu (dielektrika), přičemž závěs vnitřního krytu je vybaven subsystémem synchronizace výšky zavěšení desky s hroty s výškou profilu pod hroty procházejícího ošetřovaného materiálu.SUMMARY OF THE INVENTION The device consists of a rigid frame for installation by connection to a grounded belt conveyor. Said apparatus envisages a belt conveyor with metal plates which can be used as a grounded electrode or a conveyor structure where a grounded plate (electrode) can be placed under the belt. A movable frame is slidably mounted on the rigid frame, to which is attached a conductive plate with spikes suspended in an inner cover of non-conductive material (dielectrics), wherein the inner cover hinge is equipped with a height suspension synchronization subsystem with spikes with profile height under the spikes .
Závěs vnitřního krytu může být s výhodou řešen tak, že obsahuje vodicí tyč, resp. vodicí tyče a ozubenou tyč posuvnou převodem od krokového motoru závěsu. Tento krokový motor závěsu je spolu s čidlem měření výšky profilu procházejícího ošetřovaného produktu připojen k externí řídicí jednotce subsystému synchronizace výšky zavěšení desky s hroty s výškou profilu pod hroty procházejícího ošetřovaného materiálu.The hinge of the inner housing can advantageously be designed such that it comprises a guide rod and a guide rod, respectively. guide rods and toothed rack slidable by the stepper hinge motor. This stepper hinge motor, together with the profile height sensor of the passing treated product, is connected to an external control of the rack height synchronization subsystem of the studs with the profile height below the studs of the passing treatment material.
Kolem vnitřního krytu s vodivou deskou s hroty a tyčí závěsu je s výhodou umístěn vnější kryt, který stíní okolní kovovou konstrukci, čímž brání vzniku výboje. Tento kryt je zavěšen na nosném rámu tak, že mezi ním a pásovým dopravníkem je prostor v řádu jednotek milimetrů, vyjma střední části, kde je prostor pro procházející výrobky určené k ošetření plazmatem. Tento kryt má dále otvory pro napojení na odsávání, které brání úniku plazmatem generovaných radikálů mimo aktivní zónu technického řešení. Vnější kryt zároveň brání pronikání ultrafialového záření mimo aktivní zónu.Preferably, an outer cover is placed around the inner cover with the conductive plate with spikes and hinge rod, which shields the surrounding metal structure, thereby preventing discharge. This cover is hinged to the support frame so that there is a space of a few millimeters between it and the conveyor belt, except for the central part, where there is space for passing plasma treatment products. Furthermore, this cover has openings for the connection to the exhaust, which prevents the leakage of plasma-generated radicals outside the core of the technical solution. The outer cover also prevents ultraviolet radiation from entering the core.
Pohyblivý rám může být posuvně uložen s výhodou na kolejnicích pevného rámu a posuv tohoto pohyblivého rámu na pevném rámuje s výhodou vyvozen přes závitovou tyč krokovým motorem rámu.The movable frame can be displaceably supported on the rails of the fixed frame, and the displacement of the movable frame on the fixed frame is preferably brought about by the threaded rod of the frame motor.
Přínos zařízení podle vynálezu řešení je v tom, že vnitřní deska (elektroda) může díky pohyblivému zavěšení vykonávat lineární vertikální pohyb, čímž lze dosáhnout u nepravidelných výrob-2CZ 304838 B6 ků rovnoměrného ošetření povrchu tak, že se elektroda zvedá či snižuje podle výšky ošetřovaného povrchu. Určení profilu povrchově ošetřovaného tělesa je zajištěno čidlem umístěným před vstupem do aktivní zóny - prostoru pod svrchní deskou.The benefit of the device according to the invention is that the inner plate (electrode) can perform linear vertical movement due to the movable suspension, thereby achieving a uniform surface treatment in irregular productions by raising or lowering the electrode according to the height of the treated surface. . The determination of the profile of the surface-treated body is ensured by a sensor placed in front of the entrance to the core - the space under the top plate.
Zařízení je navíc zavěšeno na rámu, který se díky uložení na kolejnici může pohybovat v ose procházejícího dopravníku. Pohyb je uskutečněn pomocí krokového motoru a závitové tyče. Motor je regulován tak, aby kompenzoval příliš rychlý, nebo pomalý, průjezd ošetřovaného výrobku skrze aktivní zónu zařízení, případně aby zařízení samo rovnoměrně přejíždělo přes ošetřované těleso uloženého na nehybný dopravník v případě diskontinuálního cyklického pohybu dopravníku.In addition, the device is suspended on a frame which, due to the bearing on the rail, can be moved along the axis of the conveyor. The movement is accomplished by means of a stepper motor and a threaded rod. The motor is controlled to compensate for a too fast or slow passage of the treated product through the active zone of the device, or for the device itself to pass evenly over the treated body placed on a stationary conveyor in the event of discontinuous cyclic movement of the conveyor.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží přiložené výkresy, kde představuje:The following drawings illustrate the invention in greater detail:
obr. 1 - Prostorový pohled na zařízení podle vynálezu s procházejícím pásovým dopravníkem obr. 2 - Prostorový pohled na zařízení podle vynálezu obr. 3 - Prostorový pohled na čtvrt-řez rámem a na něm zavěšenou část zařízení podle vynálezu.FIG. 1 is a perspective view of a device according to the invention with a conveyor belt passing through; FIG. 2 is a perspective view of a device according to the invention;
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zařízení podle vynálezu v příkladném provedení (viz obr. 1 až 3) je vybaveno kovovou deskou i s hroty, na kterou je pro vytvoření korónového výboje přivedeno vysoké napětí zajišťované externím zdrojem (neznázoměno). Deska i s hroty je zavěšena ve vnitřním krytu 2 z nevodivého materiálu (dielektrika), který ji izoluje od závěsu Z s ozubenou tyčí 3 a dvojicí vodicích tyčí 4. Pomocí řízeného krokového motoru 5 závěsu je přes ozubenou tyč 3 závěsem Z pohybováno tak, aby vzdálenost desky 1 s hroty od ošetřovaného povrchu (neznázoměno) byla konstantní. Profil ošetřovaného materiálu (neznázoměno) je měřen pomocí čidla 6 měření výšky profilu procházejícího ošetřovaného materiálu, zde zavěšeno nad vstupem do aktivní zóny, které předává informaci do externí řídicí jednotky (neznázoměno).The device according to the invention in the exemplary embodiment (see Figs. 1 to 3) is provided with a metal plate with spikes, to which a high voltage provided by an external source (not shown) is applied to produce a corona discharge. The plate with spikes is suspended in the inner casing 2 of non-conductive material (dielectric), which insulates it from the rack Z with toothed rack 3 and a pair of guide rods 4. By means of the controlled stepper motor 5 the tip plate 1 from the surface to be treated (not shown) was constant. The treated material profile (not shown) is measured by means of the profile height measuring sensor 6 passing through the treated material, hung here above the core entry, which transmits information to an external control unit (not shown).
Kolem vnitřního krytu 2 je umístěn vnější kryt 7 z nevodivého materiálu, který nepropouští UV záření vznikající v důsledku korónového výboje. Tento vnější kryt 7 je opatřen otvory 8 odsávání, které zajišťuje odvod vznikajících radikálů mimo pracoviště.Around the inner housing 2 is an outer housing 7 of a non-conductive material which does not transmit UV radiation due to corona discharge. This outer cover 7 is provided with suction openings 8, which ensure the evacuation of the radicals formed outside the workplace.
Celá konstrukce je upevněna na kovovém pohyblivém rámu 9, který je opatřen kolečky 10. Rám 9 je posuvně uložen na kolejnicích 11 pevného rámu 12. Pohyblivým rámem 9 prostupuje závitová tyč 12, kterou otáčí řízený krokový motor 14 rámu. Tato konstrukce je určena pro instalaci k pásovému dopravníku 15, který je vybaven deskou 16, kterou lze uzemnit, anebo pásovou dopravníku, pod který lze tuto uzemněnou desku 16 umístit.The entire structure is mounted on a metal movable frame 9, which is provided with wheels 10. The frame 9 is slidably mounted on the rails 11 of the fixed frame 12. The threaded rod 12 permeates the movable frame 9, which is rotated by the controlled stepper motor 14 of the frame. This structure is intended for installation to a belt conveyor 15 which is provided with a grounding plate 16 or a belt conveyor under which the grounded plate 16 can be placed.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení podle vynálezu lze díky řízenému lineárnímu posuvu v ose procházejícího dopravníku využít pro povrchovou úpravu plazmatem jak kontinuálně projíždějícího výrobku, tak i pro povrchovou úpravu výrobku stojícího, kdy rovnoměrné ošetření celého výrobku zajišťuje nad ním přejíždějící zařízení podle vynálezu.The device according to the invention can be used for the plasma treatment of both the continuously passing product and for the surface treatment of the product while the uniform treatment of the entire product is ensured by the passing device according to the invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-864A CZ2013864A3 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Device for surface treatment by plasma generated under standard pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-864A CZ2013864A3 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Device for surface treatment by plasma generated under standard pressure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ304838B6 true CZ304838B6 (en) | 2014-11-26 |
CZ2013864A3 CZ2013864A3 (en) | 2014-11-26 |
Family
ID=51939031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2013-864A CZ2013864A3 (en) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | Device for surface treatment by plasma generated under standard pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ2013864A3 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020148816A1 (en) * | 2001-04-17 | 2002-10-17 | Jung Chang Bo | Method and apparatus for fabricating printed circuit board using atmospheric pressure capillary discharge plasma shower |
EP1286382A2 (en) * | 2001-08-23 | 2003-02-26 | Konica Corporation | Atmospheric pressure plasma treatment apparatus and method |
WO2008032856A2 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Plasma generator and work processing apparatus provided with the same |
US20110005681A1 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Stephen Edward Savas | Plasma Generating Units for Processing a Substrate |
-
2013
- 2013-11-08 CZ CZ2013-864A patent/CZ2013864A3/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020148816A1 (en) * | 2001-04-17 | 2002-10-17 | Jung Chang Bo | Method and apparatus for fabricating printed circuit board using atmospheric pressure capillary discharge plasma shower |
EP1286382A2 (en) * | 2001-08-23 | 2003-02-26 | Konica Corporation | Atmospheric pressure plasma treatment apparatus and method |
WO2008032856A2 (en) * | 2006-09-13 | 2008-03-20 | Noritsu Koki Co., Ltd. | Plasma generator and work processing apparatus provided with the same |
US20110005681A1 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Stephen Edward Savas | Plasma Generating Units for Processing a Substrate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2013864A3 (en) | 2014-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20050103201A (en) | Plasma generating electrode assembly | |
TW201417632A (en) | Atmospheric-pressure plasma processing apparatus and method | |
WO2015060140A1 (en) | Superheated steam processing device | |
JP5913745B2 (en) | Powder plasma processing equipment | |
TW200727344A (en) | Plasma processing apparatus and method thereof | |
TW200705574A (en) | Plasma processing apparatus and method | |
Ishijima et al. | Efficient production of microwave bubble plasma in water for plasma processing in liquid | |
TW200733201A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
DK177766B1 (en) | Device and method of corona treatment | |
JP5594820B2 (en) | Uniform atmospheric pressure plasma generator | |
KR101427091B1 (en) | Atmospheric pressure plasma generating device and atmospheric pressure plasma device for treating the surface having the same | |
CZ304838B6 (en) | Device for surface treatment by plasma generated under standard pressure | |
US20200084871A1 (en) | Skin treatment apparatus using fractional plasma | |
JP2013080643A5 (en) | ||
Srisonphan et al. | Localized electric field enhanced streamer cold plasma interaction on biological curved surfaces and its shadow effect | |
Song et al. | The Brush‐Shape Device Used to Generate Atmospheric and Homogeneous Plasmas for Biomedical Applications | |
US20080088217A1 (en) | Plasma generating device, method of cleaning display panel, and method of manufacturing display panel using the same | |
JP2011150911A (en) | Microwave heating device | |
EP3054032A1 (en) | Installation for film deposition onto and/or modification of the surface of a moving substrate | |
CZ26261U1 (en) | Device for surface treatment by plasma generated under normal pressure | |
KR20100049322A (en) | Atmospheric pressure plasma generating device | |
Guragain et al. | Surface modification of polycarbonate by treatment with 50Hz dielectric barrier discharge at near atmospheric pressure | |
KR101649304B1 (en) | Linear dielectric barrier discharge plasma generator and plasma processing system including the same | |
WO2018123249A1 (en) | Microwave heating device, and device and method for producing carbon fibers | |
TW201319298A (en) | Vacuum coating apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221108 |