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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verändern einer Kunststofffolie. Ein derartiges Verfahren ist aus der europäischen Offenlegungsschrift
EP 1 396 316 A2 bekannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren werden Perforationslöcher in eine Kunststofffolie mittels Infrarotstrahlung eingebrannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich eine Kunststofffolie hinsichtlich ihrer Eigenschaften besonders einfach verändern lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kunststofffolie mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt und dadurch die Polymerstruktur der Kunststofffolie – zumindest an der Folienoberfläche – und zumindest eine Folieneigenschaft der Kunststofffolie durch die elektromagnetische Strahlung verändert wird.
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Die Erfindung macht sich unter anderem die Erkenntnis zunutze, dass sich die in einer Kunststofffolie vorhandene Polymerstruktur bzw. die darin enthaltenen Molekülketten durch elektromagnetische Strahlung zu Schwingungen anregen lassen und sich dadurch die Polymerstruktur bzw. die Anordnung der Polymerketten oder Molekülaufbau zerstörungsfrei dauerhaft verändern lässt. Beispielsweise kann die Permation der Kunststofffolie, insbesondere die Sorptions-, die Diffusions- und/oder die Desorptionseigenschaft der Kunststofffolie dauerhaft modifiziert werden, je nach der Polymerstruktur und der Anregung, die das Schwingen ausgelöst hat. Eine Änderung der Sorptions- und Desorptionseigenschaft kann beispielsweise durch eine strahlungsbedingte Änderung der Porengröße an der Oberfläche der Kunststofffolie hervorgerufen werden.
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Auch kann der Kristallisationsgrad der Kunststofffolie gezielt verändert werden: Bei teilkristallinen Kunststoffen wird sich der Kristallisationsgrad aufgrund von Sphäroliten (Faltungskristallen) in der Regel erhöhen und bei hochkristallinen Kunststoffen aufgrund von Rekristallisation in der Regel abnehmen. Bei amorphen Kunststoffen verändert sich die Morphologie durch Desorientierung der Moleküle. Eine Änderung des Kristallisationsgrads und/oder der Orientierung der Moleküle ändert in der Regel Diffusionseigenschaft der Kunststofffolie.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es ohne großen Aufwand und mit kommerziell günstig erhältlichen Geräten ausführbar ist. Das Verfahren lässt sich daher ohne weiteres beispielsweise in der Verpackungsindustrie einsetzen, um die Durchlässigkeit bzw. Undurchlässigkeit, insbesondere die Gasdurchlässigkeit bzw. Gasundurchlässigkeit von Folien bzw. deren GTR-Wert (GTR: Gas Transmission Rate), zu modifizieren.
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Das Verfahren kann mit elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge durchgeführt werden, beispielsweise mit Infrarotstrahlung, sichtbarer Strahlung, Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung; als besonders vorteilhaft wird jedoch der Einsatz von Mikrowellen, vorzugsweise im Frequenzbereich um 2,4 GHz, angesehen. Kunststofffolien nehmen nämlich aufgrund ihres Molekülaufbaus sehr einfach Wasser auf und binden dieses in ihre Molekülstruktur ein, so dass der Einsatz von Mikrowellen einen besonders großen Wirkungsgrad bei der Modifikation der Eigenschaft bzw. Eigenschaften der Kunststofffolie zur Folge hat.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Bestrahlen der Kunststofffolie in einer Atmosphäre erfolgt, in der zumindest eine chemisch aktive Substanz enthalten ist, die geeignet ist, in die Kunststofffolie einzudringen und die Polymerstruktur der Kunststofffolie zumindest an der Folienoberfläche – also nur an der Folienoberfläche oder entlang der gesamten Foliendicke – chemisch zu verändern. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Synergieeffekt ausgenutzt: Sowohl elektromagnetische Strahlung als auch chemisch aktive Substanzen sind jeweils für sich in der Lage, die Eigenschaften einer Kunststofffolie dauerhaft zu verändern, in Kombination gelingt dies jedoch deutlich schneller und effizienter. Das liegt daran, dass es – wie bereits oben erläutert – zu einem Schwingen der Polymermoleküle der Kunststofffolie durch den Einsatz elektromagnetischer Strahlung kommt. Durch das Schwingen entstehen lokal Dichteschwankungen bzw. lokale Schwankungen des Volumens zwischen benachbarten Molekülketten, so dass das Eindringen chemisch aktiver Substanzen in die Polymerstruktur hinein vereinfacht bzw. unterstützt wird. Mit anderen Worten wird die Wirksamkeit bzw. die chemische Aktivität der chemisch aktiven Substanzen durch das parallele bzw. zeitgleiche Einwirken elektromagnetischer Strahlen um ein Vielfaches erhöht und die Effizienz des Verfahrens entsprechend gesteigert.
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Die chemische Aktivität der chemisch aktiven Substanzen kann beispielsweise allein auf einer Einlagerung der Substanzen innerhalb der Polymerstruktur beruhen, ohne dass die Polymerketten der Polymerstruktur als solche chemisch verändert werden müssen.
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Das Bestrahlen der Kunststofffolie erfolgt vorzugsweise in einer Atmosphäre, die ein Aerosol enthält, in dem zumindest eine chemisch aktive Substanz in Tröpfchenform enthalten ist. Eine Tröpfchenbehandlung der Kunststofffolie zeigt einen besonders großen Wirkungsgrad. Alternativ oder zusätzlich kann die Atmosphäre während des Bestrahlens der Kunststofffolie Dampf enthalten, in dem eine oder mehrere chemisch aktive Substanzen in Tröpfchenform oder in Partikelform enthalten sind.
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Auch kann das Bestrahlen der Kunststofffolie beispielsweise in einer Atmosphäre erfolgen, in der eine oder mehrere chemisch aktive Substanzen im gasförmigen Aggregatzustand enthalten sind.
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Eine weitere Steigerung der Verfahrenseffizienz lässt sich in vorteilhafter Weise erreichen, wenn das Bestrahlen der Kunststofffolie in einer Überdruckatmosphäre durchgeführt wird. Im Falle einer Überdruckatmosphäre können die chemisch aktiven Substanzen noch einfacher und schneller in innerhalb der Polymerstruktur befindliche Hohlräume eindringen, deren Größe durch das Bestrahlen der Kunststofffolie mit elektromagnetischer Strahlung und dem dadurch hervorgerufenen Schwingen der Molekülketten vergrößert wird.
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Mit Blick auf Effizienzsteigerung wird es darüber hinaus als vorteilhaft angesehen, wenn die Kunststofffolie vor dem Bestrahlen elektrostatisch aufgeladen wird. Eine elektrostatische Aufladung wirkt mit den chemisch aktiven Stoffen bzw. Substanzen zusammen und kann deren Eindringen in die Polymerstruktur noch weiter beschleunigen.
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Das beschriebene Verfahren kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Oberflächeneigenschaften einer Kunststofffolie dahingehend zu verändern, dass eine nachfolgende Beschichtung der Folie (z. B. im Rahmen eines Druckverfahrens) besser als vorher haftet. Dies lässt sich besonders einfach erreichen, wenn während der Bestrahlung chemisch aktive Substanzen eingesetzt werden, die oberflächenwirksam bzw. oberflächenaktiv sind.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Vorrichtung zum Verändern einer Kunststofffolie. Erfindungsgemäß ist bezüglich einer solchen Vorrichtung vorgesehen, dass diese ein elektromagnetisch geschirmtes Gehäuse mit einem darin befindlichen Bestrahlungsbereich und zumindest eine Strahlungsquelle zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung aufweist, wobei das Gehäuse einen Eintrittsschlitz zum Einführen der Kunststofffolie und einen Austrittsschlitz zum Ausführen der Kunststofffolie aufweist.
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Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sei auf die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen, da die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Eintrittsschlitz und/oder der Austrittsschlitz durch ein Dichtwalzenpaar mit zwei drehbar gelagerten Dichtwalzen abgedichtet ist. Dies ermöglicht es in besonders einfacher Weise, einen Überdruck in dem Gehäuse zu erzeugen und das Eindringen der chemisch aktiven Substanzen in die Kunststofffolie zu beschleunigen.
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Der Abstand der zwei Dichtwalzen ist bevorzugt verstellbar, um eine optimale Abdichtung auch bei unterschiedlich dicken Folien zu ermöglichen. Bei den Dichtwalzen kann es sich beispielsweise um weiche und leitfähige Schaumstoffwalzen handeln.
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Die Dichtwalzen sind gegenüber dem Gehäuse vorzugsweise elektrisch isoliert; dies ermöglicht es nämlich, die Kunststofffolie außerhalb des Gehäuses elektrostatisch aufzuladen und aufgeladen in das Gehäuse einzuführen. Wie bereits erwähnt, wirken chemisch aktive Substanzen auf elektrostatisch aufgeladene Kunststofffolie besonders schnell und effizient ein.
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Eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und den Dichtwalzen lässt sich besonders einfach und vorteilhaft mit elektrisch isolierenden Dichtbürsten erreichen, die an den Dichtwalzen anliegen und eine elektrische Isolation der Dichtwalzen gegenüber dem Gehäuse bewirken. Die elektrisch isolierenden Dichtbürsten werden vorzugsweise an einem Bürstenende von dem Gehäuse gehalten und liegen vorzugsweise mit ihrem anderen Bürstenende an der jeweils zugeordneten Dichtwalze an. Anstelle oder zusätzlich zu Dichtbürsten kann auch ein elektrisch isolierendes Band, insbesondere ein elektrisch isolierendes Gummiband, eingesetzt werden.
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Gemäß einer weiterhin besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass diese zumindest zwei Einspeisestellen aufweist, an denen elektromagnetische Strahlung abgegeben wird, wobei eine der zumindest zwei Einspeisestellen unterhalb der durch den Eintrittsschlitz und den Austrittsschlitz gebildeten Bearbeitungsebene angeordnet ist und elektromagnetische Strahlung in Richtung Bearbeitungsebene nach oben abstrahlt und wobei die andere der zumindest zwei Einspeisestellen oberhalb der Bearbeitungsebene angeordnet ist und elektromagnetische Strahlung in Richtung Bearbeitungsebene nach unten abstrahlt. Bei dieser Ausgestaltung ist eine beidseitige Bearbeitung der Kunststofffolie in besonders einfacher Weise möglich.
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Die beiden Einspeisestellen können von demselben Generator gespeist werden. Alternativ werden die beiden Einspeisestellen jeweils von einem individuellen Generator gespeist.
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Vor dem Eintrittsschlitz ist bevorzugt eine elektrostatische Aufladeeinrichtung angeordnet, die geeignet ist, die Kunststofffolie vor dem Eintritt in das elektromagnetisch geschirmte Gehäuse elektrisch aufzuladen. Durch ein Aufladen wird insbesondere die Wirksamkeit chemisch aktiver Substanzen in der in dem Gehäuse befindlichen Atmosphäre erhöht.
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Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn in dem Gehäuse mindestens zwei Transporteinrichtungen angeordnet sind, die geeignet sind, eine Folie entlang der vorgegebenen, sich von dem Eintrittsschlitz zum Austrittsschlitz erstreckenden Beförderungsrichtung zu befördern. Eine der Transporteinrichtungen ist – entlang der Beförderungsrichtung gesehen – vorzugsweise vor dem Bestrahlungsbereich und die andere Transporteinrichtung – entlang der Beförderungsrichtung gesehen – vorzugsweise hinter dem Bestrahlungsbereich angeordnet.
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Bevorzugt sind die Transportgeschwindigkeiten der beiden Transporteinrichtungen unterschiedlich einstellbar und die beiden Transporteinrichtungen geeignet, eine Streckung der Kunststofffolie entlang der Beförderungsrichtung zu bewirken. Eine solche Streckung kann in Längsrichtung sowie in Querrichtung erfolgen, beispielsweise durch den Einsatz von Drillwalzen bei bzw. in den beiden Transporteinrichtungen.
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Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Vorrichtung eine – entlang der Beförderungsrichtung gesehen – hinter dem Austrittsschlitz angeordnete Kühleinrichtung aufweist, die geeignet ist, aus dem Gehäuse austretende Folie zu kühlen. Wie bereits erwähnt, sind Kunststofffolien in der Regel wasserhaltig, so dass es beim Bestrahlen der Kunststofffolien mit elektromagnetischer Strahlung zu einem Erwärmen der Kunststofffolien kommen kann. Eine Kühlung der Kunststofffolie unmittelbar nach der Strahlenbehandlung konserviert die durch die Strahlen und/oder die chemischen Substanzen hervorgerufene Eigenschaftsveränderung der Kunststofffolie besonders gut.
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Die Kühleinrichtung kann beispielsweise eine Luftdusche umfassen, die geeignet ist, Kühlluft auf die Folie zu lenken, wodurch eine Kühlung der Folie bewirkt wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine – entlang der Beförderungsrichtung gesehen – hinter dem Austrittsschlitz angeordnete Entladungseinrichtung aufweisen, die geeignet ist, die aus dem Gehäuse austretende elektrostatisch geladene Folie elektrostatisch zu entladen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine – entlang der Beförderungsrichtung gesehen – hinter dem Austrittsschlitz angeordnete Dickenmesseinrichtung aufweisen, die geeignet ist, die Dicke der aus dem Gehäuse austretenden Folie zu messen. Messwerte einer solchen Dickenmesseinrichtung können in vorteilhafter Weise zur Prozesssteuerung herangezogen werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine in dem Gehäuse angeordnete Dickenmesseinrichtung aufweisen, die geeignet ist, die Dicke der in dem Bestrahlungsbereich befindlichen Folie zu messen. Messwerte einer solchen Dickenmesseinrichtung können in vorteilhafter Weise ebenfalls zur Prozesssteuerung herangezogen werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann in dem Gehäuse eine Temperaturmesseinrichtung angeordnet sein, die geeignet ist, die Temperatur der Folie in dem Bestrahlungsbereich zu messen.
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Wie bereits erwähnt, ist das Gehäuse der Vorrichtung vorzugsweise derart abgedichtet, dass sich im Gehäuseinneren ein Überdruck aufbauen lässt.
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Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Gehäuse zumindest eine Einspeisestelle aufweist, durch die sich zumindest eine chemisch aktive Substanz in das Gehäuseinnere einspeisen lässt, die geeignet ist, in Kunststofffolie einzudringen und die Polymerstruktur der Kunststofffolie zumindest an der Folienoberfläche chemisch zu verändern.
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Die Vorrichtung weist vorzugsweise auch eine Verdampfungseinrichtung auf, die geeignet ist, ein Aerosol oder einen Dampf mit zumindest einer chemisch aktiven Substanz zu bilden, die geeignet ist, in Kunststofffolie einzudringen und die Polymerstruktur der Kunststofffolie zumindest an der Folienoberfläche chemisch zu verändern.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Anordnung mit zumindest zwei Vorrichtungen, wie sie oben beschrieben ist, wobei die Vorrichtungen – entlang der Beförderungsrichtung der Kunststofffolie gesehen – hintereinander angeordnet sind und aus dem Austrittsschlitz einer vorgeordneten Vorrichtung austretende Kunststofffolie mittelbar oder unmittelbar in den Eintrittsschlitz einer nachgeordneten Vorrichtung eingespeist wird. Durch eine solche kaskadierte Anordnung wird es beispielsweise möglich, nacheinander chemisch aktive Substanzen einzusetzen, die untereinander nicht kompatibel sind, weil sie beispielsweise miteinander reagieren, und daher nicht gleichzeitig in derselben Vorrichtung eingesetzt werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigen
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1 ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Verändern einer Kunststofffolie, wobei anhand dieses Ausführungsbeispiels auch das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert wird, und
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Verändern einer Kunststofffolie.
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In der 1 erkennt man eine Vorrichtung 10 zum Verändern mindestens einer Eigenschaft einer Kunststofffolie 20, die entlang einer Beförderungsrichtung B durch die Vorrichtung 10 hindurchgeführt und auf einer nachgeordneten Aufwickelrolle 30 aufgewickelt wird. Mit der Vorrichtung 10 lässt sich die Polymerstruktur und damit beispielsweise die Durchlässigkeit der Kunststofffolie 20 dauerhaft verändern.
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Die Vorrichtung 10 umfasst eine elektrostatische Aufladeeinrichtung 40, die am Eingang der Vorrichtung 10 angeordnet ist. Der elektrischen Aufladeeinrichtung 40 – entlang der Beförderungsrichtung B der Kunststofffolie 20 gesehen – nachgeordnet ist ein elektromagnetisch geschirmtes Gehäuse 50, an das eine Verdampfungseinrichtung 60 angeschlossen ist. Dem Gehäuse 50 nachgeordnet sind eine Dickenmesseinrichtung 70, eine Kühleinrichtung 80 sowie eine Entladungseinrichtung 90.
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Die elektrostatische Aufladeeinrichtung 40 ist mit elektrisch leitfähigen Bürsten 100 ausgestattet, die auf der Kunststofffolie 20 aufliegen und bei entsprechender Beaufschlagung mit einem elektrischen Potential zu einer elektrostatischen Aufladung der Kunststofffolie 20 führen.
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Das elektromagnetisch geschirmte Gehäuse 50 ist mit zwei Strahlungsquellen 110 und 120 ausgestattet, die jeweils durch einen Mikrowellengenerator gebildet sind. Die in der 1 obere Strahlungsquelle 110 erzeugt eine Mikrowellenstrahlung, die durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen M1 gekennzeichnet ist. Die Mikrowellenstrahlung M1 wird von der Einspeisestelle 130 der Strahlungsquelle 110 nach unten und damit auf die Oberseite der Kunststofffolie 20 gestrahlt.
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Die in der 1 untere Strahlungsquelle 120 erzeugt Mikrowellenstrahlung M2, die von der Einspeisestelle 140 der Strahlungsquelle 120 nach oben abgestrahlt wird und auf die Unterseite der Kunststofffolie 20 trifft.
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In der 1 lassen sich darüber hinaus zwei Transporteinrichtungen 200 und 210 erkennen, die die Kunststofffolie 20 entlang der Beförderungsrichtung B transportieren können. Die Transportgeschwindigkeit der beiden Transporteinrichtungen 200 und 210 lässt sich dabei vorzugsweise individuell einstellen, so dass sich ein Strecken oder auch Stauchen der Kunststofffolie 20 während des Transports durch den Bestrahlungsbereich SB erreichen lässt. Die Transporteinrichtung 200 ist vorzugsweise – entlang der Beförderungsrichtung B gesehen – vor dem Bestrahlungsbereich SB angeordnet; die Transporteinrichtung 210 befindet sich vorzugsweise hinter dem Bestrahlungsbereich SB.
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In der 1 lässt sich darüber hinaus erkennen, dass der Eintrittsschlitz E50 des Gehäuses 50 mit einem Dichtwalzenpaar abgedichtet ist, das zwei drehbar gelagerte Dichtwalzen 300 und 310 umfasst. Die beiden Dichtwalzen 300 und 310 drücken sich auf die Kunststofffolie 20 und bewirken somit eine Abdichtung des Gehäuseinneren des Gehäuses 50 gegenüber der äußeren Umgebung.
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Da – wie bereits angesprochen – die Kunststofffolie 20 von der elektrostatischen Aufladeeinrichtung 40 bzw. deren Bürsten 100 vorzugsweise elektrostatisch aufgeladen wird, sind die beiden Dichtwalzen 300 und 310 vorzugsweise elektrisch gegenüber dem Gehäuse 50 isoliert. Hierzu können beispielsweise elektrisch isolierende Dichtbürsten 320 vorgesehen sein, die von dem Gehäuse 50 gehalten werden und an den Dichtwalzen 300 und 310 anliegen.
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Auch der Austrittsschlitz A50 des Gehäuses 50 ist in entsprechender Weise isoliert. So weist auch er ein Dichtwalzenpaar mit zwei drehbar gelagerten Dichtwalzen 300 und 310 auf, die sich auf die Kunststofffolie 20 aufdrücken und somit das Gehäuse 50 abdichten. Auch die beiden Dichtwalzen 300 und 310 im Bereich des Austrittsschlitzes A50 sind elektrisch vom Gehäuse 50 durch entsprechende Dichtbürsten 320 isoliert.
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Um die Temperatur der Kunststofffolie 20 während der Behandlung innerhalb des Gehäuses 50 messen zu können, wird innerhalb des Gehäuses 50 vorzugsweise ein Temperatursensor 400 vorgesehen, der die von der Kunststofffolie 20 erzeugte Infrarotstrahlung IR misst und mit dieser auf die Temperatur der Kunststofffolie 20 unter Bildung eines entsprechenden Messwertes schließt.
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Die Vorrichtung 10 gemäß 1 lässt sich beispielsweise wie folgt betreiben:
Zunächst wird mit der Verdampfungseinrichtung 60 ein Aerosol oder ein Dampf gebildet, der zumindest eine chemisch aktive Substanz enthält, die geeignet ist, in die Kunststofffolie 20 einzudringen und die Polymerstruktur der Kunststofffolie chemisch zu verändern. Eine solche Veränderung der Kunststofffolie 20 kann die gesamte Schichtdicke der Kunststofffolie erfassen oder sich alternativ nur auf die Folienoberfläche der Kunststofffolie 20 beschränken. Geeignete chemisch aktive Substanzen, die zum Verändern der Polymerstruktur der Kunststofffolie 20 geeignet sind, sind beispielsweise:
- – Antistatika,
- – anionogene/anionische, kationogene/kationische oder inionogene Polymersequenzen, und
- – antiseptische Substanzen, wie zum Beispiel ZnO-Partikel.
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Das von der Verdampfungseinrichtung 60 gebildete Aerosol oder der von der Verdampfungseinrichtung 60 gebildete Dampf gelangt zu der Einspeisestelle I50 des Gehäuses 50 und somit auch in den Bestrahlungsbereich SB, der zwischen den beiden Strahlungsquellen 110 und 120 angeordnet ist.
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Mit den beiden Strahlungsquellen 110 und 120 wird elektromagnetische Strahlung, in Form von Mikrowellenstrahlung M1 und M2, erzeugt und auf die Kunststofffolie 20 gerichtet. Die Mikrowellenstrahlung M1 und M2 regt die Atome bzw. Moleküle in der Polymerstruktur der Kunststofffolie 20 zum Schwingen an, wodurch sich der Raum bzw. der Abstand zwischen den Molekülen innerhalb der Polymerstruktur verändert. Dies ermöglicht es der oder den chemisch aktiven Substanzen, die von der Verdampfungseinrichtung 60 in das Gehäuse 50 eingespeist werden, in die Polymerstruktur der Kunststofffolie einzudringen und diese vollständig oder nur im Oberflächenbereich dauerhaft zu modifizieren. Die Wirkung bzw. die Oberflächenaktivität der chemisch aktiven Substanzen, die durch die Verdampfungseinrichtung 60 eingespeist werden, wird durch die Mikrowellenstrahlen M1 und M2 – bzw. durch das dadurch hervorgerufene Molekülschwingen – also erheblich verstärkt.
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Um den Einfluss der Mikrowellenstrahlen M1 und M2 sowie den Einfluss der chemisch aktiven Substanzen noch weiter zu erhöhen, kann mit den beiden Transporteinrichtungen 200 und 210 mechanisch auf die Kunststofffolie 20 eingewirkt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Kunststofffolie 20 entlang der Beförderungsrichtung B zu strecken oder zu stauchen. Darüber hinaus ist es möglich, die Kunststofffolie 20 in der Breite zu strecken und somit eine biaxiale Orientierung der Polymermoleküle in der Kunststofffolie 20 hervorzurufen. Ein Strecken der Kunststofffolie 20 in der Breite ist beispielsweise durch Drillwalzen möglich, die in den beiden Transporteinrichtungen 200 und 210 angeordnet werden oder alternativ die Transporteinrichtungen 200 und 210 allein bilden.
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Nachdem die Kunststofffolie 20 in dem Gehäuse 50 mit Hilfe der Mikrowellenstrahlen M1 und M2 sowie den chemisch aktiven Substanzen in der Atmosphäre innerhalb des Gehäuses 50 behandelt worden ist, gelangt diese zur Dickenmesseinrichtung 70, mit der die nach der Behandlung resultierende Dicke der Kunststofffolie 20 gemessen wird. Eine solche Messung ermöglicht es, den Prozessdurchlauf, insbesondere die Arbeitsweise der Transporteinrichtungen 200 und 210, optimal zu steuern.
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Da in Kunststofffolien üblicherweise – chemisch bedingt – Wasser eingelagert ist, das durch Mikrowellenstrahlen erhitzt wird, wird die aus dem Gehäuse 50 austretende Kunststofffolie 20 vorzugsweise mit der Kühleinrichtung 80 gekühlt, bevor sie mit der Entladungseinrichtung 90 elektrostatisch entladen und schließlich auf der Aufwickelrolle 30 aufgewickelt wird.
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Das im Zusammenhang mit der 1 beschriebene Verfahren geht beispielhaft davon aus, dass als Strahlungsquellen 110 und 120 Mikrowellengeneratoren eingesetzt werden, die ausgangsseitig Mikrowellenstrahlen M1 und M2 erzeugen. Alternativ oder zusätzlich können Strahlungsquellen eingesetzt werden, die ausgangsseitig andere Arten elektromagnetischer Strahlung erzeugen, beispielsweise Infrarotstrahlung, Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung.
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Darüber hinaus ist es möglich, mit der Verdampfungseinrichtung 60 in dem Gehäuse 50 einen Überdruck zu erzeugen, um das Einwirken der chemisch aktiven Substanzen auf die Kunststofffolie 20 zu beschleunigen. Ein Überdruck innerhalb des Gehäuses 50 wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 durch die Dichtwalzen 300 und 310 ermöglicht, die den Eintrittsschlitz E50 und den Austrittsschlitz A50 des Gehäuses 50 abdichten und somit innerhalb des Gehäuses 50 einen höheren Druck als den Umgebungsdruck ermöglichen.
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In der 2 erkennt man ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 10 zum Verändern einer Kunststofffolie 20. Die Vorrichtung 10 gemäß 2 entspricht der Vorrichtung 10 gemäß der 1, lediglich sind die Dichtbürsten 320 durch elektrisch isolierende Dichtbänder 320' ersetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 20
- Kunststofffolie
- 30
- Aufwickelrolle
- 40
- Aufladeeinrichtung
- 50
- Gehäuse
- 60
- Verdampfungseinrichtung
- 70
- Dickenmesseinrichtung
- 80
- Kühleinrichtung
- 90
- Entladungseinrichtung
- 100
- Bürsten
- 110
- Strahlungsquelle
- 120
- Strahlungsquelle
- 130
- Einspeisestelle
- 140
- Einspeisestelle
- 200
- Transporteinrichtung
- 210
- Transporteinrichtung
- 300
- Dichtwalze
- 310
- Dichtwalze
- 320
- Dichtbürsten
- 320'
- Dichtband
- 400
- Temperatursensor
- A50
- Austrittsschlitz
- B
- Beförderungsrichtung
- BE
- Bearbeitungsebene
- E50
- Eintrittsschlitz
- I50
- Einspeisestelle
- IR
- Infrarotstrahlung
- M1
- Mikrowellenstrahl
- M2
- Mikrowellenstrahl
- SB
- Bestrahlungsbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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