DE10300734A1 - Plasma treatment of workpieces involves positioning plasma chamber along closed path with carrying device that can be driven with rotary motion about essentially horizontal axis of rotation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plasmabehandlung von Werkstücken, bei dem die Werkstücke in mindestens eine zumindest teilweise evakuierbare Plasmakammer einer Behandlungsstation eingesetzt werden und bei dem die Plasmakammer von einer Trageinrichtung entlang eines geschlossenen Umlaufweges positioniert wird.The invention relates to a method for plasma treatment of workpieces, where the workpieces in at least one at least partially evacuable plasma chamber a treatment station and in which the plasma chamber of a carrying device positioned along a closed circulation path becomes.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Plasmabehandlung von Werkstücken, die mindestens eine evakuierbare Plasmakammer zur Aufnahme der Werkstücke aufweist und bei der die Plasmakammer im Bereich einer Behandlungsstation angeordnet ist, die von einer rotationsfähig gela gerten Trageinrichtung entlang eines geschlossenen Umlaufweges positionierbar ist.The invention also relates to a device for plasma treatment of workpieces, the at least one evacuable Has plasma chamber for receiving the workpieces and in which the Plasma chamber is arranged in the area of a treatment station, that of a rotatable gela gerten carrying device along a closed circulation route is positionable.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise eingesetzt, um Kunststoffe mit Oberflächenbeschichtungen zu versehen. Insbesondere sind auch bereits derartige Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um innere oder äußere Oberflächen von Behältern zu beschichten, die zur Verpackung von Flüssigkeiten vorgesehen sind. Darüber hinaus sind Einrichtungen zur Plasmasterilisation bekannt.Such methods and devices are used, for example, to make plastics with surface coatings to provide. In particular, such methods are already in place and devices known to cover inner or outer surfaces of containers coat that are intended for packaging liquids. Furthermore devices for plasma sterilization are known.
In der PCT-WO 95/22413 wird eine Plasmakammer zur Innenbeschichtung von Flaschen aus PET beschrieben. Die zu beschichtenden Flaschen werden durch einen beweglichen Böden in eine Plasmakammer hineingehoben und im Bereich einer Flaschenmündung mit einem Adapter in Verbindung gebracht. Durch den Adapter hindurch kann eine Evakuierung des Flascheninnenraumes erfolgen. Darüber hinaus wird durch den Adapter hindurch eine hohle Lanze in den Innenraum der Flaschen eingeführt, um Prozeßgas zuzuführen. Eine Zündung des Plasmas erfolgt unter Verwendung einer Mikrowelle.In PCT-WO 95/22413 a Plasma chamber for the internal coating of bottles made of PET described. The bottles to be coated are moved through a movable base Plasma chamber lifted in and in the area of a bottle mouth associated with an adapter. Through the adapter the bottle interior can be evacuated. Furthermore becomes a hollow lance through the adapter into the interior of bottles introduced process gas supply. An ignition of the plasma is done using a microwave.
Aus dieser Veröffentlichung ist es auch bereits bekannt, eine Mehrzahl von Plasmakammern auf einem horizontal rotierenden Rad anzuordnen. Hierdurch wird eine hohe Produktionsrate von Flaschen je Zeiteinheit unterstützt.It is already from this publication known, a plurality of plasma chambers on a horizontally rotating Arrange wheel. This will result in a high production rate of bottles supported per unit of time.
In der
Die PCT-WO 00/58631 zeigt ebenfalls bereits die Anordnung von Plasmastationen auf einem horizontal rotierenden Rad und beschreibt für eine derartige Anordnung eine gruppenweise Zuordnung von Unterdruckpumpen und Plasmastationen, um eine günstige Evakuierung der Kammern sowie der Innenräume der Flaschen zu unterstützen. Darüber hinaus wird die Beschichtung von mehreren Behältern in einer gemeinsamen Plasmastation bzw. einer gemeinsamen Kavität erwähnt.PCT-WO 00/58631 also shows already arranging plasma stations on a horizontally rotating one Wheel and describes for such an arrangement a group assignment of vacuum pumps and plasma stations to get a cheap one To assist evacuation of the chambers as well as the interior of the bottles. Furthermore is the coating of several containers in a common Plasma station or a common cavity mentioned.
Eine weitere Anordnung zur Durchführung einer Innenbeschichtung von Flaschen wird in der PCT-WO 99/17334 beschrieben. Es wird hier insbesondere eine Anordnung eines Mikrowellengenerators oberhalb der Plasmakammer sowie eine Vakuum- und Betriebsmittelzuleitung durch einen Boden der Plasmakammer hindurch beschrieben.Another arrangement for performing a Internal coating of bottles is described in PCT-WO 99/17334. In particular, there is an arrangement of a microwave generator above the plasma chamber as well as a vacuum and equipment supply line described through a bottom of the plasma chamber.
Bei der überwiegenden Anzahl der bekannten Verfahren werden zur Verbesserung von Barriereeigenschaften des thermoplastischen Kunststoffmaterials durch das Plasma erzeugte Behälterschichten aus Siliziumoxiden mit der allgemeinen chemischen Formel SiOx verwendet. Zusätzlich können in den hierdurch erzeugten Barriereschichten auch Anteile von Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff enthalten sein. Derartige Barriereschichten verhindern ein Eindringen von Sauerstoff in die verpackten Flüssigkeiten sowie ein Austreten von Kohlendioxid bei CO2-haltigen Flüssigkeiten.In the vast majority of the known methods, container layers made of silicon oxides with the general chemical formula SiO x are used to improve the barrier properties of the thermoplastic plastic material. In addition, portions of carbon, hydrogen and nitrogen can also be contained in the barrier layers produced in this way. Barrier layers of this type prevent oxygen from entering the packaged liquids and escape of carbon dioxide in the case of liquids containing CO 2 .
Die Verwendung von um eine vertikale Drehachse horizontal rotierenden Trageinrichtungen für die Plasmastationen führt zu einem relativ hohen Grundaufbau der Gesamtanlagen, da in das Innere des Plasmarades hinein diverse Zuführungen für Betriebsmittel verlegt werden müssen. Dies sind insbesondere Zuführungen für die elektrische Energieversorgung, die Zufuhr von Vakuum und gegebenenfalls Druckluft sowie die Zuführung von Prozeßgasen bei der Durchführung einer Plasmabeschichtung. Diese Betriebsmittel werden mit Hilfe von Verteilern den einzelnen Behandlungsstationen zugeführt.The use of a vertical Rotation axis of horizontally rotating support devices for the plasma stations leads to a relatively high basic structure of the overall facilities, as in the interior of the Plasma feeds into various feeders for resources must be relocated. These are in particular feeds for the electrical energy supply, the supply of vacuum and possibly compressed air as well as the feeder of process gases during execution a plasma coating. These resources are using from distributors to the individual treatment stations.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart anzugeben, daß eine Betriebsmittelzuführung mit kurzen Versorgungsleitungen bei gleichzeitig kompaktem Gesamtaufbau unterstützt wird.Object of the present invention is to specify a procedure of the type mentioned in the introduction in such a way that a Equipment supply with short supply lines with a compact overall structure supports becomes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trageinrichtung um eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse herum mit einer Rotationsbewegung angetrieben wird.This object is achieved according to the invention solved, that the Carrying device about a substantially horizontal axis of rotation is driven around with a rotational movement.
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß bei kompaktem Aufbau eine hohe Produktionsleistung sowie eine gute Produktqualität unterstützt wird.further task of the present The invention is such a device of the type mentioned in the introduction to construct that at compact structure, high production output and good product quality are supported.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trageinrichtung eine im wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse aufweist.This object is achieved according to the invention solved, that the Carrier a substantially horizontal axis of rotation having.
Durch die Anordnung der Drehachse der Trageinrichtung mit einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Orientierung und aufgrund der Durchführung einer Rotationsbewegung der Trageinrichtung um diese horizontal verlaufende Drehachse herum ist es möglich, ein Zentrum der Trageinrichtung in horizontaler Richtung und im wesentlichen parallel zur Drehachse zu erreichen. Es ist somit nicht erforderlich, die Versorgungsleitungen aus einer vertikalen Richtung von oben oder unten in das Zentrum der Trageinrichtung verlaufen zu lassen. Die Trageinrichtung kann hierdurch mit einem geringen Abstand zu einem ebenerdigen Grundgestell angeord net werden und es ist nicht erforderlich, oberhalb der Trageinrichtung Verteiler oder Zuführungseinrichtungen zu installieren. Es werden somit ein niedriger Schwerpunkt der Gesamteinrichtung und eine geringe Bauhöhe unterstützt.By arranging the axis of rotation of the support device with an essentially horizontal orientation and by carrying out a rotational movement of the support device around this horizontally extending axis of rotation, it is possible to reach a center of the support device in the horizontal direction and substantially parallel to the axis of rotation. It is therefore not necessary The supply lines run from a vertical direction from above or below into the center of the support device. As a result, the carrying device can be arranged at a short distance from a ground-level base frame and it is not necessary to install distributors or feeders above the carrying device. A low center of gravity of the overall facility and a low overall height are thus supported.
Eine optimale Betriebsmittelzuführung wird dadurch unterstützt, daß eine trommelartige Trageinrichtung um die horizontal verlaufende Drehachse rotiert.This ensures an optimal supply of equipment support that a drum-like support device around the horizontal axis of rotation rotates.
Einfach durchzuführende Übergabevorgänge der Werkstücke werden dadurch unterstützt, daß die Behandlungsstationen mit ihren Längsachsen in horizontaler Richtung orientiert gemeinsam mit der Trageinrichtung rotieren.The workpieces are easy to carry out supported by that the Treatment stations with their longitudinal axes oriented in the horizontal direction together with the carrying device rotate.
Zu einer hohen Stabilität trägt es bei, daß die Trageinrichtung zweiseitig gelagert wird.It contributes to high stability, that the carrying device is stored on both sides.
Eine Zufuhr elektrischer Betriebsmittel wird dadurch unterstützt, daß gemeinsam mit der Trageinrichtung ein Teil einer elektrischen Drehkupplung rotiert.A supply of electrical equipment is supported by that together with the support part of an electrical rotary coupling rotates.
Eine zuverlässige Energieübertragung kann dadurch erreicht werden, daß die elektrische Drehkupplung elektrische Energie unter Verwendung von Schleifringen überträgt.Reliable energy transfer can be achieved in that the electrical rotary coupling transfers electrical energy using slip rings.
Eine Unterdruckzuführung wird dadurch unterstützt, daß gemeinsam mit der Trageinrichtung mindestens eine Drehkupplung für eine Vakuumversorgung rotiert.A vacuum supply will supported by that together with the support device at least one rotary coupling for a vacuum supply rotates.
Eine Verteilung des Unterdruckes auf eine Mehrzahl von Behandlungsstationen kann dadurch erreicht werden, daß die Drehkupplung für die Vakuumzuführung Unterdruck auf mindestens zwei unterschiedliche Behandlungsstationen verteilt.A distribution of the negative pressure can be reached on a plurality of treatment stations be that the Swivel coupling for the vacuum feed Negative pressure on at least two different treatment stations distributed.
Eine weitere Betriebsmittelzuführung wird dadurch bereitgestellt, daß gemeinsam mit der Trageinrichtung eine Prozeßgaskupplung für die Zufuhr von Prozeßgas rotiert.This will result in a further supply of resources provided that together with the support device a process gas coupling for the supply of process gas rotates.
Auch im Hinblick auf die Verteilung des Prozeßgases auf unterschiedliche Behandlungsstationen erweist es sich als vorteilhaft, daß die Prozeßgaskupplung das Prozeßgas mindestens zwei unterschiedlichen Behandlungsstationen zuführt.Also with regard to the distribution of the process gas at different treatment stations, it proves to be advantageous that the Process gas coupling the process gas supplies at least two different treatment stations.
Eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes kann dadurch erfolgen, daß die elektrische Drehkupplung und die Drehkupplung zur Unterdruckzuführung auf einander gegenüberliegenden Seiten der Trageinrichtung gemeinsam mit der Trageinrichtung rotieren.Optimal use of the disposal standing space can be done in that the electrical rotary coupling and the rotary coupling for supplying vacuum to one another Rotate the sides of the carrying device together with the carrying device.
Eine funktionelle Strukturierung der Behandlungseinrichtung wird dadurch unterstützt, daß die Prozeßgaskupplung und die Drehkupplung für die Unterdruckzuführung einander benachbart gemeinsam mit der Trageinrichtung rotieren.A functional structuring the treatment device is supported in that the process gas coupling and the rotary coupling for the vacuum supply to each other rotate adjacent together with the carrying device.
Ein typisches Anwendungsgebiet wird dadurch definiert, daß die Behandlungsstation zur Plasmabeschichtung von Werkstükken ausgebildet ist.A typical application area is defined by the fact that Treatment station designed for plasma coating of workpieces is.
Insbesondere ist daran gedacht, daß die Behandlungsstation zur Innenbeschichtung von flaschenförmigen Werkstücken ausgebildet ist.In particular, it is thought that the treatment station designed for internal coating of bottle-shaped workpieces is.
Ein Anwendungsgebiet mit besonders hohen Stückzahlen kann dadurch erschlossen werden, daß die Behandlungsstation zur Plasmabeschichtung eines thermoplastischen Kunststoffes ausgebildet ist.An area of application with special high quantities can be opened up in that the treatment station for Plasma coating of a thermoplastic formed is.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments are shown in the drawings the invention is shown schematically. Show it:
Aus der Darstellung in
Die zu behandelnden Werkstücke (
Ein Antrieb des Plasmarades (
Im Bereich des Maschinensockels (
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
werden fünf
Vakuumpumpen (
In einem Zentrum des Plasmarades
(
Die zu behandelnden Werkstücke (
Im bezüglich der Zeichnungsebene oberen Bereich
der Plasmastation (
Das Werkstück (
In der in
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzt der Kupplungskanal (
Ein typischer Behandlungsvorgang
wird im folgenden am Beispiel eines Beschichtungsvorganges erläutert und
derart durchgeführt,
daß zunächst die
Werkstücke
(
Nach einer ausreichenden Evakuierung
des Innenraumes der Kavität
(
Die Aufbringung des Haftvermittlers
kann beispielsweise in einem zweistufigen Verfahren als erste Stufe
vor der Aufbringung der Barriereschicht in der zweiten Stufe erfolgen,
es ist aber auch denkbar, in einem kontinuierlichen Verfahren wenigstens
einen dem Werkstück
(
Der Innenraum der Plasmakammer (
Nach einem Abschluß des Beschichtungsvorganges
werden die Lanzen (
Alternativ zur erläuterten
Innenbeschichtung von Werkstükken
(
Eine Positionierung der Kammerwandung (
Zur Zuführung von benötigten Betriebsmitteln,
insbesondere von Unterdruck und von Prozeßgas, können im Bereich des Kammersockels
(
Ebenfalls ist daran gedacht, eine
funktionelle gruppenweise Zuordnung von Pumpen vorzunehmen, die
zur Erzeugung der erforderlichen Unterdrücke verwendet werden. Beispielsweise
ist es möglich,
gleichartige Pumpen zu verwenden, und in Bewegungsrichtung aufeinander
folgende Plasmastationen (
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10300734A DE10300734A1 (en) | 2003-01-11 | 2003-01-11 | Plasma treatment of workpieces involves positioning plasma chamber along closed path with carrying device that can be driven with rotary motion about essentially horizontal axis of rotation |
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DE (1) | DE10300734A1 (en) |
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