DE2061246B2 - Vorrichtung zur kontinuierlichen behandlung von beschichtungen mit elektronenstrahlen - Google Patents

Description

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Vorganges wirksam zu verhindern und die kontinuier- luste an Strahlungsenergie weitgehend auszuschalten, liehe Bestrahlung beschichteter und unbeschichteter Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich im einMaterialien unter räumlich unbegrenzter Schutzgas- zelnen aus der Beschreibung des in der Zeichnung atmosphäre zu ermöglichen. Dabei sollen die zu be- dargestellten Ausführungsbeispiels,
handelnden Werkstücke im industriellen Maßstab, 5 Fig. 1 und Fig. 2 zeigen je ein Ausführungsbeid. h. ohne Einschränkung ihrer Abmessungen in den spiel der Erfindung in Seitenansicht.
Strahlengang einer hochenergetischen Strahlenquelle In Fi g. 1 ist das mit einer nicht dargestellten Elekeinbringbar sein. tronenstrahlenquelle verbundene vakuumdichte Rohr

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, mit 2 bezeichnet. Dieses Rohr ist strahlenaustrittseitig

daß das zweite Strahlaustrittsfenster eine Vielzahl von io durch ein strahlendurchlässiges Austrittsfenster 9 gas-

düsenförmigen Gasaustrittsöffnungen aufweist und dicht verschlossen.

der senkrechte Abstand des zweiten Strahlaustritts- Unterhalb des Austrittsfensters 9 befindet sich die

fensters von der diesem zunächst gelegenen Räche Schutzgaskammer 1, die beispielsweise durch einen

der zu bestrahlenden Werkstücke bis zu 20 mm be- Flansch 10 mit dem Rohr 2 lösbar verbunden ist. Die

trägt. Diese Vorrichtung ermöglicht auf einfache 15 Schutzgaskammer 1 isi einem Transportband 3 zuge-

Weise die Strahlenbehandlung von Beschichtungen ordnet, welches die zu behandelnden Werkstücke 11

unter gleichzeitiger Einwirkung eines Schutzgases an der Unterseite 4 der Schutzgaskammer vorbeiführt,

durch die Ausbildung eines freien Schutzgasschleiers. Diese Unterseite 4 .λ aus einem strahlendurchläs-

Sie gestattet in mehrfacher Anor inung auch die Be- sigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium oder Titan,

handlung großer Werkstücksbreiten. 20 gebildet und mit einer Vielzahl düsenförmiger öff

Die den als Schutzgasschleier zwischen der Mate- nungen versehen. Diese öffnungen sind so angeord-

rial- bzw. der Werkstückoberfläche und dem Strahl- net, daß ein in die Schulzgaskammer über den An-

aust ittsfenter wirksamen Stickstoff durchdringenden Schluß 6 und eine Zuführung? unter Druck einströ-

Ele^tronenstrahlen erzeugen im Gegensatz zum mendes Gas in feinster Verteilung auf die Oberseite

Durchgang durch atmosphärische Luft kein Ozon. 25 der mittels des Transportbandes 3 herangeführten

Durch das in feinster Verteilung unter Druck auf Werkstücke 11 in begrenztem Bereich des Strahlungs-

die kontinuierlich zur Bestrahlung herangeführten feldes aufgesprüht wird. Die Schutzgaskammern kön-

Werkstückoberflächen aufgesprühte Schutzgas wird nen entsprechend unterschiedlicher zu behandelnder

der an ihrer Oberschicht haftende Sauerstoff wegge- Werkstücksbreiten ausgetauscht werden. Auch eine

rissen, so daß die strahlenchemische Reaktion ohne 30 Mehrfachanordnung von Schutzgaskammern ermög-

SauerstoffinhiHviung abläuft. So behandelte Lack- licht die Behandlung sehr breiter Flächenabschnitte,

flächen härten besser aus und sind an der Oberfläche Zur Kühlung des Austrittsfensters 9 sind an de.

weitgehend kratzfest. Peripherie des Austrittsfensters eine oder mehrere

Damit ist die kontinuierliche Behandlung von Lack- Düsen 8 vorgesehen, die mit dem Gasanschluß 6 und

fiächen auf Werkstücken ohne Einschränkung auf Ab- 35 der Zuführung? zur Schutzgaskammer so in Verbin-

mt^sung und Form dieser Flächen ermöglicht. Auf dung stehen, daß das Gas zunächst ais Kühlmedium

die Mithilfe von Wärmeenergie kann verzichtet und dann als Schutzgas für die zu behandelnden

werden. Werkstücke dient.

Die Bildung eines dichten Gasschleiers wird be- Wie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in

günstigt, wenn der Abstand der Kammer zur Werk- 40 Fig. 2 dargestellt ist, kann die Schutzgaskammer Γ

Stückoberfläche in Bewegungsrichtung des Transport- auch getrennt vom Rohr 2 angeordnet sein. Dabei ist

mittels abnehmend vorgesehen ist. Dieser Abstand zur Kühlung des Austrittsfensters 9' eine Düsenan-

kann in weiterer Ausbildung der Erfindung veränder- Ordnung S' vorgesehen, die unabhängig von der

lieh sein. Schutzgaskammer mit einem Druckluftanschluß ver-

Durch dies? Maßnahmen ist es erreicht, den Stick- 45 bunden ist. Die Schutzgaskammer Γ ist zu diesem

stoffverbrauch bei optimaler Strahlendosierung so ge- Zweck im Strahlenfeld der Elektronenstrahlen mit

ring wie möglich zu halten. einem zusätzlichen strahlendurchlässipen Eintrittsfen-

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht außer- ster 5 ausgerüstet.

dem vor, daß die Kammer in Richtung des Strahlen- Die Trennung der Schutzgaskammer Γ von Rohr 2 ganges glockenförmig ausgebildet und mit dem Strah- 50 und damit vom Strahlenerzeuger erleichtert das Auslenerzeuger gasdicht verbunden ist. Weiterhin ist es tauschen der Schutzgaskammer bei unterschiedlichen vorteilhaft, wenn das dem Strahlenerzeuger zunächst Werkstückgrößen. Darüber hinaus ist durch die segelegene Austrittsfenster durch einen aus an seiner parate Luftkühlung des Austrittsfensters 9' die BePeripherie angeordnete, mit einem Gasanschluß ver- handlang der Werkstücke durch variable Inertgasbundene Düsen strömenden Gasstrom kühlbar ist. 55 mengen ohne Beeinträchtigung der Kühlwirkung des

Auch diese Maßnahmen dienen dem Zweck, Ver- Austrittsfensters möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

So hat es sich gezeigt, daß eine optimale Nutzung Patentansprüche: der Strahlenenergie für den Aushärtungsvorgang nur unter Einsatz eines inerten Gases möglich ist, um

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Behänd- einen hohen Polymerisationsgrad in der Schicht zu lung von Beschichtungen auf Werkstücken mit- 5 erreichen. Des weiteren hat es sich gezeigt, daß die tels Elektronenstrahlen, bestehend aus einem Aushärtung von durch Elektronenstrahl^": behandel-Elektronenstrahlerzeuger mit einer Elektronen- ten Lackfilmen deshalb nicht ausreichend ist, weil strahlquelle in einem evakuierten Gehäuse und der vonviegend radikalische Polymerisationsprozeß einem ersten Strahlaustrittsfenster in dem Ge- an de Oberfläche des Lackfilmes durch Sauerstoff häuse, einer sich in Strahlrichtung an das erste io inhibiert wird. Hieraus resultiert eine verminderte Strahlaustrittsfenster anschließenden Gaskammer Kratzfestigkeit bereits behandelter Lackfilme.

mit einem zweiten Strahlaustrittsfenster, welche Um diese unangenehme Wirkung des Sauerstoffs mit einer Gaszuführungsleitung versehen ist, und auszuschalten, sind ungleich höhere Strahlendosiemit Transportmitteln, welche das zu bestrahlende rungen erforderlich. Diese jedoch bedingen außer Gut vor dem zweiten Strahlaustrittsfenster vor- 15 einem höheren Energieverbrauch zugleich größere beiführen, iadurch gekennzeichnet, daß Sicherheitsvorkehrungen, insbesondere wegen d.· das zweite Sirahlaustrittsfcnster eine Vielzahl von dann als Nebenwirkung erhöht auftretenden Ozon düsenförmigen Gasaustrittsöffnungen auf weist und bildung. Da Ozon eine stark schadende Wirkung der senkrechte Abstand des zweiten Strahlaus- besitzt, sind zugleich große Aufwendungen zur Abtrittsfensters von der diesem zunächst gelegenen 20 führung dieses Gases erforderlich. Fläche der zu bestrahlenden Werkstücke bis zu Es ist bereits bekannt, eine kontinuierliche Pol> 20 mm beträgt. merisation von Monomeren durch Bestrahlungen mu

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Elektronen hohe. Energie vorzunehmen in der Weise, kennzeichnet, daß der Abstand der Kammer zur daß das ais Emulsion auf ein Band gebrachte Mo-Workstückoberfläche in Bewegungsrichtung des 35 nomere unter Stickstoffatmosphäre behandelt wird. Transportmittels abnimmt. Dies geschieht nach der bekannten Vorrichtung durch

3. Vorrich.ung nach den Ansprüchen 1 und 2, Einführung des Monomeren in einen mit Stickstoff dadurch gekennzeichnet, d 3 der Abstand ver- gefüllten u id gegenüber der Atmosphäre abgeschlosänderlich ist. senen Raum, innerhalb dessen Elektronen hoher

4. Vorrichtung nach Ansp ich 1, dadurch ge- 30 Energie auf die Bandoberfläche gestrahlt werden kennzeichnet, daß die Kammer in Richtung des Diese Behandlungsmethode ermöglicht zwar die Strahlcngange:, glockenförmig ausgebildet und Bestrahlung von Monomeren unter Stickstoffatmomit dem Strahlenerzeuger gasdicht verbunden ist. Sphäre bei Ausschließung atmosphärischer Luft, das

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, Einschleppen von Luft durch das Einbringen der zu dadurch gekennzeichnet, daß das dem Strahlen- 35 behandelnden Werkstücke und somit eine Einwirkung erzeuger zunächst gelegene Austrittsfenster durch von Sauerstoff in die Werkstückoberfläche während einen aus an seiner Peripherie angeordnete, mit des Bestrahlungsvorganges ist jedoch nicht verhineinem Gasanschluß verbundene Düsen strömen- dert. Dies ermöglicht in nachteiliger Weise bei der den Gasstrom kühlbar ist. bekannten Vorrichtung die Entstehung von Ozon an

40 der Schichtoberfläche des in den Bestrahlungsraum

eingebrachten Materials. Durch den vorgegebenen

Aufbau des Bestrahlungsraumes und seiner Eingänge ist die bekannte Vorrichtung außerdem absolut ab-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kon- hängig von der Werkstückgröße und damit nur zur

tinuierlichen Behandlung von Beschichtungen auf 45 Behandlung einer Werkstücksrößc, insbesondere zur

Werkstücken mittels Elektronenstrahlen, bestehend Vernetzung von Bändern oder Folien geeignet,

aus einem Elektronenstrahlerzeuger mit einer Elek- Gemäß einer weiteren bekannten Vorrichtung wird

tronenstrahlquelle in einem evakuierten Gehabe das mittels Elektronenstrahlen zu behandelnde und

und einem ersten Strahlaustrittsfenster in dem Ge- auf einem Transportband geförderte Werkstück an

häusj, einer sich in Strahlrichtung an das erste Strahl- 50 einem Strahlaustrittsfenster vorbeigeführt, welches

austrittsfenster anschließenden Gaskammer mit einem den Strahlaustritt aus einer mit gasförmiger Substanz

zweiten Strahlaustrittsfenster, welche mit einer Gas- gefüllten Streukammer emöglicht. Dabei ist die einer

zuführungsleitung versehen ist, und mit Transport- Emissionskammer nachgeordnete Streukammer gas-

mitteln, welche das zu bestrahlende Gut vor dem dicht verschlossen und dient dem Zweck, eine verlust-

zweiten Strahlaustrittsfenster vorbeiführen. 55 arme Aufstreuung des Elektonenstrahls zu bewirken.

Die Behandlung von Beschichtungen mittels hoch- Zur Verhindp^rur.₆ uer Inhibierung von Luftsauerenergetischer Strahlen verfolgt den Zweck, eine Aus- stoff auf der Werkstückoberfläche und Ausschaltung härtung dieser Beschichtungen durch Molekülspal- einer Ozonbildung sind auch bei dieser bekannten tung und Radikalbildung eines Monomer-Harz- Vorrichtung die zu bestrahlenden Werkstücke in Pigment-Gemisches zu erzielen. Diese Art der Aus- 60 einem mit Schutzgas gefüllten und beg renzten Raum härtung von Beschichtungen, insbesondere solcher zu behandeln. Dadurch ist bei dieser Vorrichtung polymerisierbarer Lacke gewinnt zunehmend an Be- ebenfalls der Nachteil des Einschleppens atmosphärideutung insofern, als gegenüber den bisher gebrauch- sehen Sauerstoffs und, dadurch verursacht, eine unzulichen Methoden zur Aushärtung eine ungewöhnliche reichende Aushärtung der Beschichtung auf den Platzersparnis, aber auch Einsparung an Energie er- 65 Werkstücken gegeben.

reichbar ist. Der Anwendung dieses Härtungsver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

iahrens im industriellen Maßstab standen jedoch er- Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, die Einwir-

hebliche Schwierigkeiten entgegen. kung von Sauerstoff während des Polymerisations-