DE2332116A1

DE2332116A1 - Geraet zur bestrahlung eines bewegten produkts

Info

Publication number: DE2332116A1
Application number: DE2332116A
Authority: DE
Inventors: Harden Henry Troue
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-06-23
Publication date: 1974-01-10
Also published as: AU5726473A; DK150968C; US3807052A; DK150968B; JPS5226254B2; FR2190513A1; AU474766B2; JPS4992167A; GB1434996A; DE2332116B2; SU580807A3; BE801412A; FR2190513B1; DE2332116C3; NL7308812A; CA1016898A; NO149060C; IT985782B; ZA733244B; SE400908B

Description

22. Juni 1975 Gzif/Ro

Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017 U. S. A.

Gerät 7,ur Bestrahlung eines bewegten Produkts

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur kontinuierlichen Oberflächenbestrahlung eines sich bewegenden beschichteten Produkts während des Herstellungsprozesses; insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät zur kontinuierlichen Oberflächenbestrahlung eines sich bewegenden beschichteten Produkts während des Herstellungsprozesses in einer überwiegend inerten Atmosphäre.

Das Behandeln einer vernetzbaren polymeren Beschichtung mit Strahlenenergie um daran Eigenschaften zu verbessern, besonders die Oberflächen-Eigenschaften der Beschichtung, wird seit einigen Jahren intensiv untersucht. Es wurde seit langem herausgefunden, daß die Wirkung einer solchen Bestrahlung ebenso wie die Aushärtgecchwindigkeit durch die Gegenwart einer inerten Atmosphäre über der Oberfläche des beschichteten Produkts während der Bestrahlung gesteigert werden können. Dies gilt besonders j wenn als bestrahlendes Medium elektromagnetische Energie oder· Elektronen hoher Energie verwendet werden. Unter kontrollierten Laborbedingungen ist es keine Schwierigkeit, eine inerte Atmosphäre über der Oberfläche des zu beschichtenden Produkts zu erhalten. Ic. der industriellen Fertigung Jedoch, ist eine grundlegende Überlegung die, daß die Herstellungskosten in erster Linie auf den hohen Verbrauch von Inertgas zurückzuführen sind« Jede Reduzierung des Gasverbrauches, über eine bestimmte Periode betrachtet, wie z.B. ein Jahr während einer 24-StUrKUgSn Produktion, führt zu reduzierten Betriebskosten, die die Wirtschaftlichkeit" v.-.v-r

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eines derartigen Prozesses bestimmen. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen muß die Bestrahlung während der Produktion stattfinden und muß daher mit der Produktionsgeschwindigkeit schritthalten, die .je nach Anforderungen, von 18 zu 180m pro Minute variiert. Ein beschichtetes Produkt, das sich mit Produktionsgescbwindigkeit bewegt, trägt auf seiner Oberfläche einen dünnen Film Luft, der überwiegend durch Inertgas entfernt werden muß, um ein effektives Aushärten zu gewährleisten, wenn es der Bestrahlung unterworfen wird. Die Entfernung dieser Luft muß vor der Bestrahlungszeix geschehen. Unter Bestrahlungszeit wird das ZeitIntervall verstanden, in welchem die beschichtets Produktoberfläche der Strahlungsenergie ausgesetzt ist. Bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 180m pro Minute, betagt die Verweilz'rit in einer Strählungskammer von 90cm Linge \ind einer Bestrahlungslänge von 30 cm, 0,3 Sekunden und die Bestrahlungszeit 0,1 Sekunden, d.h. es verbleiben nur<0, 2 Sekunden, um den Luftfilm von der beschichteten Produktoberfläche zu entfernen.

Für eine Inertisierungs-Kammer mit gegebenen Abmessungen gilt im Allgemeinen, daß je schneller das beschichtete Produkt durch die Kammer geführt wird, um so höher der Inertgas strom in der Kammer se^ii/, um eine inerte Atmosphäre aufrecht zu erhalten. Zusätzlich bewirkt die höhere Geschwindigkeit eine kürzere Zeit für die Ausbildung der Strömung in der Kammer und jede differenzielle~ Konzentration des Inertgases,das sich auf der Oberfläche des

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beschichteten Produkts befindet, besonders bei breiten Produkten, kann ein ungleichmäßiges Erhärten hervor-•rufen. Man kann den Durchfluß entscheidend erhöhen, um die atmosphärische Luft zu entfernen, welche sonst mit dem Produkt hereingezogen wird _t oder entsprechend die Produktionsgeschwindigkeit herabsetzen. In der Praxis ist die Produktionsgeschwindigkeit jedoch festgelegt und das Inertisierungssystem muß der Geschwindigkeit angepaßt werden. Darüber hinaus möchte der wirtschaftliche Nutzer des Verfahrens den Durchfluß nur einmal einstellen, aus ökonomischen Gründen auf die niedrigste Durchflußmenge »die möglich ist. Weiter wird, nicht nur. entsprechend den Anforderungen die Produktionsgeschwindigkeit periodisch geändert, sondern auch die Produktgröße, besonders die Produktbreite, v/elche periodisch unter einem Maximalwert schwankt.

Um den wirtschaftlichen Erfordernissen nachzukommen, muß ein Bestrahlungssystem in der Lage sein, einheitliches Aushärten zu ermöglichen, unabhängig von den normalen Produktionsschwankungen, wie Produktbreite und Produktions-

/bevorzugt

geschwindigkeit und dabei/eine einmal eingestellte Durchflußmenge zu verwenden. Weiter muß das System in den Abmessungen und den Durchflußerfordernissen linear einstellbar sein, um die Auslegung einer Anlage für die gleichmäßige Behandlung eines Produktes jeder Breite und jeder erforderlichen Produktionsgeschwindigkeit zu erlauben.

€?xl

Auch wenn die physikalisch/ Abmessungen des Systems für

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eine: maximale Produktbreite und Produktionsgeschwindigkeit

festgelegt sind, sollte das System.eine gleichmäßige Be-^& .wesentlich ^to

handlung von Produkten mit/reduzierter Breite und/oder reduzierten Geschwindigkeiten ohne Änderung des Systemparameters erlauben.

Zwei kürzlich erschienene Patentveröffentlichungen, die französischen Patentschriften 2 058 090 und 2 058 091 befassen sich mit diesem Problem. Beide Patente beschreiben verschiedene -alternative Konstruktionen, um eine relativ reine inerte Stickstoffatmosphäre in einer teilweise geschlossenen Kammer zu erhalten, durch welche das Produkt; zur Behandlung geführt wird. In den erwähnten Beispielen ist die Produktionsgeschwindigkext auf 55 m pro Minute festgesetzt vnö die Breite der zu behandelnden Produkte ist i<uf 37,5 du limitiert. In der Praxis wird die Breite der Produkte von der Nachfrage abhängen und wird während der Produktions entsprechend der Nachfrage geändert. Eins Produktbreite von 2 m ist nicht ungewöhnlich. Es wird auch eine relstiv geringe Gasdurchflußmenge erwähnt, aber es ist keine Möglichkeit anzeigt, daß das System linear einstellbar ist, um/weitere und/oder schmalere Produkte

.liehen en

bei veränder/ Herstellungsgeschwindigkeit/zu behandeln.

Aufgabe der Erfindung ist,ein Gerät zur kontinuierlichen Bestrahlung von beschichteten Oberflächen eines sich bewegenden Produktes während des Herstellungsprozesses zu liefern, wobei über der beschichteten Produktoberfläche

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während der Behandlung eine Inertgasatmosphäre aufrechterhalten wird.

Eine ander-e Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu liefern, das die Oberfläche eines bewegten beschichteten Produkts unter einer Decke von Inertgas während der Bestrahlung hält. Dieser Apparat muß bezüglich der Inertgasdurchflußmenge linear einstellbar sein, um jede beliebige Produktbreite bei jeder gewünschten Geschwindigkeit zu behandeln.

Ein weiteres Ziel ist ein Bestrahlungsgerät zu liefern, das ein sich bewegendes beschichtetes Produkt, das sich unter einer Decke von Inertgas befindet, gleichmäßig behandelt und daß einen relativ geringem überwiegend konstanten Inertgasdurchfluß benötigt, um eine inerte Atmosphäre unabhängig von Schwankungen im Herstellungsprozeß wie Produktbreite oder Produktgeschwindigkeit unter einem bestimmten Maximum, zu erhalten.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden eingehenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlich.

Fig. 1 zeigt in schematische Darstellung einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Gerätes;

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Fig. 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische

Ansicht der Vorkammer und des Inertgas-Injektorkanals von Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf das Gerät gemäß

Fig. 1, teilweise perspektivisch gezeigt;

Fig. 4 (a-c) zeigt drei typische Tunnelausfülirungen

perspektivisch;

Fig. 5 (a-b) zeigt perspektivisch die typischen Apparate

Abmessungen für runde bzw« dreieckige Substrate.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der

Strömung, um Eleniontarvolumen des Iner¹:— gases, das den Inöektorkanal verläßt, zu teilen und durch den Eintritt bzw. den Austritt des Tunnels, austritt.

Fig. 7 zeigt perspektivisch ein typisches Gerät,

das entsprechend der Erfindung arbeitet;

Fig. 8 1st ein Längsschnitt entsprechend der Linie

8-8 in Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Seitenansicht entsprechend der

Linien 9-9 in Fig. 8,

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Statische Systeme, die einsInertgasumgebung über einem Arbeitsgebiet erhalten, sind gut bekannt. Das Grundprinzip all dieser Systeme ist, eine Inertgasströmung zu erzeugen, die die über dem Arbeitsgebiet sich befindende Luft Volumen für Volumen verdrängt, ohne daß sich das Inertgas mit Luft vermischt. Die Schwierigkeit beruht in der Anwendung dieses Prinzips auf ein dynamisches System, wo das beschichtete Produkt sich in Bewegung relativ zum Arbeitsgebiet befindet. Das sich bewegende beschichtete Produkt neigt dazu, Luft mi^dn das Arbeitsgebiet zu ziehen und dabei die Strömungsbedingungen durch das Erzeugen von Turbulenz zu stören. Das Problem tritt weiter im chemischen Bestrahlungsprozeß auf, wo / eine geringe Menge von Sauerstoff über der Oberfläche des beschichteten Produktes, das Aushärten der Oberfläche verhindern kann«

Figur 1 ist eine scheniatische Darstellung der Anordnung der gegenwärtigen Erfindung. Das Produkt P, das eine chemische Beschichtung darstellen kann oder ein beschichtetö3 Substrat kontinuierlicher Länge, wie eine Folie, oder endlicher Längen wie z.B. eine Wandbekleidung darstellen kann, wird durch eine Behandlungskammer 10 geführt, wo es elektromagnetischer.Strahlung einer Strahlungsenergie-Quelle (nicht gezeigt) ausgesetzt wird. Die Strahlungsenergie-Qelle ist in einer Strahlungskammer 12 mit entsprechender Optik (nicht gezeigt), um die Strahlungsenergie auf das Produkt P zu richten, wenn es darunter hindurchgeführt wird, untergebracht. Es kann jede Strahlungsquelle, sowohl innen gekühlt wie auch nicht gekühlt, verwendet werden. Wenn die

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Strahlungsquelle äußere Kühlung benötigt, muß ein optisch transparentes Medium eingebaut werden, um die Bestrahlungszone 14 von der Strahlungskammer 12 physikalisch zu trennen.

ImiengekiJhlte Strahlungsquellen und nicht gekühlte Strahlung,?, quellen bedürfen keiner physikalischen Abtrennung der Bestrahlungszone 14 und sind daher ein integrierter Teil der Behandlungskaimner 10. Eine typisch bevorzugte innen gekühlte elektromagnetische Strahlungsquelle ist eine Plasmalichtbogenquelle,wie sie in den US-Pätenten Nr.

3364 387 und -3 597 650 beschrieben ist. Typische/nicht gekühlte elektromagnetische Strahlungsqjellen sind Niederdruckkurzwell-Ultraviolett-Quecksi'lberröhren oder keimtötende Lampen,

Die Behandlungskammer 10 besitzt einen Eintrittstunnel 16, einen Injektorkanal 18, durch welchen das Inertgas aus der Vorkammer 20 strömt und einen Austrittstunnel 24. Das Inertgas gelangt in die Vorkammer 20 aus einem Inertgasreservcir (nicht gezeigt). Obwohl jedes Inertgas verwendet werden kann, wird Stickstoff bevorzugt.

Der Ausdruck "Kanal" wird für den Zweck dieser Veröffentlichung definiert, als ein tunnelförmiger Durchgangsweg konstanten Querschnitts, der entweder eine in sich geschlossene Begrenzungslinie oder eine teilweise geschlossene

/Weitgehend Begrenzungslinie besitzt, die/vollständig geschlossen wird,

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wenn das sich bewegende beschichtete Produkt vorhanden ist. Die Länge des Eintrittskanals 16,wie auch die Länge des Austrittskanals 24, sollte den praktischen Erfordernissen entsprechen*

Die Anordnung, Geometrie und Richtung des Injektorkanals

/sich eine nicht turbulente,

sich nicht mischende Inertgasströmung in der Behandlungskammer 10 ausbilden soll, und zwar in der Weise, daß eine Gasmenge von unter 4,6 bevorzugt/T,6 m pro Stunde . und 100 mm Kanalbreite vorhanden ist, die insgesamt ausreichend/ eine einheitliche Inertdecke über die beschichtete Oberfläche des sich bewegenden Produktes zu legen, unbeachtet, ob die Prod"uktionsgeschwindigkeit bis 180 m pro Minute beträgt. Weiter soll das Gerät eine»beschichtete Oberflächo eines sich bewegendes Produkts jeder Breite bis zur gesamten Kanalbreite und bei jeder Geschwindigkeit bis zu einer Geschwindigkeit von 180 m pix> Minute gleichmäßig mit Gas bedecken, wenn die Gasdurchflußmenge für eine gegebene maximale Kanalbreite einmal eingestellt ist.

Der Injektorkanal 18 muß oberhalb des Eintritts 27 des Eintrittskanals 16 in einem Abstand von mindestens 10 mal des kleinsten Querschnitts des Kanals 16 liegen. Die Höhe(H) des Kanals 18 soll bevorzugt mindestens ungefährt 4 mal größer als die Breite (W) sein, d.h. der Abstand zwischen den Seitenflächen des Kanals, wie es in

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Figur 2 eingehender gezeigt ist. Die Länge (L) des Kanals muß mindestens gleich der Breite des Produktes P sein und bevorzugt gleich der Breite des Eintrittskanals 16 sein

W61 *fc fr *^ΐΊ£ί ncL
und muß/paraxiel zur Tunnelkanalbreite liegen. Weiter

muß der Kanal 18 so ausgerichtet sein» daß das Inertgas in eine Richtung durch die Kanalöffnung 26 in die Kammer mit einem Winkel zur Längsachse der Kammer 10 von 45 bis 90°, bevorzugt 90°, gleitet wird. Der Abstand zwischen der Öffnung 26 und dein sich bewegenden Produkt P₅ soll so schmal wie die normalenProduktoberflachenunregrelmäßigkeiten es erlauben sein. Das Verhältnis der Höhe H zur Breite V/ ist nicht so kritisch, wann sin poröses Medium verwendet wird, am den Zwischenraum des Kanals auszufüllen, aber dies macht die Anordnung etwas schwieriger und etwas teurer in der Herstellung. Obwohl der Kanal 18 in der Figur 1 aus zwei flachen Platten gezeigt ist, die sicY von dem Schlitz in der oberen Wand des Kanals 16 erstrecke,;, kann der Sr-hlitz selbst den Kanal darstellen, vorausgesetzt, daß die obere Decke des Kanals 16 über eine genügende Dicke verfügt, um das gewünschte Verhältnis von Höhe (H) zur Breite (W) zu erreichen.

Aus der Vorkammer 20 fließt das Gas in den Injektorkanal Der Querschnitt der Kammer verglichen mit dem Querschnitt des Kanals 18 zeigt, daß diese Kammer ein tatsächliches Gasreservoir bildet. Die Vorkammer 20 sollte vorzugsweise eine Querschnittsflache> wenn man senkrecht zu der Injektor kanallänge L sieht, haben, die mindestens 10 mal der Längsquerschnittsfläche des Kanals 18 entspricht.

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Sowohl der Eintrittskanal 16 als auch der Austrittskanal sind Verlängerungen der Strahlungskammer 12 und dienen dazu, den Verlust an Inertgas aus dem Gehäuse 10 zu vermeiden und das ent-weichende Inertgas über die beschichtete Oberfläche des Produktes P so zu leiten, daß der Großteil der Luft auf der Oberfläche des Produktes entfernt wird, bevor das Produkt in die Bestrahlungszone 14 eintritt. Ein kleiner aber entscheidender DruckgEdient besteht zwischen der Injektorkanal-Öffnung 26 und dem Eintrittsende 27 des Eintrittskanals 16, der ein Rückfluß des Ineitgases aus dem Eintrittstunnel 16 bewirkt, so daß eine übermäßige Menge Luft, die mit der beschichteten Oberfläche des Produkts P hereingezogen wird, vermieden wird. Zusätzlich dient der Kanal 24 als EntlUftungsweg für geringere Mengen Luft, die in die Kammer 10 auf der beschichteten Oberfläche des Produkts P eingedrungen und mit dem,beschichtete^

. sind Produkt weitergetragen wxden/. Das Inertgas hält die Luft an der beschichteter Oberfläche des Produkts P und leitet diese Luft durch den Ausgang des Kanals 24 mit dem austretenden Produkt und vermeidet damit, daß sich diese Luft mit der inerten Atmosphäre der Strahlungskammer 12 mischt und ein nicht mehr tragbares Niveau erreicht.

Die Querschnittsabmessungen des Eintritts-und des Austrittskanals 16 und 24 sind/so gewanlt, um mit den Querschnittsabmessungen des beschichteten Produkts P, das behandelt werden soll, übereinzustimmen. Figur 4 (a-c) zeigt drei typische Kanalabmessungen für drei typische Produktformen: rechteckig, dreieckig und zylindrisch.

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Zusätzlich, wie in Figur 5a und 5b gezeigt, sollten die Abmessungen der Vorkammer 20 und des Injektorkanals 18 mit der Geometrie des zu beschichtenden Produkts P übereinstimmen. Dies gilt auch für die Bestralalungskammer 12, wenn eine gleichmäßige Bestrahlung über die gess,mte Begrenzungslinie des Produktes gewünscht ißt, d.h. abernicht, daß die Strahlungsquelle ebenso eine Geometrie haben muß, da durch geeignete optische Geräte in der Kammer 12 das gleiche Ergebnis erzählt werden kann.

Y/ie vorher schon erwähnt, muß die Kanallänge (Tj) zum InJektorkanal für jede Kanalgeomatrie mindestens 10 mal größer,als die kleinste Querschnittsabmessung des Tunnels sein. Daher ergibt sich für einen rechteckigen Tunnel E₁= (10) T₁₁ und T_H<T_W, wobei ^ = Tunnelhöhe, T^ Tunnelbreite bedeutet. Füi eine dreieckige Tunnelgeometrie (Figur 5a) ist T₁= (10) T₁₁=T,,,, und für eine zylindrische TunneLgeometrie (Figur 5b) Tj= (10) D, wobei D der Durchmesser des Zylinders bedeutet.

Wenn sich das beschichtete Produkt in der Kammer 10 befindet

und die ganze Kammer ausfüllt,, kann das beschichtete

. eines jeden Produkt selbst den Boden / Kanals formen. In einem

solchen Fall, wo das beschichtete Produkt kontinuierlich vorhanden ist, eo wie bei Bahnen, formt das beschichtete Produkt P den Boden der Kammer und kein weiterer Boden

wird benötigt. Im allgemeinen sollte kein Teil der

# ^ Boden—

Strahlungskammer H ' bestrahlte/ <*> er fläch aider

Eintritts- und Austrittskanäle 16 und 24 sein. ^Qrm. es *) physikalisch niedriger als die

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für einige Teile der Bestrahlungszone 14 notwendig ist, daß sie niedriger als irgendeine der niedrigeren Oberflächen des Tunnels ist, sollten kontrollierte Entlüftungsmöglichkeiten zur Atmosphäre vorgehen werden, die sich entlang der niedrigeren Oberfläche befinden. In einem

..Stickstoff— solchen Fall entweicht das/inertgas nach unten und die Luft, die mit dem Produkt P hereingekommen ist, wird durch das Inertgas durch die Entlüftung gedrückt.

Die Geometrie der Kammer 10 wurde ;.>ben hinsichtlich des Gebrauches irgendeines Inertgases leichter als Sauerstoff diskutiert. Es ist verständlich, daß bei einer genauen Wahl der kontrollierten Entlüftungen jedes Gas schwerer als Sauerstoff ebenso benutzt werden kann. Wenn es gewünscht wird, können die Kammern ebenso physikalisch vertauscht v/erden. Durch den Jnjektorkanal 18 wird eine gleichmäßige Strömungsverteilung in der Kammer 10 erreicht, Avobei die besagte Strömung gegen die Überfläche des sich bewegenden beschichteten Produkts P gerichtet ist und sich gleichmäßig über die Breite des Produktes P verteilt. Die Geometrie des besprochenen Injektorkanals 18 ist so ■ ausgerichtet, daß im wesentlichen für jedes gleiche Elementarvolumen Inertgas ein im wesentlichen paralleler Strömungsweg von gleicher Länge zur Eintrittsöffnung des Eintrittskanals 16 und ein paralleler Strömungsweg von gleicher Länge zur Austritfcsöffnung des Austrittskanals erreicht wird. Dieg ist schematisch in Figur 6 gezeigt, wo V.J-^/wesentlich/gleiche getrennte Elementarvolumen Inertgas darstellen, die in Richtung der öffnung 27 fließen und

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V₁'-V *, die im wesentlichen gleiche getrennte F.lementarvoluraen Inertgas darstellen, die in Richtung der Öffnung fließen. Getrennte Elementarteile V-J-V_n müssen nicht gleich den getrennten Elementarteilen V-'-V· sein. Ebenso muß die Länge des Strömungsweges von der Öffnung 26 zu der Eintrittsöffnung 27 des Kanals 16 nicht gleich der Strömungsstrecke der Öffnung 26 zum Austrittsende 29 des Austrittskanals 24 sein. Es ist jedoch wichtig festzustellen, daß der Inertgas strom, der aus dem Injektorkanal 18 austritt vektoriell in alle Richtungen streicht, ausgenommen der Längsrichtung. Dieses Phenomen ist ein wichtiger Faktor, um eine gleichmäßige Inertdecke über der Breite des beschichteten Produkts zu erreichen und um ein linear einstellbares Verhältnis zwischen dem Inertgasstrom und der Kanalbreite einzurichten, in volrlständiger Unabhängigkeit von der Breite des zu beschichteten Produkts. Daher, solange die Kanalöffnungen breit genug sind, um das beschichtete Produkt P aufzunehmen, v;ird jedes beschichtete Produkt kleinerer Breite, es kommt nicht darauf an wie klein, ebenso behandelt ohne die physikalischen Dimensionen oder die Durchflußmenge zu variieren. Darüber hinaus kann

die Produkt geschwindigkeit bis zu ungefähr 180 m pro

Minute variiert werden, ohne daß die Behandlung unter don oben erwähnten Bedingungen beeinflußt wird, obwohl bei den höheren Geschwindigkeiten die Verv/eilzeit wesentlich . gekürzt wird.

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Figur 7 zeigt in perspektivischer Darstellung ein typisches Gerät, das entsprechend der Erfindung arbeitet, wie es aussehen könnte, wenn es in einer Produktionslinieneinheit insta-lliert ist. Eine Transporteinrichtung 30 trägt das beschichtete Produkt P zu der Behandlungs- . kammer 10, die durch einen Rahmen 34 unterstützt ist.

Druckaktiviarte Zylinder 32 kontrollieren die Höhe des Kanals der Behandlungskammer 10 über der Transporteinrichtung 30. Die Zylinder 32 sind von Hand kontrollierbar,um die Kammerhöhe der Behandlungskammer einzustellen und arbeiten ebenso automatisch bei einem durchlaufenden"Produkt, das eine unregelmäßige oder verzogene Oberfläche hat, die nicht behandelt werden soll. Wenn ein derartiges Produkt durchläuft, wird die Behandlungskammer 10 automatisch zu einer vorbestimmten Höhe emporgehoben, wobei eine Verschlußeinrichtung, die unter der Bestrahlungskammer 12 vorbeiläuft, betätigt wird. Die Verschlußeinrichtung verhütet das Austreten von Strahlungsenergie und soll hiernach eingehend in Verbindung mit Figur 8 erklärt werden. In der Strahlungskaramer 12 befindet sich die elektromagnetische Strahlungsquelle und die entsprechende Optik» die die Strahlungsenergie in Richtung der Bestrahlungszone 14 lenkt. Es soll bemerkt werden, daß in dem typischen System von Figur 7 die Transportoberfläche teilweise als die Bodenoberfläche der Behandlungskammer 10 verwendet wird. Daher formen die Transportoberfläche und das beschichtet Produkt P wenn es sich über die Behandlungskammer 10 erstreckt, einen integrierten Teil der Kammer, die den Boden der Behandlungskamna* darstellen. Dies wird deutlicher in Figur 8 und 9 gesehen.

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Der Injektorkanal 18 ist vorzugsweise als ein verlängerter Schlitz in der Wand der Vorkammer 20 ausgebildet. Er muß jedoch den geometrischen Verhältnissen, die vorher hier besprochen wurden entsprechen, d.h. er muß abstandsmäßig so ausgerichtet sein, das er das Inertgas auf-das sich bewegende Produkt mit einem Winkel zur Längsachse der Kammer von 45 bis 90 leitet.

Der Kanal 18 sollte zusätzlich ein Höhen-zu-Breitem-Verhältnis von mindestens ungefähr 4 zu 1 besitzen. In dem "batsächlich hergestellten Prototyp wird die Höhe (H) durch eine 12 mm dicke Platte gebildet, die einen Kanalabstand (V/) von 1,6 mm aufweist. Zwischen den Transportabteilung^n

/ liegend und 40 und auf dem Rahmen 34 'ist eine Plattform

angeordnet, die in verbindung mit de*R Transportoberflächen den toden der Oberfläche der Behandlungskammer 10 bildet. Die Plattformeinrichtung 42 besteht aus einer Platte aus Teflon mit einer Anzahl von Spiegelabteilungen 44, die direkt der Strahlungskamir.3r 12 ausgesetzt sind und einer Unterstützungsplatte welche unter der ersten Teflonplatte liegt. Die Spiegslabteilungon 44 der Plattformeinrichtung k2 reflektieren einen Teil der elektromagnetischen Energie zu den Ecken und der Unterseite des durchlaufenden Produkts.

Wie vorher in Verbindung mit Figur 7 schon erwähnt, v/erden für den Fall, daß ein Produkt vorhanden ist, das nicht behandelt werden soll, weil es eine unregelmäßige Ober-

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fläche oder ähnliches besitzt, die Druckzylinder 32 automatisch betätigt, durch eine Einrichtung, die hier nicht gezeigt ist, und heben die Behandlungskammer 10 auf eine vorbestimmte Hö'hs über die Transporteinrichtung 38 und und die Plattformeinrichtung 42. Gleichzeitig wird in Verbindung mit den druckangetriebenen Zylindern 32 ein weiterer Druck betriebener Zylinder 36 betätigt. Zylinder hat eine Kolbenstange 46,die an ihrem freien Ende mit einer Klammer 48gleitend, z.B. durch Kugellager an einer befestigten Stange 52 montiert ist. Die Klammer 48 ist mit der Verlußeinrichtung 50 verbunden, die auf der befestigten Stange 52 so montiert ist, daß eine axiale Bewegung möglich ist. Die Bodenplatte der Verschlußeinrichtung 50 stellt die obere Oberfläche des Austrittstunnels 24 dar«, Wenn der druckbetriebene Zylinder 36 aktiviert wird, bewegt sich die Kolbenstange! 46 zurück, was bewirkt, daß die Verschlußeinrichtung 50 sich unter und um die Strahlungskaminer 12 bewegt. Ein Kühlmedium fließt durch die Führungswege 54, um die Verschlußeinrichtung 50 zu kühlen.

Figur 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie 9-9 der Figur Der Kanal, der in die Bestrahlungszone 14 führt,ist deutlich mit seiner oberen Oberfläche dargestellt, die durch die Vorkammeroberfläche 56 gebildet wird und die Bodenoberfläche, die durch die Plattformeinrichtung 42 gebildet wird, Wenn die Behandlungskammer 10 in ihre Betriebsposition heruntergelassen wird, stoßen die Distanzplatten 58, die an gegenüberliegenden Seiten sich befinden, daher gegen die Plattformeinrichtung 42 und bilden ein Paar Seitenwände für die innere Behandlungskammer 10. Es können auch

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ein Paar Seitenlaschen (nicht gezeigt) verwendet werden, wenn eine geregelte Betriebsänderung der Kanalhöhe gewünscht wird, über die erste eingestellte Höhe, die durch die Distanzplatten 58 bestimmt wird.

Bei dem Gerät, das in Figur 7 bis 9 gezeigt wird, beträgt die innere Gerätebreite ungefähr 125 cm, d.h. ein Produkt jeder Breite bis zu einer maximalen Breite von ungefähr 120 cm ist für die Behandlung geeignet. Die Höhe des Kanals'16 bzw. 24 während der Betriebsposition der Kammer, beträgt 9 mm. Die Länge der Kammer 10 von Ende zu Ende , beträgt 150 cm. Der. Abstand von Eintrittsende des Eintrittskanals I6_x2um Injektorkanal ist ungefähr 45 cm, während der Abstand vom Injektorkanal 18 zur Bestrahlungskammer ungefähr 15 cm beträgt. Die Strahlungskammer 12 hat eine Länge von ungefähr 45 cm. Die physikalischen Abmessungen, die hier angegeben werden, sind von darstellendem Charakter und können vergrößert oder verkleinert werden, um den entsprechenden Produktionseinheiten angepaßt zu werden. Es wird betont, daß, da die Gasströmungsanforderungen vorhersagbar sind, dadurch daß man die Breitenbeziehung des Gasströmungskanals, die vorher erwähnt wurde berücksichtigt, können die physikalischen Abmessungen in Verbindung mit dem verfügbaren Abstand der Produktionseinrichtung entsprechend ausgewählt werden.

COPY

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Y/enn das oben beschriebene Gerät in Betrieb ist, kann der Inertgasstrom,bevorzugterweise Stickstoff- in Verbindung mit der Beziehung zwischen Strömungs- und Kanalbreite, so bestimmt werden, wie vorher ausgeführt wurde, nämlich, ungefähr 3,6 m pro Stunde und 100 mm Tunnelbreite. Alternativ kann der gesamte Durchfluß entsprechend einer normalen Produktbreite und daher der maximalen Kanalbreits für eine spezielle wirtschaftliche Anwendung eingestelltworden, ohne daß die Notwendigkeit einer späteren Einregelung bei Änderung der Produktbreite besteht.

Im folgenden wird eine Tabelle von Bespielen gezeigt, wo die gesamte Gasdurchflußmenge bei ungefähr 42 m pro Stunde fest eingestellt wurde, für Produkte mit großen Veränder>-mgen in der Ereite bis zu einem' Maximum von ungefähr 120 cm und bei großen Geschwindigkeitsveränderungen von 55 m pro Minute bis zu 152 m pro Minute. Die Stärke des Produktes änderte sich bis zu 6 mm.

Die Zusammensetzung der Beschichtung betrug 50 g Acrylat-Epoxid-Soyabohnenöl, 30 g Hydroxyethyl-acrylat und 20 g Ueopentylglycol-diacrylat. Zu 10 g dieser Mischung wurde 0,01 Mol verschiedener Sensibilisatoren hinzugefügt. Die Beschichtung wurde als nasser Film, mit einer Dicke von 50 Mü auf Bonderite Nr. 37 Stahlplatten aufgetragen und in der beschriebenen V/eise unter einer Stickstoffdecke bestrahlt, wozu eine Plasmalichtbogen-Strahlungsquelle benutzt wurde. Die Ergebnisse der Analysen der ausgehärteten Filmschichten zeigt folgende Tabelle:

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Sensibilisatoren

TABELLE

Bestrahlungszeit (see) Bandgeschwindigkeit (m/min) Sward
Härte

"""Aceton Widerstand

Benzoin Methyl Äther
Benzoin Methyl Äther
Benzoin Methyl Äther

2,2-dimethoxy-2-phenylac etophenon

2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenon·

0.53 sec/55m/min 0.25 s e c/73m/min 0.17 sec/110n/min

0.33 sec/55m/min 0.25 sec/73m/min 0.17 sec/iiOm/min 0.12 sec/l52m/min

45 25 15

40 45 25 25

NJ CO CO

* Aceton Widerstand = Zeit die das Aceton "benötigt, um den Film von dem Metallträger
zu lösen.

Claims

Patentansprüche

\1j/ Gerät zur Bestrahlung sich "bewegender Produkte während des HerstellungsprozesseB gekennzeichnet durch

(a) einen ersten und zweiten Kanal von wesentlichen gleichen Querschnitt, wobei jeder ein Eintritts- und ein Austrittsende hat;

(b) eine Behandlungskammer, in der mindestens eine Bestrahlungsquelle eingebaut ist, wobei sich die Kammer zwischen dem Austrittsende des ersten Kanals und dem Eintrittsende des zweiten Kanals befindet und damit eine kontinuierliche Kammer bildet;

(c) einen verlängerten Gasin,j ektorkanal, der ein erstes offenes Ende besitzt, das mit der erwähnten Kammer verbunden ist und vom Eintrittsende des genannten ersten Kanals einen Abstand/ der gleich mindestens ungefähr zehn mal der kleinsten QuerschnittBabmessung des genannten ersten Kanals ist , wobei das genannte erste offene Ende eine länge nax findest ens, im *v es entliehen gleich der Breite des genannten Produktes mit der Längsachse der genannten Öffnung ist, die im wesentlichen parallel zu der Breite des genannten ersten Kanals läuftj

(d) eine Vorkammer, die mit einem zweiten offenen Ende des genannten Kanals verbunden ist; und

(e) eine Inertgasquelle, die laufend Inertgas in die genannte Vorkammer einleitet.

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasinjektorkanal abstandsmäßig so angeordnet ist, daß das ; Inertgas gegen das genannte Produkt mit einem Winkel von 45 bis 90° zur Längsachse der . Kammer geleitet werden kann.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ' - Gasinjektorkanal die einzige Einrichtung ist, die das Inertgas in die

Kammer leitet.
4. ' Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste offene Ende des - Kanals in relativ enger Nachbarschaft zu dem sich bewegenden Produkt angeordnet ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sieh der . erste Tunnel unter dem

Gas-injektorkanal befindet.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der _ Gasinjektorkanal aus einer geschlitzten Kerbe in der oberen Y/and des ersten Tunnels gebildet wird und parallele Seitenflächen aufweist.
7. ' Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektorkanal eine Höhe hat, die mindestens vier mal größer lals die Kanalbreite ist.

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8. Apparat nach. Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Tunnel eine Querschnittsgeometr*ie aufweisen, die im wesentlichen mit der Querochnittgeometrie des Produktes

übereinstimmen·
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Querschnittsebene der Vorkammer mindestens zehn mal größer als die Längsquerschnittsebene des _v .. Kanals ist.
10. Gerät nach Anspruch 9> dadurch, gekennzeichnet, daß das Inertgas Stickstoff ist.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Qaerschuittsgeometrie des . Kanals . ira wesentlichen mit der Querschnittsgeometrie mit jedem der . ersten und zweiten Kanäle übereinstimmt.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine ebene !Bodenplatte besitzt, auf welcher das Produkt durchläuft, wobei es die Bodenseite des _ . ersten Kanals, der Behandlungskammer und des —'- zweiten Kanals bildet.
13. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das : Produkt eine kontinuierliche Bahn ist, die einmal in der " Kammer ausgebreitet, die untere Oberfläche biDcet.

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14. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Oberfläche mindestens eine relativ kleine Vorrichtung einsehließt, die eine Verbindung zur Atmosphäre herstellt.
15. Gerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die die ' Kammer aiii einen vorbestimmten Abstand über dem Produkt anhebt, für den Pail, daß ein Produkt nicht behandelt wird und Einrichtungen, die hiermit in Verbindung arbeiten, um eine V er Schluß einrichtung un% ez-' genannte !Behandlungskammer zu bewegen, um das Austraben von Strahlungsenergie zu verhindern.
16. Gerät nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer weitere Einrichtungen enthält, um die Höhe der Kanäle " kontrollierbar einzustellen.
17. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ^ Strahlungsquelle ; eine innengekühlte Plasmalichtbogenquelle ist.
18. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle aus mindestens einer nicht gekühlten Niederdruck-Kurzwellenultraviolet-Quecksilberröhre oder einer keimtötenden Röhre besteht.

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