DE2332116B2

DE2332116B2 - Gerät zur Bestrahlung von bewegten aus einem mit einem fotohärtbaren Kunststoffilm beschichteten Substrat bestehenden Produkten während des Herstellungsprozesses

Info

Publication number: DE2332116B2
Application number: DE2332116A
Authority: DE
Inventors: Harden Henry Indianapolis Ind. Troue
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-06-23
Publication date: 1981-06-04
Also published as: FR2190513B1; ZA733244B; NO149060C; SU580807A3; JPS4992167A; GB1434996A; BE801412A; FR2190513A1; US3807052A; NL7308812A; DK150968C; CA1016898A; DE2332116C3; NL172804C; IT985782B; AU474766B2; JPS5226254B2; DE2332116A1; DK150968B; NO149060B

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Bestrahlung von bewegten aus einem mit einem fotohärtbaren Kunststoffilm beschichteten Substrat bestehenden Produkten während des Herstellungsprozesses, mit einem ersten und zweiten Kanal von gleichem Querschnitt, wobei jeder ein Eintritts- und ein Austrittsende hat, mit einer Behandlungskanmer, in der mindestens eine Bestrahlungsquelle eingebaut ist, wobei sich die Behandlungs- b^r> kammer zwischen dem Austrittsende des ersten Kanals und dem Eintriitsende des zweiten Kanals befindet und damit eine kontinuierliche Anlage bildet, mit einer Vorkammer, in welcher Intergas einleitbar ist, und mit einem verlängerten Gasinjektorkanal, der mit der Vorkammer verbunden ist und eine öffnung zur Einführung von Inertgas in die Anlage aufweist

Das Behandeln einer vernetzbaren polymeren Beschichtung mit Strahlenenergie zur Verbesserung der Eigenschaften dieser Beschichtung besonders der Oberflächeneigenschaften, wird seit einigen Jahren intensiv untersucht Es wurde seit langem herausgefunden, daß die Wirkung einer solchen Bestrahlung ebenso wie die Aushärtgeschwindigkeit durch die Gegenwart einer inerten Atmosphäre über der Oberfläche des beschichteten Produkts während der Bestrahlung gesteigert werden können. Dies gilt besonders, wenn als bestrahlendes Medium elektromagnetische Energie oder Elektronen hoher Energie verwendet werden. Unter kontrollierten Laborbedingungen ergeben sich keine Schwierigkeiten, eine inerte Atmosphäre über der Oberfläche des zu beschichtenden Produkts zu erhalten. In der industriellen Fertigung stehen die Herstellungskosten, die in erster Linie auf den hohen Verbrauch von Inertgas zurückzuführen sind, im Vordergrund. Jede Reduzierung des Gasverbrauchs, über eine bestimmte Periode betrachtet, wie z. B. ein Jahr während einer 24stündigen Produktion, führt zu reduzierten Betriebskosten, die die Wirtschaftlichkeit 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 180 m pro Minute variiert. Ein beschichtetes Produkt, das sich mit Produktionsgeschwindigkeit 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 Bestrahlungszeit geschehen. Unter Bestrahlungszeit wird das Zeitintervall verstanden, in welchem die beschichtete Produktoberfläche der Strahlungsenergie ausgesetzt ist. Bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 180 m pro Minute beträgt die Verweilzeit in einer Strahlungskammer von einer Gesamtlänge von 90 cm und 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 Behandlungskammer mit gegebenen Abmessungen gilt im allgemeinen daß je schneller das beschichtete Produkt durch die Kammer geführt wird, um so höher der Inertgasstrom in der Kammer sein muß, um eine inerte Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Zusätzlich bewirkt die höhere Geschwindigkeit eine kürzere Zeit für die Ausbildung der Strömung in der Kammer und jede differentie'.le Konzentration des Inertgases, das sich auf der Oberfläche des beschichteten Produkts befindet, besonders bei breiten Produkten, kann ein ungleichmäßiges Erhärten hervorrufen. Man kann den Durchfluß des Gases wesentlich erhöhen, um die atmosphärische Luft zu entfernen, welche mit dem Produkt in das Gerät hereingezogen werden könnte, oder umgekehrt in entsprechender Weise 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 aus ökonomischen Gründen den Durchfluß nur einmal auf die niedrigste Durchflußmen-

ge, die möglich ist, einstellen. Weiter kann nicht nur entsprechend den Anforderungen die Produktionsgeschwindigkeit des Produkts je nach den Gegebenheiten des Produkts geändert werden, sondern auch die Produktgröße, besonders die Produktbreite, welche je nach den Gegebenheiten des Produkts schwankt und unterhalb des Maximalwerts liegen kann.

Um den wirtschaftlichen Erfordernissen nachzukommen, muß ein Bestrahlungssystem in der Lage sein, einheitliches Aushärten zu ermöglichen, unabhängig von den normalen Produktionsschwankungen, wie Produktbreke und Produktionsgeschwindigkeit und dabei bevorzugt eine einmal eingestellte Durchflußmenge zu verwenden. Weiter muß das System in den Abmessungen und den Durchflußerfordernissen linear dimensionierbar sein, um die Auslegung einer Anlage für die gleichmäßige Behandlung eines Produktes jeder Breite und jeder erforderlichen Produktionsgeschwindigkeit zu erlauben. Auch wenn die räumlichen Abmessungen des Systems für eine maximale Produktbreite und Produktionsgeschwindigkeit festgelegt sind, sollte das System eine gleichmäßige Behandlung von Produkten mit wesentlich reduzierter Breite und/oder reduzierten Geschwindigkeiten ohne Änderung der Systemparameter erlauben.

Bei einem bekannten Gerät der eingangs genannten Art (FR-PS 20 58 091 bzw. US-PS 36 64 459 oder FR-PS 20 58 090) wird das Inertgas von zwei seitlich ang. ordneten Vorkammern über einzelne Öffnungen in die Anlage eingeführt, in welcher es noch durch Prallplatten hindurchtritt. Die beiden Intertgasströme treffen in, Bereich des bewegten Produktes aufeinander, wodurch Turbulenzen erzeugt werden. Eine gezielte, gleichmäßige Ausrichtung des Inertgasstroms auf das bewegte Produkt findet nicht statt, so daß der auf der Oberfläche des bewegten Produkts vorhandene Luftfilm nicht in ausreichendem Umfang entfernt wird, was Voraussetzung für ein effektives Aushärten des Kunststoff!¹ tis ist. Darüber hinaus fehlt es an einer allgemeineren, insbesondere linearen Zuordnung der Form, Anordnung und Abmessungen des Gasinjektorkanals zu der Form, Anordnung und den Abmessungen des Produktes bzw. der Kanäle, so daß die bekannten Geräte nur für sehr beschränkte Bereiche der Produktbreite und/oder der Produktgeschwindigkeit einsetzbar und auch nicht ohne weiteres mit dem gleichen Wirkungsgrad in kleinerer oder größerer Form analog herstellbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die zu bestrahlende Produktoberfläche derart vom Inertgasstrom überstrichen wird, daß eine ausreichende Entfernung des an der Oberfläche haftende Luftfilms weitgehend unabhängig von der Produktbreite und Produktgeschwindigkeit erzielbar ist, und das in einfacher Weise mit gleichem Wirkungsgrad in verschiedener Größe für Produkte unterschiedlicher Form und Abmessungen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnung des Gasinjektorkanals aus einem Schlitz besteht, der irn ersten Kanal in einem Abstand von dessen Eintrittsende angeordnet ist, der mindestens ungefähr lOmal so groß ist wie die kleinste Querschnittsabmesi.ung des ersten Kanals, und daß der Schlitz quer zur Längsrichtung des ersten Kanals entlang dessen Umfang verläuft und eine Länge aufweist, die mindestens so groß ist wie die Ausdehnung der Produkt-Bestrahlungszone der Bestrahlungsquelle quer zur Längsrichtung des ersten Kanals.

Die Kanallänge Tl des ersten Kanals bis zum Schlitz

des Gasinjektorkanals ist also für jede Kanalgeometrie mindestens zehnmal größer als die kleinste Quer-Schnittsabmessung des Kanals. Für einen rechteckigen Kanal mit den Abmessungen Kanalhöhe Th und Kanalbreite Tw (T_H<T_W) bedeutet dies 7/.SlO T_H (F i g. 4a). Für eine dreieckige Kanalgeometrie (F i g. 4b, 5a) ist 7iälO Γη (bei Th< Tw) und für eine kreiszylind-

Hi rische Kanalgeometrie (Fi g. 4c, 5b) T_l$l 10 D, wobei D der Durchmesser des Zylinders ist

Mit der gemäß Erfindung vorgeschlagenen Form, Anordnung und Abmessung der Öffnung des Gasinjektorkanals kann eine gleichmäßige, laminare Inertgasströmung über der Produktoberfläche unabhängig von der Pr-iduktbreite und Produktgeschwindigkeit erzeugt werden, so daß eine vollständige Entfernung von Luftresten gewährleistet ist. Da die Intertgasströmung geringere Turbulenzen als beim Stand der Technik mit 2(i entsprechend geringerem Energieverbrauch aufweist, können relativ geringe Gasströmungsgeschwindigkeiten bzw. -mengen eingesetzt werden. Die gefundene Lehre ist unabhängig von speziellen Maßen des Produktes. Nach der Lehre lassen sich Geräte für verschiedene Produktabmessungen mit etwa gleichem Wirkungsgrad herstellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gerätes sind in den Unteransprüchen angeführt.

!m nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der so Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt des Gerätes,

F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der j Vorkammer und des Gasinjektorkanals von F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht teilweise perspektivisch, des Gerätes gemäß F i g. 1,

F i g. 4a bis c perspektivische Darstellungen von drei typischen Ausführungsformen des ersten Kanals,
F i g. 5a, b perspektivische Darstellungen von Geräten für dreieckige bzw. runde Produkte,

F i g. 6 eine schematische Darstellung der Strömungswege für diskrete Elementarvolumina des Inertgases, das den Gasinjektorkanal verläßt und durch das 3 Eintrittsende des ersten Kanales bzw. das Austrittsende des zweiten Kanales austritt,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Gerätes,

F i g. 8 einen Längsschnitt entsprechend der Linie 8-8 3d in F i g. 7, und

F i g. 9 einen Querschnitt entsprechend der Linie 9-9 in Fig. 8.

In F i g. 1 ist eine schematische Darstellung des Gerätes gezeigt. Das Produkt P, das ein beschichtetes Substrat darstellt, kann als Bahn vorliegen oder endliche Länge besitzen. Es wird durch ein Gerät 10 geführt, wo es elektromagnetischer Strahlung einer Strahlungsenergie-Quelle (nicht gezeigt) ausgesetzt wird. Die Strahlungsenergie-Quelle ist einer Behandlungskammer 12 bo mit entsprechender Optik (nich· gezeigt), um die Strahlungsenergie auf das Produkt .Pzu richten, wenn es darunter hindurchgeführt wird, untergebracht. Es kann jede Strahlungsquelle, sowohl innen gekühlt wie auch nicht gekühlt, verwendet werden. Wenn die Strahlungsri quelle äußere Kühlung benötigt, muß ein optisch transparentes Medium eingebaut werden, um die Bestrahlungszone 14 von der Behandlungskammer 12 physikalisch zu trennen.

Innengekühlte Strahlungsquellen und nicht gekühlte Strahlungsquellen bedürfen keiner physikalischen Abtrennung der Produkt-Bestrahlungszone 14 und sind daher ein integrierter Teil des Geräts 10. Eine innen gekühlte elektromagnetische Strahlungsquelle ist eine -> Plasmalichtbogenquelle, wie sie in den US-Patentschriften 33 64 387 und 35 97 650 beschrieben ist. Typische nicht gekühlte elektromagnetische Strahlungsquellen sind Niederdruckkurzwell-Ultraviolett-Quecksilberrohren oder keimtötende Lampen. in

Das Gerät 10 besitzt einen ersten Kanal 16, einen Gasinjektorkanal 18, durch welchen das Inertgas aus einer Vorkammer 20 strömt, und einen zweiten Kanal 24. Das Inertgas gelangt in die Vorkammer 20 aus einem Inertgasreservoir (nicht gezeigt). Als Inertgas wird Stickstoff bevorzugt.

Der Ausdruck »Kanal« wird hier definiert als ein tunnelförmiger Durchgangsweg konstanten Querschnitts, der entweder eine in sich geschlossene Begrenzungslinie oder eine teilweise geschlossene Begrenzungslinie besitzt, die weitgehend vollständig geschlossen wird, wenn das sich bewegende beschichtete Produkt vorhanden ist.

Die Anordnung, Geometrie und Richtung des Gasinjektorkanals 18 ist insofern kritisch, als daß sich eine nicht turbulente, sich nicht mischende Inertgasströmung im Gerät 10 ausbildet, und zwar in der Weise, daß eine Gasmenge von unter 4,6, bevorzugt unter 3,6 m³ pro Stunde und 100 mm Kanalbreite vorhanden ist, die insgesamt ausreichend ist, eine einheitliche Inertdecke jo über die beschichtete Oberfläche des sich bewegenden Produktes zu legen, unabhängig von der Produktgeschwindigkeit, die bis 180 m pro Minute beträgt. Weiter bedeckt das Gerät eine beschichtete Oberfläche eines sich bewegenden Produkts jeder Breite bis zur η gesamten Kanalbreite und bei jeder Geschwindigkeit bis zu einer Geschwindigkeit von 180 m pro Minute gleichmäßig mit Gas, wenn die Gasdurchflußmenge für eine gegebene maximale Kanalbreite einmal eingestellt

ISt. 4"

Der Gasinjektorkanal 18 liegt in einem Abstand von mindestens iOmal der kleinsten Querschniusabinessuiig des ersten Kanals 16 von dessen Eintrittsende 27. Die Höhe H des Gasinjektorkanals 18 ist bevorzugt mindestens ungefähr 4mal größer als die Breite VK d. h. -r, der Abstand zwischen den Seitenflächen des Gasinjektorkanals 18, wie es in F i g. 2 eingehender gezeigt ist. Die Länge L des Gasinjektorkanals 18 ist mindestens so groß wie die Ausdehnung der Produkt-Bestrahlungszone der Bestrahlungsquelle quer zur Längsrichtung des ersten Kanals 16. Weiter ist der Gasinjektorkanal 18 so ausgerichtet, daß das Intertgas in eine Richtung durch einen Schlitz 26 im Gerät 10 mit einem Winkel zur Längsachse des Geräts 10 von 45 bis 90° geleitet wird. Der Abstand zwischen dem Schlitz 26 und dem bewegten Produkt P ist so klein, wie die normalen Produktoberflächenunregelmäßigkeiten es erlauben. Obwohl der Gasinjektorkanal 18 in F i g. 1 aus zwei flachen Platten gezeigt ist, die sich von dem Schlitz 26 in der oberen Wand des Kanals 16 erstrecken, kann der bo Schlitz 26 selbst den Gasinjektorkanal 18 darstellen, vorausgesetzt, daß die obere Decke des ersten Kanals 16 über eine genügende Dicke verfügt, um das gewünschte Verhältnis der Höhe H zur Breite W zu erreichen.

Aus der Vorkammer 20 fließt das Gas in den Gasinjektorkanal 18. Der Querschnitt der Vorkammer 20 verglichen mit dem Querschnitt des Gasinjektorkanals 18 zeigt, daß die Vorkammer 20 ein tatsächliches Gasrevoir bildet. Die Querschnittsfläche der Vorkammer 20 sollte, quer zur Längsrichtung des ersten Kanals gesehen, vorzugsweise mindestens IOmal größer sein als die Querschnittiifläche des Gasinjektorkanals 18.

Sowohl der erste Kanal 16 als auch der zweite Kanal 24 sind Verlängerungen der Behandlungskammer 12 und dienen dazu, den Verlust an Inertgas aus dem Gerät 10 zu vermeiden und das entweichende Inertgas über die beschichtete Oberfläche des Produktes P so zu leiten, daß der Großteil der Luft auf der Oberfläche des Produktes P entfernt wird, bevor das Produkt P in die Bestrahlungszone 14 eintritt. Ein kleiner, aber entscheidender Druckgradient besteht zwischen der Öffnung bzw. dem Schlitz 26 des Gasinjektorkanals 18 und dem Einiriiisende 27 des ersten Kanals 16, der einen Rückfluß des Inertgases aus dem ersten Kanal 16 bewirkt, so daß eine übermäßige Menge Luft, die mit der beschichteten Oberfläche des Produktes P hereingezogen wird, vermieden wird. Zusätzlich dient der zweite Kanal 24 als Entlüftungsweg für geringere Mengen Luft, die im Gerät 10 auf der beschichteten Oberfläche des Produktes P eingedrungen und mit dem beschichteten Produkt weitergetragen worden sind. Das Inertgas leitet diese Luft durch den Ausgang des zweiten 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 ersten und zweiten Kanals 16 und 24 sind bevorzugt so gewählt, um mit den Querschnittsabmessungen des beschichteten Produkts P, das behandelt werden soll, übereinzustimmen. Fig.4a —c zeigt drei typische Kanalabmessungen für drei typische Produktformen: rechteckig, dreieckig und zylindrisch.

Zusätzlich wie in Fig. 5a und 5b gezeigt, sollten die Abmessungen der Vorkammer 20 und des Gasinjektorkanals 18 mit der Geometrie des zu beschichtenden Produktes Pübereinstimmen.

Wenn sich das beschichtete Produkt P im Gerät 10 befindet, und das ganze Gerät 10 ausfüllt, kann das beschichtete Produkt P selbst den Boden eines jeden Kanals formen. In einem solchen Fall, wo das beschichtete Produkt P kontinuierlich vorhanden ist, so wie bei Bahnen, formt das beschichtete Produkt P den Boden des Geräts 10 und kein weiterer Boden wird benötigt. Im allgemeinen sollte kein Teil der Bestrahlungszone 14 niedriger als die freien Bodenoberflächen der ersten und zweiten Kanäle 16 und 24 sein. Wenn es für einen Teil der Bestrahlungszone 14 notwendig ist, daß er niedriger als irgendeine der niedrigeren Oberflächen des Kanals ist, sollten kontrollierte Entiüftungsmöglichkeiten zur Atmosphäre vorgesehen werden, die sich entlang der niedrigeren Oberfläche befinden. In einem solchen Fall entweicht das Stickstoff-Inertgas nach unten und die Luft, die mit dem Produkt P hereingekommen ist, wird durch das Inertgas durch die Entlüftung gedrückt

Das oben hinsichtlich der Geometrie des Geräts 10 Gesagte gilt für Inertgase, die leichter sind als Sauerstoff. Bei einer genauen Wahl der kontrollierten Entlüftungen kann jedes Gas, das schwerer ist als Sauerstoff, ebenso benutzt werden. Wenn es gewünscht wird, kann das Gerät 10 auch räumlich umgekehrt werden, so daß die Vorkammer 20 und die Behandlungskammer 12 unterhalb der Längsachse des Gerätes 10 liegen. Durch den Injektorkanal 18 wird eine gieichmä-

ßige Strömungsverteilung im Gerät 10 erreicht, wobei die besagte Strömung gegen die Oberfläche des sich bewegenden beschichteten Produkts P gerichtet ist und sich gleichmäßig über die Breite des Produktes P verteilt. Die Geometrie des Gasinjektorkanals 18 ist so ausgerichtet, daß im wesentlichen für jedes gleiche Elementarvolumen Inertgas ein im wesentlichen paralleler Strömungsweg von gleicher Länge zum Eintrittsende des ersten Kanals 16 und ein paralleler Strömungsweg von gleicher Länge zum Austrittsende des zweiten Kanals 24 erreicht wird. Dies ist schematisch in F i g. 6 gezeigt, wo V\ — V_n im wesentlichen gleiche getrennte Elementarvolumen Inertgas darstellen, die in Richtung des Eintrittsendes 27 fließen und Vi'- V_n, die im wesentlichen gleiche getrennte Elementarvclumen Inertgas darstellen, die in Richtung des Austrittsendes 29 des zweiten Kanals 24 fließen. Getrennte Elementarvolumen Vi — V_n müssen nicht gleich den getrennten Elementarvolumen V]'— V_n sein. Ebenso muß die Länge des Strömungsweges von dem Schlitz 26 zu dem Eintrittsende 27 des ersten Kanals 16 nicht gleich dem Strömungsweg von dem Schlitz 26 zum Austrittsende 29 des zweiten Kanals 24 sein. Der Inertgasstrom, der aus dem Gasinjektorkanal 18 austritt, streicht in beide Richtungen, sowohl zum Eintrittsende 27 als auch zum Austrittsende 29. Dadurch wird eine gleichmäßige Inertdecke über der Breite des beschichteten Produkts P erreicht und ein gleichmäßiger Inertgasstrom in der Kanalbreite erreicht, in vollständiger Unabhängigkeit von der Breite des zu beschichteten Produktes P. Solange die Kanalöffnungen breit genug sind, um das beschichtete Produkt P aufzunehmen, wird jedes beschichtete Produkt P kleinerer Breite, es kommt nicht darauf an wie klein, ebenso behandelt, ohne die körperlichen Dimensionen oder die Durchflußmenge zu variieren. Darüber hinaus kann die Produktgeschwindigkeit bis zu ungefähr 180 m pro Minute variiert werden, ohne daß die Behandlung unter den oben erwähnten Bedingungen beeinflußt wird, obwohl bei den höheren Geschwindigkeiten die Verweilzeit wesentlich gekürzt wird.

Fig.7 zeigt in perspektivischer Darstellung ein typisches Gerät, wie es in einer Produktionslinieneinheit installiert sein könnte. Eine Transporteinrichtung 30 trägt das beschichtete Produkt P zu dem Gerät 10, das durch einen Rahmen 34 unterstützt ist

Druckzylinder 32 steuern die Höhe des Kanals des Geräts 10 über der Transporteinrichtung 30. Die Zylinder 32 sind von Hand steuerbar, um die Kammerhöhe des Geräts 10 einzustellen und arbeiten ebenso automatisch bei einem durchlaufenden Produkt P, das eine unregelmäßige oder verzogene Oberfläche hat, die nicht behandelt werden soll. Wenn ein derartiges Produkt P durchläuft, wird das Gerät 10 automatisch zu einer vorbestimmten Höhe emporgehoben, wobei eine Verschlußeinrichtung, die unter der Behandlungskammer 12 vorbeiläuft, betätigt wird. Die Verschlußeinrichtung verhütet das Austreten von Strahlungsenergie und soll hiernach eingehend in Verbindung mit F i g. 8 erklärt werden. In der Behandlungskammer 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 F i g. 7 die Transportoberfläche teilweise als die Bodenoberfläche des Geräts 10 verwendet wird. Daher formen die Transportoberfläche und das beschichtete Produkt P wenn es sich über das Gerät 10 erstreckt, einen integrierten Teil des Geräts 10, die den Boden des Geräts darstellen. Dies wird deutlicher in F i g. 8 und 9 gesehen.
Der Gasinjektorkanal 18 ist vorzugsweise als ein verlängerter Schlitz in der Wand der Vorkammer 20 ausgebildet. Er muß jedoch den geometrischen Verhältnissen, die vorher besprochen wurden, entsprechen, d. h, er muß abstandsmäßig so ausgerichtet sein, daß er das Inertgas auf das sich bewegende Produkt P mit

ίο einem Winkel zur Längsachse der Kammer von 45 bis 90° leitet.

Der Gasinjektorkanal 18 sollte zusätzlich ein Höhe-zu-Breite-Verhältnis von mindestens ungefähr 4 zu 1 besitzen. In dem tatsächlich hergestellten Prototyp beträgt die Höhe //12 mm und die Kanalbreite IV 1,6 mm. Zwischen den Transporteinrichtungen 38 und 40 und auf dem Rahmen 34 liegend ist eine Plattformeinrichtung 42 angeordnet, die in Verbindung mit den Transportoberflächen den Boden der Oberfläehe des Geräts 10 bildet. Die Plattformeinrichtung 42 besteht aus einer Platte aus Teflon mit einer Anzahl von Spiegelabschnitten 44, die direkt der Behandlungskammer 12 ausgesetzt sind, und einer Unterstützungsplatte, welche unter der ersten Teflonplatte liegt. Die Spiegelabschnitte 44 der Plattformeinrichtung 42 reflektieren einen Teil der elektromagnetischen Energie zu den Ecken und der Unterseite des durchlaufenden Produkts.

Fig.9 zeigt einen Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 8. Der Kanal, der in die Bestrahlungszone 14 führt, ist deutlich mit seiner oberen Oberfläche, die durch die Oberfläche 56 gebildet wird, und seiner Bodenoberfläche, die durch die Plattformeinrichtung 42 gebildet wird, dargestellt. Wenn das Gerät 10 in seine Betriebsposition heruntergelassen wird, stoßen Distanzplatten 58, die sich an gegenüberliegenden Seiten befinden, gegen die Plattformeinrichtung 42 und bilden ein Paar Seitenwände für das Gerät 10. Es können auch ein Paar Seitenlaschen (nicht gezeigt) verwendet werden, wenn eine geregelte Betriebsänderung der Kanalhöhe über die erste eingestellte Höhe, die durch die Distanzplatten 58 bestimmt wird, gewünscht wird.

Bei dem Gerät, das in F i g. 7 bis 9 gezeigt ist, beträgt die innere Gerätebreite ungefähr 125cm, d.h. ein Produkt P jeder Breite bis zu einer maximalen Breite von ungefähr 120 cm ist für die Behandlung geeignet. Die Höhe des ersten Kanals 16 bzw. des zweiten Kanals 24 während der Betriebsposition des Geräts 10 beträgt 9 mm. Die Länge des Geräts 10 von Ende zu Ende

so beträgt 150 cm. Der Abstand vom Eintrittsende des ersten Kanals 16 zum Gasinjektorkanal 18 ist ungefähr 45 cm, während der Abstand vom Gasinjektorkanal 18 zur Behandlungskammer 12 ungefähr 15 cm beträgt Die Behandlungskammer 12 hat eine Länge von ungefähr 45 cm.

Wenn das beschriebene Gerät in Betrieb ist kann der Inertgasstrom, bevorzugterweise Stickstoff, unter Berücksichtigung der Strömungs- und Kanalbreite so eingestellt werden, wie vorher ausgeführt wurde, nämlich auf ungefähr 3,6 m³ pro Stunde und 100 mm Kanalbreite. Alternativ kann der gesamte Durchfluß entsprechend einer normalen Produktbreite und daher der maximalen Kanalbreite für eine spezielle wirtschaftliche Anwendung eingestellt werden, ohne daß die Notwendigkeit einer späteren Einregelung bei Änderung der Produktbreite besteht

Im folgenden wird eine Tabelle von Beispielen gezeigt wo die gesamte Gasdurchflußmenge bei

ungefähr 42 cm³ pro Stunde fest eingestellt wurde, für Produkte mit großen Veränderungen in der Breite bis zu einem Maximum von ungefähr 120 cm und bei großen Geschwindigkeitsveränderungen von 55 m pro Minute bis zu 152 m pro Minute. Die Dicke des Produktes änderte sich bis zu 6 mm.

Die Zusammensetzung der Beschichtung betrug 50 g Acrylat-Epoxid-Sojabohnenöl, 30 g Hydroxyäthylacrylat und 20 g Neopentylglycoldiacrylat Zu 10 g dieser Mischung wurde 0,01 Mol verschiedener Sensibilisatoren hinzugefügt. Die Beschichtung wurde als nasser

10

Film mit einer Dicke von 50 μΐη auf Stahlplatten aufgetragen und in der beschriebenen Weise unter einer Stickstoffdecke bestrahlt, wozu eine Plasmalichtbogen-Strahlungsquelle benutzt wurde. Die Ergebnisse der Analysen der ausgehärteten Filmschichten, die in der folgenden Tabelle zusammengefaßt sind, zeigen, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Bandgeschwindigkeiten im Bereich von 55 bis 152 m/min und Bestrahlungszeiten im Bereich von 0,12 bis 0,33 see gute

ίο Härtezahlen im Bereich von 4 bis 24 erhalten werden.

Tabelle

Sensibilisatoren

Bestrahlungszeit (see)
Bandgeschwindigkeit (m/min)

Härte

Aceton*)
Widerstand

Benzoinmethyläther

2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon

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

0,33 sec/55 m/min	24	45
0,25 sec/73 m/min	10	25
0,17 sec/110 m/min	6	15
0,33 sec/55 m/min	24	40
0,25 sec/73 min/min	16	45
0,17 sec/110 m/min	10	25
0,12 sec/152 m/min	4	25

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Bestrahlung von bewegten aus einem mit einem fotohärtbarem Kunststoffilm beschichteten Substrat bestehenden Produkten während des Herstellungsprozesses, mit einem ersten und zweiten Kanal von gleichem Querschnitt, wobei jeder ein Eintritts- und ein Austrittsende hat, mit einer Behandlungskammer, in der mindestens eine Be- ι ο strahlungsquelle eingebaut ist, wobei sich die Behandlungskammer zwischen dem Austrittsende des ersten Kanals und dem Eintrittsende des zweiten Kanals befindet und damit eine kontinuierliche Anlage bildet, mit einer Vorkammer, in welcher Inertgas einleitbar ist, und mit einem verlängerten Gasinjektorkanal, der mit der Vorkammsr verbunden ist und eine öffnung zur Einführung von Inertgas in die Anlage aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung des Gasinjektorkanals (18) aus einem Schlitz (26) besteht, der im ersten Kanal (16) in einem Abstand (TL) von dessen Eintrittsende (27) angeordnet ist, der mindestens ungefähr "lOmal so groß ist wie die kleinste Querschnittsabmessung (TH) des ersten Kanals (16), und daß der Schlitz (26) quer zur Längsrichtung des ersten Kanals entlang dessen Umfang verläuft und eine Länge (L) aufweist, die mindestens so groß ist wie die Ausdehnung der Produkt-Bestrahlungszone (14) der Bestrahlungsquelle quer zur Längsrichtung jo des ersten Kanals.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasinjektorkanal (18) so angeordnet ist, daß das Intertgas gegen das bewegte Produkt mit einem Winkel von 45 bis 90° zur Längsachse des η Geräts (10) geleitet werden kann.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasinjektorkanal (18) paralleie Seitenflächen aufweist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektorkanal (18) eine Höhe (H) hat, die mindestens viermal größer als die Kanalbreite (W) ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, quer zur Längsrich- <r> tung des ersten Kanals gesehen, die Querschnittsfläche der Vorkammer (20) mindestens lOmal größer als die Querschnittsfläche des Gasinjektorkanals (18) ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungskammer (12), der erste Kanal (16) und der zweite Kanal (24) eine durchgehende ebene Bodenplatte besitzen.