DE2900942A1 - DEVICE FOR THE TREATMENT OF PLASTIC SURFACES THROUGH EVENLY DISTRIBUTED ELECTRICAL DISCHARGES - Google Patents
DEVICE FOR THE TREATMENT OF PLASTIC SURFACES THROUGH EVENLY DISTRIBUTED ELECTRICAL DISCHARGESInfo
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T19/00—Devices providing for corona discharge
- H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
Description
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Β „ .κ 2900342 Β ". κ 2900342
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Kunststoffoberflächen und Oberflächen anderer Materialien durch gleichmäßig verteilte elektrische Entladungen auf der zu behandelnden Oberfläche mit zwei Arbeitselektroden, zwischen die eine konstante hohe Potentialdifferenz gelegt ist und zwischen denen der zu behandelnde Kunststoff oder das andere Material hindurchgeht.The invention relates to a device for treating plastic surfaces and surfaces of others Materials through evenly distributed electrical discharges on the surface to be treated two working electrodes between which a constant high potential difference is placed and between them the plastic or other material to be treated passes through it.
Es wurde experimentell beobachtet, daß die Wirkungen einer elektrischen Entladung auf Kunststoffoberflächen vermutlich in einer Änderung der Oberflächeneigenschaften - in fast allen Kunststoffen - hauptsächlich aufgrund von Oberflächenoxydation bestehen. Durch eine solche Veränderung wird die "Benetzbarkeit" der Oberflächen verbessert, das heißt, die molekulare Kohäsionskraft von Flüssigkeiten wird in bezug auf die Adhäsionskraft verändert. Praktisch führt dies dazu, daß das Anbringen von Tinte u. ä. auf die Oberflächen selbst erleichtert wird und daß auf Kunststoffilme gedruckt werden kann.It has been observed experimentally that the effects of an electrical discharge on plastic surfaces presumably in a change in the surface properties - in almost all plastics - mainly due to consist of surface oxidation. Such a change increases the "wettability" of the surfaces improved, that is, the molecular cohesive force of liquids is increased with respect to the adhesive force changes. In practice, this makes it easier to apply ink and the like to the surfaces themselves and that it is possible to print on plastic films.
Ein Grundproblem besteht darin, eine gleichmäßig verteilte elektrische Entladung auf der zu behandelnden Oberfläche zu erreichen. Damit der sogenannte "Corona-Effekt" benutzt werden kann, wird zwischen die beiden Elektroden ein dielektrischer Körper eingebracht, der die Entladung diffus macht und verhindert, daß sie sich auf eine Stelle konzentriert, bei der ein geometrisch kleinerer Abstand vorhanden ist. Der zu behandelnde Kunststoff - praktisch ein dünner Film - sollte ein ideales Dielektrikum sein. In diesem Falle würden keineA basic problem is to have an evenly distributed electrical discharge on the surface to be treated To reach surface. So that the so-called "corona effect" can be used, there is a gap between the two Electrodes introduced a dielectric body that makes the discharge diffuse and prevents them from spreading concentrated on a point at which there is a geometrically smaller distance. The one to be treated Plastic - practically a thin film - should be an ideal dielectric. In this case there would be none
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Probleme mit den Kanten desselben auftreten. Da die Kanten auch behandelt werden müssen, kann sich kein Dielektrikum außerhalb der Kunststoffkanten befinden; hier kann eine direkte Entladung auftreten. Wenn eine direkte Entladung, nämlich eine elektrische Bogenentladung, an einer Stelle auftritt, verschwindet als Ergebnis hiervon der Corona-Effekt in allen anderen Gebieten, da die Potentialdifferenz aufhört zu existieren. Da eine Dimensionierung der Elektroden zur Vermeidung von Seitenentladungen unmöglich ist, besteht praktisch die Notwendigkeit, daß eine der beiden Elektroden mit einem feststehenden Grunddielektrikum belegt wird. Dies erfordert, daß die angelegte Potentialdifferenz erhöht werden muß; aus diesem Grunde erhöhen sich die Verluste im Dielektrikum selber ebenfalls.Problems with the edges of the same occur. Since the edges also have to be treated, no Dielectric located outside the plastic edges; a direct discharge can occur here. When a direct discharge, namely an electric arc discharge, occurs in one place, disappears as a result of this the corona effect in all other areas, since the potential difference ceases to exist. Since it is impossible to dimension the electrodes in order to avoid side discharges, there is practical the need for one of the two electrodes to be covered with a fixed base dielectric. this requires that the applied potential difference be increased must become; for this reason the losses in the dielectric itself also increase.
Um die Gefahr einer Durchlöcherung des Grunddielektrikums zu vermindern, wird dieses Dielektrikum häufig dicker gemacht; um jedoch wirksame Arbeitsbedingungen aufrechtzuerhalten, muß die Potentialdifferenz erhöht werden, wodurch die Gefahr sehr vergrößert wird, daß das Dielektrikum durch lokalisierte Spannungen u. ä. beschädigt wird.In order to reduce the risk of perforation of the basic dielectric, this dielectric is often used made thicker; however, in order to maintain effective working conditions, the potential difference must be increased which greatly increases the risk of the dielectric being damaged by localized stresses and the like. damaged.
In den Figuren 1,2 und 3 sind gegenwärtig bekannte Anordnungen zum Erzielen des Corona-Effektes schematisch dargestellt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Potentialgenerator, praktisch die Sekundärwindung eines Aufwärtstransformators, 3 und 5 die beiden Elektroden, 7 die dielektrische Grundschicht und M den Kunststoff. Figur 2 und 3 zeigen den schematischen Aufbau für die kontinuierliche Behandlung eines Kunststofffilmes P, der durch einen Zylinder 5A abgelenkt wird, der eine der beiden Elektroden darstellt, die mit einem Grunddielektrikum 7A beschichtet ist. Vom elektrischenIn FIGS. 1, 2 and 3, currently known arrangements for achieving the corona effect are schematically shown shown. In Fig. 1, the reference numeral 1 denotes the potential generator, practically the secondary winding a step-up transformer, 3 and 5 the two electrodes, 7 the dielectric base layer and M the plastic. Figures 2 and 3 show the schematic structure for the continuous treatment of a plastic film P deflected by a cylinder 5A, which represents one of the two electrodes which is coated with a base dielectric 7A. From the electric
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Standpunkt aus bilden die Elektrode 3, Gegenelektrode 5 oder 5A (Zylinder) und Grunddielektrikum 7 oder 7A und auch der behandelte Film M oder P einen Kondensator, in dem sich die Potentialdifferenz, die durch den Transformator 1 erhalten wurde, mit einem Corona-Effekt entlädt.From this point of view, the electrode 3, counter electrode 5 or 5A (cylinder) and base dielectric 7 or 7A form and also the treated film M or P has a capacitor in which the potential difference created by the transformer 1 was obtained, discharging with a corona effect.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung zur Behandlung von Kunststoffoberflächen durch elektrische Entladungen, die gleichförmig auf die zu behandelnde Oberfläche verteilt sind, wobei die Einrichtung zwei Elektroden aufweist, zwischen die eine konstante Spannungsdifferenz angelegt ist und zwischen denen der zu behandelnde Kunststoff hindurchgeht. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer wirksamen, zuverlässigen Einrichtung, durch die eine gute Gleichmäßigkeit der Behandlung sichergestellt wird.The object of the invention is to create a device for the treatment of plastic surfaces by electrical discharges that are uniformly distributed over the surface to be treated, whereby the device has two electrodes between which a constant voltage difference is applied and between which the plastic to be treated passes. The object of the invention is to create an effective, reliable device that ensures good uniformity of treatment will.
Erfindungsgemäß ist eine der Arbeitselektroden in eine Vielzahl von Einzelarbeitselektroden aufgeteilt, von denen jede mit einer Platte eines Kondensators verbunden ist; die andere Kondensatorplatte ist die Speiseplatte und ist mit der Hochspannungsquelle verbunden. In der Praxis ist die Vielzahl von Einzelarbeitselektroden durch einen Stab getragen und wirkt mit einem Zylinder zusammen, der zum Führen und Umlenken des vorrückenden, zu behandelnden Kunststoffes ausgebildet ist, wobei der Zylinder eine Arbeitselektrode ist, die mit der Hochspannungsquelle verbunden ist.According to the invention, one of the working electrodes is in a Multiplicity divided by individual working electrodes, each of which is connected to a plate of a capacitor is; the other capacitor plate is the feed plate and is connected to the high voltage source. In practice, the plurality of individual working electrodes are carried by a rod and act with one Cylinder together, which is designed for guiding and deflecting the advancing plastic to be treated wherein the cylinder is a working electrode connected to the high voltage source.
Es ist darüber hinaus möglich, die Änderung des aktiven Arbeitsgebietes vorzusehen.It is also possible to change the active work area.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kannAccording to a first embodiment of the invention, can
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die Breite der nichtgeteilten Arbeitselektrode geändert werden; diese Elektrode kann aus einer kleinen auswechselbaren oder verlängerbaren Stange bestehen, über die der Kunststoff hinweggleitet.changing the width of the non-split working electrode; this electrode can consist of a small Exchangeable or extendable rod exist over which the plastic slides.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Speisebelegung oder -platte in eine Reihe von Einzelbelegungen aufgeteilt, die unabhängig voneinander sind und nacheinander mit der Hochspannungsquelle durch einen Kollektor oder Kommutator verbunden werden können, um die Anzahl der wirksamen Einzelelektroden beim Arbeiten und damit das Behandlungsgebiet zu verändern.According to another embodiment, the food occupancy is or plate divided into a series of individual assignments that are independent of one another and one after the other can be connected to the high voltage source through a collector or commutator to the Changing the number of effective individual electrodes when working and thus changing the treatment area.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform wird die Veränderung des Arbeitsgebietes durch Einfügen von Dielektrika in den Raum zwischen den Arbeitselektroden bewirkt; dies kann dadurch erreicht werden, daß die Dielektrika auf beiden Seiten des Arbeitsgebietes eingeführt werden.According to yet another embodiment, the work area is changed by inserting Causes dielectrics in the space between the working electrodes; this can be achieved in that the Dielectrics are introduced on both sides of the work area.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below, for example, on the basis of advantageous embodiments with reference on the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 bis 3 bereits erwähnte Darstellungen bekannter Einrichtungen;Fig. 1 to 3 already mentioned representations of known Facilities;
Fig. 4,5,6 u. 7 Darstellungen von erfindungsgemäßen4, 5, 6 and 7 depictions of the invention
Einrichtungen; undFacilities; and
Fig. 8 u. 9 alternative Lösungen zur Veränderung8 and 9 alternative solutions for the change
des Arbeitsgebietes.of the work area.
Gemäß den Darstellungen in Fig. 4,5 und 6 besteht die erfindungsgemäße Elektrode - im Prinzip - aus einer Batterie von Kondensatoren von kleiner Kapazität, die mit einem Dielektrikum 11, einer gemeinsamen Belegung (ideal eine Vielzahl parallel-verbundener Belegungen),According to the illustrations in FIGS. 4, 5 and 6, the electrode according to the invention consists - in principle - of one Battery of capacitors of small capacity, which with a dielectric 11, a common occupancy (ideally a large number of parallel-connected assignments),
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die durch einen Transformator 1 gespeist ist und einer Vielzahl von Belegungen 14 versehen sind, die in einem oder mehreren Spitzen in der Form für einen Funkenspalt enden, die Einzelelektroden bilden, die der Elektrode 15 entgegengesetzter Polarität - praktisch ein Zylinder 15A-direkt gegenüberstehen, ohne daß irgendein feststehendes Dielektrikum zwischen die Teile 14 und 15 mit Ausnahme des Kunststoffes M oder P eingeführt ist. Während des Betriebs wird, auch wenn kein dielektrischer Kunststoff bearbeitet wird, eine Entladung von jeder der Spitzen erhalten, wobei diese Spitzen Elemente einer parallelgeschalteten Batterie von Kondensatoren sind, von denen jeder gemäß seiner elektrischen Kapazität aufgeladen ist. Praktisch treten die oben beschriebenen Schwierigkeiten nicht auf, daß die diffus verteilte Entladung in eine örtliche elektrische Bogenentladung an dem Ort geringsten Abstandes umgewandelt wird, an dem sich kein Dielektrikum befindet oder an dem das Dielektrikum weniger wirksam ist. Durch eine geeignete Dichte der Spitzen in der Längeneinheit des Arbeitsbereiches wird eine bedeutende Gleichförmigkeit der Bearbeitung des Kunststoffes M oder P erreicht, der zwischen die Elektroden eingefügt ist, da die Verteilung der Entladung zum betreffenden Gebiet durch den Corona-Effekt wird; sogar im Falle, daß die direkte Ladung in den Seitengebieten bestehenbleiben sollte, so ist diese Entladung typisch für jedes Element, wenn kein Kunststoff vorhanden ist.which is fed by a transformer 1 and a plurality of assignments 14 are provided, which in one or multiple tips end in the shape for a spark gap, which form individual electrodes that of the electrode 15 opposite polarity - practically a cylinder 15A - facing directly without any fixed Dielectric between the parts 14 and 15 with the exception of the plastic M or P is inserted. During the In operation, even if dielectric plastic is not processed, a discharge will occur from each of the tips obtained, these tips being elements of a parallel battery of capacitors, of which each is charged according to its electrical capacity. In practice, the difficulties described above arise does not mean that the diffusely distributed discharge in a local electric arc discharge is least at the location Distance is converted where there is no dielectric or where the dielectric is less effective. A suitable density of the tips in the unit length of the working area results in a significant uniformity the processing of the plastic M or P, which is inserted between the electrodes, since the Distribution of the discharge to the area concerned by the corona effect; even in the case that the direct If charge should remain in the side areas, then this discharge is typical for each element, if none Plastic is present.
Eine erste positive Konsequenz der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß mit einer niedrigeren elektrischen Potentialdifferenz verglichen mit heutigen Systemen gearbeitet werden kann, die mit einer dicken dielektrischen Bewegung arbeiten; als Konsequenz ist dem Bedienungspersonal auch eine größere Sicherheit sicher.A first positive consequence of the device according to the invention is that with a lower electrical potential difference compared to today's Systems that operate with thick dielectric motion; the consequence is that Operating personnel also ensure greater security.
* erhalten* obtain
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Während es in Darstellungen der Fig. 4 bis 6 vorgesehen ist, die Kondensator-Batterie mit einer gemeinsamen Belegung 13 auszuführen, kann eine Reihe von unabhängigen Belegungen 13A vorteilhafterweise vorgesehen sein (s. Fig.7), die durch einen Kommutator oder Kollektor 17 parallel verbunden werden können, so daß nur das Gebiet tatsächlich an die Spannung gelegt wird, das den gerade benutzten Arbeitsbereich bildet, wodurch Seitenentladungen vermieden werden können. Auf diese Weise kann die Grösse des Arbeitsbereiches ohne Schwierigkeiten verändert werden.While it is provided in representations of FIGS. 4 to 6, the capacitor battery with a To carry out common occupancy 13, a number of independent occupancies 13A can advantageously be provided (see Fig. 7), which are connected in parallel by a commutator or collector 17 so that only the area is actually connected to the voltage that is the work area that is currently being used forms, whereby side discharges can be avoided. This way the size of the work area can be changed without difficulty.
Die geeignete Größe des Arbeitsbereiches kann auch, gem. der in Fig. 8 gezeigten Lösung, dadurch erhalten werden, indem eine erfindungsgemäße vielspitzige Elektrode 101 mit Einzelspeisekondensatoren 103 vorgesehen ist; die andere Elektrode 105 besteht aus einer kleinen auswechselbaren Stange, die verschiedene Längen haben kann und durch die dadurch der Arbeitsbereich verändert werden kann; über die kleine Stange 105 streicht der Kunststoff P1, dessen Vorschub durch die beiden Zylinder 107 bewirkt wird.The suitable size of the working area can also be obtained in this way according to the solution shown in FIG are provided by a multi-pointed electrode 101 according to the invention with individual feed capacitors 103 is; the other electrode 105 consists of a small replaceable rod of various lengths can have and through which the work area can be changed; strokes the small rod 105 the plastic P1, the advance of which is effected by the two cylinders 107.
Gemäß der Ausführungsform von Fig. 8 arbeiten die Einzelelektroden 101, die durch Kondensatoren 103 gespeist sind, mit einer kleinen Stange 105 zusammen, die die andere Elektrode bildet, zum Beispiel eine geerdete Elektrode. Zwischen der Vielzahl von Spitzen der Elektrode 101 und der kleinen Stange 105 geht der Kunststoff P1 hindurch, der durch die kleine Stange 105 und zwei Antriebsrollen 107 geführt ist. Die kleine Stange 1Ο5 kann ausgewechselt werden und so in ihrer Länge ausgewählt werden, daß sie immer der Breite des Arbeitsbereiches entspricht. Alternativ kann die kleine Stange verlängert werden, indem sie zum Beispiel aus zwei ver-According to the embodiment of FIG. 8, the individual electrodes work 101, fed by capacitors 103, with a small rod 105 that holds the forms another electrode, for example a grounded electrode. Between the plurality of tips of the electrode 101 and the small rod 105, the plastic P1 passes through, which is passed through the small rod 105 and two drive rollers 107 is guided. The small rod 1Ο5 can be exchanged and so in its length selected so that it always corresponds to the width of the work area. Alternatively, the small rod can be extended by, for example, consisting of two
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schiebbaren Abschnitten besteht.sliding sections.
In der Ausführungsform der Fig. 9 arbeiten die getrennten Elektrodenspitzen 111, die durch den Kondensator 113 gespeist werden, mit einer kleinen stangenförmigen Elektrode 115 zusammen, die konstante Länge hat. Um den Arbeitsbereich zu variieren, werden in geeigneter Dicke zwei geeignete dielektrische Materialien 117 Seitlich zwischen die Elektroden eingeschoben, wodurch das Auftreten von Entladungen vermieden wird, die um den Arbeitsbereich herum stattfinden.In the embodiment of FIG. 9, the separate electrode tips 111 operated by the capacitor 113 are fed, with a small rod-shaped electrode 115 together, the constant length Has. In order to vary the working range, two suitable dielectric ones are made of suitable thickness Materials 117 inserted laterally between the electrodes, causing discharges to occur which take place around the work area is avoided.
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