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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art.
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Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtunç~ zur kontinuierlifhen
Behandlung eines endlosen Bandes, insbesondere einer Kunststoff-Folie, beispielsweise
einer PVC-Folie, im kalten Plasma.
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Es ist bekannt, daß die Kenndaten der Oberflächeneigenschaften von
Formstoffen aus Kunststoff, insbesondere von Formstoffen aus PVC-Harzen, durch die
Einwirkung eines in bestimmten Gasen erzeugten kalten Plasmas, verbessert werden
können. Durch eine solche Behandlung im kalten Plasma können beispielsweise die
Migration und das Ausschwitzen des im Formstoff enthaltenen Weichmachers, die Benetzbarkeit
der Forinstoffoberfläche mit Wasser, d.h. die Affinität dieser Oberfläche gegenüber
Wasser, verbessert werden, kann die Ansammlung statischer elektrischer Ladung auf
solcherart behandelten Formstoffoberflächen unterdrückt werden, kann die Klebrigkeit
der Formstoffoberflächen vermindert werden, kann ihre Bedruckbarkeit verbessert
werden, können die Abriebfestigkeit und die Witterungsbeständigkeit verbessert werden
und kann schließlich einer Verschmutzung der Oberfläche effektiv entgegengewirkt
werden.
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Da die Wirkung einer Behandlung solcher Formstoffoberflächen im kalten
Plasma auf eine Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften beschränkt ist, werden
durch eine solche Plasmabehandlung die besten Ergebnisse an Flächenmaterial, insbesondere
an dünnen Folien und Filmenerhalten, wobei diese Ergebnisse aus verfahrenstechnischer
Hinsicht am wirksamsten
dann erzielt werden, wenn das Flächenmaterial
als Bandmaterial vorliegt. Die Behandlung durch Einwirkung eines kalten Plasmas
zeigt also die wirtschaftlichsten Erfolge bei der Behandlung von Bahnen aus Kunststoff-Folien.
Zur Behandlung langer, bzw. praktisch endloser Kunststoffbahnen im kalten Plasma
im produktlonstechnischen industriellen Maßstab stehen jedoch bis jetzt keine verfahrenstechnisch
und wirtschaftlich sinnvoll einsetzbaren Vorrichtungen zur Verfügung. Dies ist auf
die Problematik bei der Erzeugung.
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eines Plasmas bei tiefen Temperaturen zurückzuführen.
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Ein solches kaltes Plasma kann nämlich bei Anregung durch eine hochfrequente
elektrische Leistung nur in einer Atmosphäre erfolgen, die unter vermindertem Druck
gehalten wird, und zwar insbesondere unter einem Druck im Bereich von 0,01 bis 13,3
mbar.
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Zahlreiche Vorrichtungen sind bekannt, mit denen Bahnmaterial nicht
nur in Abschnitten, sondern auch in ganzen Rollen, dann jedoch nur in diskontinuierlicher
Verfahrensweise, im kalten Plasma behandelt werden können. Bei der Behandlung von
bahnförmigen Folien in einer solchen Vorrichtung wird die Vorratsrolle insgesamt
in die Plasmakammer eingesetzt. Abschließend wird der Druck in der Plasmakammer
auf den zur Plasmaerzeugung vorgeschriebenen Druck abgesenkt. Durch diese Absenkung
des Umgebungsdruckes wird jedoch der Dampfdruck der in der Kunststoffbahn eingearbeiteten
flüchtigen Komponenten, insbesondere der Weichmacher und der Stabilisatoren, so
spürbar erhöht, daß solche leichter flüchtigen Komponenten bzw. Additive der Kunststoffbahn
in der Plasmakammer in merklichem Umfang verdampfen, was zu einer Verminderung der
Qualität des Kunststoffs der Bahn führt. Außerdem entweicht beim Einsetzen von Vorratsrollen
in die Plasmakammer stets in der Rolle gefangene Luft, die erst allmählich in die
Plasmakammer hinein freigegeben wird.
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Zur Einstellung und Aufrechterhaltung eines konstanten Unterdrucks
in der Plasmakammer werden daher erhebliche Zeiten benötigt.
Durch
das erst allmähliche Freisetzen der in den Vorratsrollen eingeschlossenen atmosphärischen
Luft werden lange Pumpzeiten insbesondere dann benötiyt, wenn der Druck in der Plasmakammer
auf einen Wert von kleiner als 0,13-mbar abgesenkt werden soll. Dabei ist die erst
allmähliche Abgabe der ein'geschlossenen,' und adsorbierten atmosphärischen Luft
von der Vorratsrolle der zu behandelten Kunststoffbahn dan#n besonders kritisch,
wenn der erst allmählich freigegebene Luftsauerstoff den Wirkungsgrad der Plasmabehandlung
ungünstig beeinflußt. Dadurch entstehen in den bekannten Vorrichtungen zur Plasmabehandlung
von Bahnmaterial verfahrenstechnische Probleme, die kaum zu regeln sind und häufig
unerkannt bleiben.
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Um bei der Behandlung von Bahnmaterial, insbesondere von Bahnmaterial
aus Kunststoff-Folien, im kalten Plasma die angestrebten Wirkungen bei Anregung
des kalten Plasmas durch hochfrequente elektrische Leistung bei einer Frequenz im
Bereich von einigen kHz bis einigen 100 MHz in bestimmten Plasmagasen unter einem
vorgegebenen Druck im Bereich von 0,01 bis 13,3 mbar reproduzierbar einstellen und
erhalten zu können, ist es von kritischer und wesentlicher-Bedeutung, daß der Druck
der Plasinaatmosphäre während der gesamten Behandlungsdauer konstant gehalten- werden
kann. Außerdem müssen während dieser gesamten Behandlungsdauer Fremdgase so weit
wie irgendmöglich aus der jeweiligen Plasmsatmosphäre herausgehalten werden. Dies
ist jedoch aufgrund der vorstehend beschriebenen Problematik bei der Freigabe der
in Vorratsrollen adsorbierten atmosphärischen Luft dann kaum möglich, wenn die gesamte
Vorratsrolle der im kalten Plasma ZU behandelten Folienbahn in die Plasmakammer
eingesetzt werden muß.
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Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Bahnmaterial, insbesondere
von Vorratsrollen
abgewickelten Kunststoff-Folien, in einem kalten
Plasma zu schaffen, bei dem die Vorratsrolle des Bahnmaterials mit der störend und
unvermeidbar adsorbierten atmosphärischen Luft nicht als solche in die Plasmakammer
eingesetzt zu werden braucht, bei der vielmehr das an der atmosphärischen Luft von
einer Vorratsrolle abgewickelte Bahnmaterial in abgewickelter Form durch eine Plasmakammer
hindurchgeführt und hinter dem#Austritt aus der Kammer wiederum an atmosphärischer
Luft von einer Aufnahmerolle wiederum kontinuierlich aufgenommen werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannte Vorrichtung geschaffen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.
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Die Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Bahnmaterial in
einem bei vermindertem Druck in einem Plasmagas erzeugten kalten Plasma besteht
also erfindungswesentlich aus den folgenden Elementen: (a) Zumindest eine Plasmakammer
mit einer vorderen öffnung in einer vorderen Seitenwand und einer rückwärtigen Öffnung
in einer rückwärtigen Seitenwand, wobei die vordere Öffnung dem Eintritt des durch
die Plasmakammer geführten zu behandelten Bahnmaterials dient, während die rückwärtige
öffnung dem Austritt des behandelten und durch die Kammer geführten Bahnmaterials
dient; (b) eine Kathode oder geerdete Elektrode in Form einer drehbar um die Achse
einer Welle auf dieser Welle in der Plasmakammer gelagerten Trommel, wobei die Achse
der Welle senkrecht zur Linie des kürzesten Abstandes zwischen der vorderen wind
der rückwärtigen Öffnung der Plasmakammer ausgerichtet ist;
(c)
mindestens eine Stabelektrode als Anode oder Leistungselektrode, die in der Plasmakammer
achsparallel zur Kathodentrommel angeordnet ist; (d) eine vordere Vorvakuumkammer,
die an ihrer einen Seite luftdicht mit der vorderen Öffnung, d.h. der Eingangsöffnung
der Plasmakammer verbunden ist und sich an ihren gegenüberliegenden Ende zur Umgebungsatmosphäre
öffnet, so daß das Bahnmaterial durch die Vorvakuumkammer hindurch in dics Plasmakammer
geführt werden kann, wobei die Vorvakuumkammer in mindestens zwei Schleusenkammern
unterteilt ist, von denen jede mit einem senkrecht übereinanderliegenden Schleusenwalzenpaar
ausgerüstet ist; (e) einer rückwärtigen Vorvakuumkammer, die an einer ihrer beiden
Seiten luftdicht mit der rückwärtigen Öffnung, also der Austrittsöffnung, der Plasmakammer
verbunden ist und sich an ihrem gegenüberliegenden Ende zur Atmosphäre öffnet, so
daß das Bahnmaterial durch diese rückwärtige Vorvakuumkammer hindurch aus der Plasmakammer
heraus in die umgebunqsatmosphäre geführt werden kann, wobei die rückwärtige VorvaKuumkammer
in mindestens zwei Schleusenkammern unterteilt ist, in denen jeweils ein Paar senkrecht
übereinanderliegender Schleusenwalzen angeordnet ist; (f) eine Vorrichtung zum Evakuieren
der Plasmakammer und der Vorvak.uumkammern; (g) Mittel, um die Kathode und die Anode
mit, hochfrequenter elektrischer Leistung zu beaufschlagen; und (h) eine Vorrichtung
zum gleichzeitigen und aufeinander abgestimmten Gleichlauf antrieb der Kathodentrommel
und der Schleusenwalzen.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung und in Seitensicht
ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung in Seitensicht; Fig.
2 in schematischer Darstellung die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in Draufsicht;
Fig. 3 in schematischer und gegenüber den Figuren 1 und 2 vergrößerter Darstellung
das Ausführungsbeispiel einer Plasmakammer im Axialschnitt; und Fig. 4 in schematischer
Darstellung und in Seitensicht im Schnitt eine Vorrichtung der in Fig. 1 gezeigten
Art, jedoch mit zwei statt nur mit einer Plasmakammer.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung in Seitensicht (Fig. 1)- bzw. in
Draufsicht (Fig. 2).
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Die Plasmakammer 1 hat die Form einer Trommel bzw. eines Vakuumkessels,
um im evakuierten Zustand dem einwirkenden Außendruck standzuhalten. Die Plasmakammer
1 weist an ihrer vorderen Wand eine vordere Eintrittsöffnung und an ihrer rückwärtigen
Wand eine rückwärtige Austrittsöffnung 3 auf. Die Öffnungen 2 und 3 sind als schmale
Schlitze ausgebìldet, die gerade so breit und so hoch bemessen sind, daß
das
durch sie in die Plasmakammer 1 eingeführte und aus dieser herausgeführte Bahnmaterial
F die Ränder der offnungels nicht berührt.
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Zur Erzeugung eines kalten Plasmas in der Plasmakammer 1 wird zwischen
die Kathode 4 und die Anoden 5 eine hochfrequente elektrische Spannung angelegt.
Sowohl die Kathode 4 als auch die Anoden 5 können mit Mitteln zur Kühlung versehen
sein, Die Kathode 4 ist als Trommel ausgebildet, die um eine horizontale Welle 6
(Fig. 3) drehbar in der Plasmakammer 1 gelagert,ist. Die Kathode 4 besteht vorzugsweise
aus einem metallischen Werkstoff.
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Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
gemäß der Erfindung sind mehrere Anoden 5 vorgesehen. Für bestimmte Anwendungsbereiche
wird jedoch auch bereits eine einzige Anode 5 ausreichen, um den durch die Einwirkung
eines kalten Plasmas am zu behandelten Bahnmaterial angestrebten Effekt zu erzielen.
Jede der Anoden 5 ist stabförmig ausgebildet und fest an der Seitenwand 30 der Plasmakammer
1 gehaltert. Die Anoden 5 sind achsparallel zur drehbaren Kathodentrommel 4. ausgerichtet
und so verteilt, daß jeder der Anodenstäbe 5 über-jeweils seine gesamte Länge den
gleichen Abstand von der Oberfläche der zylindrischen Kathodentrommel wahrt. Mit
anderen Worten, wenn also mehrere Anoden 5 in der Plasmakammer 1 angeordnet sind,
wird von allen Anoden 5 zumindest im wesentlichen der gleiche Abstand von der Oberfläche
der Kathode 4 eingehalten. Dadurch ist die Gleichförmigkeit des zwischen den Anoden
und der Kathode ausgebildeten elektrischen Feldes gewährleistet.
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Dies wiederum bewirkt eine gleichmäßige Intensitätsverteilung des
kalten Plasmas zwischen der Oberfläche der Kathode 4 und der käfigartigen Anordnung
der Stabanoden 5 um die Kathode 4 herum. Ublicherweise sind die Anoden 5 an einen
gemeinsamen Leistungsanschluß eines Hochfrequenzgenerators, der in den Figuren nicht
dargestellt ist, angeschlossen,
während die Kathode 4 mit dem geerdeten
Anschluß des Generators verbunden ist.
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Das in die Plasmakammer 1 durch die Eintrittsöffnung 2 hindurch eingeführte
Bahnmaterial F wird über Führungswalzen 7 unter Herstellung eines direkten Flächenkontaktes
auf die äußere Mantelfläche der rotierenden Kathodentrommel 4 geführt.
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Nach dem Verlassen der Kathodentrommel 4 wird das Bahnmaterial über
weitere Führungswalzen 7 durch die rückwärtige Austrittsöffnung aus der Plasmakammer
1 herausgeführt. Dabei wirkt auf die nicht an der Kathodentrommel 4 anliegenden
Oberfläche des Bahnmaterials während der Umdrehung der Kathodentrommel 4 kontinuierlich
das in dem Spalt zwischen der Kathode 4 und den Anoden 5 erzeugte kalte Plasma ein.
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Um die in Förderrichtung des Bahnmaterials F gesehene vordere Eintrittsöffnung
2.und die rückwärtige Austrittsöffnung 3 der Plasmakammer 1 vakuumdicht zu verschließen,
ist vor der Eintrittsöffnung 2 eine vordere Vorvakuumkammer 8 und hinter der rückwärtigen
Austrittsöffnung 3 eine rückwärtige Vorvakumkammer 9 vorgeschaltet bzw. nachgeschaltet.
Diese Vorvakuumkammern 8, 9 sind dabei so ausgebildet, daß sie ein kontinuierliches
Elindurchführen des zu behandelten Bahnmaterials F durch die Plasmakammer 1 ermöglichen,
ohne daß atmosphärische Luft in die Plasmakammer 1 gelangt. Zu diesem Zweck ist
die vordere Vorvakuumkammer 8 luftdicht mit der Eintrittsöffnung 2 der Plasmakammer
1 verbunden, während die rückwärtige Vorvakuumkammer 9 luftdicht mit der Austrittsöffnung
3 der Pläsmakammer 1 verbunden ist. Jede der Vorvakuumkammern 8, 9 ist in eine Folge
von mindestens zwei Schleusenkammern 8a, 8b, 8c, ... bzw. Da, 9b, 9c, ..., unterteilt.
In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist
beispielsweise jede der Vorvakuumkammern 8, 9 in jeweils vier solcher Schleusenkammern
unterteilt.
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In jeder der Schleusenkammern 8a, 8b, ... bzw. 9a, 9b, ...
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ist jeweils ein Schleusenwalzenpaar 10a, 1Ob, ... bzw.
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11a, lib, ... um horizontale Achsen drehbar und antreibbar gelagert.
Das Bahnmaterial F wird daher eingespannt zwischen den Walzenspalten der Schleusenwalzenpaare
10a, 10b, ...
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in der vorderen Vorvakuumkammer 8 in die Plasmakammer einyeführt und
entsprechend nach der Behandlung im kalten Plasma in der vorstehend beschriebenen
Weise in der Plasmakammer 1 aus dieser heraus durch die Walzenspalte der Schleusenwalzenpaar
11a, 11b, ... der rückwärtigen Vorvakuumkammer 9 wieder an die atmosphärische Luft
herausgeführt. Dabei sind die Schleusenkammern selbstverständlich so ausgelegt,
daß sie jeden Zutritt atmosphärischer Luft in die Plasmakammer 1 hinein vollständig
unterbinden können, und zwar selbst dann, wenn der Druck in einer jeweils näher
zur Atmosphärenöffnung liegenden Schleusenkammer größer ist als in einer jeweils
näher an der Plasmakammer 1 liegenden inneren Schleusenkammer. Der Druck in den
beiden äußeren Schleusenkammern aa und 9d ist ungefähr gleich dem'Atmosphärendruck
Der Druck in den beiden innersten Schleusenkammern 8d und 9a ist dagegen praktisch
gleich dem Druck, der in der Plasmåkammer 1 herrscht. Ein von einer Vorratsrolle
12 abrewickeltes .Bahnmaterial F kann also kontinuierlich durch die unter hinter
druck stehende Plasmakammer 1 hindurchgeführt und dort im kalten Plasma behandelt
werden und anschließend wieder an der atmosphärischen Umgebungsluft auf einer Vorratsrolle
13 aufgewickelt werden.
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Die Plasmakammer 1 und die Schleusenkammern der Vorväk#umkammern 8,
9 können über jeweils einer Kammer zugeordnete separate Vakuumpumpen evakuiert werden.
Die Anzahl der zu diesem Zweck erforderlichen Vakuumpunkpen kann dadurch vermindert
werden, daß die Schleusenkammern der vorderen Vorvakuumkammer 8 und der rückwärtigen
Vorvakuumkammer 9, die jeweils im gleichen Abstand von der Plasmakammer 1 angeordnet
sind, beispielsweise also die Schleusenkammern 8a und 9d,
8b und
9c oder 8c und 9b paarweise kombiniert über eine verbundene Vakuumleitung von ein
und derselben Vakuumpumpe evakuierbar geschaltet sind. Diese Art der Schaltung ist
aus dem Grunde zweckdienlich, weil in den kombinierten Schleusenkammern die in gleichem
Abstand, bezogen auf die Anzahl der Schleusenkammern, von der Plasmakammer 1 entfernt
sind, zumindest im wesentlichen der gleiche Druck herrscht. Bei dem in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in dieser Weise die
Plasmakammer 1 über die Vakuumleitung 18 an die Vakuumpumpe 14 angeschlossen, sind
die Schleusenkammern 8c und 9b über die Vakuumleitungen 19 an die Vakuumpumpe 15
angeschlossen, sind die Schleusenkammern 8b und 9c über die Vakuumleitungen 20 an
die Vakuumpumpe 16 angeschlossen und sind.schließlich die Schleusenkammern 8a und
9d über die Vakuumleitungen 21 an die Vakuumpumpe 17 angeschlossen.
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Das im kalten Plasma zu behandelnde Bahnmaterial F wird von der Vorratsrolle
12, die sich an der atmosphärischen Luft befindet, abgezogen und nach der Behandlung
im kalten Plasma auf der aufnehmenden Rolle 13 wieder aufgewickelt, die sich ebenfalls
an der atmosphärischen Luft befindet. Auf diesem Weg durchläuft das zu behandelnde
Bahnmaterial nach Verlassen der Vorratsrolle 12 zunächst die vordere Vorvakuumkammer
8, dann die Plasmakammer 1 und schließlich die rückwärtige Vorvakuumkarnmer 9, wobei
das Bahnmaterial auf diesem Wege durch Spannwalzen 22 und 23 gespannt gehalten wird.
Der Transport des Bahnmaterials F durch die Vorrichtung hindurch wird durch den
Synchronantrieb der Kathodentrommel 4 und der Schleusenwalzenpaare 10a, ... in der
vorderen Vorvakuumkammer 8 und der Schleusenwalzenpaare Ila, ... in der rückwärtigen
Vorvakuumkammer 9 gesteuert. Der Gleichlauf bzw. der Synchronantrieb der Kathode
und der Schleusenwalzen ist entscheidend für einen gleichmäßigen und ruhigen Transport
des meist sehr dünnen, folienartigen oder filmartigen Bahnmaterials F durch die
Vorrichtung hindurch. Um einen absoluten Gleichlauf der
Kathode,
der Schleusenwalzenpaare 10a, ..., 11a ... sowie der Aufrollwalze 13 zu gewährleisten,
werden die Wellen dieser Walzen von einer gemeinsamen Hauptwelle 24 angetrieben,
dìe ihrerseits von einem Motor 13 beaufschlagt -wird. Im einzelnen werden dabei
die Schleusenwalzen in der vorderen Vorvakuumkammer 8 über ein Getriebe 26, die
Kathodentrommel 4 in der Plasmakammer über ein Getriebe 27, die Schleusenwalzen
in der rückwärtigen Vorvakuumkammer 9 über ein Getriebe 28 und schließlich die Aufwickelwalze
13 über ein Getriebe 29 angetrieben. Die Vorratsrolle 12 und die Spannwalzen 22
und 23 sind nicht angetrieben, sondern frei drehbar auf Leerlauflagern gelagert.
Wenn die Vorrichtung in eine Produktionsstraße für das kontinuierliche Herstellen
von Bahnmaterial eingefügt ist, entfällt selbstverständlich die in den Figuren dargestellte
Vorratsrolle 12. So können der in den Figuren gezeigten Vorrichtung statt der Vorratsrolle
12 beispielsweise ein. Kalander ~oder ein Extruder vorgeschaltet sein, wenn das
Bahnmaterial eine Kunststoff-Folie ist, oder kann der Vorrichtung ein Webstuhl vorgeschaltet
sein, wenn das zu behandelnde Bahnmaterial ein Gewebe ist. Das von solchen vorgeschalteten
Baugruppen kontinuierlich und endlos erzeugte Bahnmaterial wird dann direkt in die
vordere Vorvakuumkammer 8 eingeführt, so daß ein solches Bahnmaterial kontinuierlich
und ohne das Erfordernis eines Rollenwechsels in der Vorrichtung gemäß der Erfindung
der Einwirkung eines kalten Plasma ausgesetzt werden kann.
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In der Fig. 3 ist in schematischer, und gegenüber den Figuren 1 und
2 vergrößerter Darstellung im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der Plasmakammer
1 gezeigten In der Plasmakammer 1 sind die Kathodentrommel 4, die Anoden 5 und die
Führungswalzen 7 angeordnet. Die die Kathodentrommel 4 tragende Welle 6 ist freitragend
an einer der Seitenwände der Plasmakammer 1, nämlich an der Seitenwand 30 drehbar
gelagert. Die freitragende drehbare Lagerung der Welle 6 erfolgt in einem vakuumdichten
Lager 31. Jede der Anoden 5 ist mit
Hilfe einer elektrisch isolierenden
und vakuumdichten Durchführung 32 durch die Seitenwand 30 hindurchgeführt und in
dieser gehaltert. Die Führungswalzen 7 brauchen dagegen nicht durch die Seitenwand
30 der Plasmakammer 1 hindurchgeführt zu sein, sondern können freitragend ausschließlich
innerhalb der Plasmakammer 1 gelagert sein.
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In der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise sind also die Kathodentrommel
4, die Anoden 5 und die Führungswalzen 7 alle ausschließlich an ein und derselben
Seitenwand 30 der Vakuumkammer 1 freitragend gehaltert bzw. gelagert, und zwar ohne
dazu die gegenüberliegende Seitenwand 33 der Vakuumkammer 1 zu Lagerzwecken oder
zu Halterungszwecken zu beanspruchen. Diese gegenüberliegende Seitenwand 33 ist
als abnehmbare Haube ausgebildet, die über einen Flansch 33a vakuumdicht auf die
Plasmakammer 1 aufsetzbar ist. Die Vakuumleitung 18 zum Evakuieren der Plasmakammer
1 öffnet sich in der in Fig. 3 gezeigten Weise am Boden der Plasmakammer 1.
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Durch diese streng geteilte Funktionszuordnung für die Seitenwände
30 und 33 der Plasmakammer 1 können wesentliche Vorteile erzielt werden. So kann
beispielsweise zum ersten Einziehen und Justieren des zu behandelnden Bahnmaterials
die Haube 33 problemlos abgenommen werden und die Führungskante der Bahn in der
vorgesehenen Führung um die Walzen und die Trommel herumgelegt werden. Außerdem
ist das Innere der Plasmakammer 1 durch die leicht abnehmbare Haube problemlos zu
Reinigungszwecken und Wartungszwecken zugänglich. Die Elektroden 4 und 5 und die
Führungswalzen 7 sind auf diese Weise zu Wartungszwecken zugänglich, ohne daß eine
Demontage von Teilen erforderlich ist.
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Weiterhin ist die die Elektroden 4, 5 und die Führungswalzen 7 tragende
Seitenwand 30 vorzugsweise so ausgebildet, daß sie auch mit der Oberseite nach unten,
also um 1800 um die Achse der Welle 6 gedreht, auf die seitliche öffnung der Plasmakammer
1 vakuumdicht aufgesetzt werden kann. Dabei werden
durch eine solche
Verdrehung lediglich die Anordnung der Elektroden und der Führungswalzen kopfgestellt,
ohne die relative Anordnung dieser Elemente zueinander zu verändern.
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Eine solche Ausgestaltung der Seitenwand 30 der Plasmakammer 1 ist
besonders dann von Vorteil,- wenn sowohl die Oberseite als auch die Unterseite eines
Bahnmaterials der Einwirkung des kalten Plasmas ausgesetzt werden sollen. Zu diesem
Zweck können zwei identisch gebaute Plasmakammern in Reihe hintereinander geschaltet
werden, wobei die beiden Kammern sich lediglich dadurch unterscheiden, daß die Seitenwände
30 um 1800 um die Horizontale verdreht, an wer Kammer gehaltert sind.
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In der Fig. 4 ist eine solche Ausbildung der Vorrichtung gemäß der
Erfindung in Seitensicht dargestellt, in der zwei Plasmakammern 1a und 1b in Reihe
hintereinandergeschaltet sind. Die rückwärtige Austrittsöffnung 3a der ersten Plasmakammer
1a und die vordere Eintrittsöffnung 2b der zweiten Plasmakammer 1b sind direkt luftdicht
miteinander verbunden.
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Die vordere Vorvakuumkammer 8 ist in der vorstehend beschriebenen
Weise mit der ersten Plasmakammer 1a verbunden, während die rückwärtige Vorvakuumkammer
9 in der ebenfalls vorstehend beschriebenen Weise mit der Plasmakammer 1b verbunden
ist.
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Die Plasmakammern 1a und 1b sind identisch konstruierte Kammern, wobei
in beiden Kammern lediglich die die Elektroden und die-Führungswalzen tragenden
Seitenwände rotationsverkehrt relativ zueinander ausgerichtet sind. Die Seitenwand
der zweiten Plasmakammer 1b steht also, bezogen auf die entsprechende Seitenwand
der ersten Plasmakammer 1a mit dem oberen Scheitel nach unten und dem unteren Scheitel
nach obengekehrt. Ein durch eine solche Anordnung der Plasmakammern 1a und 1b geführtes
Bahnmaterial wird also zunächst an einer seiner Oberflächen der Einwirkung des kalten
Plasmas in der ersten .Plasmakammer 1a ausgesetzt und anschließend in der zweiten
Plasmakammer 1b durch die seitenverkehrte Führung der Bahn an seiner gegenüberl.iegenden
Oberfläche der Einwirkung des kalten Plasmas ausge-
:setzt Auf
diese Weise können beide Oberflächen des Bahnmaterials F der Einwirkung des kalten
Plasmas bei einem einzigen kontinuierlichen Durchlauf durch die Vorrichtung der
Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt werden. Dadurch kann die Produktivität
einer solchen Fertigungsstraße spürbar verbessert werden.
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Soll dagegen mit einer solchen Vorrichtung ein zu behandelndes Bahnmaterial
nur auf einer seiner Oberflächen der Einwirkung des kalten Plasmas ausgesetzt werden,
so können die Seitenwände 30 der Plasmakammern 1a und 1b ohne weiteres gleichsinnig
ausgerichtet angeordnet sein, so aß die in der ersten Plasmakammer la der Einwirkung
des kalten Plasmas ausgesetzte Oberfläche des Bahnmaterials F der Einwirkung des
kalten Plasmas auch in der zweiten Plasmakammer ib ausgesetzt ist, ein und dieselbe
Oberfläche des Bahnmaterials F also zweimal im Sinne einer Doppelbelichtung der
Einwirkung des kalten Plasmas ausgesetzt ist. Dies bedeutet in der Praxis, daß die
Geschwindigkeit, mit der das Bahnmaterial durch die Plasmakammern geführt wird,
verdoppelt werden kann, wenn für das jeweils zu behandelnde Bahnmaterial davon ausgegangen
werden kann, daß die durch die Belichtung im kalten Plasma erzielbare Wirkung, die
zumindest im wesentlichen der Dauer der Belichtung im kalten Plasma proportional
ist, nicht, oder zumindest nicht wesentlich davon abhängt, ob die Gesamtbelichtungszeit
in einem oder in zwei Durchlaufabschnitten erfolgt. Auf diese Weise kann als der
Wirkungsgrad der Behandlung eines Bahnmaterials im kalten Plasma während eines einzigen
Durchlaufes durch die Vorrichtung in einfacher Weise dadurch erhöht werden, daß
lediglich die Anzahl der in Reihe hintereinandergeschalteten Plasmakammern erhöht
wird. Dabei ist jeweils die vorderste einer Folge von Plasmakammern mit der vorderen
Vorvakuumkammer verbunden und die jeweils letzte einer Folge von Plasmakammern mit
der rückwärtigen Vorvakuumkammer verbunden. Der Anzahl der solcherart in Reihe hintereinandergeschalteten
Plasmakammern sind dabei prinzipiell keine Grenzen gesetzt. So können
ohne
weiteres zwei, drei oder vier, aber auch mehr Plasmakammern in einer Reihe hintereinandergeschaltet
eingesetzt werden, wobei jede einzelne zugeschaltete Plasmakammer die erzielbare
Durchlaufgeschwindigkeit des Bahnmaterials durch die Folge der Plasmakammern erhöht.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann zur kontinuierlichen Behandlung
von Bahnmaterial aus den verschiedensten Werkstoffen, insbesondere organischen Werkstoffen,
verwendet werden. Sie wird vorzugsweise zur Behandlung von Kunststoff,-' Folien
eingesetzt, insbesondere zur Behandlung von Folien aus Polyvinylchlorid, Polyethylen,
Nylon, Polyester und Celluloseacetat. Außerdem können Bahnen und Felle aus Naturkautschuk
und Synthesekautschuk sowie textiles Bahnmaterial verarbeitet werden, und zwar gewebtes,
nichtgewebtes oder gewirktes textiles Bahnmaterial aus natürlichen oder synthetischen
Fasern sowie Furniermaterial aus Holz oder Papierbahnen oder Kombinationen solchen
Bahnmaterials.
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Die vorstehend im einzelnen beschriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung
zur kontinuierlichen Behandlung von Bahnmaterial im kalten Plasma zeichnet sich
also zunächst und vor allem durch den mit dieser Vorrichtung erzielbaren hohen Wirkungsgrad
und Produktivitätsgrad der Plasmabehandlung aus. Die Vorrichtung ist weiterhin durch
eine hohe Anpassungsfähigkeit an die verschiedenen Verfahrenserfordernisse bei'
der Behandlung im kalten Plasma ausgezeichnet. So können insbesondere wahlweise
beide Oberflächen eines Bahnnlaterials oder nur eine dieser beiden Oberflächen der
Einwirkung des kalten Plasmas in ein und derselben Vorrichtung ausgesetzt werden,
ohne daß es dazu aufwendiger Umrüstungen bedarf.