DE3247795A1

DE3247795A1 - Process and device for simultaneous corona treatment on both sides of plastic film webs

Info

Publication number: DE3247795A1
Application number: DE19823247795
Authority: DE
Inventors: Peter 6227 Oestrich-Winkel Dinter; Andreas 6200 Wiesbaden Kolbe
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1982-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1984-06-28

Abstract

The present invention relates to a corona treatment of a plastic film web, the front and reverse sides of the web being different from one another both in the treatment intensity and in the treatment structure. The invention also relates to specially designed devices, the coronas preferably being designed as variable-length helical springs.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen, beid-Method and device for the simultaneous, two-

sei teigen Coronabehandlung von Kunststoff-Folienbahnen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur gleichzeitigen, beidseitigen Oberflächenmodifizierung von Kunststoff-Folienbahnen mittels elektrischer Coronabehandlungen, wobei die beiden Oberflächen der Folienbahnen sowohl in der Behandlungsintensität als auch in der Behandlungsstruktur Unterschiede zueinander aufweisen.was the subject of corona treatment of plastic sheeting The present invention is a method for simultaneous, two-sided surface modification of plastic film webs by means of electrical corona treatments, the two Surfaces of the film webs both in the treatment intensity and in the Treatment structure differ from one another.

Des weiteren beinhaltet die Erfindung eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, in dem auf eine spezielle Anordnung von Entladungselektroden bzw. deren konstruktive Ausgestaltung zurückgegriffen wird.The invention also includes a simple device for Carrying out the procedure in which on a special arrangement of discharge electrodes or their structural design is used.

In nicht wenigen Fällen bereitet die normalerweise glatte Oberfläche von Folien sowohl den Folienherstellern als auch den Verarbeitern erhebliche Schwierigkeiten. Eine davon besteht darin, daß Folienbahnen mit extrem gutem Schlupf leicht dazu neigen, beim Aufrollen auf einen Folienwickel willkürlich zu teleskopieren. Der in verschiedenen Branchen vielfach zwingend notwendige kantengerade Wickelaufbau kann dadurch nicht gewährleistet werden. Als Alternative zu den nicht immer einsetzbaren mechanischen Wickelhilfen, wie etwa Bord scheiben, besteht seitens der Folienhersteller die Möglichkeit, die Oberflächenrauhiqkeit der Folien über Rohstoffmodifizierungen zu beeinflussen. Letztere können einerseits die Einmischung von Pigmenten in den Polymerrohstoff oder an- dererseits auch morphologische Veränderungen durch Einstellung entsprechender Veränderungen und/oder durch Veränderung entsprechender Verfahrensparameter beim Folienherstellprozeß umfassen.In quite a few cases the normally smooth surface prepares of films, both film manufacturers and processors face considerable difficulties. One of them is that film webs with extremely good slip are easy to do so tend to telescope arbitrarily when rolling onto a film roll. Of the Straight-edged winding structure is often mandatory in various industries cannot be guaranteed. As an alternative to the not always applicable mechanical winding aids, such as flange discs, exist on the part of the film manufacturer the possibility of modifying the surface roughness of the foils via raw material modifications to influence. The latter can on the one hand the mixing of pigments in the Polymer raw material or other on the other hand also morphological changes by setting corresponding changes and / or by changing the corresponding Include process parameters in the film manufacturing process.

In beiden Fällen besteht jedoch die Gefahr, gleichzeitig andere wichtige Folien- bzw. Rohstoffeigenschaften, wie etwa die elektrischen Kennwerte, zu verschlechtern.In both cases, however, there is a risk of other important simultaneously To worsen the properties of the film or raw material, such as the electrical parameters.

Ein prinzipiell nur Veränderungen auf der Folienoberfläche bewirkendes Verfahren würde hier eine Problemlösung bedeuten.In principle, this only brings about changes on the film surface Procedure would mean a solution to the problem here.

In Frage käme diesbezüglich das elektrische Coronavorbehandlungsverfahren. Dieses zählt bereits seit vielen Jahren als chemisch-physikalischer Oberflächenprozeß zur Steigerung der Adhäsion von Druckfarben, Klebern, Lacken, aufgedampften Metallen etc. auf Kunststoffen zum Stand der Technik in der Folienherstellung und -veredelung.The electrical corona pretreatment process could be considered in this regard. This has been a chemical-physical surface process for many years to increase the adhesion of printing inks, adhesives, lacquers, vapor-deposited metals etc. on plastics for the state of the art in film production and finishing.

Während die in der Regel vollflächig und nur einseitig vorgenommene Coronavorbehandlung so gut wie keinerlei Beeinträchtigung nachfolgender Arbeitsschritte, wie Wickeln, Konfektionieren, Drucken, Metallisieren etc.While that is usually carried out over the entire surface and only on one side Corona pretreatment almost no impairment of subsequent work steps, such as winding, assembling, printing, metallizing etc.

zur Folge hat, resultieren dagegen aus einer beidseitigen Coronabehandlung ebenfalls Verarbeitungsprobleme, die auf Adhäsionsphänomene zurückzuführen sind. Sofern sich infolge beidseitiger Coronabehandlung verblockte F#olienwickel überhaupt noch abrollen lassen, erhöht sich, zumal auf schnellaufenden Maschinen, in unvertretbarer Weise die Abrißhäufigkeit, aufgrund hoher und schwankender Abzugs- und Trennkräfte. Bei veredelten, z.B. bedruckten oder metallisierten Folien, besteht zudem die Gefahr, daß beim Aufwickeln die Beschichtung bzw. der Aufdruck abgerissen wird.result, on the other hand, from a bilateral corona treatment also processing problems that can be traced back to adhesion phenomena. If, as a result of the corona treatment on both sides, the film wraps became blocked at all can still be unrolled increases, especially on high-speed machines, in an unacceptable manner way the frequency of demolitions, due to high and fluctuating deduction and separation forces. In the case of refined, e.g. printed or metallized foils, there is there is also the risk that the coating or the imprint will be torn off during winding will.

Die genannten Schwierigkeiten treten erfahrungsgemäß auch dann auf, wenn eine nur einer einseitigen Behandlung unterzogene Folienbahn unbeabsichtigte Behandlung auf der Rückseite aufweist. Dieses als Rücseiteneffekt jedem mit der Vorbehandlung von Folien vertrauten Fachmann bekannte Phänomen ist u.a. auf einen nicht luftfreien Kontakt der Folienbahn mit der Behandlungswalze zurückzuftihren. Da die Vorbehandlungsintensität der rückseitenbehandelten Fehlstellen identisch ist mit der auf der absichtlich behandelten Seite, ist es wichtig, den Rückseiteneffekt, egal welcher Ausprägung, soweit als möglich zu vermeiden.Experience has shown that the difficulties mentioned also occur when if a film web that has only been treated on one side is unintentional Has treatment on the back. This as a back effect to everyone with the A well-known phenomenon known to those skilled in the art pretreatment of films is, inter alia, a not to bring back air-free contact of the film web with the treatment roller. Since the pretreatment intensity of the back-treated defects is identical is with the side intentionally treated, it is important to reduce the reverse side effect, regardless of the form, to be avoided as far as possible.

Ausgehend von der geschilderten Situation liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die zuvor aufgezeigten Nachteile der bekannten Coronabehandlungsmethoden zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, Folien herzustellen, die sowohl vom Produzenten als auch vom Weiterverarbeiter gut gehandhabt werden könnnen.The present invention is based on the situation described the problem is based on the disadvantages of the known corona treatment methods identified above to avoid and to provide a method and a device that makes it possible to Produce foils that are good for both the producer and the processor can be handled.

Eine Gegenüberstellung des bekannten Standes der Technik (DE-OS 25 19 233, DE-OS 24 58 499, DE-AS 19 25 749) zeigt, daß mit den dort beschriebenen Verfahren und den entsprechenden Vorrichtungen das angestrebte Ziel nicht oder nur mit wesentlich höherem technischen Aufwand zu realisieren ist.A comparison of the known prior art (DE-OS 25 19 233, DE-OS 24 58 499, DE-AS 19 25 749) shows that with the described there Process and the corresponding devices do not achieve the desired goal or can only be implemented with significantly higher technical effort.

Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen überwinden die Nachteile der bekannten Technologien.The present inventive method and the corresponding Devices overcome the disadvantages of the known technologies.

Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe wie sie in den Ansprüchen aufgezeigt ist.The above-mentioned object is achieved as it is in the claims is shown.

Die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtungen sollen anhand von Zeichnungen näher erläutert werden, ohne daß allerdings hierauf eine Beschränkung erfolgen soll.The details of the method according to the invention and the devices are to be explained in more detail with reference to drawings, but without this a restriction should be made.

Figur 1 zeigt ein Prinzipschema des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer Vorrichtung zur gleichzeitig beidseitigen Coronabehandlung einer Folienbahn.FIG. 1 shows a basic diagram of the method according to the invention and a device for the simultaneous corona treatment of both sides of a film web.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw.Figure 2 shows a perspective view of a variant of the method according to the invention or

einer entsprechenden Vorrichtung, bei der auf eine spezielle Walzenkonstruktion zur Erzielung eines andersgearteten Vorbehandlungsmusters zurückgegriffen wird. a corresponding device in which on a special roller construction to achieve a different type of pretreatment pattern is used.

Gemaß Figur 1 besteht eine der erfindungsgemäBen Vorrichtungen aus einer der Führung der zu behandelnden Folienbahn 1 dienenden, geerdeten Behandlungswalze 2 aus metallischem Werkstoff, die mit einem dielektrischen ?1bezug 3 ummantelt ist. ttber der Behandlungswalze 2 ist in definiertem Abstand dazu eine metallische Elektrode 4 angeordnet, die von einem elektrischen Versorgungssystem, bestehend aus einem Transformator 5 und einem Wechselspannungsgenerator 6, mit einem hochfrequenten hochgespannten Wechselstrom beaufschlagt wird. Diese - im vorliegenden Fall - vollflächige Behandlung der Folienbahn gewährleistende Elektrode 4 kann als Kamm, Draht, Messer oder z.B. in Form einer variablen Drahtspirale ausgebildet sein. Unmittelbar vor der Auflauflinie der Folienbahn 1 auf die Behandlungswalze 2, d.h. dort wo die Folie noch keinen Kontakt mit der Walzenoberfläche hat, ist eine zweite, metallische Behandlungselektrode 7 im Abstand zur Walze 2 positioniert. In Anbetracht des zwischen Folienbahn 1 und Walze 2 bestehenden, mit Luft gefüllten Zwickels ist hier die Zündung einer Coronaentladung möglich, die die Rückseite der Folienbahn behandelt. Da die Rückseitenbehandlung nicht vollflächig, sondern in Form eines streifenförmigen Behandlungsmusters erfolgen soll, hat die Elektrode 7 ein entsprechendes Profil, z.B.According to FIG. 1, one of the devices according to the invention consists of a grounded treatment roller serving to guide the film web 1 to be treated 2 made of metallic material with a dielectric ? 1relation 3 is sheathed. Above the treatment roller 2 there is one at a defined distance from it metallic electrode 4 arranged, which is from an electrical supply system, consisting of a transformer 5 and an alternating voltage generator 6, with a high-frequency high-voltage alternating current is applied. This - in the present Case - full-surface treatment of the film web ensuring electrode 4 can be used as Comb, wire, knife or e.g. in the form of a variable wire spiral. Immediately in front of the run-up line of the film web 1 on the treatment roll 2, i. where the film is not yet in contact with the roller surface, there is a second, metallic treatment electrode 7 positioned at a distance from roller 2. In view of of the air-filled gusset between the film web 1 and the roller 2 Here the ignition of a corona discharge is possible on the back of the film web treated. Since the rear side treatment is not over the entire surface, but in the form of a If a strip-shaped treatment pattern is to be carried out, the electrode 7 has a corresponding one Profile, e.g.

als Kamm oder Sägezahn. Ebenfalls verwendbar sind gewindeartig geschnittene Rundstäbe, segmentweise abisolierte, mit dielektrischem Material ummantelte Drähte, oder in einen Isolierblock eingelassene Stifte.as a comb or sawtooth. Thread-like cuts can also be used Round bars, stripped in segments, wires sheathed with dielectric material, or pins embedded in an insulating block.

Einfachste und bevorzugteste Elektrodenform sowohl für die Elektrode als auch für die der Walze direkt gegenüberliegenden Hauptelektroden ist jedoch eine herkömmliche Spiralfeder. Ihre wesentlichen Vorteile sind darin zu sehon, daß sie einerseits uny,rohlematinch auch über sehr große Maschinenbreiten von 5 bis 6 m gespannt werden kann und andererseits durch Zugbelastung bzw. -entlastung der Windungsabstand und damit letztendlich das streifenförmige Vorbeha ndlungsmustcr entsprechend den Anforderungen beliebig variierbar ist. Dieser Schritt läßt sich sogar während des Vorbehandlungsvorganges mechanisch oder elektrisch/elektronisch durch Dehnung bzw. Entspannung des Federsystemes durchführen, so daß die Ausbildung einer Permanentstruktur vermieden wird. Neben der in Figur 1 gezeigten Parallelschaltung der Profilelektrode 7 mit Vollelektrode 4 ist selbstverständlich auch eine Kopplung der Elektrode 7 mit einem eigenen Generator nicht ausgeschlossen. Während in letzterem Fall die Vorbehandlungsintensität der streifenförmigen Behandlung über die Einstellparameter am Generator vorgenommen wird, geschieht dies bei Parallelschaltung der Elektroden 4 und 7 über eine Veränderung des Abstandes der Profilelektrode 7 zur Vorbehandlungswalze 2.Simplest and most preferred electrode shape for both the electrode as well as for the main electrodes directly opposite the roller a conventional coil spring. Their main advantages are to be seen in the fact that they on the one hand uny, rohlematinch also about very large machine widths can be stretched from 5 to 6 m and on the other hand by tensile load or relief the winding spacing and thus ultimately the strip-shaped pretreatment pattern can be varied as required according to the requirements. This step can be even during the pre-treatment process mechanically or electrically / electronically perform by stretching or relaxation of the spring system, so that the training a permanent structure is avoided. In addition to the parallel connection shown in FIG the profile electrode 7 with full electrode 4 is of course also a coupling the electrode 7 with its own generator is not excluded. While in the latter In the case of the pretreatment intensity of the strip-shaped treatment via the setting parameters is carried out on the generator, this happens when the electrodes are connected in parallel 4 and 7 show a change in the distance between the profile electrode 7 and the pretreatment roller 2.

Während die zuvor beschriebene Verfahrensweise gemäß Figur 1 prinzipiell immer nur ein parallel zur Folienaufrichtung ausgerichtetes Behandlungsmuster zuläßt, gestattet die in Figur 2 dargestellte Verfahrensvariante auch die Ausbildung einer diagonal zur Maschinenrichtung verlaufenden Streifenstruktur. Die Erzeugung einer diagonalen Vorbehandlungsstruktur hat den Vorteil, daß auf dem Folienwickel mit jeder Folienlage eine statistische Verteilung von behandelten und unbehandelten Streifen erreicht wird. Die Gefahr des rJickelns von sogenannten "Baumstanmen" wird damit erheblich gemindert.While the previously described procedure according to Figure 1 in principle only allows one treatment pattern aligned parallel to the upright position of the film, allows the process variant shown in Figure 2 also the formation of a Stripe structure running diagonally to the machine direction. The generation of a diagonal pretreatment structure has the advantage that on the film roll with every layer of film a statistical distribution of treated and untreated Strip is achieved. There is a risk of so-called "tree stems" tickling thus considerably reduced.

Es ist jedoch auch zusätzlich vorgesehen, die direkt über der Behandlungswalze angeordnete Coronastation profiliert auszugestalten, z.B. als Kamm, Sägezahn, Draht oder als bevorzugt variable Drahtspirale usw., wobei dann eine Anordnung gewählt wird, daß die Profile von Unter- und Oberseite bei der Folie überlappen.However, it is also provided directly above the treatment roller Corona station arranged in a profiled manner, e.g. as a comb, sawtooth, wire or as a preferred variable wire spiral, etc., an arrangement then being selected that the profiles of the bottom and top of the film overlap.

Diese Variationen sind zeichnerisch nicht dargestellt.These variations are not shown in the drawing.

Sie sind jedoch im Rahmen der Erfindung überschaubar.However, they are manageable within the scope of the invention.

riit dieser Variation ist es möglich, die Folienseiten -entsprechend dem Verwendungszweck - vorder- und rückseitig zu verwenden.With this variation it is possible to adjust the foil sides accordingly the intended use - to be used on the front and back.

Gemessen am Stand der Technik erlaubt das vorliegende, erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen die gleichzeitig beidseitige Coronavorbehandlung von Folienbahnen mit minimalem technischem Aufwand.Compared to the prior art, the present invention allows Process and the corresponding devices the simultaneous corona pretreatment on both sides of film webs with minimal technical effort.

Diese beinhaltet entweder nur die zusätzliche Ausrüstung konventioneller Systeme mit einer Profilelektrode, die vor der Auflauflinie der Folienbahn auf die Behandlungswalze installiert wird und/oder die Profilierung der über der Behandlungswalze 2 angeordneten Coronastation. In bevorzugter Weise hat sich hierfür eine Spiralfeder bewahrt, da man über ihre Zugbelastung oder -entlastung beliebig das Vorbehandlungsmuster und das sogar während des Vorbehandlungsprozesses variieren kann.This either only includes the additional conventional equipment Systems with a profile electrode that is applied to the film web in front of the run-on line Treatment roller is installed and / or the profiling of the treatment roller 2 arranged corona station. A spiral spring is preferred for this purpose preserved, as one can arbitrarily use the pretreatment pattern via its tensile load or relief and that can vary even during the pre-treatment process.

Claims

Claims X Method for corona treatment of a film web made of theoplastic plastic, characterized in that the film web is on the upper side and / or the underside of a corona charge, which specifically results in different pretreatment intensities.

2- The method according to claim 1, characterized in that one on creates a strip-shaped pretreatment profile on the underside.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that a strip-shaped profile is produced on the upper side, but this is offset to which the bottom is arranged.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the profile is arranged diagonally on the top and / or bottom.

5. Device for producing a corona treated on both sides at the same time Plastic film web with different pretreatment intensity and pretreatment structure on the top and back of the film using an earthed, metallic A treatment roller made of material and covered with a dielectric coating (3) (2) and a metallic electrode (4) arranged above it, which is controlled by a electrical supply system, consisting of a transformer (5) and an alternating voltage generator (6), with a high frequency, high voltage AC voltage generator (6), with a high-frequency, high-voltage alternating current is beaufschlaqt, characterized in that immediately before the approach line the film web onto the treatment roller (2) and / or above the roller (2) Profile electrode is positioned.

6. Device according to claim 5, characterized in that the electrode (s) a comb or sawtooth profiled bar, a thread type cut round rod, an electric cable stripped in segments, a multitude from pins inserted in an insulating block, but preferably one wound in a spiral Mainspring is (are).

7. Device according to claims 5 to 6, characterized in that that the profile electrode (s) traversing continuously or intermittently the foil is (are) moved past.

8. Device according to claims 5 to 7, characterized in that that the spiral spring (s) preferred as profile electrode (s) for changing the Winding distance is continuously or intermittently stretched and relaxed (will).

9. Device according to claims 5 to 8, characterized in that that profile electrode (s) and the electrode (4) in electrical parallel connection together fed by a generator.