DE3300097A1

DE3300097A1 - Installation for treating materials which are like plates or webs with a low-temperature plasma

Info

Publication number: DE3300097A1
Application number: DE19833300097
Authority: DE
Inventors: Tokuju Nara Goto; Hiroshi Ishidoshiro; Matsuo Wakayama Minakata; Yoshikazu Wakayama Sando; Itsuo Osaka Tanaka
Original assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Current assignee: Sando Iron Works Co Ltd
Priority date: 1982-01-06
Filing date: 1983-01-04
Publication date: 1983-08-04
Also published as: JPH0121260B2; JPS58120860A

Abstract

The installation consists of a container having a plurality of chambers connected in series, namely a first receiving chamber for the material which is like plates or webs, a first reduced-pressure chamber, a low-temperature plasma-treatment chamber, and a second receiving chamber. The chambers are connected to one another and, with the aid of sealing means, allow the material which is to be treated to be passed through. A vacuum line, which is connected to a vacuum pump, is provided in each case for the first and second reduced-pressure chambers. In addition, a gas supply inlet is provided for the introduction of an activated gas into the treatment chamber, and a winding mandrel is provided which is arranged in the first and second receiving chambers. The material which is like plates or webs can thus be treated particularly uniformly with low-temperature plasma.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Behandeln von plat-The invention relates to a system for treating plat-

ten- bzw. bahnähnlichen Stoffen, wie beispielsweise gestricktem bzw. gewirktem, gewebtem und nichtgewebtern Textilmaterial und Harzfilmen, mit einem Niedertemperatur-Plasma.Tent or sheet-like fabrics, such as knitted or knitted, woven and nonwoven fabrics and resin films, with one Low temperature plasma.

Beim industriellen Reinigen und Finishen bzw. bei der Ausrüstung einer gewebten und nichtgewebten oder gewirkten Stoffbahn und auch beim Beschichten eines Harzfilms, um eine neue Charakteristik zu erhalten, werden weitestgehend herkömmliche Wassersysteme herangezogen. In einigen Fällen werden organische Lösungen angewendet.During industrial cleaning and finishing or when equipping a woven and nonwoven or knitted fabric and also when coating a Resin films to have a new characteristic become largely conventional Water systems used. In some cases organic solutions are used.

Auf jeden Fall sind große Mengen an Wasser, organischen Lösungen und Reinigungsagentien erforderlich, wie auch große Mengen an Energie gebraucht werden, um die Behandlungslösung zu heizen. Diese Verfahren sind daher unwirtschaftlich, und außerdem bringen sie ein Umweltverschmutzungsproblem mit sich.In any case, large amounts of water, organic solutions and Cleaning agents required, as well as large amounts of energy are required, to heat the treatment solution. These processes are therefore uneconomical, and they also bring with them an environmental pollution problem.

In dem Zusammenhang wurde kürzlich vorgeschlagen, eine Stoffbahn einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung zwecks Entschlichtens und Reinigens auszusetzen und weiterhin, die Oberflächenbehandlung eines gefärbten Harzfilms mit Niedertemperatur-Plasma vorzunehmen, um die Oberflächengüte zu verbessern. Die dafür bisher eingesetzten Anlagen sind der Beschaffenheit nach Batschvorrichtungen, bei denen die Behandlung eines langen, bahnähnlichen Stoffes beim Transport der auf einer Spindel oder Walze aufgewickelten Stoffbahn zu einer andern Abnahmespindel erfolgt. Die aufgenommene lange Stoffbahn befindet sich während der gesamten Behandlungszeit in der Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre der Batschvorrichtung. Während die beiden Endabschnitte der Stoffbahn somit ganzzeitig der Plasmaatmosphäre ausgesetzt sind, gelangt der Zwischenabschnitt der Stoffbahn hingegen lediglich beim Weitertransport von der einen zur anderen Abnahme- bzw. Wickelrolle mit der Plasmaatmosphäre in Berührung. Hierin liegen die Schwierigkeiten, die zu einer ungleichmäßigen Behandlung führen.In this context, it has recently been proposed to use a panel of fabric Suspend low temperature plasma treatment for the purpose of desizing and cleaning and further, surface treatment of a colored resin film with low temperature plasma to improve the surface quality. The ones previously used for this The nature of the facilities is similar to that of batsch devices, in which the treatment of a long, web-like material being transported on a spindle or roller wound web of material to another take-off spindle takes place. The recorded long length of fabric is in the low-temperature plasma atmosphere during the entire treatment time the batsch device. While the both end sections of the length of fabric are thus exposed to the plasma atmosphere at all times, the intermediate section arrives the length of fabric, on the other hand, only when it is transported from one to the other Take-off or winding roll in contact with the plasma atmosphere. This is where they lie Difficulties leading to uneven treatment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage nach Art einer Batschvorrichtung zu schaffen, die eine gleichmäßige Behandlung der gesamten Oberfläche einer Stoffbahn mit Niedertemperatur-Plasma ermöglicht.The invention has for its object to provide a system in the manner of a Batsch device to create a uniform treatment of the entire surface a web of material with low-temperature plasma.

Allhand des Ausführungsbeispiels ist eine erfindungsgemäße Anlage zum Behandeln einer Stoffbahn mit Niedertemperatur-Plasma dargestellt und im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung ist mit 1 ein Behälter bzw. Reaktor bezeichnet, der Öffnungen 2, 3 zum Ein- und Auslassen einer in dem Behälter 1 zu behandelnden Stoffbahn aufweist. Die Öffnungen 2, 3 werden mit Deckeln 4 verschlossen. Das Innere des Behälters 1 ist in mehrere in Reihe geschalteten Kammern unterteilt, nämlich in eine erste Bahnabnahmekammer bzw. -wickelkammer 5, eine erste Unterdruckkammer 6, eine Niedertemperatur-Plasmabehandlungskammer 7, eine zweite Unterdruckkammer 8 sowie eine zweite Bahnabnahme- bzw. -wickelkarmer 9. Die Zwischen- bzw.All of the exemplary embodiment is a system according to the invention for treating a web of fabric with low-temperature plasma and shown below described in more detail. In the drawing, 1 denotes a container or reactor, of the openings 2, 3 for the inlet and outlet of a to be treated in the container 1 Has fabric panel. The openings 2, 3 are closed with covers 4. The inner of the container 1 is divided into several chambers connected in series, namely into a first web removal chamber or winding chamber 5, a first vacuum chamber 6, a low temperature plasma treatment chamber 7, a second negative pressure chamber 8 as well as a second web removal or winding bar 9. The intermediate or

Trennwände 10 werden mit Dichtrollen 12 ausgestattet, durch die die Stoffbahn hindurchzuführen ist, aber das jeweilige Gas nicht von einer in die angrenzende Kammer fließen kann. Die Dichtigkeit der Dichtrollen 12 muß nicht besonders vollkommen sein, und eine gewisse Durchlässigkeit ist nicht schädlich. Anstelle der Dichtrollen können auch Dichtlippen eingesetzt werden.Partition walls 10 are equipped with sealing rollers 12 through which the The material web is to be passed through, but the respective gas not from one into the adjacent one Chamber can flow. The tightness of the sealing rollers 12 does not have to be particularly perfect be, and a certain permeability is not harmful. Instead of the sealing rollers sealing lips can also be used.

Im Innern der ersten und der zweiten Bahnabnahme- bzw.Inside the first and second web acceptance or

-wickelkammer 5, 9 sind Wickeldorne 13 vorgesehen. Beide Unterdruckkammern 6, 8 sind mit Gruppen von Führungsrollen 14 ausgerüstet, die eine Stoffbahn und ähnliches wahlweise transportieren. Auch die Plasmabehandlungskarnmer 7 weist Gruppen vergleichbarer Führungsrollen 15 auf. Die Unterdruckkammern 6, 8 besitzen Anschlüsse für Vakuumleitungen 16, die mit einer nicht näher gezeigten Vakuumpumpe verbunden sind. An die Plasmabehandlungskammer 7 ist ein Gasversorgungseinlaß 17 angeschlossen, der bei diesem Beispiel so ausgebildet ist, daß er ein außerhalb des Behälters 1 erzeugtes aktiviertes Gas durch den Einlaß 17 in die Niedertemperatur-Plasmabehandlungskammer 7 einleitet. Bei einer modifizierten, nicht weiter dargestellten Ausführung der Anlage, kann anstelle des außerhalb erzeugten aktivierten und der Behandlungskammer zugeleiteten Gases ein Paar Elektroden vorgesehen sein, die an einer Stelle in der Plasmabehandlungskammer 7 #ir 1 L~ t~-ordnet sind, wo der Stoffbahnweg das Schalten bzw. Anlegen von elektrischen Hochfrequenzwellen an die Elektroden nicht hindert. Die elektrischen Hochfrequenzwellen, die im Bereich der Lang- bis Kurzwellen und vorzugsweise von 1 KHz bis 300 MHz liegen sollen, aktivieren das über den Gasversorgungseinlaß 17 zugeführte Gas, so daß die Elektroden Niedertemperatur-Plasma erzeugen.winding chamber 5, 9 winding mandrels 13 are provided. Both vacuum chambers 6, 8 are equipped with groups of guide rollers 14, which are a web of fabric and similar transport optionally. The plasma treatment chamber 7 also has groups comparable guide rollers 15. The vacuum chambers 6, 8 have connections for vacuum lines 16, which are connected to a vacuum pump not shown in detail are. A gas supply inlet 17 is connected to the plasma treatment chamber 7, which in this example is designed so that it has an outside of the container 1 activated gas generated through inlet 17 into the low temperature plasma treatment chamber 7 introduces. In a modified, not further illustrated embodiment of the Plant, can instead of the outside generated activated and the treatment chamber supplied gas a pair of electrodes may be provided at one point in the Plasma treatment chamber 7 #ir 1 L ~ t ~ -ordered, where the fabric path does the switching or the application of high-frequency electrical waves to the electrodes. The electrical high frequency waves, which are in the range of long to short waves and should preferably be from 1 KHz to 300 MHz, activate this via the gas supply inlet 17 supplied gas so that the electrodes generate low-temperature plasma.

Im folgenden wird die Funktion der vorstehend beschriebenen Anlage erläutert. Zunächst wird eine Rolle bzw. ein Dorn 13 mit einer darauf aufgewickelten langen Stoffbahn 11 in die erste Abnahmekammer 5 eingesetzt. Der Anfang der Stoffbahn wird dann dem Aufwickeldorn 13 in der zweiten Abnahmekammer 9 zugeführt, wobei das Textilprodukt jede Kammer durchläuft, so daß es sukzessive auf den zweiten Wickeldorn 13 aufgewickelt werden kann. Der Behälter 1 ist mit Decke In 4 verschlossen. Es wird dann die Vakuumpumpe in Betrieb gesetzt, die in der Vakuumleitung 16 einen negativen Druck erzeugt. Sobald der Bereich des Vakuums in der Behandlungskammer 7 unterhalb von 0,5 Torr liegt, wird der Behandlungskammer durch den Gasversorgungseinlaß das Niedertemperatur-Plasma zugeleitet. Wenn stattdessen Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltendes Mischgas oder ein anderes Gas über den Einlaß 17 in die Behandlungskammer 7 geleitet wird, läßt sich eine Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre im Innern der Behandlungskammer 7 dann erzeugen, wenn bei einem kontrollierten Vakuum von 0,5 bis 10 Torr elektrische Hochfrequenzwellen auf die in der Kammer 7 vorgesehenen Elektroden geschaltet werden. Die Hochfrequenzwellen kommen beispielsweise mit einer Frequenz von 13.56 MHz von einem Hochfrequenzerzeuger. Als nächstes wird dann der Wickeldorn 13 in der zweiten Abnahmekammer 9 angetrieben, und die Stoffbahn gelangt durch die Unterdruckkammern 6, 8 und die Plasmabehandlungskammer 7 zur zweiten Abnahmekammer 9.The following is the function of the system described above explained. First, a roll or a mandrel 13 with a wound on it long web 11 is inserted into the first removal chamber 5. The beginning of the length of fabric is then fed to the winding mandrel 13 in the second removal chamber 9, the Textile product each chamber goes through so that it successively on the second winding mandrel 13 can be wound. The container 1 is with cover In 4 locked. The vacuum pump in the vacuum line is then put into operation 16 creates a negative pressure. Once the area of vacuum in the treatment chamber 7 is below 0.5 torr, the treatment chamber is through the gas supply inlet the low-temperature plasma supplied. If instead oxygen or an oxygen containing mixed gas or another gas via the inlet 17 into the treatment chamber 7 is passed, can be a low temperature plasma atmosphere inside the Then generate treatment chamber 7 when at a controlled vacuum of 0.5 up to 10 Torr of high-frequency electrical waves to those provided in the chamber 7 Electrodes are switched. For example, the high frequency waves come with a Frequency of 13.56 MHz from a high frequency generator. Next is the Winding mandrel 13 driven in the second removal chamber 9, and the web of material arrives through the vacuum chambers 6, 8 and the plasma treatment chamber 7 to the second removal chamber 9.

Beim Hindurchführen einer Stoffbahn durch die Niedertemperatur-Plasmaatmosphäre in der Behandlungskammer 7, werden in den Fasern des Stoffes enthaltene Fremdstoffe und Teile des Schlichtemittels auf einfache Weise zersetzt und teilweise wasseranziehend gemacht, so daß sie sich leicht im Wasser auflösen, wodurch Reinigungswasser eingespart wird. Wenn der zu behandelnde platten- bzw. bahnähnliche Stoff eine gefärbte Stoffbahn und eine Harztafel oder ein -film ist, läßt sich die Oberfläche entscheidend verbessern.When passing a web of fabric through the low temperature plasma atmosphere in the treatment chamber 7, foreign matter contained in the fibers of the cloth becomes and parts of the sizing agent decompose in a simple manner and are partially water-attracting made so that they dissolve easily in water, saving cleaning water will. If the panel or sheet-like fabric to be treated is a dyed sheet of fabric and is a resin board or film, the surface can be improved decisively.

Die vorstehend ausführlich beschriebene erfindungsgemäße Anlage zum Niedertemperatur-Plasmabehandeln von platten-bzw. bahnähnlichen Stoffen besteht also aus einem Behälter mit mehreren nacheinander in Reihe geschalteten Kammern, nämlich einer ersten Abnahmekammer, einer ersten Unterdruckkammer, einer Niedertemperatur-Plasmahehandlungskammer, einer zweiten Unterdruckkammer und einer zweiten Abnahmekammer für den platten- bzw. bahnähnlichen Stoff, die untereinander in Verbindung stehen und mit Hilfe von Dichtungsmitteln das Hindurch führen des zu behandelnden Stoffes erlauben. Die erste und die zweite Unterdruckkammer sind jeweils mit an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Vakuumleitungen verbunden. Außerdem ist ein Gasversorgungseinlaß für entweder ein bereits aktiviertes oder ein nichtaktiviertes Gas mit einem dann in der Behandlungskammer zugeordneten Paar Elektroden vorgesehen. Die beiden Abnahmekammern sind mit Wickeldornen versehen.The system according to the invention described in detail above for Low-temperature plasma treatment of plate or. consists of web-like substances i.e. from a container with several chambers connected in series, namely a first removal chamber, a first negative pressure chamber, a low temperature plasma treatment chamber, a second vacuum chamber and a second removal chamber for the plate or sheet-like material that are connected to each other and with the help of Sealants allow the fabric to be treated to pass through. The first and the second vacuum chamber are each connected to a vacuum pump Vacuum lines connected. There is also a gas supply inlet for either one already activated or a non-activated gas with a then in the treatment chamber associated pair of electrodes are provided. The two acceptance chambers have winding mandrels Mistake.

Dadurch, daß die Abnahmekammern 5, 9 von der Behandlungskammer 7 getrennt sind, kann das aktivierte Gas nicht in die Abnahmekammern eindringen, und der sich hierin befindende platten- bzw. bahnähnliche Stoff ist mit Sicherheit nicht dem Einfluß des Niedertemperatur-Plasmas ausgesetzt. Damit ist verhindert, daß die beiden Endabschnitte der Stoffbahn übermäßig mit Niedertemperatur-Plasma behandelt werden, woraus sich eine überall gleichmäßige Behandlung einstellt. Darüber hinaus sind die Unterdruckkammern 6 bzw. 8 jeweils zwischen einer Abnahmekammer 5 bzw. 9 und der. Behandlungskammcr 7 angeordnet, so daß in dem Stoff enthaltene flüchtige Bestandteile, beispielsweise Wasser, entfernt werden, noch bevor der Stoff durch die eigentliche Behandlungskammer hindurchgeführt wird. Es läßt sich so in der Behandlungskammer 7 ein möglichst geringes Vakuum aufrechterhalten. Die Anordnung einer Unterdruckkammer 6 bzw. 8 jeweils zwischen der Behandlungskammer 7 und einer Abnahmekammer 5 bzw. 9 schließt es weiterhin aus, daß das Plasma in die beiden Abnahmekammern 5, 9 fließen kann. Die erwähnte gleichmäßige Behandlung ist damit gesichert.Because the removal chambers 5, 9 are separated from the treatment chamber 7 are, the activated gas can not enter the sampling chambers, and the The plate or sheet-like material contained in it is certainly not that Exposed to the influence of low-temperature plasma. This prevents the two End sections of the panel are excessively treated with low temperature plasma, which results in a uniform treatment everywhere. In addition, are the vacuum chambers 6 and 8 each between a removal chamber 5 and 9 and the. Treatment chamber 7 arranged so that volatile constituents contained in the substance, for example Water, to be removed even before the fabric passes through the actual treatment chamber is passed through. It can be in the treatment chamber 7 as little as possible Maintain vacuum. The arrangement of a vacuum chamber 6 and 8 respectively between the treatment chamber 7 and a removal chamber 5 or 9, it further excludes that the plasma can flow into the two removal chambers 5, 9. The aforementioned even Treatment is thus secured.

Claims

"System for the treatment of plate or sheet-like materials with a low-temperature plasma "claims 1. Plant ~ for treating plate- or web-like substances with a low-temperature plasma, characterized by X a container (1) with several chambers connected in series, namely a first one Acceptance # kwn # er (5) for the plate or sheet-like material, a first vacuum chamber (6), a low-temperature plasma treatment chamber (7), a second removal chamber (9) for the plate-like or sheet-like material that is connected to one another and with the aid of sealing means (12) passing the substance to be treated through (11) allow and through a vacuum line (16) for the first and the second vacuum chamber (6, 8) connected to a vacuum pump and a gas supply inlet (17) for introducing an activated gas into the treatment chamber (7) and a winding mandrel provided in each of the first and second removal chambers (5, 9) (13).

2. Plant according to claim 1, characterized in that instead of the Gas supply inlet (17) for an already activated gas, a gas inlet for a gas that has not yet been activated is provided and that at least for activating the gas a pair of electrodes arranged in the low-temperature plasma treatment chamber (7) is.