DE60308484T2 - Verfahren zum reinigen einer materialoberfläche beschichtet mit einer organischen substanz, generator und einrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum reinigen einer materialoberfläche beschichtet mit einer organischen substanz, generator und einrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

Info

Publication number
DE60308484T2
DE60308484T2 DE60308484T DE60308484T DE60308484T2 DE 60308484 T2 DE60308484 T2 DE 60308484T2 DE 60308484 T DE60308484 T DE 60308484T DE 60308484 T DE60308484 T DE 60308484T DE 60308484 T2 DE60308484 T2 DE 60308484T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
pulses
generator
dielectric
organic substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60308484T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60308484D1 (de
Inventor
Daniel Chaleix
Patrick Choquet
Gerard Baravian
Bernard Lacour
Vincent Puech
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ArcelorMittal France SA
Original Assignee
Arcelor France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arcelor France SA filed Critical Arcelor France SA
Publication of DE60308484D1 publication Critical patent/DE60308484D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60308484T2 publication Critical patent/DE60308484T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/335—Cleaning

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines Werkstoffes, der von einer organischen Substanz bedeckt ist, einen speziellen Generator und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens. Dieses Verfahren dient insbesondere der Reinigung von Metallblechen, ohne darauf eingeschränkt zu sein.
  • Die Bleche nämlich, die aus den verschiedenen existierenden Herstellungsbereichen hervorgegangen sind, sind im Allgemeinen von einem Ölfilm bedeckt, der zweierlei Ursprung haben kann. Zunächst kann dieser Film durch ein Schutzölspray aufgetragen worden sein, um die Oberfläche gegen Korrosion zu schützen. Es kann sich jedoch im Fall von Blechen, die aus dem Kaltwalzwerk oder Dressierwalzwerk stammen, auch um einen Restölfilm handeln. In beiden Fällen liegen die flächenbezogenen Massen in der Größenordnung von 100 mg pro m2.
  • Die Erzeugung einer metallischen oder organischen Beschichtung dieser Bleche erfordert die Entfernung des Ölfilms in einem Reinigungs- oder Entfettungs- und dann Auffrischvorgang, um gutes Haften dieser Beschichtung zu erreichen. Die im Allgemeinen in den industriellen Fertigungsstraßen mit diesem Ziel angewandten Techniken haben den Nachteil, das Blech nicht außerordentlich zu erhitzen, um die mechanischen Eigenschaften des Stahlbandes zu erhalten.
  • So besteht die geläufigste dieser Techniken in einer alkalischen Entfettung, die durch ein elektrolytisches Verfahren unterstützt wird oder nicht. Aus Umweltschutzgründen erfordert dieses Verfahren die Errichtung komplexer Nebenwerkstätten zur Aufbereitung der umweltgiftigen Beiprodukte.
  • Andere technische Lösungen erlauben die Vermeidung der Bildung dieser Beiprodukte, wie beispielsweise das Abbrennen durch Laser, das eine Desorption der organischen Verbindungen auf photochemischem Wege bewirkt, der Laser erlaubt es jedoch zur Zeit aufgrund fehlender Leistung noch nicht, Bänder mit Geschwindigkeiten zu behandeln, die einige Meter pro Minute überschreiten.
  • Im Übrigen lehrt US 5 529 631 , dass eine vorteilhafte Oberflächenbehandlung darin besteht, ein Hochdruckplasma anzuwenden, erzeugt durch dielektrische Barrieren-Entladungen in Gasgemischen, die überwiegend Helium enthalten. Dieses seltene Gas ist tatsächlich erforderlich, um eine stabile Glimmentladung zu erhalten und so zu vermeiden, zur Lichtbogenentladung überzugehen, die zu einer inhomogenen Behandlung führen würde. Der Heliumgehalt muss in diesem Fall 70 Volumenprozent überschreiten, was bedeutet, dass der Sauerstoffgehalt begrenzt ist. Die im Patent zitierten Beispiele zeigen, dass eine in diesen Gasgemischen im Durchlauf ausgeführte Plasmabehandlung dann ausreichend ist, um die Oberflächenenergie eines Polymers zu erhöhen. Im Fall einer Plasmabehandlung jedoch, die zur Reinigung einer Metalloberfläche verwendet wird, sind es lediglich die im Plasma gebildeten reaktionsfähigen Sauerstoffarten (O. etc.), die das Öl oxidieren, mit dem das Blech bedeckt ist, die die Umwandlung der Kohlenstoffketten in flüchtige Substanzen erlauben. Es ist also festzustellen, dass die Behandlung nicht ausreichend schnell ist, wahrscheinlich aufgrund der geringen Dichte reaktionsfähiger Sauerstoffarten, wenn elektrische Entladungen mit Gasgemischen verwendet werden, die Sauerstoffanteile gleich oder niedriger, als 30 Volumenprozent enthalten.
  • Um dieses Problem zu lösen, beschreibt das Patent US 5 968 377 ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung durch Plasma bei Atmosphärendruck, in dem ein gepulstes elektrisches Feld zwischen den Elektroden angelegt wird. Das Anlegen eines gepulsten elektrischen Feldes erlaubt es, die Entladung abzubrechen, bevor sie in eine Lichtbogenentladung übergeht, und sie im folgenden Moment neu zu beginnen. Die angelegten Spannungsimpulse haben die Besonderheit, symmetrisch zu sein. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, dass dieses Verfahren nicht für die Reinigung eines Werkstoffes anwendbar ist, der von einer organischen Substanz bedeckt ist. In diesem Fall wird nämlich beobachtet, dass nur ein Teil der organischen Substanz oxidiert und dann verflüchtigt wird und dass ein anderer Teil polymerisiert. Der so an der Oberfläche gebildete Film kann nur teilweise nach erheblicher Verweildauer im Plasma entfernt werden.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, den Nachteilen der Verfahren des Standes der Technik Abhilfe zu schaffen, indem sie ein Verfahren verfügbar macht, das erlaubt, im Durchlauf die Oberfläche eines Substrates zu reinigen, ohne umweltgiftige Beiprodukte zu erhalten, bei einer Behandlungsgeschwindigkeit von über 10 m/min.
  • Zu diesem Zweck besteht ein erster Gegenstand der Erfindung in einem Verfahren zur Durchlaufreinigung der Oberfläche eines Werkstoffes, der von einer organischen Substanz bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst, die darin bestehen, den genannten Werkstoff in einen Behandlungsbereich einzuführen, in den ein Sauerstoff enthaltender Gasstrom eingeleitet wird, den genannten Werkstoff an Masse anzulegen und ein Plasma zu erzeugen, indem ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche des genannten Werkstoffes und mindestens einer mit Dielektrikum beschichteten Elektrode erzeugt wird, wobei das genannte elektrische Feld gepulst ist und eine Folge relativ zum genannten Werkstoff positiver und negativer Spannungsimpulse umfasst, wobei die maximale Spannung der positven Impulse U+ höher ist, als die Zündspannung des Lichtbogens Ua, und der Absolutwert der Maximalspannung der negativen Impulse U– geringer ist, als die Zündspannung Ua.
  • Die Erfinder haben insbesondere festgestellt, dass der positive Impuls relativ hoch sein muss, nämlich einen höheren Absolutwert haben muss, als die Zündspannung Ua des Lichtbogens, um ein ausreichend dichtes Plasma im Behandlungsbereich zu erzeugen, um hohe Reinigungsgeschwindigkeiten zu erzielen.
  • Sie haben ebenfalls festgestellt, dass unabdingbar ist, dass der Absolutwert der maximalen Spannung der negativen Impulse U– niedriger ist, als die Zündspannung Ua des Lichtbogens, um keine elektrische Entladung zwischen den beiden Elektroden auszulösen, denn die Verwendung einer zu hohen negativen Spannung führt zu einer Polymerisation des Öls, was nicht erlaubt, eine gute Entfettung zu erreichen.
  • Der Betrag der Zündspannung des Lichtbogens ist hauptsächlich abhängig vom Gasdruck im Reaktor und vom Abstand zwischen den Elektroden. Diese Parameter stehen durch Paschens Gesetz miteinander in Beziehung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem die folgenden Merkmale, einzeln oder kombiniert, aufweisen:
    • – die Spannungsanstiegsflanke des genannten Feldes ist geringer oder gleich 600 ns, vorzugsweise 60 ns,
    • – die Frequenz der positiven Impulse ist höher oder gleich 20 kHz,
    • – der genannte Gasstrom besteht aus Luft oder Sauerstoff,
    • – der genannte Werkstoff ist ein metallischer Werkstoff, vorzugsweise ein Kohlenstoffstahl,
    • – die genannte organische Substanz ist ein Öl zum vorübergehenden Schutz vor Korrosion oder eine instabile mechanische Emulsion (Gemisch Öl + Wasser), beispielsweise aus dem Walzvorgang (Dressierwalzvorgang) des metallischen Werkstoffes,
    • – der Werkstoff liegt in Form eines durchlaufenden Bandes vor und die verschiedenen Schritte des Verfahrens werden im Durchlauf mit Hilfe von Anlagen ausgeführt, die nacheinander auf der Bahn des durchlaufenden Bandes angeordnet sind.
  • Ein zweiter Gegenstand der Erfindung besteht in einem Generator, der zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann und der eine Niederspannungsquelle umfasst, die Niederspannungsimpulse mit einer Spannung von unter 1000 Volt bei einer Frequenz zwischen 1 und 200 kHZ liefert, und Komponenten, die erlauben, die genannten Niederspannungsimpulse in Hochspannungsimpulse umzuformen. Die Spannungsanstiegsflanke dieses Generators ist vorzugsweise geringer oder gleich 600 ns und in besonders bevorzugter Weise kleiner oder gleich 60 ns.
  • Dieser Generator unterscheidet sich von dem im Patent US 5 968 377 beschriebenen, da er erlaubt, unsymmetrische Spannungsimpulse zu erzeugen. Dies ist möglich, denn im Gegensatz zum in US 5 968 377 beschriebenen Generator wird kein Impulsschneiden bei Hochspannung ausgeführt, sondern bei Niederspannung, und dann das Signal durch Transformatoren verstärkt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Niederspannung eine Spannung unter 1000 V verstanden.
  • Ein dritter Gegenstand der Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Mittel für den Durchlauf des Bandes, die an Masse angelegt sind, umfasst, eine Reihe von mit Dielektrikum beschichteten Elektroden, die der zu behandelnden Oberfläche des genannten Bandes gegenüber angeordnet sind, wobei diese Elektroden an einen erfindungsgemäßen Generator angeschlossen sind, Gaseinleitungsmittel, die in der Nähe der Oberfläche des Bandes angeordnet sind, und Mittel zur Abführung der Gase aus der Zersetzung der organischen Substanz, die das Band bedeckt.
  • Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter Dielektrikum ein Werkstoff verstanden, der eine Dielektrizitätskonstante größer als 6 aufweist. Außerdem wird unter organischer Substanz jede Verbindung verstanden, die mindestens Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthält. Die Anstiegsflanke ist als die Zeit definiert, während derer die Spannung weiter steigt, bis sie ihr Maximum erreicht.
  • Die Erfindung wird durch eine Beschreibung einer Ausführungsform erläutert, die als Beispiel und nicht einschränkend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wird. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung,
  • 2A das Prinzipschaltbild der Starkstromversorgung der Vorrichtung und 2B ihr Blockschaltbild,
  • 3 ein Oszillogramm der Spannungsänderungen, die mit einem erfindungsgemäßen Generator erhalten werden,
  • 4 die Entwicklung des Prozentsatzes der Reflexion (%R) auf die flächenbezogene Masse geeichter Proben im Wellenlängenband, das den Stretchings des CH-Bandes entspricht,
  • 5 die Eichkurve, die aus den mathematisch verarbeiteten IRRAS-Aufzeichnungn aufgestellt wurde,
  • 6 die Entwicklung der flächenbezogenen Masse G an Restöl in Abhängigkeit von der Behandlungszeit an Proben, die ursprünglich mit 100 mg/m2 Öl bestrichen worden waren,
  • 7 die Entwicklung der flächenbezogenen Masse G an Restöl in Abhängigkeit von der Behandlungszeit an Proben, die ursprünglich mit 53 mg/m2 Öl bestrichen worden waren,
  • 8 die Entwicklung der flächenbezogenen Masse G an Restöl in Abhängigkeit von der Behandlungszeit an Proben, die ursprünglich mit 110 mg/m2 Öl bestrichen worden waren.
  • 1 stellt eine Behandlungsvorrichtung dar, die einen drehbaren Tragzylinder 1 für ein Stahlband 2 umfasst, das von einem Korrosionsschutzöl bedeckt ist und das entfettet werden soll. Dieser Zylinder 1 dreht sich in der durch den Pfeil F angegebenen Richtung und kann eventuell, falls erforderlich, gekühlt werden. Er ist durch das Band 2 an Masse angeschlossen.
  • Dem Zylinder 1 gegenüber sind mehrere Elektroden 3 angeordnet, die gekühlt werden und mit einem Dielektrikum beschichtet sind. Vorzugsweise wird eine Keramik gewählt, wie beispielsweise Aluminiumoxid oder Stumatite, da sie in der Lage sind, hohe Temperaturen zu ertragen. Es wird ein Dielektrikum gewählt, dessen Dielektrizitätskonstante höher ist, als 6, was bei Aluminiumoxid der Fall ist, dessen Dielektrizitätskonstante zwischen 8 und 10 liegt, aber auch bei den Stumatiten, deren Konstante zwischen 6 und 8 liegt.
  • Jede Elektrode 3 wird durch einen erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerator 4 versorgt. Das Behandlungsgas oder -gasgemisch kann auf unterschiedliche Weise zugeführt werden und insbesondere kann es beiderseits der Elektroden 3 durch eine Galerie 5 eingeleitet werden. Ebenfalls wird eine Vorrichtung zur Abführung der Gase und flüchtigen Substanzen aus dem Abbau des Ölfilms beiderseits der Vorrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen. Um die Gasversorgung des Bereiches zu erleichtern, kann es sich als vorteilhaft erweisen, den Behandlungsbereich in ein Gehäuse einzuschließen, das das Blech und die Elektroden umgibt.
  • Das Stahlband 2 ist mit der Masse verbunden und spielt dadurch die Rolle einer Gegenelektrode. Es läuft über den Zylinder 1 und bietet eine seiner Oberflächen der Einwirkung der reaktionsfähigen Substanzen dar, die durch die Entladung im Behandlungsgas erzeugt werden und die insbesondere Sauerstoffarten vom Typ O. sind.
  • Die elektrische Entladung wird durch den Generator 4 gespeist, der bei einer Frequenz, die zwischen 1 und 200 kHz liegen kann, einpolige Spannungsimpulse liefert, deren Form von der Last abhängt, die diese Speisung versorgt.
  • 2A stellt die Art der elektrischen Schaltung zur Versorgung mit gepulster Spannung dar, die einen MOS-Leistungstransistor verwendet, der mit einem Aufspanntransformator verbunden ist.
  • 2B zeigt das Blockschaltbild der Speisung, die eigens für diese Anwendung entworfen wurde. Sie besteht aus einem Block schneller Dioden, deren Rolle darin besteht, die Spannungs- und Stromumkehrungen in den Leistungstransistoren und in den Transformatoren derart zu regeln, dass ohmsche Verluste reduziert werden. Die Transformatoren sind in besonderer Weise geschaltet, um einen geringen Wirkleitwert zu erzielen, Sättigung des Magnetwerkstoffes zu vermeiden und die parasitäre Kapazität niedrig zu halten.
  • 3 zeigt eine Kurve, die die Spannungsänderungen während einer Folge zweier Impulse darstellt, wie sie von einem erfindungsgemäßen Generator geliefert werden.
  • Wie zu erkennen ist, ist der erste Spannungsimpuls positiv und dauert ungefähr 1,8 μs und wird von einem negativen Impuls geringerer Amplitude gefolgt, der 48,2 μs dauert. Die Maximalspannung des positiven Impulses U+ beträgt hier 12,7 kV und der Maximalbetrag des Absolutwertes des negativen Impulses U– 1,8 kV. Der Behandlungsreaktor verwendet eine dielektrische Barrieren-Entladung (AL2O3) und der Abstand zwischen den Elektroden ist auf 3 mm eingestellt.
  • Während des Impulses positiver Spannung, der vom elektrischen Generator an die mit Dielektrikum beschichtete Elektrode abgegeben wird, wird ein positiver Stromimpuls aufgezeichnet, der 4 μs später von einem negativen Stromimpuls geringerer Amplitude gefolgt wird. Danach ist der Strom praktisch gleich Null, wenn die am Dielektrikum gemessene Spannung negativ ist. Die Anstiegsflanke der positiven Spannung liegt in der Größenordnung von 400 ns. Ein derartiger Wert der Spannungsanstiegsflanke erlaubt die Auslösung der Entladung bei einer Minimalspannung von 5 kV.
  • Beispiel 1
  • Zwei Proben eines von Korrosionsschutzöl (Quaker Tinnol N200) bedeckten Bandes aus Flussstahl werden behandelt, indem sie einem erfindungsgemäßen gepulsten elektrischen Feld ausgesetzt werden, um sie zu entfetten. Die flächenbezogene Masse beträgt auf den Blechen 100 mg/m2 bzw. 53 mg/m2. Die Behandlung erfolgt in Abhängigkeit eines Sauerstoffstromes von 30 l/min und bei Atmosphärendruck.
  • Der Behandlungsreaktor verwendet eine Entladung mit dielektrischer Barriere (Al2O3), die zwei rechteckige Elektroden der Ab messungen 25 × 200 mm2 umfassen kann. Der Abstand zwischen den Elektroden beträgt 3 mm.
  • Verschiedene Plasma-Behandlungsdauern werden auf Proben angewandt, die jedem der beiden Bleche entnommen wurden. Dann wird die Restmasse an Schutzöl auf jeder behandelten Probe durch Infrarot-Absorptionsspektroskopie bei streifendem Einfall (IRRAS) gemessen.
  • Vor diesen experimentellen Messungen wird mit Hilfe von Proben, deren flächenbezogene Masse mit demselben Öl (Quaker Tinnol N200) geeicht wurde, mit demselben IRRAS-Analysator eine Eichkurve erstellt.
  • Die 4 stellt die Entwicklung des Reflexionsprozentsatzes (%R) nach flächenbezogener Masse geeichter Proben im Wellenzahlenbereich (ausgedrückt in cm–1) dar, der den Stretchings des CH-Bandes entspricht. Die geeichten Proben tragen, ausgehend von der der Horizontalen am nächsten liegenden Kurve, 10 mg/m2, 32 mg/m2, 50 mg/m2, 71 mg/m2, 100 mg/m2 und 150 mg/m2 Öl. Die Abwesenheit von Öl auf der Probe führt zu einem Reflexionsprozentsatz von 100%.
  • 5 zeigt die Eichkurve, die aufgrund von IRRAS-Aufzeichnungen, die für jede geeichte Probe gemacht wurden, erstellt wurde.
  • 6 zeigt die Entwicklung der flächenbezogenen Masse an Restöl auf den Proben, die dem Blech mit 100 mg/m2 Öl entnommen wurden, nach verschiedenen Plasma-Behandlungsdauern bei einer Frequenz von 100 kHz. Es ist festzustellen, dass eine Zeit von 7 bis 8 Sekunden ausreichend ist, um das Blech zu reinigen.
  • 7 zeigt die Entwicklung der flächenbezogenen Masse an Restöl auf den Proben, die dem Blech mit 53 mg/m2 Öl entnommen wurden, nach verschiedenen Plasma-Behandlungsdauern bei einer Frequenz von 100 kHz. Es ist festzustellen, dass eine Zeit von 3 bis 4 Sekunden ausreichend ist, um das Blech zu reinigen.
  • Beispiel 2
  • Es wird ein geöltes und dressiergewalztes Flussstahlblech behandelt, um es mit demselben Reaktor und unter denselben Versuchsbedingungen, wie sie in Beispiel 1 beschrieben wurden, zu reinigen. Die flächenbezogene Masse auf dem Blech beträgt 110 mg/m2.
  • Verschiedene Plasma-Behandlungsdauern werden auf Proben angewandt, die dem dressiergewalzten Blech entnommen wurden. Danach wird nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren die Restmasse auf jeder behandelten Probe durch Infrarot-Absorptionsspektroskopie bei streifendem Einfall (IRRAS) behandelt.
  • 8 zeigt die Entwicklung der flächenbezogenen Masse an Restöl auf den Proben, die dem Blech nach verschiedenen Plasma-Behandlungsdauern entnommen wurden. Es ist festzustellen, dass eine Zeit von 20 Sekunden ausreicht, um das Blech zu reinigen.
  • Beispiel 3
  • Der Versuch des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei das Stahlblech mit einer Schicht von 150 mg/m2 Öl Quaker Tinnol N200 bestrichen wird.
  • Dem Blech entnommene Proben werden behandelt, indem sie verschiedenen elektrischen Feldern ausgesetzt werden. Es werden XPS-Spektren der Oberflächen dieser Proben und von Vergleichsproben erhalten und die Verhältnisse Fe/C und O/C durch Integration der entsprechenden Peaks berechnet.
  • Die erhaltenen Ergebnisse und die Versuchsbedingungen sind in der folegnden Tabelle zusammengefasst:
    Figure 00120001
  • Je höher das Verhältnis Fe/C ist, je sauberer ist die Oberfläche des Werkstoffes.
  • Vergleich der drei mit dem gepulsten Gleichstromgenerator erhaltenen Ergebnisse ergibt die bemerkenswerte Verbesserung der Behandlungsgeschwindigkeit zur Entfettung, wenn die positiven Spannungsimpulse eine Frequenz von mindestens 20 kHz haben.
  • Außerdem ist bei einer Frequenz von 40 kHz festzustellen, dass das Blech nach 22 Sekunden vollkommen entfettet ist, während bei einer Frequenz von 100 kHz nur noch 10 Sekunden zur Erreichung desselben Ergebnisses erforderlich sind.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Durchlaufreinigung der Oberfläche eines Werkstoffes (2), der von einer organischen Substanz bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst, die darin bestehen, den genannten Werkstoff (2) in einen Behandlungsbereich einzuführen, in den ein Sauerstoff enthaltender Gasstrom eingeleitet wird, den genannten Werkstoff (2) an Masse anzulegen und ein Plasma zu erzeugen, indem ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche des genannten Werkstoffes (2) und mindestens einer mit Dielektrikum beschichteten Elektrode (3) erzeugt wird, wobei das genannte elektrische Feld gepulst ist und eine Folge relativ zum genannten Werkstoff (2) positiver und negativer Spannungsimpulse umfasst, wobei die maximale Spannung der positven Impulse U+ höher ist, als die Zündspannung des Lichtbogens Ua, und der Absolutwert der Maximalspannung der negativen Impulse U– geringer ist, als die Zündspannung Ua.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsanstiegsflanke des genannten Feldes geringer oder gleich 600 ns ist.
  3. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der positiven Impulse höher oder gleich 20 kHz ist.
  4. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Gasstrom aus Luft oder Sauerstoff besteht.
  5. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Werkstoff (2) ein metallischer Werkstoff ist.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Werkstoff (2) ein Kohlenstoffstahl ist.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte organische Substanz ein Öl zum vorübergehenden Schutz vor Korrosion ist oder eine instabile mechanische Emulsion.
  8. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff (2) in Form eines durchlaufenden Bandes vorliegt und dadurch, dass die verschiedenen Schritte des Verfahrens im Durchlauf mit Hilfe von Anlagen ausgeführt werden, die nacheinander auf der Bahn des durchlaufenden Bandes angeordnet sind.
  9. Generator (4), der zur Ausführung des Verfahrens nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 8 verwendet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Niederspannungsquelle umfasst, die Niederspannungsimpulse mit einer Spannung von unter 1000 Volt bei einer Frequenz zwischen 1 und 200 kHZ liefert, und dadurch, dass er Komponenten umfasst, die erlauben, die genannten Niederspannungsimpulse in Hochspannungsimpulse umzuformen.
  10. Generator nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsanstiegsflanke geringer oder gleich 600 ns ist.
  11. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch 8, Mittel für den Durchlauf (1) des genannten Bandes (2), die an Masse angelegt sind, umfassend, eine Reihe von mit Dielektrikum beschichteten Elektroden (3), die der zu behandelnden Oberfläche des genannten Bandes (2) gegenüber angeordnet sind, wobei diese Elektroden (3) an einen Generator (4) nach Patentanspruch 9 oder 10 angeschlossen sind, Gaseinleitungsmittel, die in der Nähe der Oberfläche des Bandes (2) angeordnet sind, und Mittel zur Abführung der Gase aus der Zersetzung der organischen Substanz, die das Band (2) bedeckt.
  12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Dielektrikum aus Aluminiumoxid besteht.
  13. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Dielektrikum aus einem Stumatit besteht.
DE60308484T 2002-02-19 2003-02-19 Verfahren zum reinigen einer materialoberfläche beschichtet mit einer organischen substanz, generator und einrichtung zur durchführung des verfahrens Expired - Lifetime DE60308484T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0202047A FR2836157B1 (fr) 2002-02-19 2002-02-19 Procede de nettoyage de la surface d'un materiau enduit d'une susbstance organique, generateur et dispositif de mise en oeuvre
FR0202047 2002-02-19
PCT/FR2003/000541 WO2003078692A1 (fr) 2002-02-19 2003-02-19 Procédé de nettoyage de la surface d'un matériau enduit d'une substance organique, générateur et dispositif de mise en oeuvre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60308484D1 DE60308484D1 (de) 2006-11-02
DE60308484T2 true DE60308484T2 (de) 2007-05-24

Family

ID=27636284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60308484T Expired - Lifetime DE60308484T2 (de) 2002-02-19 2003-02-19 Verfahren zum reinigen einer materialoberfläche beschichtet mit einer organischen substanz, generator und einrichtung zur durchführung des verfahrens

Country Status (18)

Country Link
US (2) US7662237B2 (de)
EP (1) EP1476588B1 (de)
JP (2) JP4704686B2 (de)
KR (1) KR100929538B1 (de)
CN (2) CN1311100C (de)
AT (1) ATE340278T1 (de)
AU (1) AU2003238140B2 (de)
BR (2) BRPI0307889B8 (de)
CA (1) CA2476184C (de)
DE (1) DE60308484T2 (de)
ES (1) ES2273007T3 (de)
FR (1) FR2836157B1 (de)
MX (1) MXPA04007930A (de)
PL (1) PL202796B1 (de)
PT (1) PT1476588E (de)
RU (1) RU2308546C2 (de)
WO (1) WO2003078692A1 (de)
ZA (1) ZA200406609B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007052573B4 (de) * 2007-11-03 2015-04-09 Manroland Web Systems Gmbh Feuchtwerk

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2865420B1 (fr) * 2004-01-28 2007-09-14 Saint Gobain Procede de nettoyage d'un substrat
EP1570921A1 (de) 2004-03-02 2005-09-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Plasmareinigung eines Bauteils
US20060246218A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Guardian Industries Corp. Hydrophilic DLC on substrate with barrier discharge pyrolysis treatment
AT502351A1 (de) * 2005-09-12 2007-03-15 Ziger Peter Anlage zur plasmaprozessierung von endlosmaterial
SK287455B6 (sk) * 2006-06-08 2010-10-07 Fakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzity Komensk�Ho Zariadenie a spôsob čistenia, leptania, aktivácie a následné úpravy povrchu skla, povrchu skla pokrytého kysličníkmi kovov a povrchu iných materiálov pokrytých SiO2
JP2009032651A (ja) * 2007-06-26 2009-02-12 Panasonic Electric Works Co Ltd プラズマ処理装置
US9168988B2 (en) * 2010-12-27 2015-10-27 Loch Stock and Barrel LLC Method of cleaning a rotating object
TWI463922B (zh) * 2011-03-09 2014-12-01 Creating Nano Technologies Inc 電漿產生裝置
US9638664B2 (en) * 2011-05-13 2017-05-02 Dbd Innovations Pty Ltd Method of analyzing a material
CN106660078B (zh) * 2014-06-05 2021-01-29 伊利诺斯工具制品有限公司 用于清洁物体的系统和方法
CN104342714B (zh) * 2014-10-22 2016-08-24 河北大学 一种去除不锈钢表面氧化皮的方法
US10722925B2 (en) * 2017-12-04 2020-07-28 Suss Micro Tec Photomask Equipment Gmbh & Co Kg Treatment head, treatment system and method for treating a local surface area of a substrate
RU2739195C1 (ru) * 2020-04-07 2020-12-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц Тонкопленочных Технологий В Энергетике" Вакуумная напылительная установка с системой лазерной очистки паллет (варианты)

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2867912A (en) * 1956-05-11 1959-01-13 Horace Dawson Method for the decontamination of metal foils
US4189650A (en) * 1978-10-24 1980-02-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Isolated trigger pulse generator
JPS5944797A (ja) * 1982-09-07 1984-03-13 増田　閃一 物体の静電的処理装置
DE3322341A1 (de) * 1983-06-22 1985-01-03 Siegfried Dr.-Ing. 5135 Selfkant Strämke Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbehandlung von werkstuecken durch glimmentladung
DE3405754A1 (de) * 1984-02-17 1985-08-22 Babcock-BSH AG vormals Büttner-Schilde-Haas AG, 4150 Krefeld Furniertrockner fuer messerfurniere
US4642440A (en) * 1984-11-13 1987-02-10 Schnackel Jay F Semi-transferred arc in a liquid stabilized plasma generator and method for utilizing the same
US5208067A (en) * 1986-04-14 1993-05-04 International Business Machines Corporation Surface modification of organic materials to improve adhesion
US5443998A (en) * 1989-08-01 1995-08-22 Cypress Semiconductor Corp. Method of forming a chlorinated silicon nitride barrier layer
JP2811820B2 (ja) * 1989-10-30 1998-10-15 株式会社ブリヂストン シート状物の連続表面処理方法及び装置
US5472783A (en) * 1990-09-14 1995-12-05 Sermatech International, Inc. Coated article
US5389195A (en) * 1991-03-07 1995-02-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Surface modification by accelerated plasma or ions
US5182000A (en) * 1991-11-12 1993-01-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of coating metal using low temperature plasma and electrodeposition
US5938854A (en) * 1993-05-28 1999-08-17 The University Of Tennessee Research Corporation Method and apparatus for cleaning surfaces with a glow discharge plasma at one atmosphere of pressure
DE4332866C2 (de) * 1993-09-27 1997-12-18 Fraunhofer Ges Forschung Direkte Oberflächenbehandlung mit Barrierenentladung
US5458927A (en) * 1995-03-08 1995-10-17 General Motors Corporation Process for the formation of wear- and scuff-resistant carbon coatings
EP0801809A2 (de) * 1995-06-19 1997-10-22 The University Of Tennessee Research Corporation Entladungsverfahren sowie elektroden zur erzeugung von plasma unter atmosphärendruck und materialen, die mit diesem verfahren behandelt werden
JPH09245995A (ja) * 1996-03-01 1997-09-19 Nissin Electric Co Ltd ラジカル源の複数電極を用いた荷電粒子除去機構
US5968377A (en) * 1996-05-24 1999-10-19 Sekisui Chemical Co., Ltd. Treatment method in glow-discharge plasma and apparatus thereof
US6106659A (en) * 1997-07-14 2000-08-22 The University Of Tennessee Research Corporation Treater systems and methods for generating moderate-to-high-pressure plasma discharges for treating materials and related treated materials
WO1999020087A2 (en) * 1997-10-14 1999-04-22 Advanced Energy Industries, Inc. System for plasma ignition by fast voltage rise
JP3391245B2 (ja) * 1997-12-30 2003-03-31 株式会社島津製作所 薄膜形成装置
GB9928781D0 (en) * 1999-12-02 2000-02-02 Dow Corning Surface treatment
EP1162646A3 (de) * 2000-06-06 2004-10-13 Matsushita Electric Works, Ltd. Plasmabehandlungsgerät und -verfahren
DE10051508C2 (de) * 2000-10-18 2003-08-07 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zur Reduzierung der Zündspannung von Leistungspulsen gepulst betriebener Plasmen
CN2455368Y (zh) * 2000-12-13 2001-10-24 广州市环境保护设备厂 一种油烟净化装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007052573B4 (de) * 2007-11-03 2015-04-09 Manroland Web Systems Gmbh Feuchtwerk

Also Published As

Publication number Publication date
CN1311100C (zh) 2007-04-18
CN101014222A (zh) 2007-08-08
PL202796B1 (pl) 2009-07-31
BRPI0307889B8 (pt) 2017-03-28
KR20040084923A (ko) 2004-10-06
MXPA04007930A (es) 2004-11-26
ATE340278T1 (de) 2006-10-15
RU2004127920A (ru) 2005-06-10
PL370588A1 (en) 2005-05-30
RU2308546C2 (ru) 2007-10-20
US20050145174A1 (en) 2005-07-07
US9502214B2 (en) 2016-11-22
KR100929538B1 (ko) 2009-12-03
DE60308484D1 (de) 2006-11-02
CA2476184A1 (fr) 2003-09-25
US20090255809A1 (en) 2009-10-15
PT1476588E (pt) 2006-12-29
EP1476588A1 (de) 2004-11-17
FR2836157A1 (fr) 2003-08-22
US7662237B2 (en) 2010-02-16
CN101014222B (zh) 2010-11-03
BR0307889B1 (pt) 2012-11-27
JP4704686B2 (ja) 2011-06-15
ES2273007T3 (es) 2007-05-01
CN1633524A (zh) 2005-06-29
JP2005526181A (ja) 2005-09-02
AU2003238140B2 (en) 2008-05-01
BR0307889A (pt) 2004-12-28
EP1476588B1 (de) 2006-09-20
FR2836157B1 (fr) 2004-04-09
BR122012007163B1 (pt) 2015-08-11
WO2003078692A1 (fr) 2003-09-25
CA2476184C (fr) 2010-02-09
JP2010031377A (ja) 2010-02-12
AU2003238140A1 (en) 2003-09-29
ZA200406609B (en) 2005-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60308484T2 (de) Verfahren zum reinigen einer materialoberfläche beschichtet mit einer organischen substanz, generator und einrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102005029360B4 (de) Zwei Verfahren zur kontinuierlichen Atmosphärendruck Plasmabehandlung von Werkstücken, insbesondere Materialplatten oder -bahnen
DE2750372C2 (de) Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung und Vorrichtung dazu
DE60307062T2 (de) Verfahren zum plasmareinigen von mit einer organischen substanz beschichteten materialoberflächen und vorrichtung dafür
EP1858056A1 (de) Plasmaverfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken
EP0010632A1 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Kunststoffen und nach diesem Verfahren hergestellte Folie
DE1767025B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer hydrophilen Oberfläche oder Verbesserung der hydrophilen Eigenschaft der Oberfläche eines polymeren Stoffes
EP2054166B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer beschichtung
DE19957775C1 (de) Verfahren zur Modifizierung von Holzoberflächen durch elektrische Entladung unter Atmosphärendruck
DE2133173A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abbeizen von oxydiertem Blech
DE19702124A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen, Aktivieren Benetzen und/oder Beschichten der Oberflächen von Werkstücken
EP3430864B1 (de) Plasmadüse und verfahren zur verwendung der plasmadüse
DE3702982A1 (de) Bei der durchfuehrung von lackierarbeiten auf ein kfz oder einen teil davon aufbringbares bahn- oder haubenfoermiges abdeckmittel
WO2016188964A1 (de) Rotationsdruckmaschine
DE4427902C1 (de) Verfahren zum Aufkohlen von Bauteilen aus kohlungsfähigen Werkstoffen mittels einer impulsförmig betriebenen Plasmaentladung
EP2831304A1 (de) Verfahren zum passivieren einer metalloberfläche
DE102016223583B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Ruß aus Gas
DE102009025065A1 (de) Verfahren und Folie zum temporären Konservieren einer vorbehandelten Oberfläche
DE10300439B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen
AT222888B (de) Verfahren und Einrichtung zur Behandlung von Körpern aus Polyäthylen od. dgl.
DE19633368A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer stabilen Koronaentladung und deren Anwendung zur Behandlung von Fluids, besonders zur Ozonerzeugung
DE2034895A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Be hancilung von Metalloberflachen
DD151635A1 (de) Verfahren zur reaktiven herstellung korrosionsmindernder deckschichten
DE1114614B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erhoehung der Festigkeit von Gegenstaenden aus Glas und anderen elektrisch nichtleitenden Stoffen
DE2125313A1 (de) Verfahren zur Vorbehandlung von Ra sierklmgen zwecks verbesserter Haftung eines korrosionsbeständigen Films auf den Schneidkanten

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition