DE888792C

DE888792C - Process and device for processing strips of gas-emitting substances in a vacuum

Info

Publication number: DE888792C
Application number: DEB9520D
Authority: DE
Inventors: Eberhart Dr-Ing Traub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1942-01-25
Filing date: 1942-01-25
Publication date: 1953-09-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Bändern gasabgebender Stoffe im Vakuum Zur .Bearbeitung von kontinuierlich laufenden Bändern im Vakuum, z. B. zur Metallbe.dlampfung von Papier, hat man die Vorrats'rolIe sowie die Aufwickelrolle im gleichen evakuierten Raum angeordnet, in dem sich auch, die Bearbeitungsstelle, z. B. die Bedampfungsstelle, befindet. Das Band muß also im Vakuum von einer Rolle abgezogen und nach erfolgter Bearbeitung auf eine. Rolle aufgewickelt werden. Dieser Umspulvorganig im Vakuum hat nun zu folgendem Mißstand geführt: Ein Papierband läuft nicht mehr geradlinig von der Vorratsrolle ab, sondern es verläßt diese mit einer seitlichen Verschiebung. Zur Abhilfe könnte man hier an eine mechanische seitliche Führung des Bandes denken, jedoch kann eine solche, z. B. bei sehr dünnen und noch dazu schnell laufenden Fapierhahnen wegen der geringen Festigkeit des Papiers nicht Immer angewendet werden. Noch mißlicher ist aber das gute Aufrollen nach Beendigung des Arbeitsprozesses zu erreichen. Auch :hier schießt das Band: seitlich aus, und es ist daher oft nur schwer möglich, eine solche Rolle noch weiterzuverarbeiten ohne stirnseitige Rollenbeschneidung. Man kann sie dann z. B. nicht mehr in der Länge ohne Verluste schneiden. Wil!1 man sich hier nun in der Weise helfen,, daß man eine Geradeführung beim Aufrollen dadurch zu erreichen sucht, daß man z. B. eine Papierbahn auf eine konische: oder in der Mitte überhöhte Roale auflaufen läßt, wobei bekanntermaßen unter normalen Bedingungen die @GleichmäBigkeit bewirkt wird, so muß man die Erfahrung machen, daß dieses einfache Mittel .der Führung hier vollkommen versagt.Method and device for processing strips of gas-emitting Materials in a vacuum For processing continuously running belts in a vacuum, z. B. for Metallbe.dlampfung paper, you have the Vorrats'rolIe and the take-up roll arranged in the same evacuated room in which the processing point, z. B. the steaming point is located. So the tape has to be taken from a roll in a vacuum deducted and after processing on a. Roll to be wound up. This Umspulvorganig in vacuum has now led to the following problem: A paper tape is running no longer straight from the supply roll, but it leaves this with a lateral shift. To remedy this, you could use a mechanical side Think leadership of the tape, but such, z. B. with very thin and still and because of the low strength of the paper, there is no fast-running faucet Always be applied. But it is even more unfortunate that it is rolled up properly after the end of the session of the work process. Also: here the tape shoots: to the side, and it is therefore often difficult to process such a role further without frontal roll trimming. You can then z. B. no longer in the Cut length without loss. Wil! 1 you can help yourself here in the way, that one seeks to achieve a straight line when rolling up by z. B. a paper web on a conical: or in the middle a raised roale can accumulate, which is known to occur under normal conditions is effected, one must experience that this simple means of leadership failed here completely.

Gemäß der Erfindung sind Maßnahmen getroffen, um die Reibung der einzelnen Bandlagen gegen-, einander beizubehalten. Dies geschieht dadurch, daß alle diejenigen Arbeitsgänge, für die der niedrige Druck des hohen Vakuums, welcher .den Austritt von Gasen ermöglicht, im Bearbeitungsraum nicht erforderlich ist, unter höherem Druck durchgeführt und die Bänder nur .kurzzeitig dem niedrigen Druck des evakuierten Bearbeitungsraumes ausgesetzt werden, so daß die dabei ausgetretene geringe Gasmenge späteren, unter höherem Druck durchgeführten Arbeitsgängen nicht hinderlich ist.According to the invention, measures are taken to reduce the friction of the individual Tape layers against each other to maintain each other. It does this by having all those Operations for which the low pressure of the high vacuum, which. The exit of gases allows, in the processing room is not required, under higher Pressure carried out and the tapes only. Briefly the low pressure of the evacuated Processing room are exposed, so that the small amount of gas escaped later work carried out under higher pressure is not a hindrance.

Es wurde nämlich gefunden, daß die Ursache für .das seitliche Abgleiten von der ab.. o,cler aufizuwickeln:den Bandrolle affenbar in einer Reibungsverminderung zwischen .den Bandlagen zu suchen ist. Di!e .beschriebenen Beobachtungen wurden an Papier .gemacht, das imstande ist, .im Vakuum Wasserdampf oder Gas aus seinen flüchtigen Bestandteilen abzugeben. Der Wasserdampf oder das abgegeben!- Gas bildet vor der Oberfläche des Bandes ein Polster oder eine dünne Haut, ,die die Reibung zwischen den Bandlagen so vermindert, daß die ragten gegeneinander abgleiten können. Die obere Lage schwimmt gewissermaßen, da sie keinen Halt findet, geringsten Zugkräften nachgebend, seitlich ab. Es kommt hinzu, daß z. B. Papserbahnen in der Regel etwas einsaitig verzogen aufgewickelt angeliefert werden, so daß schon eine sehr bringe Veränderung der Reibung genügt, um die Papierbahn schief von der Vorratsrolle abilaufen zu lassen.This is because it has been found that the cause of the sliding sideways from the from .. o, to wind up: the roll of tape apeable in a reduction of friction is to be looked for between .the tape layers. The described observations were made made of paper that is able to extract water vapor or gas from its release volatile components. The water vapor or the released gas forms in front of the surface of the tape a pad or a thin skin, which prevents the friction so reduced between the tape layers that the protruding parts can slide against each other. The upper layer floats to a certain extent, as it does not find a hold, with the slightest tensile forces yielding to the side. In addition, z. B. Papserbahnen usually something be delivered wound up on a single string, so that it brings a lot A change in the friction is sufficient to cause the paper web to run off the supply roll at an angle allow.

Eine Bestätigung dafür, daß es sich um Wasser-Aampfpolster handelt, .gibt die Beobachtung, daß die beschriebenen störenden Erscheinungen beim Ab- und Aufrollen von z. B. Papii!erbahnen vornehmlich unterhalb eines Drucks ünrd einer Temperatur im Vakuum auftreten, bei .denen :das Wasser siedet. Hier wind also ohne Zweifel Wasserdampf aus dem feuchten Papier frei gemacht.Confirmation that it is a water vapor pad, . gives the observation that the described disturbing phenomena when switching off and Rolling up z. B. Papii! Develop primarily below a pressure and a Temperature occur in a vacuum, at which: the water boils. So here there is no wind Doubt freed water vapor from the damp paper.

Man hatte schon früher erkannt, :daß man Papierunterlagen bei _ der thermischen Bedampfung im Vakuum dem Metalldampf nur kurzzeitig auszusetzen -braucht im Gegensate zu anderen BedampIungsverfahren, z. B. der Elektrodenzerstäubung, wo man die Bedampfung mit geringeren Dampfkonzentrationen in längerer Zeit durchführen muß. Die thermische Beda:mP@fung bietet hier den Vorteil, daß eine Zerstörung der wärmeempfindlichen Pap,ierunterllage durch die heißen Metalldämpfe leicht verhindertwird, ohne daß man das Papier kühlen mußte.It had already been recognized earlier that one had paper documents with the to only briefly expose the metal vapor to thermal vapor deposition in a vacuum in contrast to other BedampIungsverfahren, z. B. the electrode sputtering, where the vaporization with lower vapor concentrations can be carried out over a longer period of time got to. The thermal Beda: mP @ fung here offers the advantage that a destruction of the heat-sensitive paper is easily prevented by the hot metal fumes, without having to cool the paper.

Bei der Ausführung der Metallilsierung -durch kurzzeitiges Bedampfen von Papierbändern, .die in großen Längen von xoo m und mehr von Rollen abgewickelt und- auf Rollen wieder aufgewickelt werden müssen, ergaben sich .die eingangs genannten Schwierigkeiten.When performing the metallization - by brief steaming of paper tapes, which are unwound from rolls in great lengths of xoo m and more and- have to be rewound on rolls, the ones mentioned at the beginning resulted Trouble.

Aus :praktischen Gründen hatte man sowohl die Vorratsrolle des Papiers als auch die Aufwickelrolle im evakuierten Gefäß mit untergebracht, denn die Aufrechterhaltung des .notwendigen Hochfür die thermische Bedampfung von zo-2 bis ro-5 Torr läßt sich bei Verlegung der fraglichen Papierrollen z. B. in den Außenraum (von Atmosphärendruck) nur durch. komplizierte Schleusenkonstruktionen für den Ein- und Austritt laufender Bänder in den evakuierten Bedampfungsraum erreichen, aber dies wollte man vermeiden..For: practical reasons one had both the supply roll of paper as well as the take-up roll housed in the evacuated vessel, because the maintenance the .necessary high for thermal vapor deposition from zo-2 to ro-5 Torr can be when laying the paper rolls in question z. B. to the outside (from atmospheric pressure) only by. complicated lock constructions for entry and exit continuously Reaching tapes in the evacuated steam room, but this was to be avoided ..

,Als man aber erkannte, daß durch die. Gasabgabe längerer Papierbänder gchwreriggkeiben auftraten, ging man von der einfachen Konstruktion ab und nahm die Papiertrollen ,aus dem Bedampfungsraum heraus und. legte. .sie :erfindungsgemäß in Räume, indenken ein höherer Druck herrschen kann, so daß die Gase aus dem Papier noch nicht austreten können.But when it was recognized that through the. Gas release from longer paper tapes If there were heavy gaps, one abandoned the simple construction and took it the paper rolls, out of the steaming room and. put. .sie: according to the invention In rooms, in think, a higher pressure can prevail, so that the gases out of the paper can not yet exit.

Das Austreten der Gase oder Dämpfe von vornherein._ zu verhindern oder auf ein geringes Maß herabzudrücken, kann in -der Weise erfolgen, daß . man z. B. eine Papierhahn vo-r dem Einsetzen in das Vakuumgefäß in einem besonderen Arbeitsgang für sich ran -der Luft oder .im. Vakuum vorgetrocknet hat.Prevent the escape of gases or vapors from the outset or to press down to a small extent, can be done in such a way that. man z. B. a paper tap before insertion into the vacuum vessel in a special Work process for itself -the air or .im. Has pre-dried in a vacuum.

Die Gasabgabe im Vakuum i!st damit-, wenn auch nicht gänzlich vermieden, jedoch so eingeschränkt worden, daß die Reibung zwischen .den einzelnen Bandlagen beim Ab- oder Aufwickeln nicht mehr in störendter Weise herabgesetzt wird.The release of gas in a vacuum is thus - if not entirely avoided - but has been restricted so that the friction between .den individual tape layers is no longer reduced in a disruptive manner when unwinding or winding up.

Die erfindungsgemäße Maßnahme zur Behebung des seitlichen, Abgleitens ider Bänder durch Verhinderung des Gasaustritts beruht auf der schon angedeuteten Beobachtung, daß das Gasen oberhalb eines. Druck- und Temperaturzustands, bei :dem das in den; Bändern enthaltene Wasser noch nicht siedet, so gering ist, daß es nicht mehr stört. Man trennt den eigentlichen; - Bearbeitungsraum, in welchem man z. B. ein sehr hohes Vakuum benötigt, in welchem Wasser bereits siedet, vom Abroll- und vom Aufwickelraum ab. Diese beiden letzteren ebenfalls evakuierten lassen sich leicht mf Hilfe von Schleusen miteinander verbinden:, so daß ein kontinuierlicher Durchlauf .des Bandes durch den Bearbeitungsraum stattfinden kann. Diese beiden Hilfsräume können nun auf einem Vakuum gehalten werden, dessen Druck bei einer gegebenen Temperatur über dem Siededruck des Wassers liegt, so-daß man die im Band enthaltene Feuchtigkeit .für die Waoserdampfabgabe ausgeschaltet hat. Das Durchlaufen des Bandes durch den Bearbeitungsraum im höheren Vakuum, z. B. bei der Metallbedampfung, erfolgt mit so großer Geschwindigkeit, daß ,gar kein öder nur sehr wenig Dampf bzw. Gas vom Band abgegeben wird. Daher kann du .nachher .im Hilfsarbeitsraum erfolgende Aufrollen nicht mehr durch ein sich etwa im Hochvakuumraum blildendes Gaspolster gestört :werden. Auf jeden Fall tritt im Hil!fsurbeitsraum kein Ausblasen des Gases mehr auf, das die Reibung beim Aufrollen (herabsetzen würde. Es ist schon vorgeschlagen. worden, Gase, die auf Oberflächen haften, z. B: auf Kathoden, und sich wegen ihrer großen Absorbierbarkeit nicht durch Vakuumpumpen absaugen, lassen, durch chemische Reaktionen in weniger fest absorbierbare Stoffe umzuwandeln und diese dann abzusaugen. So kann man .Sauerstoff, der sehr fest absorbiert wund, mit Wasserstoff zu Wasserdampf umsetzen und diesen letzteren von der Oberfläche der Kathoden absaugen, was allerdings längere Zeit in Anspruch nimmt. Die fest ;absorbierten Gase, wie z. B. Sauerstoff, sind hier ,dem um:gebenden Raum entnommen" während: die im den Papierbändern enthaltenen Gase erst im Ihoc'hevakuierten Raum an die Oberfläche treten. Nach unseren Beobachtung n bestehen die an den Papieroberflächen austretenden Gase im wesentlichen aus Wasserdampf, der sich grundsätzlich ,absaugen läßt, wenn man genügend Zeit dazu zur Verfügung hat. Bei .der schnellen Bearbeitung ,laufender Papierbänder ist aber die Zeit zum Absaugen viel zu kurz, außerdem wäre zur Beseitigung dier Gase eine erhöhte Pumpenleistung notwendig, da ja fortgesetzt neue Gase in den evakuierten Rauur eingekracht werden, und schließlich wäre unter Umständen durch Iden Entzug der Gase eine Herabsetzung .der mechanischen Eigenschaften (Brüchigwerden) der Papier-'bänder zu befürchten.The measure according to the invention for eliminating the lateral slipping ider belts by preventing the escape of gas is based on the already indicated observation that the gases above a. Pressure and temperature condition in which: the in the; The water contained in the ribbons is not yet boiling, it is so small that it is no longer bothersome. One separates the real one; - Processing room, in which one z. B. requires a very high vacuum, in which water is already boiling, from the unwinding and the winding area. The latter two, also evacuated, can easily be connected to one another with the aid of locks, so that the belt can run continuously through the processing room. These two auxiliary spaces can now be kept in a vacuum, the pressure of which is above the boiling pressure of the water at a given temperature, so that the moisture contained in the band has been switched off for the release of water vapor. The passage of the tape through the processing room in a higher vacuum, e.g. B. in metal vapor deposition, takes place at such a high speed that no or only very little steam or gas is released from the belt. Therefore, you can no longer be disturbed by a gas cushion that forms in the high vacuum room, for example, in the auxiliary work area. In any case, no more gas is blown out in the auxiliary work space, which would reduce the friction when rolling up (. It has already been suggested Absorbability not sucked off by vacuum pumps, let it be converted into less firmly absorbable substances through chemical reactions and then sucked off. So you can convert oxygen, which absorbs very tightly, with hydrogen to water vapor and suck the latter from the surface of the cathodes, what The solidly absorbed gases, such as oxygen, are here taken from the surrounding space, while the gases contained in the paper tapes only come to the surface in the highly evacuated space our observation n b estehen the exiting to the paper surface gases essentially of water vapor, which can be basically suck if you have enough time to has available. In the case of fast processing and running paper tapes, however, the suction time is far too short, and an increased pump output would also be necessary to remove the gases, since new gases continue to be brought into the evacuated area, and finally, under certain circumstances, the withdrawal would result in the evacuation Gases cause a reduction in the mechanical properties (becoming brittle) of the paper tapes.

Die Unterteilung in- evakuierte Räume von verschiedenen Drucken ermöglicht außerdem sogar verschiedene Bearbeitungsverfahren in einem Arbeitsgang zus,arnmenzufasisen"die bisher nicht bei einem bestimmten Gasdruck im Vakuum ausgeführt werden konnten.The subdivision of evacuated rooms of different pressures enables In addition, various machining processes can be added to the beveling in one operation previously could not be carried out at a certain gas pressure in a vacuum.

Es ist z. B. schon vo-rgeschl@agen worden, Oberflächen von Stoffen, auf welche. im, Vakuum metallische Schichten aufgebracht werden sollen, durch Glimmentladung vorzubehandeln. Diese letztere erfordert nun zur Ionisation einen bestimmten Druck, der eriheib'li!ch ,größer :sein mzuß als derjenige, bei dem später die Au.fbiringung der metallischen Schichiten erfolgen kann. Die Behandlung mittels, Glimmentladung .läßt sich am laufenr den Band in einem evakuierten Raum von passendem Druck vornehmen, wonach das Band durch Passieren einer Schleuse in .den Arbeitstraum geführt wird, welcher einen für die M.etafili@sierumg notwendigen wesentlich niederen Gasdruck hat. Auf diese Art sind, zwei räumlich getrennte Bearbeitungen in einem laufenden Arbeitsgang möglich geworden.It is Z. B. has already been suggested, surfaces of fabrics, on which. Metallic layers are to be applied in a vacuum by means of a glow discharge to be pretreated. The latter now requires a certain pressure for ionization, the eriheib'li! ch, greater: his must than the one who will later receive the order the metallic Schichiten can be done. Treatment by means of glow discharge Can be done on the running belt in an evacuated room with suitable pressure, after which the tape is guided into the working space by passing through a sluice, which a much lower gas pressure necessary for the M.etafili@sierumg Has. In this way, two spatially separate processes are in one running Operation has become possible.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Procedure to avoid the escaping Processing difficulties of running belts caused by gases in a vacuum gas-emitting substances, characterized in that all, those Arbekisgän, ge, for the .the low pressure of the high vacuum, which. enables the gases to escape, in the processing room is not required, carried out under higher pressure and -the belts only briefly to the lower pressure of the evacuated processing room are exposed, so that the small amount of gas escaped in the process @; later, under higher: pressure. a. contraption to carry out the procedure, after. Claim r, characterized by several from the tapes, e.g. B. Paper, id! And running vacuum spaces, of which those in which the Absipü'1- u id winding devices are under a higher one Pressure stand as the space for the actual processing of the tapes, whereby the higher pressure is sio 'high that noicih, no disturbing gas from the band entry. 3. Apparatus according to claim a, characterized in that -the rooms, -through which the belt runs, are connected by locks. 4. Precaution according to claim a and 3 for the processing of continuously running paper tapes, characterized in that a pressure is provided for the unwinding and winding spaces is the one at the temperatures prevailing in these rooms above & m vapor pressure of the water. 5. The method according to claim z, characterized in that d @ aß a Pretreatment of the ligaments by charging the ligaments: at. ; higher pressure than he was for the metallization necessary eats, is carried out, after which, that; Band through a Lock is brought into the work space, which is necessary for the metal sizing, n Has low guest pressure, and both treatments are in progress be performed.