ES2613679T3 - Aparato para tratamiento con plasma con un rodillo apoyado tal que puede girar en una carcasa de mango - Google Patents

Aparato para tratamiento con plasma con un rodillo apoyado tal que puede girar en una carcasa de mango Download PDF

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Abstract

Aparato para tratamiento con plasma, para tratar una superficie con un campo de plasma de barrera dieléctrica, que se genera entre un electrodo (16) alimentado con alta tensión y la superficie, en el que el electrodo (16) forma con un dieléctrico (17) que rodea el electrodo (16) un rodillo (6) apoyado tal que puede girar en una carcasa de mango (1) y que puede rodar sobre la superficie, caracterizado porque el rodillo (6) está configurado tal que puede adaptarse flexiblemente a irregularidades de la superficie y presenta una superficie de rodadura con sobreelevaciones (19, 19'), entre las que se encuentran espacios intermedios (20) que configuran el campo de plasma.

Description

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APARATO PARA TRATAMIENTO CON PLASMA CON UN RODILLO APOYADO TAL QUE PUEDE GIRAR EN
UNA CARCASA DE MANGO
DESCRIPCION
La invencion se refiere a un aparato para tratamiento con plasma para tratar una superficie con un campo de plasma de barrera dielectrica, que se genera entre un electrodo alimentado con alta tension y la superficie, en el que el electrodo forma con un dielectrico que rodea el electrodo un rodillo apoyado tal que puede girar en una carcasa de mango, que puede rodar sobre la superficie.
Se conoce el tratamiento de superficies con un plasma para los mas diversos propositos. Asf, superficies de plastico que no pueden recubrirse, o solo muy diffcilmente, por ejemplo barnizarse, sin tratamiento previo, pueden recubrirse mucho mejor despues de un tratamiento con plasma. Esto mismo sucede en superficies con queratina, como por ejemplo el cabello, que despues de un tratamiento con plasma absorben mucho mejor los productos de tratamiento o cuidado. Tambien se conoce la desinfeccion de superficies con un tratamiento con plasma. Tambien es posible un tratamiento con plasma en el cuerpo vivo, para mejorar la capacidad de absorcion de la piel para productos de cuidado y curacion, en particular para la cicatrizacion de heridas y para desinfectar las superficies afectadas.
Mientras que para el tratamiento con plasma para el procesamiento de material el campo de plasma puede generarse directamente entre dos electrodos, es conveniente en muchos casos prever una llamada descarga de plasma de barrera dielectrica. En una descarga de plasma de barrera dielectrica, se ioniza aire u otro gas mediante un campo de alta tension, pero el flujo de corriente que resulta per se debido a la gran diferencia de potencial se impide mediante un dielectrico intercalado. Por lo tanto, se conoce el alojamiento de un electrodo de alta tension en un dielectrico para evitar con seguridad la formacion de un arco electrico y para producir el campo de plasma con un contraelectrodo, pudiendo servir la superficie a tratar como contraelectrodo, que usualmente se conecta a masa, cuando el material de la superficie a tratar es electricamente conductor. Mediante el documento WO 2011/076193 A1 se conoce una configuracion plana de un electrodo plano alojado en un dielectrico flexible, que puede colocarse sobre una superficie y que, debido a su flexibilidad, puede adaptarse en cierta medida a irregularidades de la superficie. La superficie de la configuracion de electrodo esta dotada entonces de sobreelevaciones con forma de boton, para asegurar cuando se colocan sobre la superficie a tratar espacios de aire en los espacios intermedios entre las sobreelevaciones, en los que puede formarse el plasma. Una tal configuracion no es universalmente aplicable, ya que el tamano del conjunto del electrodo ha de estar adaptado al tamano del area a tratar, para permitir un tratamiento racional y razonable de la superficie.
El documento WO2006/116252 A2 da a conocer un equipo de descarga de barrera dielectrica con un electrodo de rodillo.
Por una publicacion en Internet de MBM Science Bridge GmbH, Gottingen, se conoce un denominado rodillo de plasma, que consiste en un tubo de cobre revestido de ceramica como electrodo. El rodillo se conduce sobre la superficie a tratar como un rodillo de pintura, con lo que forma un contacto lineal con la superficie. El campo de plasma se forma claramente a ambos lados del contacto lineal. El rodillo de plasma resulta adecuado para la desinfeccion de paredes, suelos o muebles, asf como para el tratamiento previo de estos objetos para pintarlos u otros recubrimientos sin disolventes e imprimaciones, cuando el rodillo de plasma se conduce varias veces sobre la superficie a tratar.
El diseno ya conocido del rodillo de plasma solo es adecuado para superficies lisas y tiene el inconveniente de que en funcion de la distancia a la lmea de contacto del rodillo de plasma con la superficie se forman campos de plasma fuertemente descendentes, por lo que no es posible un tratamiento con plasma controlado y definido.
Por lo tanto, la presente invencion tiene como objetivo basico ampliar el campo de aplicacion para un sistema de electrodo configurado como rodillo para un tratamiento con plasma y permitir un tratamiento con plasma mejor definido y controlado.
Para conseguir este objetivo, se caracteriza un aparato de tratamiento por plasma del tipo mencionado al principio de acuerdo con la invencion porque el rodillo esta configurado tal que puede adaptarse flexiblemente a irregularidades de la superficie y presenta una superficie de rodadura con sobreelevaciones, entre las que se encuentran espacios intermedios que configuran el campo de plasma.
El aparato para el tratamiento con plasma de acuerdo con la invencion presenta asf un rodillo que puede adaptarse flexiblemente a irregularidades de la superficie. Para ello el dielectrico esta formado particularmente por un material elastico blando y preferiblemente con una dureza Shore A entre 30 y 60. Son materiales elasticos blandos adecuados los elastomeros termoplasticos (TPE). Un aparato para el tratamiento con plasma de acuerdo con la invencion puede adaptarse asf a las irregularidades de la superficie ya mediante el diseno elastico blando del dielectrico, incluso si el propio electrodo es ngido. Sin embargo, en una forma de realizacion preferida de la invencion tambien el electrodo esta disenado flexible, estando compuesto por lo tanto por un material flexible, que con piezas terminales ngidas esta apoyado tal que puede girar en la carcasa del mango. El apoyo se realiza con preferencia en ambos extremos del electrodo. Pero tambien es posible un apoyo del electrodo solo por un lado, estando formado asf con un extremo libre.
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De acuerdo con la invencion, la superficie del rodillo esta provista ademas de numerosas sobreelevaciones, entre las cuales hay espacios intermedios en los que se forma el campo de plasma. El rodillo tiene aqu numerosas sobreelevaciones, que pueden estar dispuestas regular o irregularmente en la superficie. Los espacios intermedios entre las sobreelevaciones estan con preferencia unidos entre sf, con lo que puede configurarse un espacio unitario de gas alrededor de las sobreelevaciones cuando el rodillo se apoye en la superficie a tratar, dado el caso bajo presion. Debido a la configuracion blanda del dielectrico y dado el caso a la flexibilidad del electrodo, se configura tambien en la zona de contacto entre el rodillo y la superficie a tratar un campo de plasma relativamente amplio, que solo se interrumpe en los puntos de apoyo, que no forman ninguna lmea ininterrumpida, sino que constituyen solo superficies de contacto puntuales a lo largo de una banda de contacto entre la superficie del rodillo y la superficie a tratar, entre las cuales puede configurarse un campo de plasma en un espacio intermedio entre los puntos de contacto. Puesto que al realizar la rodadura la posicion de los puntos de contacto vana constantemente, resulta asf un campo de plasma relativamente amplio con una intensidad de campo casi homogenea, mediante el cual es posible un tratamiento de la superficie con plasma controlado y definido.
El aparato para el tratamiento con plasma de acuerdo con la invencion es adecuado para todos los campos de aplicacion antes mencionados, para los cuales son adecuados los aparatos de plasma conocidos. Ademas, el aparato para el tratamiento con plasma de acuerdo con la invencion hace posible un tratamiento de superficies irregulares de cualquier tamano con un tratamiento con plasma no obstante mejor definido. Esto es importante en particular para el tratamiento con plasma de la piel de un cuerpo vivo, ya que resulta posible con un aparato para el tratamiento con plasma de acuerdo con la invencion, eligiendo un rodillo de tamano adecuado, un tratamiento controlado de la piel del rostro o de la piel de otras partes del cuerpo.
La flexibilidad preferente del propio electrodo puede realizarse con diferentes ejecuciones del electrodo. En una forma de realizacion especialmente preferida esta compuesto el electrodo por un material elastico como un resorte con piezas terminales ngidas, pudiendo servir las piezas terminales tanto para el apoyo giratorio como tambien para la toma de contacto electrica. Para ello debe poder conducir electricamente al menos una de las piezas terminales ngidas y estar configurada tal que pueda tomar contacto con la fuente de alta tension.
El material elastico como un resorte puede ser un resorte en espiral, tal que el electrodo esta formado por un resorte hueco en espiral.
En otras formas de realizacion puede darse al electrodo la configuracion flexible tambien mediante materiales macizos elasticos como un resorte, que son electricamente conductores. Es posible ademas garantizar la elasticidad como un resorte mediante una cubierta del electrodo con forma de tubo flexible, que puede estar llena de un material electricamente conductor, incluso en forma de un lfquido. El lfquido constituye entonces la parte conductora del electrodo, mientras que la cubierta elastica como un resorte puede ser conductora, pero no necesariamente. Al respecto podna pensarse tambien en que la cubierta elastica como un resorte constituyese el dielectrico, en el que se encuentra un material conductor que puede deformarse, con el que se lleva el potencial de alta tension definido a una distancia a la superficie a tratar definida por el dielectrico.
En un ejemplo de realizacion preferente rodea la carcasa de mango el rodillo casi por completo y deja libre solo una pequena abertura, de la que sobresale solo un pequeno tramo perimetral del rodillo. El tramo perimetral que sobresale puede extenderse por lo tanto por entre 20 y 120 grados angulares.
En una variante de la invencion puede apoyar una carcasa de mango tambien varios rodillos, que se conducen uno detras de otro en la direccion del movimiento sobre la superficie a tratar. Ademas es posible constituir un rodillo mediante varios rodillos parciales a lo largo de la longitud axial.
La invencion se explicara con mas detalle a continuacion en base a ejemplos de realizacion. Se muestra en:
figura 1 una representacion completa, parcialmente seccionada, de un aparato para el tratamiento con plasma de acuerdo con la invencion;
figura 2 una representacion ampliada de una primera forma de realizacion de un rodillo con un electrodo flexible; figura 3 una representacion del aparato para el tratamiento con plasma segun la figura 1, de una vista de la superficie de un ejemplo de realizacion de un dielectrico;
figura 4 una vista esquematica de un segundo ejemplo de realizacion de un rodillo configurado de acuerdo con la invencion;
figura 5 una representacion en seccion a traves del rodillo de la figura 4.
Tal como muestra el ejemplo de realizacion de la figura 1, puede presentar el aparato para el tratamiento con plasma una carcasa de mango 1, que tiene una parte de mango 2 y una parte de sujecion 3. La parte de mango 2 es apta para agarrarla abarcandola con una mano y puede estar provista de superficies antideslizantes convencionales que aseguran el asimiento.
La parte de sujecion 3 presenta dos brazos 4 paralelos orientados alejandose de la parte de mango 2, entre los cuales se encuentra un espacio libre 5. En los extremos de los brazos 4 esta apoyado tal que puede girar un sistema de electrodo en forma de un rodillo 6, tal como se explicara posteriormente mas en detalle. El rodillo 6 alojado en el espacio libre 5 esta cubierto por la carcasa de mango 1 en su lado superior y lado inferior casi por completo y solo sobresale de la carcasa de mango 1 con una pequena parte del contorno del rodillo 6. Esto tiene como
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consecuencia que la carcasa de mango 1 con la parte de mango 2 tiene que mantenerse esencialmente en perpendicular a la superficie a tratar, para que una parte del contorno del rodillo 6 tenga el contacto deseado con la superficie a tratar (no representada).
La figura 2 muestra una vista en seccion ampliada de algunos detalles del diseno de la parte de sujecion 3 de la carcasa de mango 1 y del rodillo 6 en una primera forma de realizacion. La parte de sujecion 3 presenta canales 7 que discurren hacia ambos brazos 4, por los que se conducen lmeas de alta tension. Estas se unen con un cilindro metalico hueco 8, que se conduce por una camara asociada de la parte de sujecion 3 tal que pueden deslizarse ligeramente en direccion axial. Un resorte de presion 9 que se apoya en el cilindro hueco 8, empuja al cilindro hueco, que tiene una superficie frontal concava 10, contra un segmento esferico 11 de una pieza terminal 12 metalica del rodillo 6. La pieza terminal 12 metalica esta unida de manera resistente al giro con el rodillo 6 y apoyada tal que pueda girar con una parte cilmdrica 13 en un canal correspondiente de la parte de sujecion 3. Por consiguiente puede girar el segmento esferico 11 respecto a la superficie frontal concava 10, manteniendose el contacto electrico mediante la presion del resorte de presion 9.
La pieza terminal 12 penetra con un segmento de espiga 14 que tiene un diametro mayor que el segmento cilmdrico 3, encajando en una configuracion cilmdrica hueca de un resorte en espiral 15, que en sus dos extremos se cierra con una pieza terminal 12 y esta apoyado tal que puede girar en la parte de sujecion 3 de la carcasa de mango 1. Entre ambas piezas terminales 12 esta constituido el resorte en espiral 15 por espiras adyacentes del resorte en espiral. El resorte en espiral 15 forma con las piezas terminales 12 metalicas un electrodo alargado 16, apoyado tal que puede girar, que debido al resorte en espiral 15 puede desviarse localmente debido a irregularidades de la superficie a tratar y por lo tanto puede seguir curvatures de la superficie a tratar durante la rodadura.
El electrodo 16 asf formado esta rodeado en toda su superficie de cubierta por un dielectrico 17 con forma de tubo flexible. El dielectrico 17 esta compuesto por un material flexible, que permite y participa en la deformacion descrita del electrodo flexible. El dielectrico 17 se cierra en ambos extremos frontales mediante respectivos discos anulares
18, que presentan respectivas aberturas de paso que permiten el paso a traves del segmento cilmdrico 13 y donde puede apoyarse el correspondiente extremo del resorte en espiral 15.
El dielectrico 17 esta compuesto por un material elastico blando, con preferencia por TPE y presenta en su superficie exterior una pluralidad de sobreelevaciones 19 en forma de botones a modo de pequenas protuberancias.
La vista de la figura 3 muestra que las sobreelevaciones 19 son pequenos botones en forma de cupula, que tienen aproximadamente forma semiesferica, siendo el radio de los botones con preferencia de entre 0,2 y 0,5 mm, con lo que resulta un diametro de boton de 0,4 a 1,0 mm y una altura de los botones entre 0,2 y 0,5 mm. Las sobreelevaciones 19 estan en el ejemplo de realizacion representado en la figura 3, dispuestas alineadas axialmente en filas, estando situadas las sobreelevaciones 19 de las lmeas axiales contiguas desplazadas entre sf De ello resulta el correspondiente espacio intermedio 20 entre dos botones (en cualquier direccion), que tambien corresponde aproximadamente al diametro del boton o que puede ser algo mas grande. Los espacios intermedios 20 estan conectados entre sf, con lo que en la superficie no se configuran celdas cerradas mediante sobreelevaciones
19. Tambien sena posible una tal configuracion por ejemplo mediante sobreelevaciones en forma de panal, pero no se prefiere como forma de realizacion.
La forma de realizacion representada en las figuras 4 y 5 de un electrodo 16 difiere de la forma de realizacion de las figuras 2 y 3 solamente en que el dielectrico 17 esta formado por sobreelevaciones 19' en forma de hilo que discurre alrededor en espiral con distancias mayores, que se une con la superficie del dielectrico 17. Las sobreelevaciones 19' en forma del hilo pueden formar una sola pieza con el dielectrico 17 o bien colocarse a posteriori sobre la superficie del dielectrico 17. El material de la sobreelevacion 19' puede ser cualquiera, cuando la sobreelevacion 19' esta configurada separada del dielectrico 17. La sobreelevacion 19' puede estar compuesta por un material conductor o preferiblemente no conductor. Como material conductor asumina la sobreelevacion 19' el potencial de masa cuando entra en contacto con la superficie a tratar, conectada con masa. El dielectrico 17 evita con seguridad un flujo de corriente desde las sobreelevaciones 19' al electrodo 16. Puede observarse que las sobreelevaciones 19' podnan aplicarse facilmente sobre la superficie de un dielectrico 17 posteriormente y fijarse alli, para establecer asf la distancia entre la superficie del dielectrico 17 y la superficie a tratar, formandose un espacio de aire definido para configurar el campo del plasma. Tambien se observa que durante la rodadura del rodillo 6 sobre la superficie a tratar, se mueven los correspondientes puntos de contacto entre la sobreelevacion 19' y la superficie a tratar, de manera que queda asegurado un tratamiento de plasma uniforme de la superficie.
Los ejemplos de realizaciones representados no pretenden ser limitativos de ninguna manera. Pueden realizarse sin mas en el marco de la invencion otras formas y modelos de sobreelevaciones 19, 19'. La invencion viene definida por las adjuntas reivindicaciones.
Ademas, el dimensionado de la altura a prever razonablemente para las sobreelevaciones 19, 19', para la correspondiente tarea de tratamiento, queda a criterio del punto de vista profesional. No obstante, en general procedera una sobreelevacion entre 0,2 y 1,5 mm. Las superficie ocupada por las sobreelevaciones 19, 19' debe ser una fraccion de 1 a 15% de la superficie de los espacios intermedios 20. Es esencial al respecto que las sobreelevaciones 19, 19' originen siempre contactos puntiformes o de area pequena con la superficie a tratar y se eviten superficies de contacto conectadas mas grandes.

Claims (9)

  1. 5
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    15
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    35
    REIVINDICACIONES
    1. Aparato para tratamiento con plasma, para tratar una superficie con un campo de plasma de barrera dielectrica, que se genera entre un electrodo (16) alimentado con alta tension y la superficie, en el que el electrodo (16) forma con un dielectrico (17) que rodea el electrodo (16) un rodillo (6) apoyado tal que puede girar en una carcasa de mango (1) y que puede rodar sobre la superficie,
    caracterizado porque el rodillo (6) esta configurado tal que puede adaptarse flexiblemente a irregularidades de la superficie y presenta una superficie de rodadura con sobreelevaciones (19, 19'), entre las que se encuentran espacios intermedios (20) que configuran el campo de plasma.
  2. 2. Aparato para tratamiento con plasma segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los espacios intermedios (20) estan conectados entre sf
  3. 3. Aparato para tratamiento con plasma segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque el dielectrico (17) esta formado por un plastico elastico blando.
  4. 4. Aparato para tratamiento con plasma segun la reivindicacion 3,
    caracterizado porque el plastico elastico blando presenta una dureza Shore (A) entre 30 y 60.
  5. 5. Aparato para tratamiento con plasma segun una de las reivindicaciones 1 a 4,
    caracterizado porque el rodillo (6) esta apoyado con sus dos extremos en la carcasa de mango (1) tal que puede girar.
  6. 6. Aparato para tratamiento con plasma segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el electrodo (16) esta configurado flexible.
  7. 7. Aparato para tratamiento con plasma segun la reivindicacion 6,
    caracterizado porque el electrodo (16) esta formado por un material elastico como un resorte con piezas terminales (12) ngidas.
  8. 8. Aparato para tratamiento con plasma segun la reivindicacion 7,
    caracterizado porque el material elastico como un resorte es un resorte en espiral (15).
  9. 9. Aparato para tratamiento con plasma segun la reivindicacion 7 u 8,
    caracterizado porque al menos una de las piezas terminales ngidas (12) esta configurada electricamente conductora y tal que puede tomar contacto con una fuente de alta tension.
ES14703022.5T 2013-01-15 2014-01-02 Aparato para tratamiento con plasma con un rodillo apoyado tal que puede girar en una carcasa de mango Active ES2613679T3 (es)

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