FR2499324A1 - APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING A PLASTIC FILM WITH CORONA EFFECT - Google Patents
APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING A PLASTIC FILM WITH CORONA EFFECT Download PDFInfo
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL ET UN PROCEDE DE TRAITEMENT D'UN FILM DE MATIERE PLASTIQUE PAR EFFET CORONA. DANS LEDIT APPAREIL, LE ROULEAU DE TRAITEMENT MIS A LA MASSE COMPREND DEUX CYLINDRES CONCENTRIQUES 1, 4 ELECTRIQUEMENT CONDUCTEURS. UNE MATIERE DIELECTRIQUE COMBLE L'INTERVALLE 6 SEPARANT LES CYLINDRES INTERNE 1 ET EXTERNE 4. APPLICATION A L'AMELIORATION DE L'ADHERENCE SUPERFICIELLE DE FILMS DE MATIERE PLASTIQUE.THE INVENTION RELATES TO AN APPARATUS AND A PROCESS FOR TREATMENT OF A PLASTIC MATERIAL FILM BY THE CORONA EFFECT. IN THIS APPLIANCE, THE EARTHED TREATMENT ROLLER CONSISTS OF TWO CONCENTRIC CYLINDERS 1, 4 ELECTRICALLY CONDUCTIVE. A DIELECTRIC MATERIAL FILLS THE GAP 6 SEPARATING THE INTERNAL 1 AND EXTERNAL CYLINDERS 4. APPLICATION TO THE IMPROVEMENT OF THE SURFACE ADHESION OF PLASTIC MATERIALS.
Description
La présente invention se rapporte à un tambour ou rouleau perfectionnéThe present invention relates to an improved drum or roll
supportant un film de matière plastique, ainsi qu'à l'utilisation de ce rouleau lors du traitement électrique de ce film, c'est-à-dire lors du traitement par effet corona (effluves) de films de matière plastique pour améliorer l'adhérence d'encres, d'adhésifs supporting a plastic film, and the use of this roll during the electrical treatment of this film, that is to say during the corona treatment (scent) of plastic films to improve the adhesion of inks, adhesives
ou substances analogues à la surface de ces films. or substances similar to the surface of these films.
Le tambour ou rouleau classique de support uti- The conventional drum or roll of support
lisé dans un tel traitement consiste en un cylindre électriquement conducteur monté sur un arbre concentrique et présentant un revêtement ininterrompu de matière in such treatment consists of an electrically conductive cylinder mounted on a concentric shaft and having an uninterrupted coating of material
électriquement isolante sur sa surface externe, qui assu- electrically insulating on its outer surface, which ensures
re un contact effectif avec le film de matière plastique re effective contact with the plastic film
supporté par ledit rouleau pendant son traitement. Cepen- supported by said roll during its treatment. How-
dant, aucun des revêtements isolants utilisés à cet effet ne s'est avéré pleinement satisfaisant, étant donné que le verre et les produits céramiques réfractaires sont très onéreux et sujets à la formation de fissures et à l'écaillage du fait de leur fragilité intrinsèque, tandis que la plupart des revêtements à base de polymères se However, none of the insulating coatings used for this purpose have been found to be fully satisfactory, since glass and refractory ceramic products are very expensive and subject to crack formation and flaking because of their intrinsic fragility. while most polymer-based coatings are
détériorent rapidement dans l'environnement de décharges d'ef- deteriorate rapidly in the discharge environment of ef-
fluves, en particulier par suite des effets de la chaleur et de l'ozone et d'autres vapeurs corrosives engendrées pendant ces décharges, et aussi à cause du caractère fluids, particularly as a result of the effects of heat and ozone and other corrosive vapors generated during such discharges, and also because of the
abrasif du film de matière plastique traité. abrasive of the treated plastic film.
La présente invention a par conséquent pour objet de proposer un rouleau perfectionné de traitement, qui peut fonctionner considérablement plus longtemps avant qu'il soit nécessaire de remplacer le matériau It is therefore an object of the present invention to provide an improved processing roll, which can operate considerably longer before it is necessary to replace the material
électriquement isolant.electrically insulating.
L'invention vise également à proposer un procé- The invention also aims to propose a procedure
dé économique de traitement d'un film de matière plasti- economic de treatment of a film of plastic material
que, afin d'améliorer la tension superficielle de ce dernier. that in order to improve the surface tension of the latter.
Le tambour ou rouleau de support selon la présen- The drum or roll of support according to the present
te invention comprend un cylindre externe électriquement conducteur, qui supporte le film de matière plastique; un cylindre interne électriquement conducteur et monté sur un arbre central dans l'alignement concentrique dudit cylindre externe, dont il est espacé; ainsi qu'une couche diélectrique située dans l'intervalle entre lesdits the invention comprises an electrically conductive outer cylinder which supports the plastic film; an electrically conductive inner cylinder mounted on a central shaft in the concentric alignment of said outer cylinder, from which it is spaced; as well as a dielectric layer in the gap between said
cylindres interne et externe.internal and external cylinders.
L'invention va à présent être décrite plus en The invention will now be described more in
détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nulle- detail with reference to the annexed drawing as an example
ment limitatif et sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'une forme de réalisation appropriée d'un rouleau de traitement; et la figure 2 est une vue en perspective illustrant l'utilisation de ce rouleau lors du traitement par effet FIG. 1 is a partial longitudinal section of a suitable embodiment of a treatment roller; and FIG. 2 is a perspective view illustrating the use of this roller during the effect treatment.
corona d'un film de matière plastique. corona of a plastic film.
Sur la figure 1, qui illustre l'une des zones extrêmes du rouleau de traitement, on voit un cylindre interne 1 électriquement conducteur, réalisé en n'importe quel métal approprié qui ne doit pas nécessairement résister à la corrosion étant donné que le cylindre n'est In FIG. 1, which illustrates one of the end zones of the treatment roller, there is an internal electrically conductive cylinder 1 made of any suitable metal which does not necessarily have to withstand corrosion since the cylinder 'is
pas exposé à un environnement de décharges d'effluves. not exposed to a discharge environment.
Pour des raisons de faible coût et d'allégement, on uti- For reasons of low cost and lightening, it is necessary to
lisera de préférence de l'aluminium pour fabriquer ce cylindre. L'épaisseur du cylindre 1 peut être comprise entre environ 6,35 mm et environ 25,4 mm. Ce cylindre est calé de manière appropriée sur des bouts d'arbre 2, selon l'agencement illustré sur la figure 1, bien que de nombreux autres types de montage soient également possibles. Dans la forme de réalisation illustrée, will preferably read aluminum to make this cylinder. The thickness of the cylinder 1 may be from about 6.35 mm to about 25.4 mm. This cylinder is suitably wedged onto shaft ends 2 according to the arrangement illustrated in FIG. 1, although many other types of mounting are also possible. In the illustrated embodiment,
chaque extrémité du cylindre 1 est assujettie, par exem- each end of the cylinder 1 is subject, for example
ple emmanchée par retrait, sur un bloc cylindrique 3 fabriqué en un métal électriquement conducteur, par exemple de l'aluminium ou n'importe quel autre métal in a cylindrical block 3 made of an electrically conductive metal, for example aluminum or any other metal
utilisé pour fabriquer le cylindre 1. Les blocs 3 assu- used to make the cylinder 1. The blocks 3
rent la stabilité structurelle du rouleau et un alignement précis avec l'arbre central sur lequel ces blocs sont the structural stability of the roller and precise alignment with the central shaft on which these blocks are
montés, avantageusement emmanchés par retrait. mounted, advantageously fitted by withdrawal.
Un cylindre externe 4, situé à distance du cylin- dre interne 1, est réalisé en une matière électriquement conductrice et résistant à la corrosion, telle que de An outer cylinder 4, located at a distance from the inner cylinder 1, is made of an electrically conductive material and resistant to corrosion, such as
l'acier inoxydable ou d'autres aciers alliés appropriés. stainless steel or other suitable alloy steels.
L'épaisseur du cylindre externe peut être comprise entre environ 6,35 mm et environ 19,05 mm. Un intervalle 6 entre les cylindres interne 1 et externe 4 est comblé le plus possible par une matière électriquement isolante présentant une constante diélectrique et une rigidité diélectrique suffisamment élevées pour résister aux forts The thickness of the outer cylinder can be from about 6.35 mm to about 19.05 mm. An interval 6 between the inner and outer cylinders 4 is filled as much as possible by an electrically insulating material having a dielectric constant and a dielectric strength sufficiently high to withstand the strong
potentiels nécessaires au traitement par effluves. L'écar- potentials required for corona treatment. The bus-
tement compris entre les cylindres interne et externe, qui correspond à l'épaisseur de la matière diélectrique, est maintenu entre 0,76 mm et environ 3,8 mm, de préférence between the inner and outer cylinders, which corresponds to the thickness of the dielectric material, is maintained between 0.76 mm and approximately 3.8 mm, preferably
entre environ 2,03 mm et environ 3,17 mm. between about 2.03 mm and about 3.17 mm.
Des bouchons extrêmes isolants 7, assujettis Insulating extreme caps 7, subject
aux blocs 3 par des vis 8 ( dont deux sur les huit utili- to blocks 3 by screws 8 (two out of the eight used
sées sont illustrées sur la figure 1), servent à proté- are shown in Figure 1), serve to protect
ger l'espace interne du rouleau de l'influence corrosive exercée par l'ozone, et à supporter l'arbre central sans provoquer de courts-circuits électriques. Le Téflon est une matière appropriée pour fabriquer les bouchons manage the internal space of the roll of the corrosive influence exerted by the ozone, and to support the central shaft without causing electric short-circuits. Teflon is a suitable material for making corks
extrêmes, encore que de nombreux autres matériaux iso- extremes, although many other
lants dont la rigidité structurelle est suffisante lants whose structural rigidity is sufficient
puissent être utilisés à cet effet avec la même efficaci- can be used for this purpose with the same efficiency.
té. A chacune de ses extrémités, le cylindre externe 4 est fixé aux bouchons isolants 7 au moyen de vis 9 ( dont you. At each of its ends, the outer cylinder 4 is fixed to the insulating plugs 7 by means of screws 9 (of which
deux sur les huit utilisées sont illustrées sur la figu- two of the eight used are illustrated in the figure
re 1).re 1).
Parmi les matières appropriées présentant les Among the appropriate subjects presenting the
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caractéristiques diélectriques requises pour constituer la couche isolante placée dans l'intervalle 6 ( voir dielectric characteristics required to form the insulating layer placed in the gap 6 (see
ci-avant), on peut citer les -résines époxyde, des coimbi- above), epoxy resins, coaxial
naisons de fibres de verre et de résine époxyde, l'Hypalon, le Téflon, du polyester, du caoutchouc siliconé ( brut ou fiberglass and epoxy resin, Hypalon, Teflon, polyester, silicone rubber (raw or
traité) et des substances à base de particules de sili- treated) and silicon-based substances
cate ou de céramique. Les constantes diélectriques de ces cate or ceramic. The dielectric constants of these
matériaux isolants sont comprises typiquement entre envi- insulating materials are typically between
ron 2,5 et environ 5 et leur rigidité diélec- 2.5 and about 5 and their dielectric strength
trique est comprise entre-environ 10 kV/mm et environ 2OkV/mm. L'isolation peut être obtenue par différents The scale is from about 10 kV / mm to about 20 kV / mm. The insulation can be obtained by different
procédés en fonction de la nature de la matière diélectri- processes according to the nature of the dielectric material
que. Par exemple, on peut verser des substances pulvéru- than. For example, powdery substances can be
lentes inorganiques dans l'intervalle après que les consti- inorganic slow in the meantime after the
tuants du rouleau de traitement ont été assemblés. De même, Killing of the treatment roller were assembled. Similarly,
on peut verser ou injecter des fluides visqueux dans cet- viscous fluids can be poured or injected into this
intervalle une fois l'assemblage achevé. En variante, des manchons préfabriqués en isolant diélectrique peuvent être placés sur le cylindre interne avant sa mise en place sur le cylindre externe. D'une manière analogue, des substances devant être pulvérisées ou badigeonnnées sur une surface avant leur durcissement sont appliquées interval after assembly is complete. Alternatively, prefabricated sleeves made of dielectric insulation may be placed on the inner cylinder before being placed on the outer cylinder. In a similar manner, substances to be sprayed or brushed onto a surface before curing are applied
sur toute la surface externe du cylindre interne. Des revê- over the entire outer surface of the inner cylinder. Coatings
tements de résine époxyde renforcée par des fibres de verre sont avantageusement appliqués en enroulant tout d'abord un epoxy resin reinforced with glass fibers are advantageously applied by first winding a
filament de verre sur le cylindre interne, puis en pulvé- glass filament on the inner cylinder and then sprayed
risant la résine époxyde pour combler les vides entre risking the epoxy resin to fill the gaps between
les spires.the turns.
Quel que soit le procédé utilisé pour mettre en place la couche isolante dans l'intervalle 6, il convient d'éviter le plus possible d'emprisonner de l'air dans cette couche, ou bien des problèmes d'amorçage d'arcs apparaissent aux endroits o la quantité de matière diélectrique est insuffisante. De ce fait, il faut veiller avec soin à éviter la formation de bulles d'air sous les manchons de revêtement et dans des revêtements pulvérisés et badigeonnés. Un procédé préféré pour mettre en place le cylindre externe 4 sur le cylindre interne revêtu de la couche isolante est le procédé d'emmanchement par retrait, qui réduit les risques d'emprisonnement de l'air entre ladite couche et ledit cylindre externe. Lorsque la couche isolante est composée de matériau dur tel qu'une Whatever the method used to set up the insulating layer in the interval 6, it is advisable to avoid as much as possible trapping air in this layer, or problems of arcing occur at places where the amount of dielectric material is insufficient. Therefore, care must be taken to avoid the formation of air bubbles under the coating sleeves and in sprayed and brushed coatings. A preferred method for placing the outer cylinder 4 on the inner cylinder coated with the insulating layer is the shrink-fit method, which reduces the risk of entrapment of air between said layer and said outer cylinder. When the insulating layer is made of hard material such as a
résine époxyde, renforcée de verre ou non, il est avan- epoxy resin, reinforced with glass or not, it is
tageux de meuler en plus la surface de cette couche tageux grinding in addition to the surface of this layer
jusqu'à obtenir un fini lisse après qu'elle a été appli- to a smooth finish after it has been applied
quée sur le cylindre interne. Après l'assemblage, la surface du cylindre externe 4 est de préférence meulée on the inner cylinder. After assembly, the surface of the outer cylinder 4 is preferably ground
pour obtenir un fini aussi lisse que possible. to obtain a finish as smooth as possible.
La figure 2 illustre l'utilisation du rouleau de la figure 1 pour le traitement d'un film de matière plastique par effet corona. Ce film 10, guidé par des Figure 2 illustrates the use of the roller of Figure 1 for corona plastic film processing. This film 10, guided by
cylindres fous 11 et 12, passe sur le rouleau de traite- idle cylinders 11 and 12, passes on the treatment roller.
ment qui est mis à la masse par un conducteur de terre 13 raccordé à l'arbre 2. La référence 14 désigne une électrode connectée à une source d'énergie électrique which is grounded by a grounding conductor 13 connected to the shaft 2. The reference 14 designates an electrode connected to a source of electrical energy
appropriée, à haute fréquence et à potentiel élevé. appropriate, high frequency and high potential.
L'électrode est espacée du rouleau de traitement, paral- The electrode is spaced from the treatment roller, parallel to
lèlement à l'axe de ce dernier, d'o résulte la formation d'un entrefer uniforme entre l'électrode et le film passant sur le rouleau. L'écartement est habituellement maintenu inférieur à environ 6,35 mm et, de préférence, d'environ 0,5 mm à environ 1,52 mm. Il est recommandé de maintenir le potentiel entre l'électrode et le rouleau de traitement entre environ 3000 V et environ 30 000 V, et le traitement est exécuté typiquement à une fréquence parallel to the axis of the latter, o o results in the formation of a uniform gap between the electrode and the film passing on the roller. The spacing is usually kept below about 6.35 mm and preferably from about 0.5 mm to about 1.52 mm. It is recommended to maintain the potential between the electrode and the treatment roller between about 3000 V and about 30 000 V, and the treatment is typically performed at a frequency
d'environ 0,6 kHz à environ 25 kHz. from about 0.6 kHz to about 25 kHz.
Dans un exemple de réalisation spécifique d'un rouleau de traitement illustré pour l'essentiel sur les figures 1 et 2, la longueur hors-tout de ce rouleau est d'environ 165 cm et son diamètre externe mesure environ 16,5 cm. L'épaisseur de la paroi du cylindre 1, fabriqué en aluminium, est d'environ 3,17 mm. L'épaisseur de la couche isolante (résine époxjde renforcée de fibres de verre) comblant intégralement l'intervalle 6 est d'environ 2,54mm et l'épaisseur du cylindre externe 4 réalisé en acier In a specific exemplary embodiment of a treatment roller shown essentially in Figures 1 and 2, the overall length of this roll is about 165 cm and its outer diameter is about 16.5 cm. The wall thickness of the cylinder 1, made of aluminum, is about 3.17 mm. The thickness of the insulating layer (fiberglass reinforced epoxy resin) completely filling the gap 6 is about 2.54 mm and the thickness of the outer cylinder 4 made of steel
inoxydable est d'environ 3,17 mm.stainless is about 3.17 mm.
De nombreuses matières plastiques constituant le film peuvent être traitées par effet corona conformément Many plastics constituting the film can be corona treated according to
à l'invention, parmi lesquelles on citera les polyolé- to the invention, among which mention will be made of polyole-
fines comme les polyéthylènes, les polypropylènes,le polybutène-1 et les copolymères à base de deux oléfines ou plus ayant de 2 à 8 atomes de carbone. On peut également citer, parmi les matières plastiques constituant le film, le polystyrène, le chlorure de polyvinyle, les copolymères de chlorure de vinyle, les polyamides et autres matières. Il est évident que les termes " matières plastiques " et " polymère " utilisés dans le présent mémoire englobent les homopolymères, les copolymères, such as polyethylenes, polypropylenes, polybutene-1 and copolymers based on two or more olefins having from 2 to 8 carbon atoms. Other plastics constituting the film include polystyrene, polyvinyl chloride, copolymers of vinyl chloride, polyamides and other materials. It is obvious that the terms "plastics" and "polymer" used herein include homopolymers, copolymers,
les terpolymères, les stratifiés de copolymères séquen- terpolymers, laminates of block copolymers
cés, et matières analogues. L'épaisseur du film est main- and similar materials. The thickness of the film is now
tenue généralement entre environ 2,54/5wn et environ 508,wm. Les avantages procurés par l'invention sont nombreux. Les incidents dus à la combustion et à des défaillances du rouleau sont notablement diminués et les vitesses de la chaîne de traitement peuvent être augmentées sans soulever aucune difficulté due à la typically held between about 2.54 / 5wn and about 508, wm. The advantages provided by the invention are numerous. Incidents due to combustion and roller failures are significantly reduced and the speeds of the processing chain can be increased without raising any difficulties due to
puissance plus importante nécessaire. greater power needed.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au procédé It goes without saying that many modifications can be made to the apparatus and the process
décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. described and shown, without departing from the scope of the invention.
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