RU2180617C2 - Method and device for preliminary activation of surface of molded products of crystalline polymers in glow discharge before painting - Google Patents
Method and device for preliminary activation of surface of molded products of crystalline polymers in glow discharge before painting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180617C2 RU2180617C2 RU2000104046/04A RU2000104046A RU2180617C2 RU 2180617 C2 RU2180617 C2 RU 2180617C2 RU 2000104046/04 A RU2000104046/04 A RU 2000104046/04A RU 2000104046 A RU2000104046 A RU 2000104046A RU 2180617 C2 RU2180617 C2 RU 2180617C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- products
- electrodes
- vacuum chamber
- glow discharge
- chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам обработки изделий из полипропилена, для улучшения адгезионных свойств лакокрасочного покрытия к поверхности изделий без изменения физико-механических свойств материала и может быть использовано в автомобильной промышленности. The invention relates to methods for processing products from polypropylene, to improve the adhesive properties of the paint coating to the surface of the products without changing the physical and mechanical properties of the material and can be used in the automotive industry.
Преимущественная область применения - обработка деталей экстерьера автомобиля, таких как бамперы, молдинги, решетки радиатора и т.д., перед проведением операции окраски. The preferred area of application is the processing of vehicle exterior parts such as bumpers, moldings, radiator grilles, etc., before the painting operation.
В настоящее время применяют различные способы активации поверхности изделий из полимеров. Среди них введение инертных наполнителей на стадии изготовления деталей, травление поверхности химическими реагентами, обработка открытым пламенем. Наиболее перспективными являются способы обработки с применением электрических разрядов различного рода, таких как коронного, тлеющего и т.д. Currently, various methods are used to activate the surface of polymer products. Among them are the introduction of inert fillers at the stage of manufacture of parts, etching of the surface with chemical reagents, and open flame treatment. The most promising are processing methods using various types of electrical discharges, such as corona, smoldering, etc.
Известен способ и устройство для плазменной обработки в вакууме (пат. США 5415819, опубликованный в реферативном сборнике "Изобретение стран мира", вып. 024, 5 за 1996 г., МПК В 29 С 71/04), при котором для обработки изделий применяют устройство, содержащее два или более электропроводных элемента, изолированных друг от друга. Изделия, подлежащие обработке, помещают между элементами так, чтобы создать небольшой ограниченный промежуток между обрабатываемой поверхностью и хотя бы одним из элементов. В названном промежутке создают вакуум, а затем вводят ионизируемый газ. Между элементами, которые действуют как электроды, создают электрическое поле, преобразующее газ в плазму. В результате взаимодействия плазмы с поверхностью изделия поверхность приобретает способность лучше принимать покрытие. A known method and device for plasma processing in vacuum (US Pat. US 5415819, published in the abstract collection "Invention of the World", issue 024, 5 for 1996, IPC B 29 C 71/04), in which for processing products used a device containing two or more electrically conductive elements isolated from each other. Products to be processed are placed between the elements so as to create a small limited gap between the surface to be treated and at least one of the elements. A vacuum is created in the said gap, and then an ionized gas is introduced. Between elements that act as electrodes, an electric field is created that converts gas into plasma. As a result of the interaction of plasma with the surface of the product, the surface acquires the ability to better accept the coating.
Такое изобретение имеет существенный недостаток. Создание ограниченного промежутка между поверхностью изделия и одним из элементов требует индивидуального изготовления последнего с учетом размеров и формы конкретного изделия. Such an invention has a significant drawback. Creating a limited gap between the surface of the product and one of the elements requires the individual manufacture of the latter, taking into account the size and shape of a particular product.
Известен также способ и устройство обработки, при котором осуществляют обработку поверхности полипропиленовых формованных изделий (пат. Японии 62-28812, опубликованный в реферативном сборнике "Изобретение стран мира", вып. С08, 23 за 1987 г., МПК С 08 J 7/00), при котором поверхность изделия из сополимеров полипропилена контактирует при давлении 100 мм рт.ст. с низкотемпературной плазмой, полученной возбуждением тлеющего разряда в среде газообразного кислорода, азота, аргона и/или гелия, при интенсивности обработки плазмой 100...60000 Вт/см2.There is also a known method and processing device in which the surface treatment of polypropylene molded products is carried out (Pat. Japan 62-28812, published in the abstract collection "Invention of the World", issue C08, 23 for 1987, IPC C 08 J 7/00 ), in which the surface of the product from copolymers of polypropylene is contacted at a pressure of 100 mm Hg. with a low-temperature plasma obtained by excitation of a glow discharge in a medium of gaseous oxygen, nitrogen, argon and / or helium, with a plasma treatment intensity of 100 ... 60,000 W / cm 2 .
Недостатком данного изобретения является необходимость создания предварительного вакуума и последующий напуск реакционных газов, что ведет к увеличению длительности процесса, дополнительному расходу электроэнергии и затратам на реакционные газы. The disadvantage of this invention is the need to create a preliminary vacuum and subsequent inlet of the reaction gases, which leads to an increase in the duration of the process, additional energy consumption and the cost of reaction gases.
Новым в изобретении является то, что в предлагаемом способе предварительной активации поверхности формованных изделий из полипропилена перед окраской обработку осуществляют, воздействуя на поверхность изделия низкотемпературной плазмой тлеющего разряда в среде остаточного воздуха, при этом повышается адгезионная прочность лакокрасочного покрытия к изделию и ведет к экономии электроэнергии, сокращению времени процесса, т.к. нет необходимости подавать никаких газов или смесей газов. New in the invention is that in the proposed method for pre-activating the surface of molded polypropylene products before painting, the treatment is carried out by exposing the product surface to a low-temperature glow discharge plasma in a residual air environment, while the adhesive strength of the paint coating to the product is increased and leads to energy savings, reduction of process time, as no need to supply any gases or gas mixtures.
Цель изобретения - активация (гидрофилизация) поверхности полипропилена с целью повышения адгезионной прочности лакокрасочного покрытия к изделию. Оно может быть использовано для активации поверхности объемных, сложно-формованных изделий. The purpose of the invention is the activation (hydrophilization) of the surface of polypropylene in order to increase the adhesive strength of the paint coating to the product. It can be used to activate the surface of volumetric, complex-shaped products.
Сущность изобретения поясняется тем, что в способе предварительной активации поверхности формованных изделий из полипропилена в тлеющем разряде перед окраской путем воздействия на поверхность изделия электрической энергией согласно изобретению изделия предварительно обезжиривают в водно-щелочном растворе, промывают проточной водой, высушивают от влаги, протирают изопропиловым спиртом, а затем помещают в вакуумную камеру и осуществляют активацию в вакууме в среде остаточного воздуха в плазме тлеющего разряда постоянного или переменного тока, возбуждаемой между двумя электродами из меди при давлении 10...50 Па, напряжении между электродами 350...500 В, а обработку изделий осуществляют в течение 1,5...2 мин. The invention is illustrated by the fact that in the method of pre-activating the surface of the molded polypropylene products in a glow discharge before painting by exposing the surface of the product to electric energy according to the invention, the products are pre-degreased in an aqueous alkaline solution, washed with running water, dried from moisture, wiped with isopropyl alcohol, and then placed in a vacuum chamber and carry out activation in a vacuum in a residual air medium in a plasma of a glow discharge of constant or alternating current excited between two copper electrodes at a pressure of 10 ... 50 Pa, a voltage between electrodes of 350 ... 500 V, and processing of products is carried out for 1.5 ... 2 min.
В устройстве для предварительной активации поверхности формованных изделий из полипропилена в тлеющем разряде перед окраской, состоящем из камеры, имеющей корпус, включающий изолированные друг от друга два электрода, для создания между ними электрического поля согласно изобретению корпус вакуумной камеры выполнен в виде горизонтального цилиндра, который содержит крышку корпуса и технологическую оснастку, а электроды из меди установлены по торцам вакуумной камеры, изолированы от ее корпуса и расположены напротив друг друга в виде рамки или вертикальных стержней. In a device for pre-activating the surface of molded polypropylene articles in a glow discharge before painting, consisting of a chamber having a housing including two electrodes isolated from each other, to create an electric field between them according to the invention, the housing of the vacuum chamber is made in the form of a horizontal cylinder, which contains the housing cover and tooling, and copper electrodes are installed at the ends of the vacuum chamber, isolated from its housing and are located opposite each other in the form of frames and or vertical rods.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство для активации поверхности объемных изделий из полипропилена в тлеющем разряде перед окраской. The invention is illustrated by the drawing, which shows a device for activating the surface of bulk polypropylene products in a glow discharge before painting.
Устройство содержит корпус 1 вакуумной камеры, представляющий собой горизонтально расположенный цилиндр, с заранее выбранными габаритами вакуумной камеры, крышку 2, технологическую оснастку 3, обрабатываемые изделия 4, электроды 5 и 6 тлеющего разряда. Электроды 5 и 6 выполнены из меди и представляют собой либо рамку, либо два вертикальных стержня, установленных напротив друг друга по торцам камеры и изолированных друг от друга и от корпуса 1 вакуумной камеры. The device comprises a housing 1 of the vacuum chamber, which is a horizontally arranged cylinder, with pre-selected dimensions of the vacuum chamber, a cover 2, tooling 3, workpieces 4, electrodes 5 and 6 of a glow discharge. The electrodes 5 and 6 are made of copper and are either a frame or two vertical rods mounted opposite each other at the ends of the chamber and isolated from each other and from the housing 1 of the vacuum chamber.
Изобретение осуществляется следующим образом. Обрабатываемые изделия 4 обезжиривают в водно-щелочном растворе, промывают проточной водой, высушивают от влаги, протирают изопропиленовым спиртом и навешивают на технологическую оснастку 3, загружают в вакуумную камеру, из которой производится откачка воздуха до давления 10...50 Па. После этого на два электрода 5 и 6, между которыми находятся обрабатываемые изделия 4, подается напряжение 350...500 В постоянного тока либо переменного частотой 50 Гц. В результате этого в вакуумной камере возбуждается плазма тлеющего разряда и производится обработка изделий 4 в течение 1,5...2 мин. The invention is as follows. The processed products 4 are degreased in a water-alkaline solution, washed with running water, dried from moisture, wiped with isopropylene alcohol and hung on technological equipment 3, loaded into a vacuum chamber, from which air is pumped out to a pressure of 10 ... 50 Pa. After that, two electrodes 5 and 6, between which the workpiece 4 is located, are supplied with a voltage of 350 ... 500 V DC or an alternating frequency of 50 Hz. As a result of this, a glow discharge plasma is excited in the vacuum chamber and articles 4 are processed for 1.5 ... 2 min.
Проведение активации предпочтительней при питании электродов переменным током, при этом тлеющий разряд приобретает волновой характер и достигается равномерное распределение плотности плазмы по всему объему камеры. Carrying out activation is preferable when feeding the electrodes with alternating current, while the glow discharge acquires a wave character and a uniform distribution of the plasma density is achieved over the entire volume of the chamber.
Благодаря объемному горению плазмы тлеющего разряда осуществляется равномерная обработка одновременно всех загруженных в камеру изделий по всей поверхности каждого изделия. Due to the volumetric combustion of a glow discharge plasma, uniform processing of all products loaded into the chamber is carried out simultaneously over the entire surface of each product.
При такой обработке длительность сохранения активных свойств поверхности, т.е. время хранения изделий после выемки из камеры до нанесения грунта, составляет до 12 часов, по истечении которого необходимо проведение повторной обработки. With this treatment, the duration of maintaining the active properties of the surface, i.e. the storage time of the products after being removed from the chamber before applying the soil is up to 12 hours, after which re-processing is necessary.
После проведения процесса активации наносится выравнивающая грунтовка и эмаль для получения декоративного эффекта. After the activation process, a leveling primer and enamel are applied to obtain a decorative effect.
Испытания адгезионной прочности лакокрасочного покрытия к поверхности изделия показали соответствие требованиям, предъявляемым к деталям экстерьера автомобиля. Tests of the adhesive strength of the paintwork to the surface of the product showed compliance with the requirements for the details of the exterior of the car.
Такое техническое решение позволяет одновременно по всей поверхности обрабатывать все загруженные в вакуумную камеру изделия, что приводит к максимальному упрощению оборудования и увеличению производительности, а также при обработке в тлеющем разряде на переменном токе между двумя изолированными от заземленной камеры электродами получают плазму равномерной интенсивности по всему объему вакуумной камеры, а применение в качестве реакционного газа остаточного воздуха снимает необходимость откачки вакуума до 10-1 Па и дальнейшего напуска реакционного газа или смесей газов и, следовательно, кроме экономии дорогостоящих газов и электроэнергии существенно уменьшает длительность вакуумирования камеры и значительно увеличивает производительность.Such a technical solution allows simultaneously processing all products loaded into the vacuum chamber over the entire surface, which leads to the maximum simplification of equipment and increased productivity, as well as when processing in a glow discharge by alternating current between two electrodes isolated from the grounded chamber, they receive plasma of uniform intensity throughout the volume a vacuum chamber, and use as reaction gas residual air eliminates the need for a vacuum pump to 10 -1 Pa and further napu Single reaction gases or mixtures of gases and, consequently, besides saving expensive gas and electricity significantly reduces the duration of the evacuation chamber and greatly increases productivity.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000104046/04A RU2180617C2 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Method and device for preliminary activation of surface of molded products of crystalline polymers in glow discharge before painting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000104046/04A RU2180617C2 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Method and device for preliminary activation of surface of molded products of crystalline polymers in glow discharge before painting |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000104046A RU2000104046A (en) | 2001-11-27 |
RU2180617C2 true RU2180617C2 (en) | 2002-03-20 |
Family
ID=20230804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000104046/04A RU2180617C2 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Method and device for preliminary activation of surface of molded products of crystalline polymers in glow discharge before painting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180617C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171740U1 (en) * | 2017-04-06 | 2017-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | DEVICE FOR PRELIMINARY ACTIVATION OF POLYMERS |
RU2751348C2 (en) * | 2019-12-19 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Installation for polymer surface modification in low-temperature smoldering discharge plasma |
-
2000
- 2000-02-17 RU RU2000104046/04A patent/RU2180617C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171740U1 (en) * | 2017-04-06 | 2017-06-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | DEVICE FOR PRELIMINARY ACTIVATION OF POLYMERS |
RU2751348C2 (en) * | 2019-12-19 | 2021-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" | Installation for polymer surface modification in low-temperature smoldering discharge plasma |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8591660B2 (en) | Method for the plasma cleaning of the surface of a material coated with an organic substance | |
TW469534B (en) | Plasma processing method and apparatus | |
WO1996038311A1 (en) | Method and apparatus for cleaning surfaces with a glow discharge plasma at one atmosphere of pressure | |
DE50015635D1 (en) | Bstraten | |
RU96104583A (en) | SURFACE PROCESSING METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
GB9322966D0 (en) | Method for making a semiconductor and apparatus for the same | |
JP2002524225A (en) | Surface treatment method and apparatus using plasma under atmospheric pressure | |
EP1141443A1 (en) | A method of metallizing the surface of a solid polymer substrate and the product obtained | |
RU2180617C2 (en) | Method and device for preliminary activation of surface of molded products of crystalline polymers in glow discharge before painting | |
JP2003515460A (en) | A method for modifying wood surfaces by electrical discharge at atmospheric pressure | |
US4399014A (en) | Plasma reactor and method therefor | |
JP4341149B2 (en) | Surface treatment method | |
KR20020071694A (en) | Method and apparatus for removing contaminants from the surface of a substrate with atmospheric-pressure plasma | |
RU171740U1 (en) | DEVICE FOR PRELIMINARY ACTIVATION OF POLYMERS | |
JP2002177766A (en) | Atmospheric pressure plasma treating device provided with unit for recovering/reusing inert gas | |
CN209545975U (en) | A kind of normal temperature and pressure plasma plate, film sheet and minute materials processing equipment | |
JPS6344965A (en) | Formation of multilayer film | |
KR200306427Y1 (en) | Apparatus for removing contaminants from the surface of a substrate with atmospheric-pressure plasma | |
JP2004211161A (en) | Plasma generating apparatus | |
CN114453345B (en) | Plasma cleaning system | |
RU2000104046A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRELIMINARY ACTIVATION OF FORMED ARTICLES FROM CRYSTALLINE POLYMERS IN GLOW DISCHARGE BEFORE PAINTING | |
JP3494970B2 (en) | Surface modification method for ophthalmic lens | |
SU1734873A1 (en) | Method of obtaining wood product linings | |
JPH08176328A (en) | Treatment of surface of plastic substrate | |
SU957746A1 (en) | Apparatus for conducting plasma-chemical processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060218 |