专利名称：基体的表面处理的方法和实施该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求I的前序部分所述用于基体表面处理的方法和实施该方法的装置。
背景技术：
由EP O 279 371 BI已知，塑料的表面施加有气溶胶，以便对于随后的涂层实现改善的和均匀的粘附性，或在相应的变型方案中将气溶胶直接涂覆塑料的表面。在第一情况下可以例如将水雾化成气溶胶，而在第二情况下，亦即在直接涂覆塑料表面时使用适合的溶液。
为了产生电晕放电，需要两个彼此间隔开设置的电极，其中至少一个电极施加以高电压，而另一个电极接地。将气溶胶喷射到放电区域内，它通过在电晕电极与基体之间形成的约彡2mm宽的有效间隙确定。电晕处理本身由有关的现有技术、例如由所述EP0279371B1是已知的,从而明确引用该文献。由系统决定地，为了产生气溶胶使用的喷雾器不能提供在气溶胶大小方面均匀的气溶胶，亦即制造不同大小的气溶胶。如已表明的，这不仅在粘附力的产生方面通过形成不同强度的粘附窝而导致基体表面处理的损害，而且，如果气溶胶设置用于基体表面的直接涂覆在涂覆涂层方面也导致基体表面处理的损害。在这方面应该提到，可以说从上面、亦即沿重力的方向对处在气溶胶下面的基体进行气溶胶的喷射，如同电晕放电本身通过为喷雾器配置的各喷雾嘴或各电极的相应的设置那样。在不同类的EP O 160 889 A2中以借助电晕放电用于对基体进行表面处理的方法为主题，其中一种液体起电晕电极的作用，该液体在压力下从电极成型部(Elektrodenprofil)中排出并且优选是能良好导电的，电极成型部相对于支承电极设置在
。与同类的方法不同，其中在电晕电极与基体之间形成一个有效间隙，已知的可以说是液体电极到基体无间隙，亦即该电极直接接触基体。为了得到电晕放电，需要连续输入液体，所述液体另外应该是能良好导电的。亦即在从其中排出液体的电极成型部与基体之间必须构成持续的液体壁，以便引起电晕放电。当然由该文献已知的方法由于各种各样原因并不实用。例如装置的一些部分持续地处于电压下，这在工作安全性方面是不可接受的。虽然推荐，由电绝缘的材料制造支承电极和将用于液体的输入管道与贮存容器电绝缘，但必须填满容器，这在装置的继续运行中是有生命危险的。在这种情况下必须中断生产过程和关掉整个装置，这使装置的运行和方法的实施是不经济的。在这种意义上也应该认为，粘附在基体上的液体的干燥在要求的时间内是不可能的。此外，涂覆的液体不完全粘附在基体上，从而对于流出的液体必须采取相应的收集措施。尽然如此不可能阻止流出的液体加到各构件上，其最终需要相应的经常的清洁工作并且总体上使这些构件同时受到损害。
发明内容
本发明的目的在于，进一步开发同类型的方法和用于实施该方法的装置，使得显著地改善基体表面的涂覆质量或粘附质量。通过具有权利要求I的特征的方法和具有权利要求6的特征的装置达到该目的。如已令人预想不到地表明的是，通过从下面相反于重力方向向放电区域喷射气溶胶达到基体的表面处理的显著改善，其特别也在视觉上可见的均匀的涂层中显示出来。可能的是，较大的气溶胶不一直引导至表面，从而仅仅使在关于其大小显著不同的范围内的气溶胶接触或发生作用。无论如何可看出显著的改善结果，不仅在产生粘附力时，而且在产生涂层时，其中涂层成分作为溶液喷射到基体表面上。
在产生粘附力时产生表面粘附性的均匀性，该均匀性允许以连续保持不变的质量进行随后的处理，例如涂层。自然这导致废品最少化并从而导致显著的成本降低，其就这方面有意义的是，当处理的基体通常作为成批产品以大量的件数或大的数量制造。此外，实际上新的方法可以无额外费地实现并且相对现有技术能用无额外费地适配的装置来实施。亦即新的方法可以说是不发生额外费用的(Konstenneutral )。此外该方法能在全部适合的基体中使用，亦即在塑料、金属、木或木料等中。同样在幅料(Bahn )或形状稳定的物体、例如平板、型材等中使用。作为气溶胶，如上所述可以使用不同类型的液体，不仅关于液体本身而且也关于气溶胶特性。用于实施该方法的装置具有至少两个电晕电极，其中一个电晕电极接在电压上，而另一个电晕电极接地，其中一个电晕电极构成一个具有支承面的支承电极，基体紧贴在该支承面上。借助于喷雾器将气溶胶喷射到电晕电极的通过有效间隙形成的放电区域内，从而基体的露出的、背离支承电极的表面经受电晕处理。按照本发明，支承电极的指向下方的表面形成支承面，从而将气溶胶借助于喷雾器实际上从下向上基本上相反于重力方向喷射到放电区域内。虽然在同类型的现有技术中放电区域在假想的引导通过支承电极的水平平面的上方形成，但该放电区域按照新的装置处在该水平平面的下方。原则上这样地实现新的装置，即与支承电极间隔开配置的另一个电晕电极可仅仅旋转180°地设置作为对应电极。就这方面避免耗费很大的结构上的改变，借此实际上可无额外费用地制造新的装置。优选将该装置至少在一个区域内装入壳体中并且由此使得气溶胶的组成部分可再次使用，在所述区域中气溶胶作为雾存在并且不粘附在基体上。除在气溶胶加进添加剂时产生的经济的优点之外，所述添加剂在回收以后重新转入处理过程，气溶胶通过装置的封装不进入周围环境，借此有效地阻止可能的因吸入包括作为添加剂的例如纳米粒子的气溶胶的人员危害。在诸从属权利要求I中表明本发明的其他的有利的构成的特征。
以下再次借助附图描述按照本发明的方法和用于实施该方法的装置。附图如下图I用于实施所述方法的装置的示意的侧视图，图2所述装置的一部分的同样示意的侧视图，
图3按照所述方法制成的基体的局部的侧剖视图。
具体实施例方式在图I和2中示出用于基体4的表面处理的装置，该基体例如构造为待涂覆的塑料薄膜。为了简化，将在图I中示出的装置分为三部分A、B、C，部分B和C分别描述了一个方框图，用于阐明所述方法。部分A在图2中作为一部分再次给出。借助于电晕放电实现表面处理，为此设置两个电晕电极，其中一个电极作为支承电极I经由导线16连接在产生高压的、连接于电流导线14的发电机9上，而另一电晕电极作为对应电极2经由接地线15接地。当然代之也可以对应电极2接在电压上而支承电极I接地。对应电极2相对水平的引导通过支承电极I的平面H设置在支承电极I的下方，在该支承电极上，基体4紧贴一个被构成的支承面3。借助于喷雾器6将气溶胶5喷入通过多个箭头标明的在对应电极2与支承电极I之间的放电区域内，其中喷雾器6的喷嘴设置在对应电极2的区域内，从而基本上相反于重力方向注入气溶胶。通过电晕放电在基体4的自由表面上产生粘附力，通过该粘附力，例如如果给气溶胶加载有添加剂，则实现基体表面的均匀的涂层。如果气溶胶只包括水，则通过本发明达到基体4的自由表面的非常均匀的粘附性，用于接着的涂覆，例如涂漆、印刷等。另外构成为滚筒的支承电极I、对应电极2、喷雾器6同样设置在支架7中，以及在两侧并且轴向平行于支承电极I延伸的多个支承辊8，经由所述支承辊引导基体4。此外，为了处理气氛防护，在放电区域内安装供气管道10和排气管道11。喷雾器6和对应电极2作为结构单元保持于支撑装置12中，该支撑装置构造为收集容器，在该收集容器中收集多余的气溶胶或粒子并且经由接管13返回材料循环。对应电极2优选包括至少一个优选扭绞的金属丝，该金属丝经由导向和调节装置相对所通过的基体的宽度是可调的。对于借助于加有添加剂的气溶胶的电晕放电或涂层的质量必需的是，在运行过程中实施对应电极2的净化。为此，使对应电极2特别可逆地在电晕放电过程中运动通过净化装置。但这样的措施只当对应电极2接触可靠地接地时才是可能的。虽然区域A描述材料处理，但在区域B内示意示出供应装置，和在区域C内示出过程功能。为区域B配置供应容器17，在该供应容器中储存和预处理为气容胶涂层待处理的材料。将用于再循环的材料在过滤和净化以及流量测定20以后经由接管3供给供应容器17。从供应容器17以经由用于气溶胶形成物的测量装置18的流量通过多组分喷雾装置19经由管道21和支撑装置12将涂层材料送入喷雾器6中。借助于风扇22经由空气供给装置23将空气导向至供气管道10，而在排气管道11上连接的排气导向装置25供给抽风机24吸出的空气。最后在区域C内作为过程功能元件配置 控制中心26和数据采集装置27，其包括用于整个装置过程的处理和输出，其中用于过程功能C的各功能元件与整个装置的各相应的构件处于作用连接。图3中以大大放大并且不同于真实的比例的横截面示出按照本发明的方法设有涂层29的基体28，该基体以优选由塑料构成的薄膜的形式存在，该薄膜在一侧面上设有涂层29，该涂层以彡200nm、优选彡150nm的厚度涂覆。可看出，涂层29具有尽可能均匀的层厚，其中仅仅其表面具有微小的粗糙度，但该粗糙度对于打算的使用目的是不重要的。原则上也可设想，在基体28的另一侧面上同样设有涂层29。涂层29借助于新方法的制造导致关于层厚很均匀的涂覆，其中添加剂可以包括制备好的粒子，所述粒子以O. Inm-Imm的直径存在。按照涂覆的涂层29的特性可以按不同的方式和方法进行时效硬化或干燥。这样可设想热处理/空气处理或以电子射线硬化(ESH)、紫外光、红外光或借助于等离子体处理的辐射时效硬化，分别以单独处理或以组合，所述组合导致交联反应。通过优选彡150nm的层厚，在由于均匀的层厚有效优化的同时，很少的材料涂覆用于涂层是可能的。如已令人惊喜地表明的，可显著减少添加剂的材料量，只要添加剂是较昂贵的原料，这就是特别有利的。此外可以提高装置的通过速度，涂层29以该通过速度涂覆，从而在一定程度内提
高生产量，该生产量完全可以被看作是重要的。另外通过尽可能均匀的层厚在确定的应用情况下改善涂层29的特性。在涂层29中也具有质量监控的可能性，所述质量监控至今在该范围内是不可能的。原则上可以涂覆多个层，它们以一个按照本发明的厚度存在。附图标记清单I支承电极2对应电极3支承面4 基体5气溶胶6喷雾器7 支架8支承辊9发电机10供气管道
11排气管道12支撑装置13 接管14电流导线15接地线16 导线17供应容器18测量装置19多组分喷雾装置20流量测定21 管道22 风扇23空气供给24抽风机25排气导向装置26控制中心27数据采集装置28 基体29 涂层
权利要求
1.用于借助于电晕放电对基体(28)进行表面处理的方法，其中在放电过程中将气溶胶(5)喷射到通过在电晕电极与基体(28)之间形成的有效间隙限定的放电区域内，其特征在于，基本上相反于重力方向进行气溶胶(5)的喷射。
2.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，在放电过程中使基体(4)在运行中与支承电极(I)的支承面(3)紧贴地在引导通过支承电极(I)的假想的水平平面(H)的下方运动。
3.按照权利要求I或2所述的方法，其特征在于，喷射以水或含水的溶液为形式的气溶胶(5)，或喷射包括添加剂的气溶胶。
4.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，在电晕放电过程中净化与支承电极(I)对应的对应电极(2 )。
5.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，重新利用多余的未供给涂层(29)的液体和/或添加剂。
6.用于实施按照权利要求I所述方法的装置，包括至少两个电晕电极，其中一个电晕电极接电压，而另一个电晕电极接地，并且一个电晕电极构成支承电极(1)，所述支承电极具有用于基体(4)的支承面(3)，而另一个电晕电极构成对应电极，其中设有喷雾器(6)，借助该喷雾器能将气溶胶(5)喷射到电晕电极的放电区域内，其特征在于，支承电极(I)的指向下方的表面构成支承面(3)。
7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，喷雾器(6)设置在对应电极(2)的区域内。
8.按照权利要求6或7所述的装置，其特征在于，支承电极(I)构造为滚筒电极。
9.按照权利要求6-8之一项所述的装置，其特征在于，在支承电极(I)两侧设置与该支承电极轴向平行延伸的支承辊(8 )。
10.按照权利要求6-9之一项所述的装置，其特征在于，支承电极(I)接电压，而对应电极(2)接地。
11.按照权利要求6-10之一项所述的装置，其特征在于，对应电极(2)构成为优选扭绞的金属丝电极。
12.按照权利要求6-11之一项所述的装置，其特征在于，设有净化装置，借该净化装置能净化对应电极(2)。
13.按照权利要求I所述的方法处理的设有至少一个涂层(29)的基体(28)，其特征在于，涂层的厚度< 200nm (纳米)、优选<150nm。
14.按照权利要求13所述的基体，其特征在于，涂层(29)包括粒子，这些粒子以O.Inm-Imm的尺寸加入气溶胶中。
15.按照权利要求13或14所述的基体，其特征在于，涂层(29)在涂覆以后经由热处理/空气处理干燥或通过电子射线、紫外光、红外光、等离子体处理单独地或相互组合地时效硬化。
16.按照权利要求13-15之一项所述的基体，其特征在于，涂层(29)是尽可能均匀的。
全文摘要
用于借助于电晕放电对基体(28)表面处理的方法，其中在放电过程中将气溶胶(5)喷射到通过在电晕电极与基体(28)之间形成的有效间隙确定的放电区域内，该方法这样构造，使得基本上相反于重力方向进行气溶胶(5)的喷射。
文档编号C23C16/54GK102725127SQ201080060412
公开日2012年10月10日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者克劳斯·卡尔瓦尔 申请人:克劳斯·卡尔瓦尔