DE102009006049A1

DE102009006049A1 - Process and apparatus for corona treatment

Info

Publication number: DE102009006049A1
Application number: DE102009006049A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Arlt
Original assignee: Afs Entwicklungs & Vertriebs G; AFS ENTWICKLUNGS and VERTRIEBS GmbH
Current assignee: Afs Entwicklungs & Vertriebs G; AFS ENTWICKLUNGS and VERTRIEBS GmbH
Priority date: 2009-01-24
Filing date: 2009-01-24
Publication date: 2010-07-29
Also published as: CN101786325A; EP2211434B1; ATE545975T1; CN101786325B; EP2211434A1

Abstract

The method involves generating a corona discharge between electrodes (41, 51, 61) and a treatment roller (3 '), where the electrodes are arranged in a distance from surrounding of the treatment roller and spaced at a distance from each other around a circumferential direction. The electrodes are attached to voltage generators (43, 53, 63), and the voltage gradients are adjusted together at the electrodes. The voltage generators are controlled such that the voltage at the electrodes runs in equal phase to each other. An independent claim is also included for a device for corona treatment of a web like material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Coronabehandlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Coronabehandlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The The invention relates to a method for corona treatment according to the preamble of claim 1 and a device for Corona treatment after the preamble of claim 11.

Zur Vorbehandlung der Oberfläche von bahnartigen Materialien, insbesondere Kunststofffolien, ist es bekannt, die Oberflächen einer elektrischen Coronaentladung auszusetzen. Diese Coronabehandlung ermöglicht bei Kunststofffolien beispielsweise erst die weitergehende Bearbeitung wie das Aufbringen von Farben.to Pretreatment of the surface of web-like materials, In particular plastic films, it is known the surfaces to suspend an electric corona discharge. This corona treatment allows for plastic films, for example, only the further processing such as the application of colors.

Eine bekannte Vorrichtung zur Coronabehandlung von Kunststofffolien offenbart die EP 1 316 130 B1 . Dort wird ein bahnartiges Material in einem ca. 2 mm breitem Behandlungsspalt zwischen einer schnell rotierenden Walze und einer Elektrodenanordnung vorbeigeführt. Die Walze ist metallisch blank oder mit einem dielektrischen Material beschichtet und wird zur Hälfte ihres Umfangs durch die Elektrodenanordnung umgriffen. Die Elektrodenanordnung wird mit einer hochfrequenten Hochspannung gespeist, um in dem Behandlungsspalt eine Coronabehandlung zur erzeugen. Hierdurch wird die Oberfläche der Kunststofffolie für die nachfolgende Bearbeitung vorbehandelt.A known device for corona treatment of plastic films discloses the EP 1 316 130 B1 , There, a web-like material is passed in an approximately 2 mm wide treatment gap between a rapidly rotating roller and an electrode assembly. The roll is metallically bare or coated with a dielectric material and is encompassed halfway around its circumference by the electrode assembly. The electrode assembly is energized with a high frequency high voltage to produce a corona treatment in the treatment gap. As a result, the surface of the plastic film is pretreated for subsequent processing.

Ein weiteres Beispiel einer bekannten Coronabehandlungsvorrichtung zeigt 1. Dort wird eine Kunststofffolie F von einer Zufuhrwalze 1 und einer Abfuhrwalze 2 über eine Behandlungswalze 3 in eine Transportrichtung T gefördert. Die Zufuhrwalze 1, die Abfuhrwalze 2 und die Behandlungswalze 3 sind um senkrecht auf der Zeichnungsebene der 1 stehende Drehachsen drehend antreibbar gelagert.Another example of a known corona treatment apparatus shows 1 , There is a plastic film F from a feed roller 1 and a discharge roller 2 via a treatment roller 3 promoted in a transport direction T. The feed roller 1 , the discharge drum 2 and the treatment roller 3 are perpendicular to the plane of the drawing 1 standing rotary axes mounted rotatably driven.

Um die Folie mit der Coronaentladung vorbehandeln zu können, sind in an sich bekannter Weise eine erste, zweite und dritte Spannungsentladungseinheit 4, 5 und 6 vorgesehen. Die Spannungsentladungseinheiten 4, 5 und 6 sind in Umfangsrichtung der Behandlungswalze 3 und somit in Transportrichtung T der Folie F hintereinander in geringer Entfernung zur Oberfläche der Behandlungswalze 3 und im wesentlichen über die gesamte axiale Breite der Behandlungswalze 3 angeordnet.In order to be able to pretreat the film with the corona discharge, a first, second and third voltage discharge unit are known per se 4 . 5 and 6 intended. The voltage discharge units 4 . 5 and 6 are in the circumferential direction of the treatment roller 3 and thus in the transport direction T of the film F in succession at a small distance from the surface of the treatment roller 3 and substantially over the entire axial width of the treatment roller 3 arranged.

Die Entladungseinheit 4 weist eine in Umfangsrichtung der Behandlungswalze 3 kreisbogenförmige Hochspannungselektrode 41 auf. Die Elektrode 41 weist in bekannter Weise der Folie F zugewandte und in geringem Abstand zur Behandlungswalze 3 und somit Folie F angeordnete Entladungsspitzen auf. Die zur Erzeugung der Entladung zwischen Elektrode 41 und Behandlungswalze 3 notwendige hochfrequente Wechselspannung wird über einen Transformator 42 von einem Spannungsgenerator 43, z. B. einem Frequenzumrichter bereitgestellt. Die Entladungseinheiten 5 und 6 sind analog ausgebildet.The discharge unit 4 has a circumferential direction of the treatment roller 3 arcuate high-voltage electrode 41 on. The electrode 41 has in a known manner of the film F facing and at a small distance to the treatment roller 3 and thus sheet F disposed discharge peaks. The for generating the discharge between electrode 41 and treatment roller 3 necessary high-frequency AC voltage is through a transformer 42 from a voltage generator 43 , z. B. a frequency converter provided. The discharge units 5 and 6 are designed analogously.

Abhängig von den Betriebsparametern der gesamten Folienbehandlungsanlage, z. B. Bahnbreite oder Transportgeschwindigkeit, werden die Anforderungen an die Entladungseinheit bestimmt. So werden für die Bearbeitung von biaxial gereckten Folien sehr breite Behandlungswalzen 3 bis zu 11 m axialer Breite eingesetzt. Aufgrund der hohen Transportgeschwindigkeiten der Folien und ihrer doppelten Reckung wird für deren Coronabehandlung ein sehr hoher Energieeintrag und somit eine große installierte Leistung der Spannungsgeneratoren 43, 53, 63 benötigt. Deshalb werden aufgrund der begrenzten Leistungsfähigkeit einer einzelnen Entladungseinheit mehrere Entladungseinheiten 4, 5 und 6 hintereinander angeordnet, welche jedoch voneinander entkoppelt und mit eigenständiger Ansteuerung versehen sind. In 1 sind somit Elektroden 51 und 61 der zweiten und dritten Entladungseinheit 5 und 6 jeweils eigene Hochspannungstransformatoren 52 und 62 sowie Spannungsgeneratoren 53 und 63 zugeordnet. Diese werden zwar üblicherweise vom gleichen Netz gespeist, die Spannungsverläufe der Hochspannungs-Wechselspannung an den Elektroden sind jedoch voneinander unabhängig und unsynchronisiert, insbesondere was die Phasenlage der einzelnen Hochspannungs-Wechselspannungen betrifft.Depending on the operating parameters of the entire film processing plant, z. B. web width or transport speed, the requirements for the discharge unit are determined. Thus, for the processing of biaxially stretched films very wide treatment rollers 3 used up to 11 m axial width. Due to the high transport speeds of the films and their double stretching is for their corona treatment a very high energy input and thus a large installed power of the voltage generators 43 . 53 . 63 needed. Therefore, due to the limited performance of a single discharge unit, a plurality of discharge units become 4 . 5 and 6 arranged one behind the other, but which are decoupled from each other and provided with independent control. In 1 are thus electrodes 51 and 61 the second and third discharge unit 5 and 6 each own high-voltage transformers 52 and 62 as well as voltage generators 53 and 63 assigned. Although these are usually fed by the same network, the voltage waveforms of the high voltage alternating voltage at the electrodes are independent and unsynchronized, in particular as regards the phase position of the individual high voltage alternating voltages.

Es kann somit vorkommen, dass zwischen benachbarten Elektroden, z. B. 41 und 51, gegenphasige Wechselspannungen oder Spannungen mit gegenphasigen Wechselspannungsanteilen anliegen und sich somit eine hohe Differenzspannung zwischen den benachbarten Elektroden ergibt. Diese Differenzspannung kann die Bearbeitung der Folie F nachteilig beeinträchtigen und ungünstigstenfalls zu einem Spannungsüberschlag zwischen den Elektroden führen, wodurch die Folie F unter Umständen beschädigt oder sogar vollständig zerstört werden kann.It may thus happen that between adjacent electrodes, for. B. 41 and 51 , Antiphase AC voltages or voltages applied with anti-phase AC voltage components and thus results in a high differential voltage between the adjacent electrodes. This differential voltage can adversely affect the processing of the film F and lead at worst to a voltage flashover between the electrodes, whereby the film F may be damaged or even completely destroyed.

Dies wird aktuell dadurch verhindert, dass die in Umfangsrichtung der Behandlungswalze 3 zueinander weisenden Enden der Elektroden 41 und 51 bzw. 51 und 61 einen großen Mindestabstand d1 aufweisen. Aus diesem Mindestabstand d1 ergibt sich dann bei der vorgegebenen Länge der Elektroden 41, 51 und 61 in Umfangsrichtung der mindestens notwendige und aktuell sehr große Durchmesser D1 der Behandlungswalze 3. Dies führt zu großen Behandlungswalzen, welche aufgrund ihrer großen Breite und Durchmesser ein hohes Gewicht aufweisen und viel Material verbrauchen. Da die Behandlungswalzen hochgenau gefertigt sein müssen, sind die Fertigungskosten sehr hoch und die Behandlungswalzen dementsprechend sehr teuer. Der große Durchmesser und das hohe Gewicht der Behandlungswalze 3 führen zudem zu hohen Kräften und Momente im Betrieb, wofür die Lager und der Antrieb der Behandlungswalze 3 ausgelegt werden müssen.This is currently prevented by the fact that in the circumferential direction of the treatment roller 3 mutually facing ends of the electrodes 41 and 51 respectively. 51 and 61 have a large minimum distance d1. From this minimum distance d1 then results at the predetermined length of the electrodes 41 . 51 and 61 in the circumferential direction of the at least necessary and currently very large diameter D1 of the treatment roller 3 , This leads to large treatment rollers, which have a high weight due to their large width and diameter and consume a lot of material. Since the treatment rollers must be manufactured with high precision, the production costs are very high and the treatment rollers accordingly very expensive. The big diameter and the high weight of the treatment roller 3 also lead to high forces and moments in the operation, for which the bearings and the drive of the treatment roller 3 must be interpreted.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile zu überwinden und ein Verfahren zur Coronabehandlung und eine Behandlungseinrichtung bereitzustellen, welche eine kompakte, Platz und Material sparende und kostengünstige Behandlung von bahnförmigen Materialien, insbesondere Kunststofffolie ermöglichen.It is therefore an object of the invention, the above-mentioned disadvantages to overcome and a method for corona treatment and to provide a treatment device which has a compact, Space and material saving and cost effective treatment of sheet-like materials, in particular plastic film enable.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verfahren zur Coronabehandlung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Coronabehandlung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausführungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a method for corona treatment with the features of claim 1 and a device for Corona treatment with the features of claim 11. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are indicated in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsverläufe an den Elektroden aneinander angeglichen werden. Durch das Angleichen der Spannungsverläufe an den benachbarten Elektroden, insbesondere der zugewandten Enden, können zwischen den benachbarten Elektroden auftretende Spannungsdifferenzen deutlich verringert bzw. ganz vermieden werden. Unter Angleichen wird vorliegend vor allem eine Anpassung des Spannungsverlaufs in Form, Phase und/oder Taktung verstanden, um die Spannungsdifferenzen zwischen den Elektroden zu jedem Zeitpunkt möglichst klein halten zu können.According to the invention the method mentioned above, characterized in that the Voltage curves at the electrodes aligned with each other become. By matching the voltage curves to the adjacent electrodes, in particular the facing ends, can between the adjacent electrodes occurring voltage differences be significantly reduced or completely avoided. Under align In the present case, an adaptation of the voltage curve in the form, Phase and / or timing understood to the voltage differences between Keep the electrodes as small as possible at all times to be able to.

In einer einfachen erfindungsgemäßen Ausführung werden die Spannungsgeneratoren so angesteuert, dass die Spannungen an den einzelnen Elektroden zueinander gleichphasig sind. Insbesondere bei Wechselspannungen an den Elektroden kann durch Verwendung von Sollspannungsverläufen für alle Spannungsgeneratoren mit gleicher Amplitude und Phasenlage die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Elektroden faktisch zu Null gemacht werden. Gleiches gilt, wenn anstatt reiner Wechselspannungen Spannungen mit Gleich- und Wechselspannungsanteil verwendet werden, da auch hier die Unterschiede im Wechselspannungsanteil entsprechende Spannungsdifferenzen zwischen den Elektroden bewirken können.In a simple embodiment of the invention The voltage generators are controlled so that the voltages at the individual electrodes are in phase with each other. Especially at Alternating voltages at the electrodes can be achieved by using nominal voltage curves for all voltage generators with the same amplitude and Phase position the voltage difference between adjacent electrodes actually be made zero. The same applies if, instead of pure AC voltages Voltages with DC and AC voltage component can be used, as well as the differences in the AC voltage component cause corresponding voltage differences between the electrodes can.

Werden in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung an einer oder mehreren der Elektroden Istspannungsverläufe gemessen, so können hierdurch noch weitere Verbesserungen der Angleichung der Spannungen unterschiedlicher Elektroden erreicht werden, beispielsweise durch an sich bekannte Regelungsverfahren.Become in an advantageous embodiment of the invention to one or measured several of the actual current waveforms, Thus, further improvements of the approximation of the Voltages of different electrodes can be achieved, for example by per se known regulatory procedure.

So können in einer günstigen Ausführung der Erfindung die Istspannungsverläufe einer oder mehrerer der Elektroden auf einen vorgegebenen Sollspannungsverlauf geregelt werden, der vorzugsweise für alle Spannungsgeneratoren gleich ist.So can be in a cheap version the invention the Istspannungsverläufe one or more the electrodes regulated to a predetermined nominal voltage curve which are preferable for all voltage generators is equal to.

Alternativ kann auch der Istspannungsverlauf einer der Elektroden als Sollspannungsverlauf zur Ansteuerung des oder der Spannungsgeneratoren einer oder mehrerer der anderen Elektroden verwendet werden. Hierdurch lässt sich vorteilhaft erreichen, dass der tatsächliche, gemessene Istspannungsverlauf an der einen Elektroden als Vorgabe für die anderen Elektroden dient, da sich die einzelnen Elektroden aufgrund ihres üblicherweise identischen Aufbaus in der Regel gleich verhalten. Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass die Elektrode, deren Istspannungsverlauf als Sollspannungsverlauf verwendet wird, die in Transportrichtung des bahnartigen Materials vorderste Elektrode ist.alternative can also the Istspannungsverlauf one of the electrodes as a target voltage waveform for Control of the voltage generator (s) of one or more the other electrodes are used. This leaves achieve that the actual, measured Istspannungsverlauf on the one electrode as a default for the other electrodes serves as the individual electrodes due their usually identical structure usually the same behavior. In this case, it may be advantageous for the electrode, whose actual voltage curve is used as the nominal voltage curve, the frontmost in the transport direction of the web-like material is.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung können vorteilhaft an zwei benachbarten Elektroden die Istspannungsverläufe gemessen und eine Spannungsdifferenz zwischen diesen Istspannungsverläufen zu Null geregelt werden. Auch hier hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Istspannungsverlauf der in Transportrichtung des bahnartigen Materials vorderen der zwei benachbarten Elektroden als Sollspannungsverlauf für den Spannungsgenerator der anderen der zwei benachbarten Elektroden verwendet wird.In Another embodiment of the invention may be advantageous on two adjacent electrodes the Istspannungsverläufe measured and a voltage difference between these Istspannungsverläufen be regulated to zero. Again, it has proven to be advantageous if the Istspannungsverlauf the in the transport direction of the web-like Material front of the two adjacent electrodes as a target voltage curve for the voltage generator of the other of the two adjacent ones Electrodes is used.

Um eine möglichst gute Minimierung der Spannungsdifferenz zweier benachbarter Elektroden zu erreichen, können vorteilhaft die Istspannungsverläufe benachbarter Elektroden jeweils an ihren benachbarten Enden gemessen werden.Around the best possible minimization of the voltage difference To achieve two adjacent electrodes can be advantageous the Istspannungsverläufe adjacent electrodes respectively be measured at their adjacent ends.

Eine eingangs genannte Vorrichtung zur Coronabehandlung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine Synchronisationsvorrichtung zur Angleichung der Spannungsverläufe an den Elektroden vorgesehen ist. Die Synchronisationsvorrichtung kann vorteilhaft zum Ausgeben von Sollspannungsverläufen an die Spannungsgeneratoren eingerichtet sein, um auf möglichst einfachem Weg die Spannungsverläufe an den Elektroden durch Ansteuerung der Spannungsgeneratoren mit einem einheitlichen Sollspannungsverlauf aneinander anzugleichen. Hierdurch können auch auf einfachem Weg bereits bestehende Anlagen nachgerüstet werden, in dem einfach die Synchronisationsvorrichtung nachträglich eingefügt wird.A The aforementioned device for corona treatment according to the invention is characterized characterized in that a synchronization device for approximation the voltage waveforms is provided on the electrodes. The synchronization device may be advantageous for outputting Sollspannungsverläufen set to the voltage generators be to the voltage paths as simple as possible at the electrodes by controlling the voltage generators with to match a uniform nominal voltage curve to each other. As a result, existing ones can also be easily obtained Equipment can be retrofitted, in which simply the synchronization device is added later.

In einer vorteilhaften Ausführung können an einer oder mehreren der Elektroden Sensoren zur Ermittlung der Istspannungsverläufe an der oder den Elektroden vorgesehen werden, wobei die Synchronisationsvorrichtung zum Empfangen der Istspannungsverläufen von den Elektroden eingerichtet ist. Hierdurch können mittels an sich bekannter Verfahren der Regelungstechnik die Spannungsdifferenzen zwischen benachbarten Elektroden minimiert werden. Hierzu ist die Synchronisationsvorrichtung vorteilhaft zum Bilden von Spannungsdifferenzen aus den gewünschten Sollspannungsverläufen und den empfangenen Istspannungsverläufen eingerichtet, um anhand dieser Spannungsdifferenzen dann Stellsignale für die Spannungsgeneratoren zu erzeugen.In an advantageous embodiment, sensors for determining the Istspannungsverläufe on the one or more electrodes may be provided on one or more of the electrodes, wherein the synchronization device is adapted to receive the Istspannungsverläufen of the electrodes. As a result, the voltage differences between adjacent electrodes can be minimized by means of control technology known per se. For this purpose, the synchronization device is advantageously designed to form voltage differences from the desired voltage curves and the actual voltage curves received in order to then generate control signals for the voltage generators on the basis of these voltage differences.

Die Erfindung wird nun anhand eines in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben.The invention will now be described with reference to an in 2 shown preferred embodiment described in detail.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Coronabehandlungsvorrichtung, welche weitgehend der bekannten Coronabehandlungsvorrichtung aus 1 entspricht. Gleiche Teile tragen deshalb die gleichen Bezugszeichen, und es wird nachfolgend in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen. 2 shows a corona treatment device according to the invention, which largely from the known corona treatment device 1 equivalent. The same parts therefore bear the same reference numerals, and it will be discussed below primarily on the differences.

Bei der erfindungsgemäßen Coronabehandlungsvorrichtung wird die Folie F durch die Zufuhrwalze 1, die Abfuhrwalze 2 und eine drehbar antreibbare Behandlungswalze 3' in die Transportrichtung T gefördert. Um etwa die Hälfte des Umfangs der Behandlungswalze 3' sind die Entladungseinheiten 4, 5 und 6 angeordnet.In the corona treatment apparatus of the present invention, the film F is fed by the supply roller 1 , the discharge drum 2 and a rotatably driven treatment roller 3 ' promoted in the transport direction T. About half the circumference of the treatment roller 3 ' are the discharge units 4 . 5 and 6 arranged.

Zusätzlich sieht die erfindungsgemäße Coronabehandlungsvorrichtung eine mit den Spannungsgeneratoren 43, 53 und 63 verbundene Synchronisationseinrichtung 7 vor. Die Synchronisationseinrichtung 7 steuert die Spannungsgeneratoren 43, 53, und 63 erfindungsgemäß mit dem gleichem Sollspannungsspannungsverlauf an, so dass die Spannungsverläufe an den Spannungselektroden 41, 51 bzw. 61 gleich verlaufen. Werden im wesentlichen sinusförmige Wechselspannungen gleicher Amplitude an den Spannungselektroden 41, 51 bzw. 61 verwendet, so erfolgt die Ansteuerung der Spannungsgeneratoren 43, 53 und 63 gleichphasig, so dass diese Wechselspannungen in Phase sind.In addition, the corona treatment device according to the invention provides one with the voltage generators 43 . 53 and 63 connected synchronization device 7 in front. The synchronization device 7 controls the voltage generators 43 . 53 , and 63 According to the invention with the same nominal voltage voltage curve, so that the voltage waveforms at the voltage electrodes 41 . 51 respectively. 61 run the same way. Are essentially sinusoidal alternating voltages of the same amplitude at the voltage electrodes 41 . 51 respectively. 61 used, then the control of the voltage generators takes place 43 . 53 and 63 in phase so that these AC voltages are in phase.

Hierdurch werden Spannungsdifferenzen zwischen benachbarten Enden benachbarter Elektroden 41 und 51 bzw. 51 und 61 verhindert, so dass die Bearbeitungsqualität der der Folie F nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere können auch keine Spannungsüberschläge zwischen benachbarten Elektroden 41 und 51 bzw. 51 und 61 erfolgen, so dass die zu behandelnde Folie F weder beschädigt noch vollständig zerstört wird.As a result, voltage differences between adjacent ends of adjacent electrodes 41 and 51 respectively. 51 and 61 prevented, so that the processing quality of the film F is not affected. In particular, no voltage flashover between adjacent electrodes 41 and 51 respectively. 51 and 61 take place so that the film F to be treated is neither damaged nor completely destroyed.

In einer bevorzugten Ausführung werden die Spannungsverläufe aller Elektroden 41, 51 und 61 miteinander synchronisiert, so dass auch keine Spannungsdifferenzen zwischen voneinander entfernten Elektroden 41 und 61 entstehen können.In a preferred embodiment, the voltage waveforms of all electrodes 41 . 51 and 61 synchronized with each other, so that no voltage differences between remote electrodes 41 and 61 can arise.

Die Synchronisationseinrichtung 7 kann auch zur Synchronisation anderer Spannungsverläufe als Wechselspannungen der an den Elektroden 41, 51 und 61 angelegten Hochspannung eingesetzt werden, beispielsweise Spannungen mit Gleich- und Wechselanteilen oder gepulsten Spannungen.The synchronization device 7 can also be used to synchronize other voltage waveforms than AC voltages at the electrodes 41 . 51 and 61 applied high voltage, for example, voltages with DC and AC components or pulsed voltages.

Die Synchronisationseinrichtung 7 kann in gesteuertem oder in geregeltem Betrieb betrieben werden. Im gesteuerten Betrieb gibt die Synchronisationseinrichtung 7 den Spannungsgeneratoren 43, 53, und 63 die Taktsignale oder die Phasenverläufe der Spannungsverläufe an den Elektroden 41, 51 und 61 als Sollspannungsverläufe direkt vor.The synchronization device 7 can be operated in controlled or regulated mode. In controlled operation, the synchronization device is 7 the voltage generators 43 . 53 , and 63 the clock signals or the phase curves of the voltage waveforms at the electrodes 41 . 51 and 61 as nominal voltage curves directly in front.

Im geregelten Betrieb werden die Istspannungsverläufe an den Elektroden 41, 51 und 61 der einzelnen Entladungseinheiten 4, 5 und 6 voneinander getrennt erfasst und an die Synchronisationseinrichtung 7 weitergeleitet. Hierzu können die Spannungsverläufe direkt an den Elektroden 41, 51 und 61, an der Primär- oder Sekundärseite der Hochspannungstransformatoren 42, 52 und 62 oder an den Spannungsgeneratoren 43, 53 und 63 ermittelt werden. In der Synchronisationseinrichtung 7 werden anschließend jeweils zwischen den gemessenen Spannungsverläufen benachbarter Entladungseinheiten 4 und 5 bzw. 5 und 6 die jeweiligen Spannungsdifferenzen bestimmt und dann die tatsächlichen Istspannungsverläufe der jeweils benachbarten Spannungsgeneratoren 43 und 53 bzw. 53 und 63 so aneinander angeglichen, dass sich keine oder nur vernachlässigbare Spannungsdifferenzen zwischen den benachbarten Elektroden 41 und 51 bzw. 51 und 61 ergeben. Hierzu sind in der Synchronisationseinrichtung 7 an sich bekannte Regelungsverfahren in Hardware, Software oder einer Kombination aus beidem implementiert.In controlled operation, the actual voltage curves at the electrodes 41 . 51 and 61 the individual discharge units 4 . 5 and 6 detected separately from each other and to the synchronization device 7 forwarded. For this purpose, the voltage curves directly at the electrodes 41 . 51 and 61 , on the primary or secondary side of the high-voltage transformers 42 . 52 and 62 or at the voltage generators 43 . 53 and 63 be determined. In the synchronization device 7 are then each between the measured voltage waveforms of adjacent discharge units 4 and 5 respectively. 5 and 6 determines the respective voltage differences and then the actual actual voltage curves of the respective adjacent voltage generators 43 and 53 respectively. 53 and 63 aligned with each other so that no or only negligible voltage differences between the adjacent electrodes 41 and 51 respectively. 51 and 61 result. These are in the synchronization device 7 per se known control methods implemented in hardware, software or a combination of both.

In einer bevorzugten Ausführung wird der Istspannungsverlauf der Elektrode 41 der in Transportrichtung T vordersten, ersten Entladungseinheit 4 gemessen und als Sollspannungsverlauf für die weiteren Elektroden 51 und 61 verwendet, so dass der Spannungsverlauf der nachfolgenden zweiten Entladungseinheit 5 dem Spannungsverlauf der ersten Entladungseinheit 4 nachgeführt wird. Ebenso wird der Spannungsverlauf der dritten Entladungseinheit 6 auf den der ersten Entladungseinheit 4 aufsynchronisiert. Alternativ kann auch zwischen der zweiten und dritten Entladungseinheit 5 und 6 verfahren werden wie zwischen erster und zweiter Entladungseinheit 4 und 5. Der Spannungsverlauf der dritten Entladungseinheit 6 wird dann auf den der zweiten Entladungseinheit 5 aufsynchronisiert.In a preferred embodiment, the Istspannungsverlauf the electrode 41 the foremost in the transport direction T, first discharge unit 4 measured and as a target voltage curve for the other electrodes 51 and 61 used, so that the voltage curve of the subsequent second discharge unit 5 the voltage curve of the first discharge unit 4 is tracked. Likewise, the voltage waveform of the third discharge unit 6 on the first discharge unit 4 synchronized. Alternatively, between the second and third discharge unit 5 and 6 be moved as between the first and second discharge unit 4 and 5 , The voltage curve of the third discharge unit 6 is then on the second discharge unit 5 synchronized.

In beiden eben geschilderten Fällen kann die erste Entladungseinheit 4 entweder gesteuert oder geregelt betrieben werden. Dem Spannungserzeuger 43 der ersten Entladungseinheit 4 wird also entweder nur ein Sollspannungsverlauf von der Synchronisationsvorrichtung 7 vorgegeben (gesteuerter Betrieb), oder es wird zusätzlich der Istspannungsverlauf an der Elektrode 41 gemessen und auf einen durch die Synchronisationseinrichtung 7 vorgegebenen Sollspannungsverlauf geregelt.In both cases just described, the first discharge unit 4 operated either controlled or regulated. The voltage generator 43 the first discharge unit 4 will ent neither only a nominal voltage curve of the synchronization device 7 predetermined (controlled operation), or it is additionally the Istspannungsverlauf on the electrode 41 measured and on by the synchronization device 7 regulated desired voltage waveform.

Durch den geregelten Betrieb kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass sich aus unterschiedlichem Verhalten der Entladungseinheiten 4, 5 und 6 entstehende Spannungsdifferenzen ausgeglichen werden können, was im gesteuerten Betrieb naturgemäß nicht möglich ist. Bevorzugt erfolgt die Messung der Spannungsverläufe an benachbarten Enden von zwei benachbarten Elektroden 41 und 51 bzw. 51 und 61. Hierzu kann die Spannung an beiden Enden der mittleren Elektrode 51 gemessen werden.Due to the controlled operation can be advantageously ensured that different behavior of the discharge units 4 . 5 and 6 resulting voltage differences can be compensated, which is naturally not possible in controlled operation. The measurement of the voltage profiles at adjacent ends of two adjacent electrodes preferably takes place 41 and 51 respectively. 51 and 61 , For this purpose, the voltage at both ends of the middle electrode 51 be measured.

Die Synchronisationseinrichtung 7 kann als an sich bekannte eigenständige Steuerung, z. B. als Mikroprozessorsteuerung, ausgebildet sein. Sie kann aus Hardware, Software oder aus einer Kombination von beidem gebildet sein. Die Synchronisationseinrichtung 7 kann auch in die Anlagensteuerung der gesamten Folienförderanlage integriert sein. Die Verbindung der Entladungseinheiten 4, 5 und 6 mit der Synchronisationseinrichtung 7 kann über fest verkabelte Verbindungen, vorzugsweise über optische Verbindungen wie Lichtwellenleiter erfolgen, um die Spannungsverläufe im Mikrosekundenbereich synchronisieren zu können.The synchronization device 7 can be used as a self-standing independent control, z. B. as a microprocessor control, be formed. It can be made of hardware, software or a combination of both. The synchronization device 7 can also be integrated into the system control of the entire film conveyor system. The connection of the discharge units 4 . 5 and 6 with the synchronization device 7 can be done via firmly wired connections, preferably via optical connections such as optical fibers to synchronize the voltage waveforms in the microsecond range can.

Dadurch, dass die Spannungsverläufe an den Elektroden 41, 51 und 61 aneinander angeglichen sind, bei Wechselspannungen oder Spannungen mit Wechselspannungsanteil insbesondere gleichphasig sind und gleiche Amplitude aufweisen, kann der Sicherheitsabstand d2 zwischen benachbarten Enden der einzelnen Elektroden 41, 51 und 61 in Umfangsrichtung der Behandlungswalze 3' bei der erfindungsgemäßen Coronabehandlungseinrichtung nach 2 sehr viel kleiner gewählt werden als der Sicherheitsabstand d1 bei der bekannten Coronabehandlungseinrichtung nach 1. Hierdurch kann vorteilhaft der Durchmesser D2 der Behandlungswalze 3' gegenüber der Behandlungswalze 3 deutlich verringert werden, wie aus einem Vergleich von 1 und 2 hervorgeht. Die Behandlungswalze 3' der erfindungsgemäßen Coronabehandlungsvorrichtung ist deshalb bei gleichen Anforderungen an die Transportgeschwindigkeit der Folie F kleiner und kompakter und folglich leichter als die übliche Behandlungswalze 3. Die erfindungsgemäße Coronabehandlungsvorrichtung baut deshalb kleiner, verbraucht weniger Material und ist kostengünstiger herzustellen. Weiter werden hierdurch die im Rotationsbetrieb der Behandlungswalze 3' auftretenden Kräfte und Momente verringert, wodurch die Lager und der Antrieb der Behandlungswalze 3' kleiner dimensioniert werden können. Somit kann auch die installierte Leistung und die im Betrieb benötigte Energie des Antriebs der Behandlungswalze verringert werden.Due to the fact that the voltage curves at the electrodes 41 . 51 and 61 are equal to each other, are in particular in-phase voltages with AC voltages or voltages with AC voltage component and have the same amplitude, the safety distance d2 between adjacent ends of the individual electrodes 41 . 51 and 61 in the circumferential direction of the treatment roller 3 ' in the corona treatment device according to the invention 2 be chosen much smaller than the safety distance d1 in the known corona treatment after 1 , This can advantageously the diameter D2 of the treatment roller 3 ' opposite the treatment roller 3 be significantly reduced, as from a comparison of 1 and 2 evident. The treatment roller 3 ' The corona treatment device according to the invention is therefore smaller and more compact and consequently lighter than the usual treatment roller with the same requirements on the transport speed of the film F 3 , The corona treatment device according to the invention therefore builds smaller, consumes less material and is cheaper to produce. Furthermore, this causes the rotation of the treatment roller 3 ' occurring forces and moments reduced, causing the bearings and the drive of the treatment roller 3 ' smaller dimensions can be. Thus, the installed power and the energy required in operation of the drive of the treatment roller can be reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1316130 B1 [0003]

Claims

Method for corona treatment of a treatment roller ( 3 ' ) guided web-like material (F) with at least two at a distance from the circumference of the treatment roller ( 3 ' ) and in the circumferential direction one behind the other spaced electrodes ( 41 . 51 . 61 ) for generating a corona discharge between the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) and the treatment roller ( 3 ' ), each of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) a voltage generator ( 43 . 53 . 63 ), characterized in that the voltage curves at the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) be aligned with each other.

Method according to Claim 1, characterized in that the voltage generators ( 43 . 53 . 63 ) are controlled so that the voltages at the individual electrodes ( 41 . 51 . 61 ) are in phase with each other.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that at one or more of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) Istspannungsverläufe be measured.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the voltage generators ( 43 . 53 . 63 ) are driven with the same predetermined target voltage waveform.

Method according to Claim 4, characterized in that the actual voltage profiles of one or more of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) are regulated to the nominal voltage curve.

A method according to claim 5, characterized in that the Istspannungsverlauf one of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) as a nominal voltage curve for driving the voltage generator (s) ( 43 . 53 . 63 ) one or more of the other electrodes ( 41 . 51 . 61 ) is used.

Method according to claim 6, characterized in that the electrode ( 41 ) whose Istspannungsverlauf is used as a target voltage profile, in a transport direction (T) of the sheet-like material (F) foremost electrode ( 41 ).

Method according to claim 3, characterized in that on two adjacent electrodes ( 41 . 51 . 61 ) the Istspannungsverläufe be measured and a voltage difference between these Istspannungsverläufen is controlled to zero.

A method according to claim 8, characterized in that the Istspannungsverlauf the in a transport direction (T) of the web-like material (F) front of the two adjacent electrodes ( 41 . 51 . 61 ) as the desired voltage curve for the voltage generator ( 43 . 53 . 63 ) of the other of the two adjacent electrodes ( 41 . 51 . 61 ) is used.

Method according to one of claims 3 to 9, characterized in that the Istspannungsverläufe adjacent electrodes ( 41 . 51 . 61 ) are each measured at their adjacent ends.

Apparatus for corona treatment of a treatment roller ( 3 ' ) guided web-like material (F) with at least two at a distance from the circumference of the treatment roller ( 3 ' ) and in the circumferential direction one behind the other spaced electrodes ( 41 . 51 . 61 ) for generating a corona discharge between the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) and the treatment roller ( 3 ' ), each of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) a voltage generator ( 43 . 53 . 63 ), characterized in that a synchronization device ( 7 ) for the equalization of the voltage curves at the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) is provided.

Device according to claim 11, characterized in that the synchronization device ( 7 ) for outputting desired voltage waveforms to the voltage generators ( 43 . 53 . 63 ) is set up.

Device according to one of claims 11 to 12, characterized in that on one or more of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) Sensors for determining the actual voltage profiles at the electrode or electrodes ( 41 . 51 . 61 ) are provided, wherein the synchronization device ( 7 ) for receiving the Istspannungsverläufen of the electrodes ( 41 . 51 . 61 ) is set up.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the synchronization device ( 7 ) is arranged to form voltage differences from the desired voltage waveforms and the received Istspannungsverläufen.