DE1210166B - Device for treating the surface of hollow bodies made of thermoplastic material by means of corona discharge - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Behandlung der Oberfläche von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Corona-Entladung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung der Oberfläche von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Corona-Entladung, bei der in das Innere des Hohlkörpers eine Elektrode eingeführt ist, deren Durchmesser nur um ein geringes kleiner als der Innendurchmesser des Hohlkörpers ist, zur Herstellung einer für Farben, Überzüge, Klebstoffe od. dgl: aufnahmefähigen Oberfläche auf ihnen. Die Erfindung ist dabei insbesondere auf die Innenbehandlung von Hohlkörpern gerichtet und soll gewährleisten, daß innen aufgebrachte Überzüge zuverlässig und gleichmäßig auf dieser Innenfläche haften bleiben.Device for treating the surface of hollow thermoplastic bodies Plastic by corona discharge The invention relates to a device for treating the surface of hollow bodies made of thermoplastic material Corona discharge, in which an electrode is inserted into the interior of the hollow body is whose diameter is only slightly smaller than the inner diameter of the Hollow body is for the production of paints, coatings, adhesives or the like: receptive surface on them. The invention is particularly based on the Internal treatment of hollow bodies directed and is intended to ensure that applied internally Coatings adhere reliably and evenly to this inner surface.

Manche Kunststoffe, z. B. Polyolefine, wie Polyäthylen, besitzen Eigenschaften, die normalerweise die Erzielung einer guten Adhäsion von Uberzugssubstanzen auf ihren Oberflächen erschweren. Some plastics, e.g. B. polyolefins, such as polyethylene Properties that normally enable the achievement of good adhesion of coating substances make it difficult on their surfaces.

Es wurden bereits die verschiedensten Behandlungsweisen entwickelt, um die Oberfläche dieser Kunststoffe derart zu verändern, daß ihre Adhäsion eigenschaften verbessert wurden. Darunter befand sich insbesondere auch eine Behandlung dieser Oberflächen durch Corona-Entladung. Die Oberfläche des zu behandelnden Kunststoffes muß dabei ganz nahe an die verwendete Elektrode herangehalten werden, muß dabei aber doch einen gewissen Abstand von ihr besitzen. Sobald nämlich irgendwelche Teile die Elektrode tatsächlich berühren, erfolgt bei diesen Teilen keine Behandlung. Eine gleichmäßige Abstandshaltung wirkt sich also in gewissem Maße auf die Gleichmäßigkeit der vorgenommenen Behandlung aus. Es ist allgemein bekannt, welche Schwierigkeiten sich bei der Erzielung einer einigermaßen gleichmäßigen Abstandshaltung und der Vermeidung des Auftretens größerer Kontaktstellen ergeben, und es wurden deshalb bereits die verschiedensten Verfahrensweisen entwickelt, um eine möglichst weite Annäherung an den gewünschten Zustand zu erreichen. A wide variety of treatments have already been developed, to change the surface of these plastics in such a way that their adhesion properties have been improved. This included, in particular, a treatment of this Corona discharge surfaces. The surface of the plastic to be treated must be held very close to the electrode used, must but still have a certain distance from her. As soon as any parts actually touch the electrode, these parts will not be treated. Keeping the spacing evenly has a certain effect on the evenness the treatment carried out. It is well known what difficulties in achieving a reasonably even spacing and the Avoidance of the occurrence of larger contact points resulted, and there were therefore the most varied of procedures have already been developed in order to achieve the widest possible Approach to the desired state to be achieved.

In der USA-Patentschrift 2 957 077 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben und dargestellt zum Behandeln der Oberfläche von Behältern aus thermoplastischen Kunststoffen. Es wird hier bereits mit einem Luftstrom zwischen den Elektroden und dem zu behandelnden Gegenstand gearbeitet. In U.S. Patent 2,957,077 there is a method and apparatus described and illustrated for treating the surface of thermoplastic containers Plastics. It is here already with an air flow between the electrodes and worked on the subject to be treated.

Dies allein reicht jedoch nicht aus für eine befriedigende Zentrierung.However, this alone is not sufficient for a satisfactory centering.

Die Erfindung schlägt vor, bei der Behandlung der Oberfläche von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Corona-Entladung zur Zentrierung der Elektrode in dem zu behandelnden Hohlkörper beiderseits mechanische Zentrierelemente vorzusehen und außerdem in den Raum zwischen der Elektrode und dem Hohlkörper Druckluft einzuführen. The invention proposes in the treatment of the surface of Hollow bodies made of thermoplastic material through corona discharge for centering mechanical centering elements on both sides of the electrode in the hollow body to be treated to be provided and also in the space between the electrode and the hollow body compressed air to introduce.

In den Figuren ist die Erfindung zeichnerisch erläutert. In the figures, the invention is illustrated in the drawings.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung teilweise im Schnitt und mit schematischer Darstellung der elektrischen Schaltung; F i g. 2 ist ein Schnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig. 1. F i g. 1 shows a side view of the device according to the invention partly in section and with a schematic representation of the electrical circuit; F i g. 2 is a section along line 2-2 of FIG. 1.

In den Figuren ist mit 1 eine Elektrode in Form eines hohlen Metalldorns bezeichnet der an einer (nicht gezeigten) entsprechenden Halterung befestigt ist. Die Elektrode 1 kann jedoch gegebenenfalls auch auf einem Schaltmechanismus oder einem Drehkopf angebracht sein, oder sie kann auch in ihrer Halterung drehbar sein. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Elektrode 1 derart ausgebildet, daß sie lose in den Hohlkörper C hineinpaßt, der auf ihr behandelt werden soll, wobei zwischen Elektrode und Hohlkörper C ein kleiner Raum besteht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Hohlkörper C einen konisch zulaufenden Schulterteil 5, einen mit Gewinde versehenen Hals 7 und ein geschlossenes, abgerundetes Vorderende 9. An der Elektrode 1 ist entsprechend ebenfalls ein konisch zulaufender Endabschnitt 11 angesetzt, der unter Einhaltung eines geringen Abstandes genau in die Schulter 5 hineinpaßt Ein axialer Ansatz 13 der Elektrode ragt in den Hals 7 des Hohlkörpers C hinein. Außerdem besitzt auch die Elektrode vorzugsweise noch ein kugelförmig abgerundetes Endes, das in das Innnere des abgerundeten Vorderendes 9 paßt und zur-Halterung und Zentrierung des Hohlkörpers an dieser Stelle dient. In the figures, 1 is an electrode in the form of a hollow metal mandrel denotes which is attached to a corresponding bracket (not shown). The electrode 1 can, however, optionally also on a switching mechanism or be attached to a rotating head, or it can also be rotatable in its holder. As can be seen from the drawing, the electrode 1 is designed such that it fits loosely into the hollow body C to be treated on it, with between Electrode and hollow body C consists of a small space. In the illustrated embodiment the hollow body C has a tapered shoulder part 5, one with a thread provided neck 7 and a closed, rounded front end 9. Correspondingly, there is also a conically tapering end section on the electrode 1 11, which, while maintaining a small distance, exactly into the shoulder 5 fits into it An axial extension 13 of the electrode protrudes into the neck 7 of the hollow body C into it. In addition, the electrode also preferably has a spherical shape rounded end that fits inside the rounded front end 9 and for holding and centering the hollow body at this point is used.

Wie aus der Zeichnung weiter hervorgeht, kann an der Elektrode 1 außerdem noch ein zu Halterungszwecken dienender Teil 17 vorgesehen sein, welcher derart ausgebildet ist, daß er die Innenflächen des Hohlkörpers C an einigen im Abstand voneinander befindlichen Punkten wie bei 19 berührt, woraus sich eine zusätzliche Halterungs- und Zentrierwirkung ergibt.As can also be seen from the drawing, the electrode 1 can also still be provided for holding purposes serving part 17, which in such a way is designed that he the inner surfaces of the hollow body C at some at a distance points located from each other as at 19 touched, from which an additional Holding and centering effect results.

Außen an der Elektrode 1 ist ein Zentrierelement 21 angebracht, das auf der dem freien Ende der Elektrode zugewandten Seite mit einem Ringbund 23 versehen ist. Die Größe dieses Ringbundes 23 ist derart bemessen, daß er die Außenfläche des Hohlkörpers C mit Reibungspassung aufnehmen kann. Vorzugsweise besteht das Zentrierelement 21 aus einem hitzebeständigen Kunststoff, wie Polytetrafluoräthylen und ist an der Elektrode 1 entlang verschieb- und einstellbar, so daß es zur Halterung und Aufnahme von Hohlkörpern unterschiedlicher Länge verwendet werden kann. Das Zentrierelement 21 ist bis zu einem gewissen Grad zusammendrückbar und elastisch und kann infolgedessen mit Hilfe eines entsprechenden Klemmringes 25 an der gewünschten Stelle auf der Oberfläche der Elektrode 1 festgeklemmt werden. A centering element 21 is attached to the outside of the electrode 1 provided with an annular collar 23 on the side facing the free end of the electrode is. The size of this collar 23 is such that it covers the outer surface of the hollow body C can accommodate with a friction fit. Preferably there is the centering element 21 made of a heat-resistant plastic such as polytetrafluoroethylene and is attached to the Electrode 1 can be displaced and adjusted along so that it can be used for holding and receiving can be used by hollow bodies of different lengths. The centering element 21 is compressible and resilient to a certain extent and, as a result, can with the help of a corresponding clamping ring 25 at the desired location on the Surface of the electrode 1 are clamped.

Wie bereits erwähnt, ist die Elektrode 1 innen hohL Die Verbindung zwischen ihrer Innen- und Außenseite wird durch eine oder mehrere kleine Bohrungen 27 hergestellt. Dem Innenraum der Elektrode 1 kann ein unter Druck stehendes strömendes Mittel von einer beliebigen Quelle her zugeführt werden. Die angewandten Druckwerte liegen gewöhnlich ziemlich niedrig; es hat sich gezeigt, daß mit Druckwerten von annähernd 0,04 kg/cm2 in zahlreichen Fällen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. Durch diesen Druck wird bewirkt, daß der Hohlkörper C von der Oberfläche der Elektrode 1 in einer geringen Entfernung gehalten und damit ein im wesentlichen gleichmäßiger Raum 3 eingehalten wird, so daß keine Kontaktstellen auftreten, was dann der Fall sein könnte, wenn die Hohlkörper C z. B. in Form von Tuben auch nur geringfügig flach zusammengedrückt wären oder anderweitig eine unrunde Form aufweisen würden. As already mentioned, the electrode 1 is hollow inside the connection between its inside and outside is made by one or more small holes 27 manufactured. The interior of the electrode 1 can be a pressurized flowing Funds can be supplied from any source. The applied pressure values are usually quite low; it has been shown that with pressure values of approximately 0.04 kg / cm2 gives satisfactory results in many cases will. This pressure causes the hollow body C to be removed from the surface of the electrode 1 held at a short distance and thus essentially a uniform space 3 is maintained, so that no contact points occur what could then be the case when the hollow body C z. B. in the form of tubes only would be slightly compressed flat or otherwise be non-circular in shape would.

Um eine sichere Halterung des Hohlkörpers C auf der Elektrode zu gewährleisten, ist gegenüber dem Eiektronenende ein Zentrierelement 29 vorgesehen, das ein Lockern oder ein Verschieben des Hohlkörpers C infolge des Luftdruckes verhindert. Findet die Vorrichtung in einer Maschine mit automatischem Drehkopf Verwendung, so ist das Zentrierelement 29 derart angebracht, daß es sich gegenüber derjenigen Stelle befindet, auf die die Elektroden während des Behandlungsvorganges eingestellt sind. In diesem Fall ist dann am Zentrierelement 29- eine Art Aufs auf rampe 31 (F i g. 2) vorgesehen, durch die das Zentrierelement 29 und ein auf der Elektrode 1 befindlicher Hohikörper C langsam und gleichmäßig zur Anlage aneinander gebracht werden können, wäh- rend sich der Drehkopf dreht und damit die Elektrode in die Behandlungsstellung bringt. In order to securely hold the hollow body C on the electrode ensure a centering element 29 is provided opposite the electron end, which prevents loosening or displacement of the hollow body C as a result of the air pressure. If the device is used in a machine with an automatic rotating head, so the centering element 29 is attached so that it is opposite to that Location to which the electrodes are set during the treatment process are. In this case, there is a kind of up on ramp 31 on the centering element 29- (F i g. 2) provided through which the centering element 29 and one on the electrode 1 located hollow body C slowly and evenly brought into contact with one another can be, while- The rotating head rotates and the electrode moves into the treatment position brings.

Bei der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung findet eine drehbare Elektrode 1 Verwendung, die in beliebiger Weise angetrieben werden kann. In einem geringen Abstand von der Oberfläche der Seitenwandung des Hohlkörpers C ist ein Elektrodenstab 33 angeordnet, der vorzugsweise aus durch Verschieben zueinander einstellbaren Segmentee 35 und 37 besteht, die ihrerseits durch dieKlemmschrauben 39 in ihrer Stellung zueinander festgehalten werden. Auf diese Weise kann die Elektrode jeweils so eingestellt werden, daß sie zur Behandlung von Hohlkörpern unterschiedlicher Länge verwendet werden kann. In the preferred embodiment of the invention there is a rotatable Electrode 1 use that can be driven in any way. In one small distance from the surface of the side wall of the hollow body C is a Electrode rod 33 arranged, which is preferably made by moving each other adjustable segments 35 and 37, in turn by the clamping screws 39 are held in their position to each other. This way the electrode each set so that they are different for the treatment of hollow bodies Length can be used.

Elektrode 33 und Elektrode 1 sind über den Schalter 43 an eine Wechselstromquelle hoher Spannung, z. B. den Generator 41, angeschlossen. Damit wird eine entsprechende Spannung an den zwischen diesen Teilen befindlichen Zwischenraum angelegt und auf diese Weise eine Corona-Entladung verursacht, durch welche die Oberflächen des Hohlkörpers C einer Behandlung unterzogen werden. Electrode 33 and electrode 1 are connected to an alternating current source via switch 43 high voltage, e.g. B. the generator 41 connected. This is a corresponding Voltage is applied to the space between these parts and on this causes a corona discharge through which the surfaces of the hollow body C be subjected to treatment.

Eine weitere gesonderte Elektrode 45 ist vorzugsweise im Bereich der Schulter- und Halsteile des Hohlkörpers C angeordnet. Da diese häufig dicker sind als die Seitenwandungen des Hohlkörpers C, sind bei ihnen entsprechend auch etwas anders gelagerte Behandlungsbedingungen notwendig. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besitzt die Elektrode 45 einen Rand 47 mit einem solchen Umriß, daß sie nahe an den Umriß von Btehälterhals und -schulter herankommt. Auch an den zwischen der Elektrode 45 und der Elektrode 1 bestehenden Spalt wird eine entsprechend hohe Wechselstromspannung angelegt Da Schulter und Hals eines Hohlkörpers C gewöhnlich aus einem dickeren Werkstoff bestehen als die Seitenwandung des Hohlkörpers C, erscheint es meist zweckmäßig, hier auch eine etwas höhere Spannung anzulegen. Dies wird insgesamt dadurch angedeutet, daß entsprechend der Darstellung der Zeichnung die Elektrode 1 und der Stab 45 an die Sekundärwicklung eines Aufspanners 49 angeschlossen sind, dessen Pri märwicklung ebenfalls durch den Generator41 gespeist werden kann. Another separate electrode 45 is preferably in the area the shoulder and neck parts of the hollow body C arranged. Because these are often thicker are than the side walls of the hollow body C, are correspondingly also with them slightly different treatment conditions are necessary. As can be seen from the drawing, the electrode 45 has an edge 47 with such an outline that they are close to the outline of the container neck and shoulder approaches. Also on the one between the electrode 45 and the electrode 1 existing gap is a correspondingly high AC voltage Because the shoulder and neck of a hollow body C are usually made of a thicker one Material exist as the side wall of the hollow body C, it usually seems appropriate to apply a slightly higher voltage here. This is indicated overall by that according to the representation of the drawing, the electrode 1 and the rod 45 at the secondary winding of a tensioner 49 are connected, the primary winding of which can also be fed by the generator41.

Bei der Benutzung der Einrichtung wird ein Kunst stoffhohlkörper C auf das Ende der Elektrode 1 aufgesteckt und sein offenes Ende in den Ringbund 23 des - Zentrierelementes 21 eingedrückt. Naturgemäß kann das Zentrierelement 21 auch auf der Elektrode 1 in die für den jeweils zu behandelnden Hohlkörper C richtige Stellung verschoben werden. In den kugelförmig abgerundeten Endabschnitt 9 schiebt sich das abgerundete Ende 15 ein, das die Zentrierung des Hohlkörpers C auf der Elektrode unterstützt. Durch dieAnlagestelIeni9 des Halteteiles 17 wird diese Zentrierwirkung noch weiter verbessert. Wenn sich die einzelnen Teile dann in dieser Stellung befinden, wird die Elektrode (beispielsweise durch einen Einstellkopf) so weit seitlich bewegt, bis das kugelförmig ausgehöhlte Ende 9 am Zentrierelement 29 anstößt. When using the device is a plastic hollow body C attached to the end of the electrode 1 and its open end into the collar 23 of the centering element 21 pressed in. The centering element 21 also on the electrode 1 in the correct position for the hollow body C to be treated in each case Position can be moved. In the spherically rounded end section 9 pushes the rounded end 15, which the centering of the hollow body C on the Electrode supported. This centering effect is achieved by the contact points of the holding part 17 improved even further. When the individual parts are in this position, if the electrode is moved sideways (for example by an adjustment head), until the spherically hollowed-out end 9 abuts the centering element 29.

Dann wird durch Einlassen von Luft im Innern der Elektrode 1 der gewünschte Luftdruck hergestellt1 der sich über die Bohrungen 27 auch in dem zwischen der Elektrode und dem Hohlkörper C befindlichen Raum 3 einstellt. Durch diesen Luftdruck wird der Hohlkörper C leicht gedehnt und damit in seine endgültige Form gebracht. Gleichzeitig wird auf diese Weise der gewünschte Abstand im gesamten Innenraum aufrechterhalten. Anschließend wird der Schalter 43 geschlossen und damit an den Elektroden 33 und 45 eine Corona-Entladung hervorgerufen. Währenddessen wird die Elektrode 1 in eine Drehbewegung versetzt, so daß die einzelnen Abschnitte des Hohlkörpers C nacheinander zur Behandlung durch diese Corona-Entladung gebracht werden. Da der Raum 3 genau gleichmäßig gehalten wird, erfolgt auch eine über die gesamte Innenfläche des Hohlkörpers gleichmäßige Behandlung. Selbstverständlich wird auch die Außenfläche des Hohlkörpers in dem beschriebenen Verfahren behandelt.Then, by letting air inside the electrode 1, the desired one becomes Air pressure produced1 which is via the bores 27 also in the one between the electrode and the hollow body C located space 3 adjusts. This air pressure will the hollow body C is slightly stretched and thus brought into its final shape. Simultaneously is going to this Way the desired distance in the entire interior maintain. Then the switch 43 is closed and thus to the Electrodes 33 and 45 caused a corona discharge. Meanwhile, the Electrode 1 set in a rotary motion, so that the individual sections of the hollow body C can be brought one after the other for treatment by this corona discharge. Since the Space 3 is kept exactly evenly, there is also one over the entire inner surface uniform treatment of the hollow body. It goes without saying that the outer surface is also of the hollow body treated in the process described.

Dann wird die Elektrode 1 aus ihrer mit dem Zentrierelement 29 fluchtenden Stellung verschoben, der Hohlkörper C von der Elektrode abgenommen, seine Innenfläche mit einem Überzug versehen und das kugelförmige Ende 9 meist abgeschnitten. Wie außerdem aus den Zeichnungen hervorgeht, wird bei der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung der am offenen Hohlkörperende C befindliche Rand des Hohlkörpers C der Corona-Entladung nicht ausgesetzt; damit wird bezweckt, daß der Hohlkörper an diesem Ende leichter verschlossen werden kann, indem ein Kunststoff-Verschlußteil an ihm angeschweißt wird oder indem die Seitenwandungen ein- fach selbst flach aufeinandergedrückt und anschließend miteinander verschweißt werden. The electrode 1 is then removed from its alignment with the centering element 29 Shifted position, the hollow body C removed from the electrode, its inner surface provided with a coating and the spherical end 9 mostly cut off. As is also apparent from the drawings, in the preferred embodiment of the invention, the edge of the hollow body C located at the open end of the hollow body C not exposed to corona discharge; the purpose of this is that the hollow body to this end can be more easily closed by a plastic closure part is welded to it or by the side walls fold even pressed flat on top of each other and then welded together.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Behandlung der Oberfläche von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Corona-Entladung, bei der in das Innere des Hohlkörpers eine Elektrode eingeführt ist, deren Durchmesser nur um ein geringes kleiner als der Innendurchmesser des Hohlkörpers ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung der Elektrode (1) im Hohlkörper (C) beiderseits mechanische Zentrierelemente (21, 29) vorgesehen sind, und daß in den Raum (3) zwischen Elektrode (1) und Hohlkörper (C) Druckluft eingeführt ist. Claims: 1. Device for treating the surface of Hollow bodies made of thermoplastic material through corona discharge, in which in the interior of the hollow body is inserted an electrode, the diameter of which is only is slightly smaller than the inner diameter of the hollow body, characterized in that that for centering the electrode (1) in the hollow body (C) on both sides mechanical Centering elements (21, 29) are provided, and that in the space (3) between the electrode (1) and hollow body (C) compressed air is introduced. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierelement (21) einen Ringbund (23) zur Aufnahme des offenen Hohlkörperendes aufweist sowie einen Dorn (1) mit Bohrungen (27) für die Druckluftzuführung. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the centering element (21) has an annular collar (23) for receiving the open end of the hollow body and a mandrel (1) with bores (27) for the supply of compressed air. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1066 066013, 1089154; USA.-Patentschrift Nr. 2957077. Publications considered: German Auslegeschriften No. 1066 066013, 1089154; U.S. Patent No. 2957077.