DE3627864A1 - Verfahren, vorrichtung und deren herstellungsverfahren zur corona-behandlung von formteilen - Google Patents
Verfahren, vorrichtung und deren herstellungsverfahren zur corona-behandlung von formteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Behandlungsverfahren und ein
Herstellungsverfahren für diese Vorrichtung zur
Corona-Behandlung von Formteilen aus Kunststoff, Pappe
Keramik oder sonstigen geeigneten Materialien mit den
Merkmalen in den Oberbegriffen der Verfahrens- und
Sachansprüche.
Formteile, insbesondere solche aus Kunststoff, die
bedruckt oder beschäumt werden sollen, müssen
vorbehandelt werden. Dazu ist es bekannt, derartige
Formteile einem Flammverfahren zu unterziehen, bei dem
eine offene Brennerflamme über die vorzubehandelnden
Flächen geführt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil,
daß Oberflächenverformungen durch Wärme auftreten,
Brandgefahr besteht und der Ausschuß sehr hoch ist.
Zur Vorbehandlung von Folien und auch Formteilen ist im
weiteren das Corona-Behandlungsverfahren bekannt, bei
dem ein Lichtbogen zwischen einer nackten und einer
isolierten Elektrode gezündet wird. Dieses Verfahren ist
allerdings bislang nur für Folien, ebene Platten oder
rotationssymmetrische Formteile verwendbar.
Im einen Fall wird die Folie über eine Erdungswalze
geführt und von einer Stangenelektrode besprüht. Aus der
AT-PS 2 25 428 ist es bekannt, rotationssymmetrische
Teile üben eine drehbar gelagerte zylindrische Elektrode
zu stülpen und dann an einer Stangenelektrode
vorbeizudrehen oder in einer umgebenden Rohrelektrode zu
drehen. Aus der JP 60-32 636 ist es weiter auch bekannt,
auf zwei voneinander beabstandete isolierende
Glasplatten außenseitig Flächenelektroden aufzubringen
und zwischen den Glasplatten eine ebene Kunststoffplatte
zu behandeln.
Außer der Einschränkung auf plattenförmige und
rotationssymmetrische Teile bringen die bekannten
Verfahren und Vorrichtungen auch den Nachteil mit sich,
daß die Vorbehandlung über die gesamte Körperfläche der
Formteile oder Folien erfolgt. Dies ist oftmals nicht
erwünscht, weil an vorbehandelten Stellen, vor allem von
Kunststoffteilen, keine Schweißverbindung mehr hält. Die
AT-PS 2 25 428 begegnet diesem Nachteil durch Abdecken
der späteren Schweißzonen mittels eines Ringes. Dies
bedingt allerdings einen hohen Vorbereitungsaufwand für
die Formteile und ist nicht an allen Stellen möglich.
Beim Stand der Technik findet außerdem keine exakte
Positionierung der Formteile statt, wodurch deren Lage
und damit auch die Größe der Behandlungsluftspalte
variieren kann. Dies hat ungleichmäßige
Behandlungsergebnisse und eine geringe
Betriebssicherheit im Hinblick auf elektrische
Durchschläge bei mangelhafter Überdeckung von Formteil
und Elektroden zur Folge.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit
aufzuzeigen, beliebig gestaltete Formteile einer
Corona-Behandlung unterziehen zu können und dabei diese
Behandlung gezielt an beliebigen Stellen vornehmen zu
können. Außerdem werden eine hohe Behandlungsqualität
und Betriebssicherheit angestrebt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung in
Gestalt einer Sandwichform mit den Merkmalen des
Vorrichtungs-Hauptanspruches vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäße Sandwichform hat den Vorteil, daß
in ihr ohne weitere Hilfsmittel eine exakte Führung und
Behandlung beliebig gestalteter Formteile an beliebigen
Stellen und in beliebiger Größe möglich ist. Die beiden
Formhälften können selbst aus mehreren Teilen
zusammengesetzt sein, wodurch auch Hinterschneidungen
und Hohlräume von Formteilen erreichbar sind.
Zumindest eine Formhälfte ist vollständig oder auch nur
bereichsweise dem Formteil schalenförmig nachgebildet
und gestattet hierdurch eine exakte Positionierung des
Formteils gegenüber den Elektroden und eine genaue
Einhaltung der Bearbeitungs-Luftspalte. Die gegenseitige
Lagefixierung der Formhälften kann durch beiderseitigen
formschlüssigen Eingriff am Formteil oder durch
Abstandshalter erfolgen.
Die Elektrodenflächen sind den Behandlungsflächen am
Formteil nachgebildet. Einerseits übernehmen damit auch
neben dem geformten Isoliermaterial die Elektroden
Führungsaufgaben und brauchen andererseits nur so groß
wie die Behandlungsflächen zu sein. Letzteres hat den
Vorteil, daß erhebliche Einsparungen an
Generatorleistung möglich sind.
Die Elektrodenflächen können ihrerseits ebenfalls
unterteilt und einzeln elektrisch angeschlossen sein.
Die Behandlung des Formteils kann damit an Teilflächen
nach und nach erfolgen, wobei die Elektrodenteile
abwechselnd elektrisch geschaltet werden. Diese
Begrenzung der wirksamen, angeschlossenen
Elektrodenfläche vermindert ebenfalls die nötige
Generatorleistung.
Um die nötige Sauerstoffzufuhr zu den
Behandlungs-Luftspalten sicherzustellen, besteht
zwischen den beiden Formhälften ein Spalt, vorzugsweise
sogar ein umlaufender Ringspalt, mit einer Verbindung zu
den Behandlungs-Luftspalten. Je nach Gestalt des
Formteiles und Lage der Elektroden können die
Formhälften sich unter Zwischenlage des Formteiles
aneinander abstützen und dabei peripher den Spalt
freilassen. In anderen Fällen sind Abstandshalter
vorgesehen.
Der Corona-Lichtbogen wird besonders leicht an
punktförmigen, vorspringenden Stellen der Elektroden
gezündet. Es empfiehlt sich daher, die einander
zugekehrten Arbeitsflächen beider Elektroden
aufzurauhen.
Für einen leichten Auswurf des Formteiles nach der
Behandlung sind in einer oder beiden Formhälften
Druckluftkanäle eingelassen.
Die erfindungsgemäße Sandwichform kann auf
unterschiedliche Art und Weise hergestellt werden,
beispielsweise durch Abguß der Formteilkontur und
Einbetten in eine Isolierschicht. Dreidimensional
geformte Elektroden können auch aus dem Vollen
gearbeitet werden. Im einfachen Fall von ebenen
Elektroden können auch Metallscheiben in isolierenden
Kunststoff eingegossen werden.
Formhälften mit kompliziert geformten Elektroden sind
allerdings mit den bekannten Verfahren nur schwer
herstellbar und verursachen entsprechend hohe
Werkzeugkosten. Der Bau von Formhälften mit mehreren
kleinen Elektrodenflächen ist mit den herkömmlichen
Methoden manchmal sogar unmöglich. Der Grund hierfür
liegt in der Problematik der Wärmestabilität der
Verbindung zwischen Isoliermaterial und Elektrode. In
einer erfindungsgemäßen Sandwichform können Temperaturen
bis 150°C und mehr entstehen, die eine Klebeverbindung
zwischen Elektrode und Isoliermaterial platzen lassen.
Der Erfindung liegt damit die weitere Teilaufgabe
zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Formhälften mit
beliebig geformten und beliebig augeordneten Elektroden
aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in
den Verfahrenshauptansprüchen 9 und 11. Die beiden
beanspruchten Herstellungsverfahren sind dem Grunde nach
gleich, unterscheiden sich in Abhängigkeit von der
Isolierung oder Nichtisolierung der Elektroden
allerdings im Schichtenaufbau.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können in kürzester
Zeit und mit minimalen Kosten die Formhälften mit ihren
Elektrodenflächen und Isolierschichten den Konturen des
Formteiles mit maximaler Genauigkeit nachgebildet
werden. Es ist damit möglich, die Elektrodenflächen so
klein wie unbedingt nötig zu halten und sie auch an
beliebigen Stellen und in beliebiger Größe anzuordnen.
Die Elektrodenflächen können natürlich auch größer als
die Behandlungsflächen am Formteil sein. Die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sandwichform
hält auch sehr hohen Generatorleistungen mit
entsprechend hohen Temperaturen problemlos stand und
weist nur einen niedrigen Verschleiß auf.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die
gewünschten, rauhen Elektrodenoberflächen auf sehr
einfache und höchst effiziente Weise bei der Herstellung
der Formhälften ausbilden. Dazu wird entweder der
Haftvermittlerlösung entsprechend körniges Material, wie
Sand, Korund oder dergleichen, vor dem Auftrag
beigemischt oder nachträglich auf die
Haftvermittlerschicht aufgeblasen.
Die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erzielte
Gestaltungsfreiheit der Formteile findet ihre Grenzen,
wenn eine gewisse Dicke des Formteils überschritten und
damit der Elektrodenabstand zu groß wird. Das an sich
elektrisch isolierende Material des Formteils läßt bei
zu großer Dicke die an den Behandlungsflächen anliegende
Spannung so weit absinken, daß kein Lichtbogen mehr
gezündet werden kann.
Die Hauptaufgabe besitzt damit den weiteren Teilaspekt
der Überwindung dieser Einschränkung und der vollen
Ausnutzbarkeit der durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung ermöglichten Gestaltungsfreiheit der
Formteile.
Die Erfindung löst diese Teilaufgabe, indem der
Formteilwerkstoff elektrisch leitend gemacht und direkt
mit der Spannungsquelle verbunden wird. Dies kann auf
unterschiedliche Art, beispielsweise durch einen
elektrisch leitenden Überzug oder eine Beimischung
elektrisch leitfähiger Substanzen bei der Herstellung
des Formteilwerkstoffes geschehen. Letzteres bietet sich
vor allem bei synthetischen Werkstoffen, wie
Kunststoffen, Keramiken etc. an. Die elektrische
Verbindung zur Spannungsquelle kann durch eine direkte
Kabelverbindung oder durch einen eigenen Kontaktstift,
eine nackte Elektrodenfläche oder dergleichen in einer
der Formhälften erfolgen. Der Stromanschluß ist
jedenfalls unabhängig von den Behandlungsflächen und
kann grundsätzlich an einer beliebigen Stelle des
Formteiles angeordnet sein. Hierdurch braucht auch nur
eine der Formteilhälften eine Elektrode aufzuweisen,
während die andere nur als einfacher Deckel fungieren
kann.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und
schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Sandwich
form,
Fig. 2, 3 und 4 Variationen in der Gestaltung der Form
hälften,
Fig. 5 und 6 Querschnitte durch den Schichtaufbau bei
Herstellung der Formhälften und
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine
Sandwichform
mit elektrisch leitendem Formteil.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Sandwichform (1) für
die Corona-Behandlung eines Formteiles (2), das hier in
einfachster Form als glatte, quaderförmige Platte
ausgebildet ist.
Die Sandwichform (1) besteht aus einer oberen und einer
unteren Formhälfte (4, 3), die den Konturen des
Formteiles (2) nachgebildet sind (vgl. Fig. 2 bis 4
und 7) und zwischen denen das Formteil (2) unter
formschlüssiger Führung an einer oder beiden Formhälften
(3) eingebettet wird.
Bei der Corona-Behandlung wird ein Lichtbogen zwischen
einer nackten Elektrode (5) und einer mit
Isoliermaterial ummantelten Elektrode (6) gezündet.
Damit liegen sich zumindest an den Behandlungsflächen
(7, 8) die in den Formhälften (3, 4) angeordneten
Elektroden (5, 6) in paralleler Lage zu den
Behandlungsflächen (7, 8) im wesentlichen deckungsgleich
gegenüber. Für eine gute Lichtbogenführung empfiehlt es
sich dabei, beide Elektrodenflächen (5, 6) größer als die
beaufschlagte Behandlungsfläche (7, 8) zu machen und
dabei im weiteren noch die mit dem Generator verbundene
Elektrode (6) flächenmäßig größer als die zugeordnete
Elektrode (5) zu machen.
Corona-Entladungen finden überall dort statt, wo das
Formteil (2) zwischen den beiden Elektroden (5, 6)
angeordnet ist und wo im weiteren ein
Behandlungs-Luftspalt (9, 10) vorhanden ist. Soll das
Formteil (2), wie in Fig. (3) dargestellt, beidseitig
behandelt werden, muß an beiden Behandlungsflächen (7, 8)
ein Luftspalt (9, 10) vorhanden sein.
Das Entladungsverhalten wird im weiteren auch durch die
Dicke der Isolierschicht (19) zwischen der Elektrode (6)
und dem Formteil (2) (vgl. Fig. 1), durch die Breite
des Behandlungs-Luftspaltes (9, 10), sowie durch die
Überdeckung der Elektroden (5, 6) bestimmt. Für eine
optimale Behandlung sollten Luftspalte (9, 10), sowie die
Isolierschicht (19) ca. 2 mm breit sein.
Überschreitet die Schichtdicke oder die Luftspaltbreite
einen gewissen, von der Spannungshöhe abhängigen Wert,
oder decken sich die Elektrodenflächen (5, 6) nicht,
findet keine Entladung statt. Diese Merkmale lassen sich
bei der Gestaltung der Formhälften (3, 4) gezielt
einsetzen, um Entladungen zu verhindern.
Fig. 1 zeigt im weiteren noch den prinzipiellen Aufbau
der Sandwichform (1). Die beiden Elektroden (5, 6) sind
zu den Seitenrändern der Formhälften (3, 4) hin isoliert.
Dadurch wird ein elektrischer Überschlag zwischen den
beiden Elektroden (5, 6) außerhalb des Formteiles (2)
verhindert. Die Elektrode (6) ist ohnehin vollständig
von Isoliermaterial (12) umgeben, wohingegen die
Elektrode (5) so weit in Isoliermaterial (12)
eingebettet ist, daß nur ihre Oberfläche freibleibt.
Die geerdete Elektrode (5) überlappt die
Bearbeitungsfläche (7) randseitig um ca. 1 mm, während
die generatorseitige Elektrode (6) randseitig um jeweils
10 mm die Behandlungsfläche (7) überlappt. Die
seitliche Isolationsdicke zum Formenrand hin beträgt
genauso wie die Dicke der Isoliermasse unter
beziehungsweise über den Elektroden (5, 6) ca. 40 mm.
Das Isoliermaterial (12) der beiden Formhälften (3, 4)
ist im weiteren nach oben und unten hin noch in
Trägermaterial, beispielsweise Beton oder einem anderen
Mineralträger, gefaßt. Als Isolierwerkstoff eignen sich
vergießfähige Kunststoffmassen, vorzugsweise Polyester,
GFK, Quarzmehl, Epoxyd, Polyesterharz und
PU-Vergußmasse. Die Elektroden bestehen aus Kupfer,
Aluminium, Bronze oder dergleichen.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 4 zeigen.
komplizierter gestaltete Formhälften (3, 4).
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 soll ein
wannenartiges Formteil (2) nur auf der Oberseite und
dort auch nur im Bereich der Wannenränder vorbehandelt
werden. Das Formteil (2) ruht dazu auf der nackten
Elektrode (5), die der Kontur des Formteils (2) exakt
nachgebildet ist. In gleicher Weise ist auch die obere,
isolierte Elektrode (6) der Oberseite des Formteiles (2)
exakt nachgebildet. Die Isolierschicht (19) ist im
Bereich der Behandlungsfläche (7) überall gleich dick
und läßt zur Behandlungsfläche (7) den ebenfalls überall
gleich dicken Behandlungs-Luftspalt (9) frei. Gegen die
Mitte des Formteiles zu, wo keine Corona-Behandlung
stattfinden soll, ist die Isolierschicht (19) soweit
verdickt, daß die Formhälfte (4) sich darüber auf dem
Formteil (2) und damit auf der Formhälfte (3) abstützen
kann. An diesen Stellen findet mangels Luftspalt keine
Entladung statt, obwohl Elektrodenflächen vorhanden
sind. Im Randbereich sind die beiden Formhälften (3, 4)
unter Bildung eines Spaltes (11) voneinander
distanziert, so daß Sauerstoff in den Behandlungsspalt
(9) von außen gelangen kann. Zur seitlichen Führung sind
die Formhälften (3, 4) durch nicht dargestellte,
randseitig angeordnete Abstandshalter isoliert
miteinander verbunden. In Fällen, wo sich die beiden
Formhälften (3, 4) nicht aneinander über das Formteil (2)
abstützen können (vgl. Fig. 1), dienen diese
Abstandshalter auch zur Abstützung und Distanzierung,
sowie Einstellung der Behandlungs-Luftspalte und des
vorzugsweise ringförmig umlaufenden Spaltes (11).
Eine Unterbrechung der Entladung hätte im
Ausführungsbeispiel der Fig. 2 auch durch Abschnitt
der Elektroden (5, 6) am Ende der Behandlungsfläche (7)
erfolgen können. Die dargestellte Ausführungsform
erlaubt allerdings durch nachträgliches Entfernen der
Isolierschicht (19) eine nachträgliche Vergrößerung der
Behandlungsfläche (7), ohne daß eine neue Form erstellt
werden muß.
Fig. 3 zeigt in Variation zu Fig. 2 die Gestaltung
der beiden Formhälften (3, 4) bei beidseitiger
Corona-Behandlung der Randbereiche des Formteiles (2).
Dazu ist auch zwischen der nackten Elektrode (5) und der
unteren Behandlungsfläche (8) ein Behandlungs-Luftspalt
(10) vorgesehen. Die Gestalt der Elektrode (5) folgt
dazu mit gleichbleibendem Abstand der Kontur der
Behandlungsfläche (8).
In weiterer Variation ist auch eine vollständige,
beidseitige Vorbehandlung des Formteiles (2) möglich.
Das Formteil (2) hat dazu keinen Kontakt mit der
Elektrode (5) mehr, und die beiden Formhälften (3, 4)
werden vollständig durch Abstandshalter geführt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel in Form eines
becherförmigen Formteiles (2), bei dem nur an ganz
bestimmten, vereinzelten Stellen eine Vorbehandlung
erfolgen soll. Dazu liegen sich wieder die Elektroden
(5, 6) jeweils parallel zur Behandlungsfläche (7)
gegenüber. Die Elektroden bestehen hierbei allerdings
aus durch Isoliermaterial (12) voneinander getrennten
Elektrodenteilen (5 a, 5 b) und (6 a, 6 b). Diese
Elektrodenteile können auf ihrer jeweiligen Seite
miteinander elektrisch leitend verbunden sein oder
einzeln für sich elektrisch schaltbar am Generator
beziehungsweise Masse angeschlossen sein. Eine Entladung
findet wiederum nur dort statt, wo zwei
Elektrodenflächen einander mit Luftspalt
gegenüberliegen.
Unterteilte Elektroden mit gegenseitiger, elektrischer
Isolierung ihrer Teilflächen können auch für die
energiesparende Behandlung großflächiger Formteile
verwendet werden. Dazu werden die Elektrodenteile
paarweise nacheinander elektrisch zugeschaltet und
wieder abgeschaltet. Die für den Lichtbogen
erforderliche Spannung muß dabei nur auf relativ kleinen
Teilflächen erzeugt werden, wodurch die nötige
Generatorleistung begrenzt werden kann.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zeigt im weiteren
eine vollständige, formschlüssige Führung des Formteiles
(2) in der oberen und der unteren Formhälfte (4, 3). Am
Ende des Behandlungs-Luftspaltes (9) ist dazu das
Isoliermaterial (12) der unteren Formhälfte (3)
ansatzförmig an das Formteil (2) herangeführt. In der
Formhälfte (3) ist außerdem im elektrodenfreien Bereich
ein Druckluftkanal (13) mit externem Anschluß
angeordnet, über den das Formteil (2) nach der
Behandlung wieder ausgeworfen und das entstandene Ozon
ausgeblasen werden kann.
Variationen der dargestellten Ausführungsbeispiele sind
dahingehend möglich, daß die Elektrode (6) auf Erde und
die Elektrode (5) auf den Generator geschaltet ist.
Ferner können auch die Elektroden (5) und (6) lagemäßig
und im Hinblick auf ihre Isolation vertauscht sein. Das
Formteil (2) kann auch auf einer isolierten Elektrode
liegen. An den Behandlungsflächen müssen nur jeweils
eine nackte und eine isolierte Elektrode einander
gegenüberliegen.
Fig. 7 zeigt eine weitere Variation der Sandwichform
(1). Hier soll ein Formteil (2) behandelt werden, das
einerseits eine kompliziert geformte Behandlungsfläche
(7) und andererseits eine erhebliche Dicke aufweist. Das
Formteil (2) ist in der unteren Formhälfte (3) im
schalenförmig nachgeformten Isoliermaterial (12)
formschlüssig geführt, wobei die obere Formhälfte (4)
als einfacher Deckel ausgebildet und mit den
vorerwähnten Abstandshaltern än der unteren Formhälfte
(3) abgestützt ist.
Die Vorbehandlung soll an einer mehrfach gebogenen und
gewölbten Behandlungsfläche (7) stattfinden. Die
Elektrode (6) ist dieser Behandlungsfläche (7)
nachgeformt und mit einer Isolierschicht (19) überzogen.
Zur leichteren Darstellbarkeit sind die verschiedenen
Schichten mit einem gewissen Abstand voneinander
gezeichnet, der in der Praxis nicht vorhanden ist.
Ansonsten ist noch der vorerwähnte Behandlungsluftspalt
(9) und der umlaufende Ringspalt (11) zur Entlüftung
vorgesehen.
Das Formteil (2) weist eine erhebliche Dicke im Bereich
der Behandlungsfläche (7) auf. Die für eine
Corona-Oberflächenbehandlung üblicherweise vorgesehenen
Formteilwerkstoffe, wie Kunststoff, Pappe, Keramik oder
dergleichen wirken als elektrischer Isolator, der bei zu
großer Dicke die Zündung des Corona-Lichtbogens
verhindert. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 wird der
Formteilwerkstoff elektrisch leitend gemacht und direkt
mit der Spannungsquelle verbunden. Elektrische
Leitfähigkeit erlangt das Formteil (2) über einen
elektrisch leitfähigen Überzug, der beispielsweise in
Form einer dünnen Metallschicht aufgedampft wird. Das
Formteil (2) kann aber auch von Haus aus einem
elektrisch leitfähigen Material, wie leitfähigen
Kunststoffen, Keramiken oder dergleichen bestehen. Bei
diesen Werkstoffen wird die Leitfähigkeit durch
Beimischung von Graphit, Metallpartikeln oder
dergleichen bei der Werkstoffherstellung erreicht.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die obere
Formhälfte (4) vollständig aus Isoliermaterial (12) und
beeinhaltet lediglich einen mit dem Generator
verbundenen elektrischen Kontaktstift (20). Dieser wird
durch eine Andruckfeder (21) nach dem Schließen der
Sandwichform (1) gegen das Formteil (2) gepreßt und
stellt damit die elektrische Verbindung her.
Der Corona-Lichtbogen wird in diesem Ausführungsbeispiel
zwischen dem elektrisch leitfähigen Formteil (2), das
soweit selbst als Elektrode wirkt und der ummantelten
Gegenelektrode (6) gezündet. Hierbei findet die gleiche
Oberflächenbehandlung wie im Ausführungsbeispiel der
Fig. 1-4 statt.
In Variation zum gezeigten Ausführungsbeispiel (7)
können weitere isolierte Elektroden (6) in der unteren
Formhälfte (3) und auch in der oberen Formhälfte (4) mit
den zugehörigen Behandlungs-Luftspalten vorgesehen sein.
An die Stelle des Kontaktstiftes (20) kann auch eine
nackte Elektrode in einer der Formhälften (3, 4) treten.
Das Formteil (2) kann auch über ein Kabel direkt mit dem
Generator verbunden werden.
Fig. 5 und 6 verdeutlichen den Schichtaufbau bei der
Herstellung der Formhälften (3, 4) gemäß den
vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen der
vorangegangenen Figuren. Fig. 5 zeigt dabei den Aufbau
für eine Formhälfte (3) mit einer nackten Elektrode (5).
Das Formteil (2) wird in der gezeigten Stellung auf eine
nicht dargestellte Bodenplatte gelegt. Auf das Formteil
(2) wird dann zumindest im Bereich der
Behandlungsflächen eine wasserfeste Deckschicht (15)
aufgetragen, vorzugsweise in einer (10 mµ)-dicken Schicht
aufgesprüht. Diese Deckschicht (15) ist nur in den
Fällen notwendig, in denen die darauffolgende
Haftvermittlerschicht (16) nicht auf dem Werkstoff des
Formteiles (2) hält. Dies ist vor allem bei Kunststoffen
der Fall. Die wasserfeste Deckschicht besteht aus einer
wäßrigen Lösung von Hydrosolen, Lactices, Acrylharz,
Quarzmehl und Alkydlack. Bevorzugt wird hierbei die in
Gewichtsprozenten angegebene, nachstehende
Zusammensetzung:
(38)%Latex,
(25)%Wasser,
(25)%Quarzmehl,
(8)%Acrylharz,
(3)%Hydrosol und
(1)%Alkydlack.
Die wasserfeste Deckschicht wird vorzugsweise dreimal
unter Zwischentrocknung der einzelnen Schichten
aufgesprüht bis zu einer Gesamtschichtdicke von 30 m.
Auf die Deckschicht (15) wird direkt oder unter Einlage
einer Zwischenschicht (18) eine wasserlösliche
Haftvermittlungsschicht (16) aufgetragen, vorzugsweise
aufgesprüht. Die Zwischenschicht (18) dient der
Herstellung der späteren Behandlungs-Luftspalte. Die
Zwischenschicht kann aus Wachs oder anderen,
vorzugsweise wasserlöslichen Materialien, bestehen.
Insbesondere kann die Zwischenschicht (18) auch durch
eine partielle Verdickung der Haftvermittlungsschicht
(16) geschaffen werden.
Die Haftvermittlungsschicht (16) besteht aus einer
wässrigen Lösung von Leim, Kohlehydraten, Quarzmehl und
Metallpulver mit der bevorzugten Zusammensetzung in
Gewichtsprozenten:
(38)%entspanntes Wasser,
(36)%Quarzmehl,
(15)%Flüssigzucker,
(8)%Leim und
(3)%Metallpulver (vorzugsweise Nickel).
Die Haftvermittlerlösung wird außer zur Bildung der
Zwischenschicht (18) in gleicher Weise und gleicher
Schichtdicke wie die Deckschicht (15) auf letztere
aufgetragen.
Auf die Haftvermittlungsschicht (16) wird zur Bildung
der Elektrode (5) flüssiges Metall, vorzugsweise Kupfer,
Aluminium oder Bronze, aufgetragen, vorzugsweise mit der
Metallspritzpistole aufgesprüht. Dabei empfiehlt es
sich, die Metallschicht (17) in einer säuerstoffreien
Spritzkabine nach DE-GM (82 25 728) aufzutragen. Für
die Metallschicht (17) genügt eine Schichtdicke von
0,2 bis 0,4 mm. An die Metallschicht (17) werden
dann noch die nach außen führenden Stromleitungen
angebracht.
Zuletzt wird eine Gießform auf die Grundplatte mit
seitlichem Abstand zu den Rändern des Formteiles (2)
gestellt und mit dem Isoliermaterial (12), vorzugsweise
einer Kunststoffvergußmasse, ausgefüllt. In die
Isoliermasse (12) wird dabei auch die Metallschicht
(17) beziehungsweise Elektrode (5) eingebettet.
Zum Entformen wird Wasservermittlungsschicht (16)
geleitet, die sich dadurch auflöst. Das Formteil (2) mit
der wasserfesten Deckschicht (15) und einer eventuellen
Zwischenschicht (18) kann damit von der Elektrode (5)
und dem Isoliermaterial (12) abgelöst werden. Durch die
sehr geringe Dicke der Deck- und Haftvermittlungsschicht
(15, 16) bietet die Elektrode (5) ein sehr genaues Abbild
der Kontur der Behandlungsfläche oder auch zusätzlicher,
anderer Flächen des Formteiles (2). In gleicher Weise
ist auch das Isoliermaterial (12) den übrigen Konturen
des Formteiles (2) für eine formschlüssige Unterstützung
nachgebildet.
Fig. (6) verdeutlicht den Aufbau einer Formhälfte (4)
mit isolierter Elektrode (6). Um den Schichtaufbau in
gleicher Richtung darstellen zu können, ist das Formteil
(2) in der gleichen Lage wie in Fig. 5 gezeigt. Für
den Aufbau einer zum Beispiel der Fig. 5 passenden
Formhälfte (4) müßte natürlich das Formteil (2) in
umgekehrter Lage verwendet werden.
Der Schichtaufbau von Fig. 6 unterscheidet sich von
demjenigen der Fig. 5 dem Grunde nach nur dadurch, daß
auf das Formteil (2) zuerst die Isolierschicht (19)
aufgetragen, vorzugsweise aufgegossen wird. Zur Bildung
der späteren Behandlungs-Luftspalte muß die
Zwischenschicht (18) allerdings zwischen Formteil (2)
und Isolierschicht (19) angeordnet sein. Auch hier
empfiehlt sich Wachs oder ein anderes, wasser- oder
anderweitig lösliches Material. Auf die Isolierschicht
(19) wird die Haftvermittlungsschicht (16) aufgesprüht.
Bei den meisten Kunststoff-Vergußmassen erübrigt sich
hier die wasserfeste Deckschicht (15). Sollte jedoch die
Haftvermittlungsschicht (16) keinen Verbund mit der
Isolierschicht (19) eingehen, müßte die wasserfeste
Deckschicht (15) doch vorher aufgetragen werden. Auf die
Haftvermittlungsschicht (16) kommt dann die
Metallschicht (17) samt ihren nach außen führenden,
elektrischen Anschlüssen.
Fig. (6) verdeutlicht im weiteren, daß zur Bildung von
Elektrodenteilen (6 a, 6 b) die Metallschicht (17) nur an
bestimmten Stellen aufgesprüht wird. Die
dazwischenliegenden Bereiche werden beim anschließenden
Ausgießen mit Isoliermaterial (12) gefüllt.
Zur Erzeugung rauher Oberflächen auf den
Behandlungsseiten der Elektroden (5, 6) werden der
Haftvermittlerlösung körniges Material, beispielsweise
Sand, Korund oder dergleichen, beigemischt und mit der
Lösung versprüht. Dadurch entsteht eine
Haftvermittlerschicht (16) mit großer
Oberflächenrauhigkeit, die sich in der anschließend
aufgesprühten Metallschicht (17) wiederspiegelt. In
Variätion dazu kann aber auch das körnige Material
nachträglich auf die frischen Haftvermittlerschichten
aufgeblasen und nach Trocknung der Schicht abgekehrt
oder anderweitig entfernt werden. In beiden Fällen wird
durch mehrmaligen Schichtauftrag die Rauhigkeit immer
weiter erhöht.
Die Zusammensetzungen der Haftvermittlerschicht und der
Deckschicht sowie deren Verwendung für den Bau von
Spritzgußformen aus Edelstahl sind aus der DE-OS 27 48
990, DE-OS 30 14 164 sowie DE-OS (33 04 073) bekannt.
Die darin enthaltenen Angaben werden hiermit zum
Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht.
- Stückliste
(1) Sandwichform
(2) Formteil
(3) Formhälfte (nackte Elektrode), unten
(4) Formhälfte (isolierte Elektrode), oben
(5) Elektrode (nackt), Erdungsseite
(5 a, b) Elektrodenteile (nackt), Erdungsseite
(6) Elektrode (isoliert), Generatorseite
(6 a, b) Elektrodenteile (isoliert), Generatorseite
(7) Behandlungsfläche
(8) Behandlungsfläche
(9) Behandlungs-Luftspalt
(10) Behandlungs-Luftspalt
(11) Spalt
(12) Isoliermaterial
(13) Druckluftkanal
(14) Trägermaterial
(15) Deckschicht, wasserfest
(16) Haftvermittlungsschicht, wasserlöslich
(17) Metallschicht (Elektrode)
(18) Zwischenschicht
(19) Isolierschicht
(20) Kontaktstift
(21) Andruckfeder
Claims (19)
1. Vorrichtung zur Corona-Behandlung von Formteilen aus
Kunststoff, Pappe, Keramik oder dergleichen, mit einer
oder mehreren gegebenenfalls über Behandlungs-Luftspalte
vom Formteil beabstandeten Elektroden, von denen
mindestens eine mit Isoliermaterial ummantelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zwei
oder mehrteilige Sandwichform (1) zur Aufnahme und
Behandlung des Formteiles (2) vorgesehen ist, von deren
Formhälften (3, 4) mindestens eine dem Formteil (2)
zumindest teilweise schalenförmig nachgebildet ist und
dieses formschlüssig führt und daß die Formhälften (3, 4)
aus isolierendem Trägermaterial bestehen, in das
zumindest im Bereich der Behandlungsflächen (7, 8) der
Formteilkontur nachgeformte Elektroden (5, 6) eingebettet
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Formhälften
(3, 4) jeweils mehrere, durch Isoliermaterial (12)
voneinander getrennte Elektrodenteile (5 a, 5 b, 6 a, 6 b)
eingebettet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die getrennten
Elektrodenteile (5 a, 5 b, 6 a, 6 b) einzeln elektrisch
schaltbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächen
(5, 6) die Behandlungsflächen (7, 8) überlappen, wobei die
generatorseitige Elektrode (5) die geerdete Elektrode
(6) flächenmäßg überlappt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 6)
seitlich zum Rand der Formhälften (3, 4) elektrisch
isoliert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 6)
eine aufgerauhte Oberfläche aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formhälften (3, 4)
zwischen sich einen Spalt (11) mit Verbindung zu den
Behandlungs-Luftspalten (9, 10) freilassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine
Formhälfte (3, 4) einen oder mehrere Druckluftkanäle (13)
enthält.
9. Verfahren zur Herstellung einer Formhälfte mit nackten
Elektrodenflächen für die Corona-Behandlung von
Formteilen, vorzugsweise nach Anspruch 1 oder einem
der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest im Bereich der Behandlungsflächen (7, 8) auf
das Formteil (2) eine wasserfeste Deckschicht (15) aus
einer wässrigen Lösung von Hydrosolen, Lactices,
Acrylharz, Quarzmehl und Alkydlack aufgetragen wird, die
anschließend mit einer wasserlöslichen
Haftvermittlerschicht (16) aus einer wässrigen Lösung
von Leim, Kohlehydraten, Quarzmehl und Metallpulver
bedeckt wird, auf die danach eine Metallschicht (17)
aufgespritzt wird und daß zuletzt über die Metallschicht
(17) und die freien Stellen des Formteils (2)
Isoliermaterial (12) aufgebracht, vorzugsweise gegossen
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung der
Behandlungs-Luftspalte (10) eine Zwischenschicht (18)
aus Wachs, Haftvermittler oder dergleichen aufgetragen
wird.
11. Verfahren zur Herstellung einer Formhälfte mit
isolierten Elektrodenflächen für die Corona-Behandlung
von Formteilen, vorzugsweise nach Anspruch 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß auf das
Formteil (2) zumindest teilweise eine gleichmäßig dicke
Isolierschicht (19) und darauf zumindest im Bereich der
Behandlungsflächen eine wasserlösliche
Haftvermittlerschicht (16) aus einer wässrigen Lösung
von Leim, Kohlehydraten, Quarzmehl und Metallpulver
aufgetragen wird, auf die danach eine Metallschicht (17)
aufgespritzt wird und daß zuletzt über die Metallschicht
(17) und die freien Stellen der Isolierschicht (19)
weiteres Isoliermaterial (12) aufgebracht, vorzugsweise
gegossen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Herstellung der
Behandlungs-Luftspalte (9) eine lösliche Zwischenschicht
(18) zwischen Formteil (2) und Isolierschicht (19)
aufgetragen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die wasserlösliche
Haftvermittlerschicht (16) aus
entspanntem Wasser (38) Gewichts-%,
Quarzmehl (36) Gewichts-%,
Flüssigzucker (15) Gewichts-%,
Leim (8) Gewichts-% und
Metallpulver (Ni) (3) Gewichts-%zusammengesetzt ist.
Quarzmehl (36) Gewichts-%,
Flüssigzucker (15) Gewichts-%,
Leim (8) Gewichts-% und
Metallpulver (Ni) (3) Gewichts-%zusammengesetzt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die wasserfeste
Deckschicht (15) aus
Latex (38) Gewichts-%,
Wasser (25) Gewichts-%,
Quarzmehl (25) Gewichts-%,
Acrylharz (8) Gewichts-%,
Hydrosol (3) Gewichts-% und
Alkydlack (1) Gewichts-%zusammengesetzt ist.
Wasser (25) Gewichts-%,
Quarzmehl (25) Gewichts-%,
Acrylharz (8) Gewichts-%,
Hydrosol (3) Gewichts-% und
Alkydlack (1) Gewichts-%zusammengesetzt ist.
15. Verfahren nach Anspruch 9 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Erzeugung rauher
Elektrodenflächen körniges Material, wie Sand oder
dergleichen in die Haftvermittler-Lösung vor dem Auftrag
gemischt oder nachträglich auf die Haftvermittlerschicht
(16) aufgeblasen wird.
16. Verfahren zur Corona-Behandlung von Formteilen an
Kunststoff, Pappe, Keramik oder dergleichen, dadurch
gekennzeichnet, daß der Werkstoff des
Formteils elektrisch leitfähig gemacht wird und das
Formteil mit der Spannungsquelle verbunden wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß das Formteil mit einem
elektrisch leitenden Überzug versehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer
Formhälfte (3, 4) ein elektrisch leitender Kontaktstift
(20) angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (20)
eine Andruckfeder (21) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863627864 DE3627864A1 (de) | 1985-08-16 | 1986-08-16 | Verfahren, vorrichtung und deren herstellungsverfahren zur corona-behandlung von formteilen |
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ID=25835078
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DE19863627864 Granted DE3627864A1 (de) | 1985-08-16 | 1986-08-16 | Verfahren, vorrichtung und deren herstellungsverfahren zur corona-behandlung von formteilen |
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