在受控气氛中处理移动基材的表面的设备及其尺寸的限定方法技术

该设备包括基材用的支撑体(1)、能将基材压在支撑体上的压辊(2)、定位在压辊相对于基材行进方向下游的处理单元，所述单元包括用于向支撑体注入处理气体的注入装置(37)和用于变换移动基材表面的装置(8)。根据本发明专利技术，设备还包括向支撑体方向开口的容纳盖(4)，该盖和该支撑体限定收纳处理单元的内部容积部，该盖包括面向压辊的称为上游壁的前壁(42)，其中上游前壁的端部边缘(42')与压辊间最小距离(d2)、上游前壁(42)与处理单元间最小距离(d3)和处理单元上游端与支撑体(1)间最小距离(d1)使得它们限定由上游前壁端部边缘、压辊、支撑体和处理单元上游端限定的用于处理气体的再循环容积部(VR)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在受控气氛中处理移动基材的表面的设备及其尺寸的限定方法
本专利技术涉及一种意图在受控气氛中使用的用于处理移动基材的表面的设备。例如涉及这样一种设备，其中使基材经受气态混合物中所产生的等离子体，这导致基材的表面状态改变和/或在上述表面上形成沉积物。本专利技术具体涉及这样一种设备，其可以在接近大气压的压力下使用，并且适用于成卷的聚合物膜的连续表面处理(“卷对卷(roll-to-roll)”型方法)。
技术介绍
本专利技术意义上的表面处理设备具体包括用于注入处理气体的装置以及用于变换移动基材的表面的装置。在设备使用等离子体处理的情况下，处理气体具体包括等离子体形成气体，而变换装置包括能够产生放电的电极。在该设备使用可见紫外线辐射使光敏树脂交联的情况下，处理气体是惰性气体，而变换装置包括用于使树脂交联的装置，该使树脂交联的装置与用于将这些树脂分布在基材的表面上的装置配合。旨在借助于等离子体来改变并改善基材的表面性质的设备是已知的。这些受关注的性质例如可以是该基材的表面能或附着性。本专利技术涉及的基材尤其可以是绝缘体，如聚合物膜、金属膜、纸或织物。在使用这些已知设备时，为了在基材的表面上沉积薄固体层，使该表面经受由气体中的放电产生的等离子体。此外，同时或随后，使如此处理的基材暴露于含有活性气态化合物的气态混合物中，活性气态化合物能够引起该薄固体膜的沉积。借助于在气态混合物中放电来处理基材的连续实施方法也是已知的，其中，基材以每分钟可达数百米的速度移动，尤其是在腔室中。除了用于产生放电所需的电极之外，该腔室还包含用于注入活性气态混合物的装置以及用于排放气态流出物的装置。本专利技术特别但非排他性地涉及一种等离子体处理设备，特别是如基本上在大气压下操作的设备。在这种类型的设备中，控制等离子体区域中气氛的组成对于处理功效是至关重要的。为了在卷对卷方法中做到这样，将大量的等离子体形成气体注入处理区域，以便排出空气并保持低氧水平，通常低于50ppm(百万分比)。然而，从等离子体区域中通过的基材在其表面附近的层(称为“边界层”)中夹带一定量的空气。该空气(特别是该空气所含的氧气)进入等离子体区域具有干扰处理的正确功能的趋势。为了弥补这个缺点，FR-A-2816726提出了一种上述类型的设备，该设备设有辅助单元，该辅助单元用于分别防止空气进入腔室以及气态混合物排出该腔室。每个辅助单元包括氮气注入槽，从而允许在使用中产生气态“叶片”。还设有用于调节气态流的装置，以便在腔室内部和外部大气之间保持接近零的压力差。然而，FR-A-2816726中描述的方法具有某些缺点。首先，它使用了涉及特别高的氮消耗的气态叶片。另外，控制腔室内部的条件是相对复杂的。特别是，难以以稳定且可再现的方式调节腔室内部的压力。换句话说，这种压力经受很大的变化，这对正确控制这种方法是不利的。最后，在FR-A-2816726中描述的允许实施该方法的设备相对沉重且昂贵。WO2008/136029提出了旨在消除该边界层的替代解决方案。该文献描述了一种用于在大气压下对呈连续条带的材料进行等离子体处理的设备，其包括用于接收等离子体处理站的封闭室。该封闭室设置有密封系统，该密封系统与在使用中压在通过的待处理基材上的唇部相关联。这种布置也具有限制，特别是限制在于它不允许高处理速度。此外，它不适于处理诸如膜等的基材，因为这种基材易于在其表面产生不希望的划痕。还可以提及JP2016/062812，其描述了一种使用至少一个处理站的设备，其中设有等离子体形成气体准许进入室。根据该文献的教导，行进中的基材与处理站的相对表面分开的距离是小的，以使进入的空气最少化。然而，证明这种设备的功效是不足的，特别是在要高速处理基材的情况下。在处理区域的入口处使用压力辊也是已知的，该压力辊的功能是将基材压到支撑辊上，以防止在基材下方形成气穴(airpocket)。然而，已证明在现有技术中非常广泛使用和描述的这种装置不足以解决与处理区域的惰化(inerting)有关的技术问题。最后，FR3035122描述了一种处理设备，其包括腔室、用于基材的支撑体、反电极(counterelectrode)、设置有适于产生放电的至少一个电极的至少一个头部、以及用于扩散惰性气体的扩散装置和用于朝向支撑体注入活性气态混合物的注入装置。根据该文献的教导，注入装置放置在扩散装置和支撑体之间，而头部和支撑体限定用于惰性气体和/或活性气态混合物的至少一个出口。考虑到上述情况，本专利技术的一个目的是至少部分地弥补上述现有技术的缺点。本专利技术的另一目的是提出一种用于在受控气氛中进行表面处理的设备的合理尺寸设定，以提高属于该设备的处理区域的惰化功效。本专利技术的另一目的是提出这样一种设备，使得可以使处理效果最大化，以便能够高速处理柔性基材。本专利技术的另一目的是提出这样一种设备，该设备与现有技术相比，在接近大气压的压力下对基材提供可靠表面处理、特别是卷对卷型处理的同时，使得可以显著地减少所消耗的气体量。本专利技术的另一目的是提出一种便于控制且可以以相对简单的方式使用的设备。
技术实现思路
根据本专利技术，上述目的首先借助于如下设备来实现：一种用于处理移动基材(SUB)的表面的设备，包括：-支撑体(1；101；201)，其用于基材，-压辊(2；102；202)，其能将基材压靠在所述支撑体上，-处理单元，其定位在压辊的相对于基材的行进方向的下游，所述处理单元包括--注入装置(37；137，137'，137”；237，237')，其用于朝向所述支撑体注入处理气体；--用于使移动基材的表面变换的装置(8；108，108'，108”；208，208')；其特征在于，该设备进一步包括-容纳盖(4；104；204)，其向支撑体的方向开口，该容纳盖和该支撑体限定内部容积部，所述处理单元被收纳在内部容积部中，该容纳盖包括面向所述压辊的称为上游壁的前壁(42；142；242)，所述上游前壁(42'；142；242)的端部边缘(42'；142'；242')定位在所述压辊(2；102；202)附近；以及-用于使处理气体中的位于所述注入装置上游的一些处理气体再循环的装置(5；37B；137B；237')，-以便限定用于处理气体的再循环容积部(VR)，再循环容积部由所述上游前壁的端部边缘、压辊、支撑体以及处理单元的上游端限定。根据本专利技术的设备使用所述的处理气体，其性质根据本专利技术的上下文中包括的各种类型的处理而变化。因此，在第一实施例中，本专利技术的处理是等离子体处理。在这种情况下，处理气体具体包括等离子体形成气体，任选地与掺杂剂相关。在替代实施例中，本专利技术的处理是光敏树脂的交联。在这种情况下，处理气体是惰性气体。在根据本专利技术的另一类型处理的情况下，该处理气体的性质可以再次不同。通常，术语惰性气体可以给予用于将氧气从容纳容积部的容积中驱出来的任何气体，与任何其它功能无关。典型地，该限定包括诸如氮气和稀有气体等的气体，尤其是氦气或氩气。等离子体处理中使用的等离子体形成气体使得能够产生等离子体。它对应于其它方法中的惰性气体，因为还具有将氧气从容器盖的容积部中驱出来的功能。申请人的优势在于，他们发现现有技术的缺点在很大程度上是由于：存在于压辊下游的空气在正确进入处理区域之前滞留在边界层中。申请人进一步确认，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理移动基材(SUB)的表面的设备，包括：‑支撑体(1；101；201)，其用于所述移动基材，‑压辊(2；102；202)，其能将所述移动基材压靠在所述支撑体上，‑处理单元，其定位在所述压辊的相对于所述移动基材的行进方向而言的下游，所述处理单元包括‑‑注入装置(37；137，137'，137”；237，237')，其用于朝向所述支撑体注入处理气体；‑‑用于使所述移动基材的所述表面变换的装置(8；108，108'，108”；208，208')；其特征在于，所述设备进一步包括‑容纳盖(4；104；204)，其向所述支撑体的方向开口，所述容纳盖和所述支撑体限定内部容积部，所述处理单元被收纳在所述内部容积部中，所述容纳盖包括面向所述压辊的称为上游壁的前壁(42；142；242)，所述上游前壁(42；142；242)的端部边缘(42'；142'；242')定位在所述压辊(2；102；202)附近；以及‑用于使处理气体中的位于所述注入装置上游的一些处理气体再循环的装置(5；37B；137B；237')，以便限定用于处理气体的再循环容积部(VR)，所述再循环容积部由所述上游前壁的所述端部边缘、所述压辊、所述支撑体以及所述处理单元的上游端限定。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 FR 1660427;2017.05.22 FR 17544941.一种用于处理移动基材(SUB)的表面的设备，包括：-支撑体(1；101；201)，其用于所述移动基材，-压辊(2；102；202)，其能将所述移动基材压靠在所述支撑体上，-处理单元，其定位在所述压辊的相对于所述移动基材的行进方向而言的下游，所述处理单元包括--注入装置(37；137，137'，137”；237，237')，其用于朝向所述支撑体注入处理气体；--用于使所述移动基材的所述表面变换的装置(8；108，108'，108”；208，208')；其特征在于，所述设备进一步包括-容纳盖(4；104；204)，其向所述支撑体的方向开口，所述容纳盖和所述支撑体限定内部容积部，所述处理单元被收纳在所述内部容积部中，所述容纳盖包括面向所述压辊的称为上游壁的前壁(42；142；242)，所述上游前壁(42；142；242)的端部边缘(42'；142'；242')定位在所述压辊(2；102；202)附近；以及-用于使处理气体中的位于所述注入装置上游的一些处理气体再循环的装置(5；37B；137B；237')，以便限定用于处理气体的再循环容积部(VR)，所述再循环容积部由所述上游前壁的所述端部边缘、所述压辊、所述支撑体以及所述处理单元的上游端限定。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述容纳盖(4；104；204)与所述处理单元是不同的。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述上游前壁(42；142；242)的所述端部边缘(42'；142'；242')与所述压辊(2；102；202)之间的最小距离(d2)小于15mm，优选地小于5mm。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述上游前壁(42；142；242)与所述处理单元之间的最小距离(d3)小于20mm，优选地小于2mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理单元的所述上游端与所述支撑体(1；101；201)之间的最小距离(d1)小于5mm，优选地小于2mm。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述压辊(2)与所述处理单元之间的最小距离(d5)小于10mm，优选地小于5mm。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述注入装置包括至少一个第一注入构件(37；137；237)，并且用于使处理气体再循环的所述装置包括至少一个机械偏转器(5)，所述至少一个机械偏转器放置在所述第一注入构件的下游。8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述注入装置包括至少一个第一注入构件(37；137；237)，并且用于使处理气体再循环的所述装置包括至少一个第二注入构件(37B，137B，237')，所述第二注入构件放置在所述第一注入构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利安·瓦拉德，塞德里克·菲斯特，
申请(专利权)人：涂层等离子创新公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR