ES2198537T3 - Procedimiento y dispositivo de control del funcionamiento de un sistema de tratamiento superficial de un substrato solido en movimiento. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de control del funcionamiento de un sistema de tratamiento superficial de un substrato solido en movimiento.Info
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Abstract
ESTE DISPOSITIVO DE CONTROL DE UN SISTEMA QUE LLEVA UN DISPOSITIVO DE TRATAMIENTO (2) POR EL QUE PASA EL SUSTRATO (3) SE CARACTERIZA PORQUE LLEVA UNA UNIDAD DE TRATAMIENTO DE INFORMACION (10) QUE RECIBE UNA INFORMACION DE LA VELOCIDAD DE AVANCE DEL SUSTRATO EN EL DISPOSITIVO Y CONECTADA A MEDIOS DE CONTROL (14, 15) DE MEDIOS DE ALIMENTACION DE GAS (7) Y DE ENERGIA ELECTRICA (8) PARA REGULAR EL CAUDAL DE GAS Y LA POTENCIA ELECTRICA PROPORCIONADOS AL DISPOSITIVO EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DEL SUSTRATO EN ESTE, CON EL FIN DE OBTENER UN TRATAMIENTO DE SUPERFICIE DE CALIDAD UNIFORME DEL SUSTRATO SEA CUAL SEA LA VELOCIDAD DE ESTE EN EL DISPOSITIVO.
Description
Procedimiento y dispositivo de control del
funcionamiento de un sistema de tratamiento superficial de un
substrato sólido en movimiento.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de control del funcionamiento de un sistema de tratamiento
superficial de un substrato sólido en movimiento, por descarga
eléctrica de barrera dieléctrica en una atmósfera gaseosa
controlada.
A título ilustrativo, se pueden citar los
ejemplos de aplicación siguientes: el tratamiento de películas
poliméricas de envasado alimentario, o también la fabricación de
condensadores.
Se conoce ya en el estado de la técnica, por
ejemplo por el documento a nombre de E. Prinz publicado en
``Plastics Southern Africa'' en Junio 1983, páginas 50 y siguientes
así como por el documento
US-A-4946568 sistemas de tratamiento
superficial de este tipo, que comprenden un dispositivo de
tratamiento por el cual pasa el substrato a tratar, estando este
dispositivo conectado con unos medios de alimentación de este con
gas, con unos medios de alimentación de este con energía eléctrica
para producir la descarga eléctrica y con unos medios de aspiración
de gas.
Tales sistemas permiten tratar substratos para
mejorar sus características particularmente de adhesión, de
humectabilidad y de impermeabilidad a los gases o a los líquidos,
lo cual permite extender sus campos de aplicación.
Es así como se ha propuesto ya en el documento
EP-516 804 a nombre de la Firma solicitante,
realizar un depósito de una capa fina de óxido de silicio unida a
un substrato de un material polímero, que comprende el sometimiento
de una superficie del substrato a una descarga eléctrica de barrera
dieléctrica y la exposición de esta superficie a una atmósfera que
contiene un silano, gracias a lo cual, se forma un depósito de
óxido de silicio unido a la superficie del substrato.
Los dispositivos de tratamiento para la puesta en
práctica de este tipo de procedimientos están generalmente
integrados en una línea de producción o transformación en continuo
de tales substratos (tratando por ejemplo de imprimirlos,
laminarlos, o incluso metalizarlos), y el ajuste de estos
dispositivos se realiza a partir de una fórmula preestablecida en
función particularmente de las características de la línea de
transfomación/producción que los integra.
Se concibe sin embargo que esto presenta un
cierto número de inconvenientes, particularmente a nivel de la
reproductibilidad de la calidad del substrato resultante del
tratamiento, pues resulta extremadamente difícil adaptar
permanentemente los parámetros de funcionamiento de estos
dispositivos de tratamiento a las condiciones de funcionamiento de
una línea de transformación o de producción de este tipo.
El fin de la invención es por consiguiente
resolver estos problemas.
A este respecto, la invención tiene por objeto un
dispositivo de control del funcionamiento de un sistema de
tratamiento superficial de un substrato sólido en movimiento, por
descarga eléctrica de barrera dieléctrica en una atmósfera gaseosa
controlada, sistema del tipo que comprende un dispositivo de
tratamiento por el cual pasa un substrato a tratar, estando este
dispositivo conectado con unos medios de alimentación de este con
gas, con unos medios de alimentación de este con energía eléctrica
para producir la descarga eléctrica, y con unos medios de
aspiración de gas, caracterizándose porque comprende una unidad de
tratamiento de informaciones que recibe en la entrada, una
información de velocidad de paso del substrato por el dispositivo
de tratamiento y conectada a la salida, con unos medios de control
de los medios de alimentación con gas y con unos medios de control
de los medios de alimentación con energía eléctrica, para regular
el caudal de gas proporcionado por los o cada uno de los medios de
alimentación de gas y/o la potencia eléctrica proporcionada por los
medios de alimentación de energía eléctrica, en el dispositivo, en
función de la velocidad de paso del substrato por el dispositivo de
tratamiento, con el fin de obtener un tratamiento superficial de
calidad equivalente del substrato, sea cual fuere la velocidad de
paso de este por el dispositivo de tratamiento.
Como resultará claramente para el experto en la
materia, la noción de ``calidad'' del tratamiento obtenido según la
invención varía de un producto a otro, de una cita industrial a
otra, por ejemplo en función de las aplicaciones (anclaje,
metalización, etc...) o también en función de las especificaciones
requeridas por cada emplazamiento.
A título ilustrativo, pero en modo alguno
limitativo, se citarán aquí los ejemplos siguientes de mediciones,
realizadas para tal o cual emplazamiento industrial para evaluar la
calidad y la aceptabilidad de las piezas tratadas:
- mediciones de tensión superficial de películas
poliméricas tratadas;
- mediciones de extendido (ángulo de humectación)
de una gota de agua sobre la superficie tratada;
- evaluación en tensión superficial de tintas
anteriormente clasificadas por el industrial;
- ensayos de adhesión de tinta por el método de
Scotch del cual se mide la fuerza de tracción antes del despegue
(ensayo muy conocido de los metalúrgicos);
- ensayos de corrosión tal como el realizado
aplicando una tensión eléctrica sobre la metalización y observando
la evolución de esta metalización con el tiempo
(envejecimiento).
Se comprenderá en cuanto a la noción de calidad
``equivalente'' según la invención debe entenderse según los casos
por ejemplo como relacionada con el resultado del o de los ensayos
corrientemente realizados por cada emplazamiento utilizador, por
consiguiente con el resultado del ensayo realizado definido como
aceptable por el emplazamiento utilizador considerado. A título
ilustrativo, se puede por consiguiente citar una fuerza de tracción
a la ruptura del ensayo del método Scotch, o también a título de
segundo ejemplo un ángulo de humectación de una gota de agua sobre
el soporte tratado.
Ventajosamente, la unidad de tratamiento de
informaciones está conectada a la salida con unos medios de control
del caudal de aspiración de los medios de aspiración.
La invención se comprenderá mejor con la lectura
de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y
realizada haciendo referencia al dibujo adjunto que representa un
esquema sinóptico que ilustra la estructura y el funcionamiento de
un dispositivo de control según la invención.
En efecto, en esta figura se reconoce un
dispositivo de control del funcionamiento de un sistema de
tratamiento superficial de un substrato sólido en movimiento, por
descarga eléctrica de barrera dieléctrica en una atmósfera gaseosa
controlada.
En esta figura, el sistema está designado por la
referencia general 1 y comprende de forma general, un dispositivo
de tratamiento de tipo adecuado designado por la referencia general
2, por el cual pasa el substrato a tratar, estando este substrato
designado por la referencia general 3 en esta figura.
Este substrato se presenta por ejemplo en forma
de una cinta de película a tratar que pasa entre una parte fija 4
del dispositivo de tratamiento 2 y una parte móvil en rotación 5 de
este, incluyendo este dispositivo igualmente medios de soporte
designados por la referencia general 6 (se comprende que la parte 4
es fija durante la fase de tratamiento, montándose el sistema lo más
a menudo sobre gatos que permiten subirlo y bajarlo durante otras
fases).
Este dispositivo de tratamiento y más
particularmente la parte fija 4 de este, está conectada con medios
de alimentación de este con gas, designados por la referencia
general 7 en esta figura, con medios de alimentación de este con
energía eléctrica, designados por la referencia general 8 en esta
figura, para producir la descarga eléctrica en el dispositivo y con
medios de aspiración de gas designados de forma general por la
referencia 9 en esta figura.
Los diferentes medios que acaban de describirse
pueden presentar cualquier estructura adecuada por ejemplo conocida
en el estado de la técnica, de modo que no se describirán con más
detalle en lo que sigue.
Según la invención, el dispositivo de control
comprende igualmente una unidad de tratamiento de informaciones
designada por la referencia general 10 en esta figura, incluyendo
por ejemplo cualquier calculador 11 adecuado asociado con unos
medios de memorización 12, recibiendo esta unidad de tratamiento de
informaciones 10 en la entrada, una información de velocidad de paso
del substrato 3 por el dispositivo de tratamiento 2, siendo esta
información proporcionada por ejemplo por un captador de velocidad
de rotación 13 asociado con la parte móvil en rotación 5 del
dispositivo de tratamiento.
A la salida, esta unidad de tratamiento de
informaciones 10 está conectada con medios 14 de control de los
medios de alimentación con gas 7 y con medios 15 de control de los
medios de alimentación de energía eléctrica 8, para regular el
caudal de gas proporcionado por los o cada uno de los medios de
alimentación con gas por ejemplo si estos comprenden varias fuentes
de gas, y/o la potencia eléctrica proporcionada por los medios de
alimentación de energía eléctrica, en el dispositivo, en función de
la velocidad de paso del substrato por el dispositivo de
tratamiento, con el fin de obtener un tratamiento superficial de
calidad equivalente del substrato sea cual fuere la velocidad de
paso de este por el dispositivo de tratamiento.
Por otro lado, y como se ha representado, los
medios de aspiración de gas designados por la referencia general 9,
pueden comprender al menos unos primeros medios de aspiración 16
dispuestos a la entrada del dispositivo de tratamiento y unos
segundos medios de aspiración 17 dispuestos a la salida del
dispositivo de tratamiento (debiendo estar comprendidas la entrada y
salida del dispositivo de tratamiento como se ha definido con
relación al sentido de paso de los objetos a tratar en el
dispositivo), estando la unidad de tratamiento de informaciones 10
entonces conectada con unos medios de control 18 y 19
respectivamente, de los caudales de aspiración de los primeros y
segundos medios de aspiración 16, 17 respectivamente, en función
del caudal de alimentación con gas del dispositivo por los medios
de alimentación 7 correspondientes.
Se apreciará igualmente que la atmósfera gaseosa
controlada en el dispositivo de tratamiento puede contener
cualquier gas ya sea de naturaleza neutra, oxidante, o también
reductora, como se ha descrito en el documento anteriormente citado
(EP-516 804).
Diferentes enseñanzas respecto a esta composición
y al procedimiento de depósito podrán encontrarse en éste
documento.
Se concibe entonces que la unidad de tratamiento
de informaciones integrada en el dispositivo de control según la
invención permite regular por una parte, el caudal de gas de
alimentación del dispositivo, por otra parte, la energía eléctrica
aplicada a este y por último, el caudal de aspiración de gas, para
adaptar estos parámetros de funcionamiento del dispositivo, y
regularlos en función de la velocidad de paso del substrato en el
dispositivo, lo cual permite mantener una calidad equivalente de
tratamiento del substrato en su paso por este dispositivo.
Esto permite entonces adaptar las condiciones de
funcionamiento del dispositivo de tratamiento a las condiciones de
funcionamiento de la línea de transformación o producción en la
cual está integrado un dispositivo de este tipo para mantener la
productibilidad del tratamiento.
La regulación de estos diferentes parámetros de
control del funcionamiento del dispositivo de tratamiento se realiza
de forma clásica por ejemplo a partir de programas y de datos
almacenados en la unidad de tratamiento 10.
Las diferentes informaciones necesarias son
primeramente establecidas por análisis del funcionamiento del
dispositivo por ejemplo en diferentes condiciones, lo cual permite
seguidamente establecer las diferentes relaciones que unen los
diferentes parámetros de control del funcionamiento de este
dispositivo, siendo estas relaciones seguidamente utilizadas para la
regulación del funcionamiento de éste.
Se apreciará igualmente que la unidad de
tratamiento de informaciones 10 puede conectarse con un centro de
control/accionamiento a distancia del sistema de tratamiento, por
mediación de medios de transmisión de informaciones, designados por
la referencia general 20 en esta figura.
Estos medios de transmisión de informaciones
pueden igualmente presentar cualquier estructura apropiada que
permita asegurar un intercambio de informaciones entre esta unidad
y el centro de control/accionamiento a distancia.
Por último, la unidad de tratamiento de
informaciones puede igualmente asociarse con una interfaz
hombre/máquina que comprenda medios de entrada de datos 21 por
ejemplo por un operador y medios de representación de informaciones
22.
Esta unidad de tratamiento de informaciones 10
puede entonces igualmente comprender medios de simulación y/o de
modelización del funcionamiento del dispositivo de tratamiento 2,
permitiendo a partir de parámetros (establecidos) de entrada del
dispositivo, determinar un tratamiento estimado del substrato 3, a
la salida del dispositivo, o también a partir de un tratamiento
deseado del substrato 3 a la salida del dispositivo 2, determinar
parámetros de entrada estimados de éste.
Estos diferentes medios pueden por ejemplo estar
constituidos por programas integrados en la unidad de tratamiento y
establecidos por ejemplo experimentalmente para asegurar la
simulación y/o la modelización deseadas.
Los parámetros de entrada de tales medios de
simulación y/o de modelización pueden entonces comprender un cierto
número de elementos, entre los cuales se pueden citar:
- -
- el tipo de substrato a tratar,
- -
- la velocidad de paso de este por el dispositivo de tratamiento,
- -
- la potencia eléctrica proporcionada por los medios de alimentación de energía al dispositivo de tratamiento,
- -
- la composición de atmósfera gaseosa,
- -
- el caudal de alimentación con gas,
- -
- el caudal de aspiración de gas,
- -
- la naturaleza o la geometría de los electrodos que generan la descarga eléctrica, o
- -
- las características de la señal eléctrica que generan la descarga (frecuencia, amplitud, forma de la señal...).
Bien entendido, diferentes modos de realización
de los diferentes medios que acaban de describirse pueden
considerarse.
De forma general, la estructura de estos medios
puede ser clásica en sí, la regulación del funcionamiento de estos
por la unidad de tratamiento de informaciones 10 realizándose por el
control de éstos por ejemplo en tensión, en corriente u otra.
Claims (15)
1. Dispositivo de control del funcionamiento de
un sistema de tratamiento superficial de un substrato sólido en
movimiento, por descarga eléctrica de barrera dieléctrica en una
atmósfera gaseosa controlada, sistema del tipo que comprende un
dispositivo de tratamiento (2) por el cual pasa el substrato a
tratar (3), estando este dispositivo de tratamiento conectado con
unos medios (7) de alimentación de este con gas, con unos medios (8)
de alimentación de este con energía eléctrica para producir la
descarga eléctrica, y con unos medios (9) de aspiración de gas,
caracterizado porque comprende una unidad de tratamiento de
informaciones (10) apta para recibir en entrada una información de
velocidad de paso del substrato por el dispositivo de tratamiento,
y conectada a la salida con medios de control (14) de los medios de
alimentación con gas (7) y con medios de control (15) de los medios
de alimentación de energía eléctrica (8), para regular el caudal de
gas proporcionado por los o cada uno de los medios de alimentación
de gas y/o la potencia eléctrica proporcionada por los medios de
alimentación de energía eléctrica, en el dispositivo, en función de
la velocidad de paso del substrato (3) por el dispositivo de
tratamiento (2), con el fin de obtener un tratamiento superficial de
calidad equivalente del substrato (3) sea cual fuere la velocidad de
paso de este por el dispositivo de tratamiento.
2. Dispositivo de control según la reivindicación
1, caracterizado porque la unidad de tratamiento de
informaciones (10) está conectada a la salida con medios de control
(18, 19) del caudal de aspiración de los medios de aspiración de gas
(9).
3. Dispositivo de control según la reivindicación
2, caracterizado porque la unidad de tratamiento de
informaciones (10) está adaptada para regular el caudal de
aspiración de los medios de aspiración (9) en función del caudal de
alimentación con gas de los medios de alimentación de gas (7).
4. Dispositivo de control según la reivindicación
2 ó 3, caracterizado porque los medios de aspiración
comprenden al menos unos primeros medios de aspiración (16)
dispuestos en la entrada del dispositivo de tratamiento y segundos
medios de aspiración (17) dispuestos a la salida del dispositivo de
tratamiento, y porque la unidad de tratamiento de informaciones (10)
está conectada a la salida con unos medios de control (18, 19) de
los caudales de aspiración de los primeros y segundos medios de
aspiración.
5. Dispositivo de control según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
unidad de tratamiento de informaciones (10) comprende además medios
de simulación y/o de modelización del funcionamiento del dispositivo
de tratamiento (2), que permiten, a partir de parámetros
establecidos de entrada del dispositivo de tratamiento, determinar
un tratamiento estimado del substrato (3) a la salida del
dispositivo (2), o a partir de un tratamiento deseado del substrato
(3) a la salida del dispositivo (2), determinar parámetros de
entrada estimados de este.
6. Dispositivo de control según una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
unidad de tratamiento de informaciones (10) está conectada con un
centro de control/accionamiento a distancia del sistema de
tratamiento por mediación de medios de transmisión de informaciones
(20).
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
de tratamiento de informaciones (10) está conectada con al menos una
interfaz hombre/máquina (21, 22).
8. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
información de velocidad de paso del substrato (3) por el
dispositivo de tratamiento (2) es suministrada a la unidad de
tratamiento de informaciones (10) por un captador de velocidad (13)
asociado con este o con una línea de producción o transformación de
substratos en la cual el dispositivo está integrado.
9. Procedimiento de control de funcionamiento de
un sistema de tratamiento de superficie de un substrato sólido en
movimiento, por descarga eléctrica de barrera dieléctrica en una
atmósfera gaseosa, sistema del tipo que comprende un dispositivo de
tratamiento (2) por el cual pasa el substrato a tratar (3), estando
este dispositivo conectado con medios (7) de alimentación de este
con gas, con medios (8) de alimentación de este con energía
eléctrica para producir la descarga eléctrica, y con medios (9) de
aspiración de gas, caracterizado porque comprende la
realización de las etapas siguientes:
- -
- se mide la velocidad de paso del substrato por el dispositivo de tratamiento;
- -
- se controlan, los medios de alimentación de gas (7) y los medios de alimentación de energía eléctrica (8), para regular el caudal de gas proporcionado por los o cada uno de los medios de alimentación de gas y/o la potencia eléctrica proporcionada por los medios de alimentación de energía eléctrica, en el dispositivo, en función de la velocidad de paso del substrato (3) por el dispositivo de tratamiento (2), con el fin de obtener un tratamiento superficial de calidad equivalente del substrato (3) sea cual fuere la velocidad de paso de este por el dispositivo de tratamiento.
10. Procedimiento de control según la
reivindicación 9, caracterizado porque se controla además el
caudal de aspiración de los medios de aspiración (9).
11. Procedimiento de control según la
reivindicación 10, caracterizado porque se regula el caudal
de aspiración de los medios de aspiración (9) en función del caudal
de alimentación de gas de los medios de alimentación de gas (7) del
dispositivo.
12. Procedimiento de control según la
reivindicación 11, caracterizado porque los medios de
aspiración comprenden al menos primeros medios de aspiración (16)
dispuestos a la entrada del dispositivo de tratamiento y segundos
medios de aspiración (17) dispuestos a la salida del dispositivo de
tratamiento, y porque se regulan los caudales de aspiración de los
primeros y segundos medios de aspiración.
13. Procedimiento de control según una de las
reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque se realizan
operaciones de simulación y/o de modelización del funcionamiento del
dispositivo de tratamiento (2) que permiten a partir de parámetros
establecidos de entrada del dispositivo, determinar un tratamiento
estimado del sustrato (3) a la salida del dispositivo (2), o a
partir de un tratamiento deseado del substrato (3) a la salida del
dispositivo (2), determinar parámetros de entrada estimados de
éste.
14. Procedimiento de control según la
reivindicación 13, caracterizado porque los parámetros de
entrada de las operaciones de simulación/modelización comprenden uno
o varios miembros de la lista siguiente:
- -
- el tipo de substrato a tratar,
- -
- la velocidad de paso de este por el dispositivo de tratamiento,
- -
- la potencia proporcionada por los medios de alimentación de energía al dispositivo de tratamiento,
- -
- la composición de atmósfera gaseosa, y
- -
- el caudal de alimentación de gas.
15. Procedimiento de control según una de las
reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque se controla a
distancia el sistema de tratamiento por mediación de medios de
transmisión de informaciones (20).
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