PL202796B1 - Sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, generator impulsów napięciowych oraz urządzenie do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmy - Google Patents
Sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, generator impulsów napięciowych oraz urządzenie do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmyInfo
- Publication number
- PL202796B1 PL202796B1 PL370588A PL37058803A PL202796B1 PL 202796 B1 PL202796 B1 PL 202796B1 PL 370588 A PL370588 A PL 370588A PL 37058803 A PL37058803 A PL 37058803A PL 202796 B1 PL202796 B1 PL 202796B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- voltage
- coated
- pulses
- low voltage
- organic substance
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/24—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
- H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/335—Cleaning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, generator impulsów napięciowych oraz urządzenie do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmy, przy czym zarówno generator jak i urządzenie przewidziane są do realizowania wymienionego sposobu, a sposób w szczególności przeznaczony jest do czyszczenia taśm metalowych, chociaż nie jest on do nich ograniczony.
W rzeczywistości, taśmy pochodzące z różnych walcarek produkcyjnych na ogół powlekane są warstewką oleju, która może mieć dwa pochodzenia. Przede wszystkim, taka warstewka może być nałożona przez natryskiwanie oleju ochronnego, aby chronić powierzchnię taśmy przed korozją. Ale może być ona również pozostałością warstwy oleju w przypadku taśm pochodzących z walcowania na zimno lub z walcowania wygładzającego. W obydwu przypadkach gramatury oleju mogą osiągnąć wiele setek mg na m2.
Wykonanie powłoki metalowej lub organicznej na tych taśmach wymaga usunięcia warstewki oleju podczas operacji czyszczenia lub odtłuszczania, a następnie polerowania, aby otrzymać dobre przyleganie tej powłoki. Technologie na ogół stosowane w tym celu na liniach przemysłowych ograniczone są możliwością nadmiernego rozgrzewania taśmy, aby zachować mechaniczne własności taśmy stalowej.
Najbardziej aktualna z tych technologii polega na odtłuszczaniu alkalicznym skojarzonym, lub nie, ze sposobem elektrolitycznym. Ze względu na ochronę środowiska, ten sposób wymaga stosowania skomplikowanego urządzenia produkcyjnego, aby przerobić odpadki toksyczne dla środowiska.
Inne techniczne rozwiązania umożliwiają uniknięcie tworzenia się tych produktów jak, na przykład, przez ablację laserem, która w efekcie usuwa związki organiczne drogą fotochemiczną, ale obecnie, ablacja nie pozwala jeszcze na obróbkę taśm z prędkościami przekraczającymi kilka metrów na minutę ze względu na brak mocy laserów.
Opis patentowy US 5 529 631 podaje korzystną technologię obróbki powierzchni, polegającą na stosowaniu plazmy o wysokim ciśnieniu, produkowaną dzięki wyładowaniu w barierze dielektrycznej w mieszaninie gazów zawierają cych gł ównie hel. Ten rzadki gaz jest w rezultacie niezbę dny, aby otrzymać stabilne wyładowanie luminescencyjne, unikając w ten sposób przechodzenia w znamionowy prąd wyładowania łuku, który prowadziłby do niejednolitej obróbki. Zawartość helu musi być w tym przypadku wyższa od 70% objętościowych, co narzuca warunek, aby zawartość tlenu była ograniczona. Przykłady cytowane w tym opisie patentowym pokazują, że obróbka plazmą wykonana w ciągły sposób, w tych mieszaninach gazów, jest wówczas wystarczająca, aby zwiększyć energię powierzchniową polimeru. Ale, w przypadku obróbki plazmą, w celu czyszczenia powierzchni metalowej, występują jedynie gatunki reagujące z tlenem (O*, itd...) utworzone w palzmie, które utleniają olej powlekający taśmę, umożliwiając przekształcenie łańcuchów węglowych związków organicznych w lotne związki. Stwierdzono zatem, że obróbka nie jest wystarczająco szybka, prawdopodobnie z powodu małej gęstości reaktywnych gatunków utleniających, jeśli stosuje się wyładowania elektryczne w mieszaninach gazowych mających ilości równe lub mniejsze od 30% objętościowych tlenu.
Aby rozwiązać ten problem, opis patentowy US 5 968 377 proponuje sposób obróbki powierzchni plazmą przy ciśnieniu atmosferycznym, w którym pulsacyjne pole elektryczne usytuowane jest między elektrodami. Usytuowanie pola elektrycznego pulsacyjnego umożliwia odcięcie wyładowania, zanim nie przekroczy ono znamionowego prądu wyładowania łuku, i ponownego zapoczątkowania w chwili następnej. Impulsy przyłożonego napięcia są w szczególności symetryczne. Ale, obecni wynalazcy stwierdzili, że ten sposób nie był stosowany do czyszczenia materiału powleczonego substancją organiczną. W rezultacie, w tym przypadku zaobserwowano, że tylko jedna część substancji organicznej jest utleniona, a następnie zamieniona w gaz, a inna część jest spolimeryzowana. Warstewka tak utworzona na powierzchni, może być tylko częściowo usunięta, po dłuższym czasie zanurzenia w plazmie.
Celem niniejszego wynalazku jest więc zaradzenie niedogodnościom sposobów znanych ze stanu techniki poprzez opracowanie sposobu umożliwiającego czyszczenie w ciągły sposób, powierzchni podłoża, bez tworzenia produktów toksycznych dla środowiska, z prędkością obróbkową wyższą od 10 m/min.
Zgodnie z wynalazkiem, sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, charakteryzuje się tym, że obejmuje etapy zgodnie z którymi wprowadza się materiał powleczony substancją organiczną do strefy obróbkowej zasilanej strumieniem gazowym
PL 202 796 B1 zawierającym tlen, wykonuje się uziemienie tego materiału, a następnie wytwarza się plazmę przykładając pole elektryczne pomiędzy powierzchnią materiału i co najmniej jedną elektrodą powleczoną dielektrykiem, przy czym pole elektryczne jest pulsacyjne i zawiera następujące po sobie impulsy dodatnie i ujemne napięcia w stosunku do materiału, napięcie maksymalne impulsów dodatnich U+ jest wyższe od napięcia zajarzenia łuku Ua, a napięcie maksymalne impulsów ujemnych U- jest, w wartości bezwzględnej, niższe od napięcia zajarzenia łuku Ua.
Korzystnie, czas narastania napięcia pola elektrycznego jest krótszy lub równy 600 ns.
Korzystnie, częstotliwość impulsów dodatnich jest wyższa lub równa 20 kHz.
Korzystnie, w sposobie tym stosuje się strumień gazowy, który składa się z powietrza lub tlenu.
Korzystnie, wymieniony materiał jest materiałem metalowym powleczonym substancją organiczną, albo stalą węglową powleczoną substancją organiczną.
Korzystnie, substancja organiczna powleczona na materiale jest olejem chroniącym tymczasowo przed korozją lub niestabilną emulsją mechaniczną.
Korzystnie, materiał ma postać przemieszczającej się taśmy, a różnorodne etapy tego sposobu przeprowadza się w sposób ciągły przy pomocy urządzeń kolejno usytuowanych na drodze przemieszczającej się taśmy.
Z kolei, generator impulsów napię ciowych, charakteryzuje się tym, ż e posiada co najmniej niskonapięciowe źródło energii zawierające co najmniej tranzystor mocy MOS, co najmniej blok szybkich diod, oraz co najmniej transformator podwyższający napięcie, przy czym to niskonapięciowe źródło energii dostarcza impulsy niskonapięciowe o częstotliwości od 1 do 200 kHz.
Korzystnie, to niskonapięciowe źródło energii w generatorze jest tak ustawione, że czas narastania napięcia pola elektrycznego jest krótszy lub równy 600 ns.
Natomiast, urządzenie do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmy, charakteryzuje się tym, że zawiera uziemiony obrotowy cylinder nośny przemieszczający taśmę, szereg elektrod powleczonych dielektrykiem usytuowanych naprzeciwko powierzchni obrabianej taśmy, które to elektrody połączone są z generatorem impulsów napięciowych posiadającym co najmniej niskonapięciowe źródło energii zawierające co najmniej tranzystor mocy MOS, co najmniej blok szybkich diod oraz co najmniej transformator podwyższający napięcie, przy czym to niskonapięciowe źródło energii dostarcza impulsy niskonapięciowe o częstotliwości od 1 do 200 kHz, elementy zasilające gazem położone są w pobliżu powierzchni taśmy, oraz elementy do wyciągania gazów pochodzących z rozkładu substancji organicznej powlekającej taśmę.
Korzystnie, dielektryk utworzony jest z tlenku glinowego, albo ze stumatytu.
Korzystnie, niskonapięciowe źródło energii jest tak ustawione, że czas narastania napięcia pola elektrycznego jest krótszy lub równy 600 ns.
Jeśli chodzi o sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, to twórcy wynalazku stwierdzili, że impuls dodatni napięcia w stosunku do materiału/taśmy musi być dość wysoki, to znaczy nawet wyższy w wartości absolutnej od napięcia zajarzenia łuku Ua, aby utworzyć wystarczająco gęstą plazmę w strefie obróbki osiągając wysokie prędkości czyszczenia.
Twórcy stwierdzili również, iż niezbędne jest, aby napięcie maksymalne impulsów ujemnych U-, w wartości absolutnej, było niższe od zajarzenia łuku Ua, aby nie rozpoczynać wyładowania elektrycznego pomiędzy dwiema elektrodami, ponieważ zastosowanie zbyt dużego napięcia ujemnego prowadzi do polimeryzacji oleju, uniemożliwiającej otrzymanie odpowiedniego odtłuszczenia powierzchni.
Wartość napięcia zajarzenia łuku jest głównie funkcją ciśnienia gazu w reaktorze, i odległości między elektrodami. Te parametry połączone są ze sobą w myśl prawa Paschena.
Jeśli chodzi o generator impulsów napięciowych, to jest on stosowany do realizacji sposobu według wynalazku, a jego zaletą jest to, że elementy składowe generatora umożliwiają przekształcanie impulsów o niskim napięciu w impulsy o wysokim napięciu, przy czym jak zaznaczono czas narastania napięcia pola elektrycznego tego generatora jest krótszy lub równy 600 ns, a korzystnie niższy lub równy 60 ns.
Ten generator różni się zdecydowanie od tego ujawnionego w opisie patentowym US 5 968 377, ponieważ umożliwia otrzymanie niesymetrycznych impulsów napięcia. To jest możliwe, gdyż przeciwnie do generatora opisanego w opisie patentowym US 5 968 377, nie stosuje się odcinania impulsów o wysokim napięciu, ale o niskim napięciu, a następnie wzmacnia się sygnał dzięki transformatorom, przy czym w ramach niniejszego wynalazku, przez niskie napięcie rozumie się napięcie poniżej 1000 V.
Natomiast zaletą urządzenia do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmy jest to, że posiada element obrotowy do przemieszczania taśmy, który jest uziemiony oraz szereg elektrod powleka4
PL 202 796 B1 nych dielektrycznie umieszczonych naprzeciwko powierzchni obrabianej taśmy, które to elektrody połączone są z generatorem według wynalazku.
W ramach niniejszego wynalazku, przez dielektryk rozumie się materia ł maj ą cy stałą dielektryczną wyższą od 6, a przez substancję organiczną rozumie się każdy związek zawierający co najmniej węgiel, wodór i tlen. Czas narastania napięcia określany jest jako czas, podczas którego napięcie wzrasta w sposób ciągły, aż do osiągnięcia swojego maksimum.
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia, w widoku schematycznym, urządzenie do obróbki według wynalazku, fig. 2A przedstawia schemat ilustrujący zasadę elektrycznego zasilania energią urządzenia, fig. 2B przedstawia schemat blokowy tego urządzenia, fig. 3 przedstawia oscylogram zmian napięcia otrzymanego z generatora według wynalazku, fig. 4 przedstawia zmianę procentową zdolności odbijania promieniowania (%R) próbek kalibrowanych w gramaturze oleju na taśmie w zakresie długości fali odpowiadającej rozciąganiom taśmy CH, fig. 5 przedstawia linię krzywą wzorcowania ustaloną na podstawie rejestracji IRRAS traktowanych matematycznie, fig. 6 wskazuje zmianę gramatury G w oleju szczątkowym, w funkcji czasu obróbki próbek początkowo powleczonych 100 mg/m2 oleju, fig. 7 wskazuje zmianę gramatury G w oleju szczątkowym, w funkcji czasu obróbki próbek począ tkowo powleczonych 53 mg/m2 oleju, a fig. 8 wskazuje zmianę gramatury G w oleju szczątkowym, w funkcji czasu obróbki próbek początkowo powleczonych 110 mg/m2 oleju.
Na fig. 1 przedstawiono schemat urządzenia obróbkowego, które zawiera obrotowy cylinder nośny 1 dla stalowej taśmy, jako materiału 2, powleczonej przeciwkorozyjnym olejem ochronnym, którą należy odtłuścić. Cylinder nośny 1 obraca się w kierunku wskazanym strzałą F i ewentualnie może być chłodzony, jeśli jest to niezbędne, i cylinder nośny 1 uziemiony jest za pośrednictwem tej stalowej taśmy jako materiału_2.
Na wprost cylindra nośnego 1 rozmieszczonych jest szereg chłodzonych elektrod 3, które pokryte są dielektrykiem. Korzystnie jest to ceramika taka jak, na przykład, tlenek glinu lub stumatyty, ponieważ są one w stanie wytrzymać nawet bardzo wysokie temperatury. Wybiera się dielektryk, którego stała dielektryczna jest wyższa od 6, a tak jest w przypadku tlenku glinu, którego stała dielektryczna ma wartość między 8 a 10, ale także stumatyty, których stała dielektryczna leży w zakresie od 6 do 8.
Każda elektroda 3 zasilana jest przez generator 4 wysokiego napięcia według wynalazku. Gaz lub mieszanina gazów obróbkowych może być dostarczana wieloma sposobami, a w szczególności, gaz może być wprowadzany z każdej strony elektrod 3 przez rampę 5. Przewiduje się również urządzenie do wyciągania gazów i lotnych gatunków pochodzących z rozkładu warstewki oleju, z każdej strony urządzenia (co nie jest pokazane). Aby ułatwić zasilanie strefy gazem, może okazać się korzystne umieszczenie strefy obróbkowej w komorze otaczającej taśmę będącej materiałem 2 i elektrody 3.
Stalowa taśma, jako materiał 2, pozostaje uziemiona i w związku z tym działa jak przeciwelektroda. Przemieszcza się ona na cylindrze nośnym 1 i wystawia jedną ze swoich powierzchni na działanie czynników reaktywnych utworzonych przez działanie wyładowania na gaz obróbkowy, którymi w szczególności są czynniki nasycone tlenem typu O*.
Wyładowanie elektryczne zasilane jest przez generator 4 wytwarzający, dla częstotliwości mogącej zmieniać się od 1 do 200 kHz, impulsy napięciowe o pojedynczej biegunowości, których postać zależy od obciążenia, które odbiera energię zasilania.
Na fig. 2A przedstawiono schemat ilustrujący zasadę elektrycznego zasilania energią urządzenia jako rodzaj obwodu elektrycznego zasilania napięciem impulsowym, Na figurze tej widać, że generator (4) impulsów napięciowych posiada co najmniej niskonapięciowe źródło energii (10), zawierające tranzystor mocy MOS (11), blok szybkich diod (12), oraz transformator podwyższający napięcie (13), przy czym to niskonapięciowe źródło energii (10) dostarcza impulsy niskonapięciowe o częstotliwości od 1 do 200 kHz.
Na fig. 2B przedstawiono schemat blokowy zasilania przeznaczony specjalnie dla rozwiązania według wynalazku. Schemat ten utworzony jest z bloku diod o szybkim działaniu, których rolą jest sterowanie odwracaniem napięcia prądu w tranzystorach mocy i w transformatorach tak, aby zmniejszyć straty oporowe. Transformatory poddawane są specjalnemu montażowi, aby otrzymać małą przewodność czynną, brak nasycenia materiału magnetycznego i niską pojemność pasożytniczą.
Na fig. 3 przedstawiono krzywą reprezentującą zmiany napięcia podczas następujących po sobie dwóch impulsach takich jak te, które dostarczone są przez generator według wynalazku.
PL 202 796 B1
Można zauważyć, że pierwszy impuls napięciowy jest dodatni i trwa około 1,8 ps, po którym następuje impuls ujemny, z mniejszą amplitudą, która trwa 48,2 ps. Napięcie maksymalne impulsu dodatniego U+ wynosi w tym przypadku 12,7 kV, a wartość maksymalna impulsu ujemnego w całkowitej wartości U wynosi 1,8 kV. Reaktor obróbkowy stosuje wyładowanie w barierze dielektrycznej (Al2O3), a odległość międzyelektrodowa ustawiona jest na 3 mm.
Przy impulsie dodatnim napięcia dostarczanym do elektrody powleczonej dielektrycznie przez generator elektryczny, rejestruje się dodatni impuls prądowy, po którym następuje, 4 ps później, ujemny impuls prądowy o mniejszej amplitudzie. Następnie, prąd jest praktycznie zerowy, podczas gdy napięcie mierzone na dielektryku jest ujemne. Czas narastania napięcia dodatniego ma wartość rzędu 400 ns. Taka wartość czasu narastania napięcia pozwala na wzniecenie wyładowania przy minimalnym napi ę ciu 5 KV.
P r z y k ł a d 1
Obróbce poddano dwie próbki taśmy z miękkiej stali powleczonej ochronnym olejem przeciwkorozyjnym (Quaker Tinnol N200), poddając je polu elektrycznemu pulsacyjnemu według wynalazku, aby odtłuścić te próbki. Gramatura oleju na każdej z taśm wynosiła, odpowiednio, 100 mg/m2 i 53 mg/m2. Obróbka została przeprowadzona w obecności strumienia 30 l/min. tlenu pod ciśnieniem atmosferycznym.
Reaktor obróbkowy wykorzystywał wyładowanie w barierze dielektrycznej (AI2O3) mogącej zawierać dwie prostokątne elektrody o wymiarach 25x200 mm2. Odległość międzyelektrodowa ustalono na 3 mm.
Na próbkach pobranych z każdej z dwóch taśm przeprowadzono obróbki plazmowe o różnych czasach trwania. Zmierzono następnie gramaturę pozostałego oleju ochronnego na każdej obrabianej próbce za pomocą spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni przy stałym kącie padania (technika grazing incidence) (IRRAS).
Przed tymi eksperymentalnymi pomiarami, ustalono krzywą wzorcową na podstawie próbek kalibrowanych pod kątem gramatury stosując ten sam olej (Quaker Tinnol N200) na tym samym analizatorze IRRAS.
Na fig. 4 przedstawiono zmianę procentową zdolności odbijania promieniowania (%R) próbek kalibrowanych względem gramatury oleju, w zakresie liczby falowej (wyrażonej w cm-1) odpowiadającej rozciągnięciom taśm CH. Próbki kalibrowane zawierały począwszy, odpowiednio, od krzywej poło2 2 2 2 2 2 żonej najbliższej poziomu, 10 mg/m2, 32 mg/m2, 50 mg/m2, 71 mg/m2, 100 mg/m2 i 150 mg/m2 oleju. Brak oleju na próbce skutkował 100% zdolnością odbijania promieniowania.
Na fig. 5 przedstawiono krzywą wzorcowania ustaloną na podstawie rejestracji IRRAS wykonanej dla każdej kalibrowanej próbki.
Na fig. 6 przedstawiono zmianę gramatury oleju pozostałego na próbkach pobranych z taśmy ze 100 mg/m2 oleju po różnych czasach obróbki plazmowej, stosując częstotliwość 100 kHz. Stwierdzono, że czas 7 do 8 sekund jest wystarczający, aby oczyścić taśmę.
Na fig. 7 przedstawiono zmianę gramatury oleju pozostałego na próbkach pobranych z taśmy z 53 mg/m2 oleju po różnych czasach obróbki plazmowej, stosując częstotliwość 100 kHz. Stwierdzono, że czas 3 do 4 sekund jest wystarczający, aby oczyścić taśmę.
P r z y k ł a d 2
Obróbce poddano miękką naoliwioną taśmę stalową po walcowaniu wykańczającym, aby oczyścić ją w tym samym reaktorze i w tych samych warunkach eksperymentalnych, jak te opisane w przykładzie 1. Gramatura oleju na taśmie wynosiła 110 mg/m2.
Przeprowadzono obróbkę plazmową przy różnych czasach jej trwania na próbkach pobranych z taśmy po walcowaniu wykańczającym. Następnie, sposobem opisanym w przykładzie 1, zmierzono gramaturę pozostałego oleju na każdej obrabianej próbce za pomocą spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni przy stałym kącie padania (technika grazing incidence) (IRRAS).
Na fig. 8 przedstawiono zmianę gramatury oleju pozostałego na próbkach pobranych z taśmy po różnych czasach trwania obróbki plazmowej. Stwierdzono, że czas 20 sekund jest wystarczający, aby oczyścić taśmę.
P r z y k ł a d 3
Ponowiono próbę z przykładu 1 pokrywając taśmę stalową warstwą 150 mg/m2 oleju Quaker Tinnol N200.
PL 202 796 B1
Próbki pobrane z taśmy były obrabiane poprzez przykładanie do nich różnych pól elektrycznych. Otrzymano widma XPS powierzchni tych próbek, i próbek odniesienia, i obliczono stosunki Fe/C i O/C przez cał kowanie odpowiadających pików.
Otrzymane wyniki i warunki testów zebrano w poniższej tablicy:
| Czas obróbki (obróbek) | Tlen (l/h) | Fe/C | |
| Olej odniesienia | - | 0 | |
| Rozpuszczalnik odtłuszczający odniesienia | - | - | 0,30 |
| Plazma przy użyciu generatora prądu | 75 | 0,19 | |
| stałego pulsującego, o częstotliwości 10 kHz | 180 | 650 | 0,23 |
| Plazma przy użyciu generatora prądu stałego pulsującego, o częstotliwości 20 kHz | 45 | 650 | 0,20 |
| Plazma przy użyciu generatora prądu stałego pulsującego, o częstotliwości 40 kHz | 22 | 650 | 0,26 |
| Plazma przy użyciu generatora prądu stałego pulsującego, o częstotliwości 100 kHz | 10 | 650 | 0,23 |
Stwierdzono, że im stosunek Fe/C jest większy, tym powierzchnia materiału jest bardziej czysta.
Po porównaniu trzech wyników otrzymanych z generatora prądu pulsującego stałego, stwierdzono znaczną poprawę prędkości obróbki odtłuszczania powierzchni wówczas, gdy impulsy napięcia dodatniego miały częstotliwość wynoszącą co najmniej 20 kHz.
Ponadto, stwierdzono, że dla częstotliwości 40 kHz, taśma jest całkowicie odtłuszczona po 22 sekundach, natomiast przy częstotliwości 100 kHz, potrzeba już tylko 10 sekund, aby uzyskać ten sam rezultat.
Claims (14)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, znamienny tym, że obejmuje etapy zgodnie z którymi wprowadza się materiał (2) powleczony substancją organiczną do strefy obróbkowej zasilanej strumieniem gazowym zawierającym tlen, wykonuje się uziemienie tego materiału (2), a następnie wytwarza się plazmę przykładając pole elektryczne pomiędzy powierzchnią materiału (2) i co najmniej jedną elektrodą (3) powleczoną dielektrykiem, przy czym pole elektryczne jest pulsacyjne i zawiera następujące po sobie impulsy dodatnie i ujemne napięcia w stosunku do materiału (2), napięcie maksymalne impulsów dodatnich U+ jest wyższe od napięcia zajarzenia łuku Ua, a napięcie maksymalne impulsów ujemnych U- jest, w wartości bezwzględnej, niższe od napięcia zajarzenia łuku Ua.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czas narastania napięcia pola elektrycznego jest krótszy lub równy 600 ns.
- 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że częstotliwość impulsów dodatnich jest wyższa lub równa 20 kHz.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się strumień gazowy, który składa się z powietrza lub tlenu.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał (2) jest materiałem metalowym powleczonym substancją organiczną.
- 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że materiał (2) jest stalą węglową powleczoną substancją organiczną.
- 7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że substancja organiczna powleczona na materiale (2) jest olejem chroniącym tymczasowo przed korozją lub niestabilną emulsją mechaniczną.
- 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że materiał (2) ma postać przemieszczającej się taśmy oraz tym, że różnorodne etapy tego sposobu przeprowadza się w sposób ciągły przy pomocy urządzeń kolejno usytuowanych na drodze przemieszczającej się taśmy.
- 9. Generator impulsów napięciowych, znamienny tym, że posiada co najmniej niskonapięciowe źródło energii (10) zawierające co najmniej tranzystor mocy MOS (11), co najmniej blok szybkich diod (12),PL 202 796 B1 oraz co najmniej transformator podwyższający napięcie (13), przy czym to niskonapięciowe źródło energii (10) dostarcza impulsy niskonapięciowe o częstotliwości od 1 do 200 kHz.
- 10. Generator według zastrz. 9, znamienny tym, że niskonapięciowe źródło energii (10) jest tak ustawione, że czas narastania napięcia pola elektrycznego jest krótszy lub równy 600 ns.
- 11. Urządzenie do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmy, znamienne tym, że zawiera uziemiony obrotowy cylinder nośny (1) przemieszczający taśmę (2), szereg elektrod (3) powleczonych dielektrykiem usytuowanych naprzeciwko powierzchni obrabianej taśmy (2), które to elektrody (3) połączone są z generatorem (4) impulsów napięciowych posiadającym co najmniej niskonapięciowe źródło energii (10) zawierające co najmniej tranzystor mocy MOS (11), co najmniej blok szybkich diod (12) oraz co najmniej transformator podwyższający napięcie (13), przy czym to niskonapięciowe źródło energii (10) dostarcza impulsy niskonapięciowe o częstotliwości od 1 do 200 kHz, elementy zasilające gazem położone są w pobliżu powierzchni taśmy (2), oraz elementy do wyciągania gazów pochodzących z rozkładu substancji organicznej powlekającej taśmę (2).
- 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że dielektryk utworzony jest z tlenku glinowego.
- 13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że dielektryk utworzony jest ze stumatytu.
- 14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że niskonapięciowe źródło energii (10) jest tak ustawione, że czas narastania napięcia pola elektrycznego jest krótszy lub równy 600 ns.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0202047A FR2836157B1 (fr) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | Procede de nettoyage de la surface d'un materiau enduit d'une susbstance organique, generateur et dispositif de mise en oeuvre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL370588A1 PL370588A1 (pl) | 2005-05-30 |
| PL202796B1 true PL202796B1 (pl) | 2009-07-31 |
Family
ID=27636284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL370588A PL202796B1 (pl) | 2002-02-19 | 2003-02-19 | Sposób czyszczenia ciągłego powierzchni materiału powleczonego substancją organiczną, generator impulsów napięciowych oraz urządzenie do czyszczenia ciągłego przewijającej się taśmy |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7662237B2 (pl) |
| EP (1) | EP1476588B1 (pl) |
| JP (2) | JP4704686B2 (pl) |
| KR (1) | KR100929538B1 (pl) |
| CN (2) | CN1311100C (pl) |
| AT (1) | ATE340278T1 (pl) |
| AU (1) | AU2003238140B2 (pl) |
| BR (2) | BR122012007163B1 (pl) |
| CA (1) | CA2476184C (pl) |
| DE (1) | DE60308484T2 (pl) |
| ES (1) | ES2273007T3 (pl) |
| FR (1) | FR2836157B1 (pl) |
| MX (1) | MXPA04007930A (pl) |
| PL (1) | PL202796B1 (pl) |
| PT (1) | PT1476588E (pl) |
| RU (1) | RU2308546C2 (pl) |
| WO (1) | WO2003078692A1 (pl) |
| ZA (1) | ZA200406609B (pl) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2865420B1 (fr) * | 2004-01-28 | 2007-09-14 | Saint Gobain | Procede de nettoyage d'un substrat |
| EP1570921A1 (de) * | 2004-03-02 | 2005-09-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Plasmareinigung eines Bauteils |
| US20060246218A1 (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | Guardian Industries Corp. | Hydrophilic DLC on substrate with barrier discharge pyrolysis treatment |
| AT502351A1 (de) * | 2005-09-12 | 2007-03-15 | Ziger Peter | Anlage zur plasmaprozessierung von endlosmaterial |
| SK287455B6 (sk) * | 2006-06-08 | 2010-10-07 | Fakulta Matematiky, Fyziky A Informatiky Univerzity Komensk�Ho | Zariadenie a spôsob čistenia, leptania, aktivácie a následné úpravy povrchu skla, povrchu skla pokrytého kysličníkmi kovov a povrchu iných materiálov pokrytých SiO2 |
| JP2009032651A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-02-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | プラズマ処理装置 |
| DE102007052573B4 (de) * | 2007-11-03 | 2015-04-09 | Manroland Web Systems Gmbh | Feuchtwerk |
| US9168988B2 (en) * | 2010-12-27 | 2015-10-27 | Loch Stock and Barrel LLC | Method of cleaning a rotating object |
| TWI463922B (zh) * | 2011-03-09 | 2014-12-01 | Creating Nano Technologies Inc | 電漿產生裝置 |
| US9638664B2 (en) * | 2011-05-13 | 2017-05-02 | Dbd Innovations Pty Ltd | Method of analyzing a material |
| EP3151981B1 (en) * | 2014-06-05 | 2021-11-17 | Illinois Tool Works, Inc. | System and method for cleaning an object |
| CN104342714B (zh) * | 2014-10-22 | 2016-08-24 | 河北大学 | 一种去除不锈钢表面氧化皮的方法 |
| KR102741869B1 (ko) | 2017-09-11 | 2024-12-11 | 더 리서치 파운데이션 포 더 스테이트 유니버시티 오브 뉴욕 | 전기역학적 차폐를 이용한 태양 전지판 자가 세정 시스템 및 방법 |
| US10722925B2 (en) * | 2017-12-04 | 2020-07-28 | Suss Micro Tec Photomask Equipment Gmbh & Co Kg | Treatment head, treatment system and method for treating a local surface area of a substrate |
| RU2739195C1 (ru) * | 2020-04-07 | 2020-12-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтц Тонкопленочных Технологий В Энергетике" | Вакуумная напылительная установка с системой лазерной очистки паллет (варианты) |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2867912A (en) * | 1956-05-11 | 1959-01-13 | Horace Dawson | Method for the decontamination of metal foils |
| SU387507A1 (ru) * | 1971-06-01 | 1973-06-21 | Центральное проектно конструкторское , технологическое бюро Главного Управлени Западного бассейна | Генератор импульсов |
| US4189650A (en) * | 1978-10-24 | 1980-02-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Isolated trigger pulse generator |
| SU935141A1 (ru) * | 1980-02-08 | 1982-06-15 | Предприятие П/Я А-3531 | Способ очистки поверхности металлических изделий |
| JPS5944797A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-13 | 増田 閃一 | 物体の静電的処理装置 |
| DE3322341A1 (de) * | 1983-06-22 | 1985-01-03 | Siegfried Dr.-Ing. 5135 Selfkant Strämke | Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbehandlung von werkstuecken durch glimmentladung |
| DE3405754A1 (de) * | 1984-02-17 | 1985-08-22 | Babcock-BSH AG vormals Büttner-Schilde-Haas AG, 4150 Krefeld | Furniertrockner fuer messerfurniere |
| US4642440A (en) * | 1984-11-13 | 1987-02-10 | Schnackel Jay F | Semi-transferred arc in a liquid stabilized plasma generator and method for utilizing the same |
| US5208067A (en) * | 1986-04-14 | 1993-05-04 | International Business Machines Corporation | Surface modification of organic materials to improve adhesion |
| US5443998A (en) * | 1989-08-01 | 1995-08-22 | Cypress Semiconductor Corp. | Method of forming a chlorinated silicon nitride barrier layer |
| JP2811820B2 (ja) * | 1989-10-30 | 1998-10-15 | 株式会社ブリヂストン | シート状物の連続表面処理方法及び装置 |
| US5472783A (en) * | 1990-09-14 | 1995-12-05 | Sermatech International, Inc. | Coated article |
| US5389195A (en) * | 1991-03-07 | 1995-02-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Surface modification by accelerated plasma or ions |
| US5182000A (en) * | 1991-11-12 | 1993-01-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of coating metal using low temperature plasma and electrodeposition |
| US5938854A (en) * | 1993-05-28 | 1999-08-17 | The University Of Tennessee Research Corporation | Method and apparatus for cleaning surfaces with a glow discharge plasma at one atmosphere of pressure |
| DE4332866C2 (de) * | 1993-09-27 | 1997-12-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Direkte Oberflächenbehandlung mit Barrierenentladung |
| RU2055947C1 (ru) * | 1994-02-22 | 1996-03-10 | Виталий Макарович Рябков | Способ очистки поверхности металлического изделия |
| US5458927A (en) * | 1995-03-08 | 1995-10-17 | General Motors Corporation | Process for the formation of wear- and scuff-resistant carbon coatings |
| EP0801809A2 (en) * | 1995-06-19 | 1997-10-22 | The University Of Tennessee Research Corporation | Discharge methods and electrodes for generating plasmas at one atmosphere of pressure, and materials treated therewith |
| JPH09245995A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-19 | Nissin Electric Co Ltd | ラジカル源の複数電極を用いた荷電粒子除去機構 |
| CA2205817C (en) * | 1996-05-24 | 2004-04-06 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Treatment method in glow-discharge plasma and apparatus thereof |
| US6106659A (en) * | 1997-07-14 | 2000-08-22 | The University Of Tennessee Research Corporation | Treater systems and methods for generating moderate-to-high-pressure plasma discharges for treating materials and related treated materials |
| EP1023819A4 (en) * | 1997-10-14 | 2007-10-17 | Advanced Energy Ind Inc | SYSTEM FOR PLASMA IGNITION BY QUICK VOLTAGE RISE |
| JP3391245B2 (ja) * | 1997-12-30 | 2003-03-31 | 株式会社島津製作所 | 薄膜形成装置 |
| GB9928781D0 (en) * | 1999-12-02 | 2000-02-02 | Dow Corning | Surface treatment |
| EP1162646A3 (en) * | 2000-06-06 | 2004-10-13 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Plasma treatment apparatus and method |
| DE10051508C2 (de) * | 2000-10-18 | 2003-08-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Einrichtung zur Reduzierung der Zündspannung von Leistungspulsen gepulst betriebener Plasmen |
| CN2455368Y (zh) * | 2000-12-13 | 2001-10-24 | 广州市环境保护设备厂 | 一种油烟净化装置 |
-
2002
- 2002-02-19 FR FR0202047A patent/FR2836157B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-02-19 AT AT03735758T patent/ATE340278T1/de active
- 2003-02-19 AU AU2003238140A patent/AU2003238140B2/en not_active Ceased
- 2003-02-19 CA CA2476184A patent/CA2476184C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-19 MX MXPA04007930A patent/MXPA04007930A/es active IP Right Grant
- 2003-02-19 PL PL370588A patent/PL202796B1/pl unknown
- 2003-02-19 JP JP2003576679A patent/JP4704686B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-19 BR BR122012007163-3A patent/BR122012007163B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-02-19 ES ES03735758T patent/ES2273007T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-02-19 WO PCT/FR2003/000541 patent/WO2003078692A1/fr not_active Ceased
- 2003-02-19 EP EP03735758A patent/EP1476588B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2003-02-19 DE DE60308484T patent/DE60308484T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-02-19 CN CNB038041618A patent/CN1311100C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-19 PT PT03735758T patent/PT1476588E/pt unknown
- 2003-02-19 US US10/504,966 patent/US7662237B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-19 CN CN200710085733XA patent/CN101014222B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-19 KR KR1020047012824A patent/KR100929538B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2003-02-19 BR BRPI0307889A patent/BRPI0307889B8/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-02-19 RU RU2004127920/02A patent/RU2308546C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-08-19 ZA ZA2004/06609A patent/ZA200406609B/en unknown
-
2009
- 2009-06-16 US US12/485,552 patent/US9502214B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-10-16 JP JP2009239119A patent/JP2010031377A/ja active Pending
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9502214B2 (en) | Method of cleaning the surface of a material coated with an organic substance and generator and device for carrying out said method | |
| US8877003B2 (en) | Method for the plasma cleaning of the surface of a material coated with an organic substance and the installation for carrying out said method | |
| US5938854A (en) | Method and apparatus for cleaning surfaces with a glow discharge plasma at one atmosphere of pressure | |
| Choi et al. | Characteristics of atmospheric pressure N2 cold plasma torch using 60-Hz AC power and its application to polymer surface modification | |
| WO1999042637A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrates, sowie beschichtetes substrat | |
| ATE157197T1 (de) | Plasma-behandlungseinrichtung, wobei ein gleichförmiges elektrisches feld durch ein dielektrisches fenster induziert wird und dazugehöriges verfahren | |
| EP1902156A2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen atmosphärendruck plasmabehandlung und/oder beschichtung von werkstücken | |
| EP1019945A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur oberflächenbehandlung von substraten | |
| DE19819909A1 (de) | Vorrichtung zur Plasmasterilisation von Metallgegenständen | |
| Jonsson et al. | Influence of thermal and UV aging on electroluminescence of polypropylene films | |
| DE50307658D1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung der äusseren oberfläche eines metalldrahts, insbesondere als beschichtungsvorbehandlung | |
| Wang et al. | Effect of dielectric barrier discharge on semiconductor Si electrode surface | |
| DE102024126801B3 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Hochfrequenz-Coronavorbehandlung von Substratoberflächen | |
| Ashidate et al. | Rust and paint stripping from power transmission towers with a pulsed Nd: YAG laser | |
| Behnke et al. | Surface modification of aluminium by dielectric barrier discharges under atmospheric pressure | |
| PL192988B1 (pl) | Sposób azotowania części maszyn oraz narzędzi |