Dispositivo de sellado de bandas.

Un aparato para tratar una banda móvil de material en una atmósfera gaseosa predeterminada que comprende una cámara de proceso (1) a través de la que se transporta una banda móvil de material (2) desde una entrada en un primer extremo de la cámara (1) a una salida en un segundo extremo de la cámara (1) y unos medios para introducir y controlar un gas destinado a proporcionar dicha atmósfera gaseosa predeterminada dentro de dicha cámara (1),

en donde dicha entrada y dicha salida comprenden unos medios de sellado (4a, 4b) cada uno diseñado para permitir el paso de dicha banda de material (2) a través de la misma al tiempo que se minimiza la entrada de una capa límite (3) de gas externo alrededor de dicho material, caracterizado por que dicho aparato también comprende uno o más canales de recirculación (7, 8) adaptados para recircular gases dentro de dicha cámara desde el segundo extremo de la cámara al primer extremo de la cámara, anulando de ese modo sustancialmente cualquier diferencia de presión dentro de la cámara (1) entre dicha entrada y dicha salida.

Dispositivo de sellado de bandas La presente invenciïn se refiere a un aparato para tratar una banda mïvil de material, a un proceso y al uso relacionado con el mismo, segïn se define en los preïmbulos de las reivindicaciones independientes, y en especial al uso de un mecanismo de sellado para eliminar o reducir en gran medida la cantidad de gas en una capa lïmite gaseosa que rodea a una banda mïvil de material debida al efecto de la fricciïn a medida que la banda pasa a una cïmara de proceso aguas abajo en una atmïsfera diferente.

Una banda es un sustrato mïvil de material flexible, tal como materiales textiles tejidos y sin tejer, fibras textiles agregadas, hilo, pelïculas plïsticas, lïminas de metal y bobinas metïlicas y similares. Normalmente estas bandas se transportan mediante procesos de tipo carrete a carrete.

En los procesos en los que es necesario tratar una banda de material en una atmïsfera gaseosa especïfica, tïpicamente una atmïsfera inerte que contiene un gas no reactivo, es necesario excluir o por lo menos minimizar la introducciïn de gases externos contaminantes, tales como oxïgeno/aire, que entran en una cïmara de proceso utilizada para dicho tratamiento. Si bien el uso de juntas o similares y una cïmara de proceso sin fugas substancialmente consigue esto, en el caso de tratar materiales de banda, el efecto de la fricciïn o el arrastre debidos al movimiento de la banda a travïs de la atmïsfera externa puede llevar a la introducciïn de una fina capa lïmite de gas, p. ej. aire en la superficie de la banda, o adyacente a la misma, que es atraïda a travïs de la cïmara de proceso en la misma direcciïn que la banda. Por otra parte, cuando el material de la banda es de naturaleza porosa, los fluidos de la atmïsfera externa, p. ej. oxïgeno/aire o agua, tambiïn pueden quedar atrapados en el material de banda. La presencia de dichos contaminantes puede tener un efecto negativo en los resultados del proceso que se estï llevando a cabo en la cïmara de proceso.

Tïpicamente, en el caso de materiales que no son porosos, se instalan juntas simples en la entrada y la salida de la cïmara de proceso en la que tiene lugar el proceso requerido y se inyecta un gas predeterminado o una mezcla de gases en la cïmara que tiene como resultado la atmïsfera requerida para que tenga lugar el proceso requerido. Las juntas se usan para crear una barrera para los contaminantes entrantes y el gas o gases predeterminados que se escapan. Sin embargo, tambiïn significa que la barrera para la retirada de gas tambiïn impide potencialmente que los contaminantes que entran en la cïmara puedan salir de la misma. Puesto que no existe un sistema de sellado perfecto, serï necesario suministrar de manera continua o periïdica una cierta cantidad del gas predeterminado para garantizar que la atmïsfera dentro de la cïmara de proceso se mantenga constante. Por tanto, una vez sellada, la cïmara se purga para producir la atmïsfera requerida y, a menudo, se somete posteriormente a una introducciïn adicional continua o periïdica del gas predeterminado para mantener la atmïsfera requerida y compensar las pïrdidas del gas predeterminado.

Mientras estï en la regiïn de la cïmara de proceso, una banda mïvil continuarï induciendo un flujo de arrastre en el gas circundante ya sea contaminante o de otro tipo. En una cïmara con unas dimensiones suficientes, este flujo de arrastre establecerï un patrïn de recirculaciïn de gas a lo largo de la superficie de la banda y de vuelta a la junta de entrada a travïs de unas regiones de la cïmara de proceso a distancia de los efectos del arrastre producido por el movimiento de la banda, unos ejemplos de este tipo de sistema podrïan incluir los aparatos de revestimiento por cortina en los que se proporciona la unidad de revestimiento por cortina para tratar la superficie de banda dentro de la cïmara de proceso. Sin embargo, en los casos en los que la cïmara de proceso es necesariamente estrecha, tal como en los sistemas de tratamiento con plasma que requieren una holgura inferior a aproximadamente 25 mm entre las paredes paralelas a la banda (p. ej. en el caso de sistemas de plasma los electrodos paralelos que aplican un potencial para generar el plasma requerido para tratar la banda) la distancia entre la banda y las paredes fronterizas de la cïmara de proceso llegan a ser casi insignificantes, p. ej. 5 mm, lo que tiene como resultado que se impida sustancialmente la libre recirculaciïn del gas de vuelta a la entrada. En este caso, se crean unas zonas con presiones diferentes en la entrada y en la salida de la cïmara de proceso. Esta diferencia de presiïn lleva y produce el arrastre de mayor cantidad de contaminantes adentro del sistema pasando la junta de entrada y reducen su eficiencia.

Un problema importante percibido en la tïcnica anterior, incluso en cïmaras de proceso comparativamente grandes que se necesitan para procesos de revestimiento por cortina, es que debido a que se origina la capa lïmite debido al arrastre o fricciïn, a medida que aumenta la velocidad de la banda a travïs de la cïmara, el efecto de la capa lïmite se vuelve mïs agudo. Esto se puede ver particularmente en el caso de aparatos de revestimiento por cortina ya que cuando se aplican revestimientos a las bandas que se mueven a una velocidad superior a aproximadamente 150 m min-1, el proceso de revestimiento se ve afectado negativamente porque la “cortina” de lïquido utilizada en el proceso de revestimiento es deformada por la capa lïmite y tiene como resultado un revestimiento irregular del sustrato, por ejemplo, ya que como el desplazamiento no es uniforme la cortina de lïquido puede asumir un patrïn casi en forma de onda a travïs de la banda.

Se han propuesto varias soluciones para anular el efecto de la capa lïmite particularmente en relaciïn con la aplicaciïn de lïquidos en sustratos mïviles, particularmente en relaciïn a procesos de revestimiento por cortina.

Los documentos US3508947 y US 5976630 describen distintas aplicaciones de escudos de aire. En el documento US3508947 la capa lïmite se retira al proporcionar un escudo de aire que comprende un colector de vacïo colocado junto a la banda de sustrato para extraer la capa lïmite antes de que llegue a la cortina, protegiendo de ese modo la cortina de los efectos de la capa lïmite. En el documento US 5624715 el aire en la capa lïmite se extrae tanto de la capa lïmite del sustrato como de la capa lïmite provocada por la cortina. Los documentos US6743478 y US2004/0112282 describen el uso de un aparato de succiïn para retirar la capa lïmite de un sustrato mïvil.

El documento US 6146690 describe un mïtodo para aplicar un revestimiento para un sustrato plano mïvil que implica la interrupciïn de la capa lïmite mediante el control de la presiïn dinïmica cerca de la lïnea de humectaciïn de revestimiento por cortina al proporcionar mediante la aportaciïn de un sensor de presiïn dinïmica de aire en las inmediaciones de la lïnea de humectaciïn que se adapta para accionar un dispositivo de aspiraciïn cuando sea necesario para mantener la presiïn dinïmica en un valor predeterminado. El documento EP 0489978 identificï que la diferencia de presiïn entre el aire ambiente y el interior del escudo de aire tiene que ser lo suficientemente alta como para evacuar la capa lïmite de aire que se adhiere a la banda, pero se debe limitar para evitar un flujo de aire en una direcciïn desde la cortina de revestimiento hacia el escudo de aire contra el movimiento del sustrato porque dicho flujo de aire lleva a que por lo menos parte de la cortina sea aspirada hacia el escudo de aire. El documento WO 03/053597 describe un mïtodo y un aparato para el revestimiento por cortina que implica el uso de un escudo de aire y un suministro de aire cerca de la lïnea de humectaciïn dinïmica que se mueve contra la direcciïn de movimiento del sustrato y de la capa de aire lïmite del sustrato.

El documento US2003/0145785 describe un proceso de revestimiento por cortina que utiliza un dispositivo de atenuaciïn aguas arriba de la regiïn de revestimiento en forma de un elemento de sellado presionado contra la superficie de sustrato y que se rueda sobre el mismo sin deslizamiento. El dispositivo de atenuaciïn puede comprender una disposiciïn de electrodos o una fuente de ultrasonidos. En opiniïn del solicitante nada de lo anterior es adecuado para las cïmaras de proceso de tamaïo reducido que se contemplan en la presente invenciïn para procesos tales como tratamientos con plasma en los que la banda tiene que pasar a travïs de unos plasmas generados entre electrodos paralelos que tienen que estar separados a una corta distancia con el fin de generar el plasma.

El documento WO02/24987 describe un aparato de acabado de... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para tratar una banda mïvil de material en una atmïsfera gaseosa predeterminada que comprende una cïmara de proceso (1) a travïs de la que se transporta una banda mïvil de material (2) desde una entrada en un primer extremo de la cïmara (1) a una salida en un segundo extremo de la cïmara (1) y unos medios para introducir y controlar un gas destinado a proporcionar dicha atmïsfera gaseosa predeterminada dentro de dicha cïmara (1) , en donde dicha entrada y dicha salida comprenden unos medios de sellado (4a, 4b) cada uno diseïado para permitir el paso de dicha banda de material (2) a travïs de la misma al tiempo que se minimiza la entrada de una capa lïmite (3) de gas externo alrededor de dicho material, caracterizado por que dicho aparato tambiïn comprende uno o mïs canales de recirculaciïn (7, 8) adaptados para recircular gases dentro de dicha cïmara desde el segundo extremo de la cïmara al primer extremo de la cïmara, anulando de ese modo sustancialmente cualquier diferencia de presiïn dentro de la cïmara (1) entre dicha entrada y dicha salida.

2. Un aparato segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado por que cuando la banda de material (2) que se estï tratando es porosa todos los canales de recirculaciïn (7, 8) en funcionamiento estïn situados en un lado de la banda de material (2) .

3. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que cuando la banda de material (2) no es porosa por lo menos un canal de recirculaciïn (7, 8) en funcionamiento estï situado en cada lado de la banda de material (2) .

4. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que dicho aparato tambiïn comprende por lo menos una cïmara intermedia aguas arriba (10) y/o aguas abajo (18) de la cïmara de proceso (1) , esta cïmara intermedia (10, 18) comprende unos medios de purga (11) (19a) para purgar la banda en traslaciïn de material poroso (2) con el gas requerido antes de la entrada o la subsiguiente salida de la cïmara de proceso (1) para reemplazar el fluido atrapado en la banda porosa de material (2) con un gas requerido y unos medios (12) (19b) de retirada del gas para extraer los fluidos purgados desde dicha cïmara intermedia (10) (18) .

5. Un aparato segïn la reivindicaciïn 4, caracterizado por que dicho aparato comprende una pluralidad de cïmaras intermedias aguas arriba (10, 15) y/o aguas abajo (18) de la cïmara de proceso (1) .

6. Un aparato segïn la reivindicaciïn 4 o 5, caracterizado por que el suministro de gas requerido y la retirada del gas requerido/fluido extraïdo a travïs de cada cïmara intermedia (18) es independiente de otras cïmaras intermedias.

7. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el suministro y la extracciïn del gas requerido en la cïmara de proceso (1) es independiente del suministro y de la extracciïn de gases en cada una de las cïmaras intermedias (10) (18) .

8. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por que las cïmaras intermedias adyacentes (10, 15) se vinculan mediante uno o mïs canales (17) adaptados para suministrar gas puro requerido a la cïmara intermedia (10) contigua a la cïmara de proceso (1) y, a continuaciïn, secuencialmente a travïs de la otra u otras cïmaras intermedias (15) en serie a medida que se aleja de la cïmara de proceso (1) para proporcionar una contracorriente de gas requerido que se mueve a travïs de las cïmaras intermedias (10, 15) en sentido opuesto al sentido de paso de la banda de material (2) .

9. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por que la primera cïmara intermedia (15) a travïs de la que pasa la banda de material (2) aguas arriba de la cïmara de proceso (1) comprende unos medios para extraer una mezcla de fluidos/gas externo/gas requerido (12) .

10. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado por que los medios de sellado (4a4j) se seleccionan de unas juntas de retenciïn, unas juntas con reborde y/o unos rodillos recogedores o cualquier combinaciïn adecuada de los mismos.

11. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha cïmara de proceso (1) comprende por lo menos unos medios de generaciïn de plasma en equilibrio no tïrmico o por lo menos un conjunto de descarga en corona.

12. Un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presiïn de gas dentro de la cïmara de proceso (1) es sustancialmente la presiïn atmosfïrica.

13. Un proceso para tratar una banda mïvil de material (2) en una atmïsfera gaseosa predeterminada, el proceso comprende transportar la banda en traslaciïn de material (2) a travïs de la cïmara de proceso (1) que tiene una atmïsfera gaseosa predeterminada y uno o mïs canales de recirculaciïn (7) , desde una entrada en un primer extremo de la cïmara a una salida en un segundo extremo de la cïmara, en donde dicha entrada y dicha salida comprenden, cada una, unos medios de sellado (4a, 4b) para permitir el paso de dicha banda de material (2) a

travïs de la misma al tiempo que se minimiza la entrada de una capa lïmite de gas externo alrededor de dicha banda de material (2) , y caracterizado por que el uno mïs canales de recirculaciïn (7) recirculan los gases dentro de dicha cïmara de proceso (1) desde el segundo extremo de la cïmara (1) al primer extremo de la cïmara de tal manera que se anula sustancialmente cualquier diferencia de presiïn entre la entrada y la salida.

14. Un proceso segïn la reivindicaciïn 13 caracterizado por que la banda de material es porosa.

15. Un proceso segïn la reivindicaciïn 14 caracterizado por que dicha banda porosa de material (2) que se va a tratar o se ha tratado en la cïmara de proceso (1) usando una atmïsfera gaseosa predeterminada es tratada previamente y/o posteriormente mediante las etapas de transporte de la banda de material (2) a travïs de la una o mïs cïmaras intermedias antes (10, 15) o despuïs de (18) realizar el proceso en la cïmara de proceso (1) , en donde mientras dicha banda de material (2) se encuentra dentro de cada cïmara intermedia (10, 15, 18) se purga dicha cïmara (10, 15, 18) con un gas adecuado para reemplazar el fluido atrapado en la banda porosa (2) con un gas requerido.

16. Uso de un aparato segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 caracterizado por que dicho uso es en un aparato de tratamiento de plasma atmosfïrico o un conjunto de descarga en corona.