本发明涉及在环境大气压力用电极放电处理塑料聚合物料片底基表面以 改变那些表面的润湿能力和对随后涂布到所处理的表面的含水加工制剂的粘 合力的方法和装置，特别是涉及用于在涂布线中涂施点之前不久进行此处理的 装置和方法。

已知在一定条件下，在接近或在大气压力下可以形成稳定的扩散辉光放 电。讨论稳定的辉光放电的文章列于1996年9月24日授予Glocker和其他 人的US-A-5558843中。在此领域的工作已被限制并主要指向光敏抗蚀剂的蚀 刻和材料的沉积。这些文章指出，在大气压力下产生扩散辉光放电的可靠方法 包括使用氦气体。在文献中所报告的工作已被再现并发现是可靠的。

如在上述参考的专利中所揭示的，已发现通过使用包括氦气的气体混合物 可以在大气压力下产生稳定的放电，该放电能显著地改进照相乳液对在不同的 情况下很难涂布的含有热塑性聚合物材料例如聚乙烯和聚酯例如聚对苯二甲 酸乙二醇酯，和聚萘二酸乙二醇酯的料片的润湿性和粘合。

已知，在基本上真空下的辉光放电处理塑料表面能改进该表面对含水涂层 的润湿性和在干燥时这样涂层对表面的粘合力。这样的处理是在例如氮气和/ 或一种或多种惰性气体的存在下在1-700毫乇范围的压力下进行的(见日本 专利公开平7〔1995〕-166355和平7〔1995〕-166356)。由真空 辉光放电处理而改进的润湿性，如通过降低水滴和塑料表面之间的内部接触角 而测定的润湿性，在处理和涂布含水涂层之间的至少几个星期的时间内可能会 持续地稍微下降。但改进的粘合性实际上仍可保持不变。

料片在真空中的辉光放电处理最方便地是在分离的制造步骤中于真空处 理机中进行。在操作方便的同时，此处理方法是非常费钱的并且还使例如使用 热塑性树脂料片作为照相胶片或纸底基的照相制品的制造费用大大地增加。

1996年9月24日颁布的美国专利No.5558843揭示了在大气压力下使用 含有氦气的气体混合物的辉光放电处理聚酯料片的方法和装置。该发现是重要 的，因为它允许在大气压力下在脱机的设备中处理传送的料片卷。处理一般在 这样的装置中进行，其中料片底基从料片卷卸卷，穿过辉光放电区进行处理， 然后卷成处理过的料片卷。该处理过的料卷可被放置于仓库中直至需要涂布时 为止或可将它直接送入涂布机将涂层施于已处理的表面。

在上述发现的同时，据信通过新颖的在大气下压辉光放电处理在料片表面 所产生的效果与以前所知的在基本上低于大气压条件下辉光放电处理所产生 的效果相同。所预料的润湿能力接触角的降低和涂布层粘合力的改进支持了这 一结论。

我们现已发现料片的这种脱机处理的缺点，即，改进的粘合总效果是随着 在大气压下辉光放电处理和涂布之间经过的时间而变化的(令人惊奇地是，尽 管润湿角没有变化)。本发明提供避免这种缺点的方法和装置。

在处理和涂布之间的时间区间被定义为处理的“等待时间”。由于一些处 理过的料片卷可被送去存储而其它的处理过的料片被送去直接涂布，因此不同 的料卷可能有不同的后处理经历并因此有不同的等待时间，这可能会造成不同 料片卷产品粘合性的变化。在处理效果迅速下降的情况中甚至各个存储料片卷 的头尾部分可能显示大不相同的粘合性。

因此需要有一种方法使所有被涂布过的料片卷的所有部分都具有相同的 等待时间。此外，需要有一种方法使该等待时间最小化，并优选被消除。

在已知的通过某些热塑性树脂，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔融流延挤 出形成的存储料片卷的制造中，在纵向和横向拉伸以达到最终使用的片材尺寸 之前，作为流延的聚合物料条一般用含有氯化物的胶乳胶层或底漆涂布。一 般，在照相层被涂布之前必须将附加的含明胶的胶层施于胶乳胶层。省略胶乳 胶层或凝胶胶层可造成随后涂布的照相层的粘合力不足。

因此需要有一种能提高裸聚合物料片，尤其是含有聚酯聚合物的料片的可 涂布性和粘合性能的方法，使有可能省略一层或两层胶层，从而大大地节省涂 布产品的制造费用。

在已知的包括纤维素基料片的照相纸的制造中，料片通常是通过用聚烯 烃、一般为聚乙烯的粘合层浸渍一面或两面而成为防水的，以便在照相显影和 定影过程中对配制化学品的摄取量减至最小。作为流延形成的所谓的“树脂涂 布的”或“RC”纸不具有令人满意的可涂布性和对含水配方的粘合力。流行 的作法是在涂施含水配方之前用电晕放电处理聚烯烃表面。

此强烈的电学程序可形成不规则或不均匀的涂层，并且如果未严密保持控 制的话还可对照相制品造成严重危险。

因此需要一种安全的静电方法来提高聚烯烃层在树脂涂布的照相纸上的 可涂布性和粘合性。

本发明的主要目的是提供一种涂布含水配方至裸聚合物料片底基表面的 改进的装置和方法，其中被涂布的表面在涂布之前可通过在大气压下的短暂辉 光放电进行处理。

本发明的另一目的是提供一种涂布含水配方至裸聚合物料片底基表面的 改进的装置和方法，其中料片的大气压下的辉光放电处理可在涂布机的料片的 涂施点之前的料片通道中进行。

本发明还有一个目的是提供一种涂布含水配方至赤裸聚合物料片底基表 面改进的装置和方法，其中料片的辉光放电处理基本上是在大气压下(从600 -800乇)和在涂布之前的两分钟内、优选在一秒钟内进行的。

本发明还有一个目的是提供一种对涂布之前的连续聚合物料片底基的存 储卷在大气压下进行辉光放电处理致使等待时间恒定且使所有的存储料卷的 所有区域的等待时间相同的改进的装置和方法。

本发明还有一个目的是提供一种对聚合物料片底基在大气压下进行辉光 放电处理致使可以省略料片上的一层或多层常规的胶乳和/或明胶胶层的改进 的装置和方法。

本发明的装置和方法对提供对含水涂层具有高润湿性和高粘合力的聚合 物料片底基是有用的。

简言之，本发明提供用于处理和涂布料片使其对含水配方具有高的可涂布 性和粘合力的装置和方法，它包括对在涂布线(也称为涂布机)中沿着料片通 道输送的料片底基在沿着同一料片通道的后部对被处理的表面实施涂布之前 先进行基本上为大气压力下的辉光放电表面处理。含有氦气和氮气和/或氧气 的气体混合物使得有可能在环境大气压力下在宽的电压和频率范围内产生稳 定的辉光放电。这使得辉光放电装置和方法能被在涂布实施点之前引入到涂布 机中，从而有可能使等待时间减至最少并且通过等待时间的减少而使加工缺陷 减少或实际上被消除。

辉光放电装置包括具有与涂布机中涂布点之前不远的料片传送通道相邻 的第一表面的第一电极，具有相对第一表面并且也相邻料片通道的第二表面的 第二电极，在第一和第二电极之间引入气体的装置，和连接第一和第二电极以 维持其间的辉光放电的电源，至少第一和第二表面之一是绝缘的。该电源是在 0.5Kv和20Kv之间的电位和60Hz和40MHz(兆赫兹)之间的频率下运行的。

在根据本发明的装置中，第一和第二电极可以无限接近相对的料片底基的 二面，料片通道在其间延伸，或它们可以都无限接近料片底基的一面。该气体 可以是纯氦气，氦气和氮气的混合物，氦气、氮气、和氧气的混合物，氦气和 氧气的混合物，或氦气、氧气、和含氟化合物例如四氟化碳的混合物。

在优选的实施例中，电极之一是涂布机的料片通道中用于料片底基的传送 辊。最优选的是，电极辊也是用于支撑料片底基的垫辊(以便在处理之后立即 对已处理的表面实施涂布)。

许多辉光放电装置可以按照需要串联地使用以提高低感应性底基的处理 量或能提高涂布机的线速度。

本发明的前述的和其它的目的，性能，和优点从以下的包括本发明的优选 实施例的，更详细的说明中可看出，附图中所示的是：

图1是先有技术辉光放电装置的示意图，它显示料片穿过第一和第二电极 之间辉光放电被处理；

图2是类似于图1的装置的示意图，显示料片通过第一和第二电极的端部 被辉光放电处理；

图3是类似于在US-A-5558843中揭示的装置的先有技术用于处理 料片的辉光放电装置的示意图；

图4是用于在底基上连续涂布层的机器的一部分的示意流程图，显示料片 在料片通道中涂布点前头的点被用图3所示的辉光放电装置处理，涂布是通过 挤出布料器实施的；

图5是类似图4的示意流程图，显示涂布垫辊在辉光放电装置中也被用作 接地电极，这样在涂布之前立即实施处理(等待时间大约为零)；

图6是类似图4和5的示意流程图，显示将图4和5中的辉光放电装置 结合成单一的涂布线；和

图7是类似图6的示意流程图，显示涂布是通过串联布料器，也称作吸气 滑动布料器实施的，瓦形电极被留在布料器吸气槽之内。

本发明提供处理和涂布对含水配方具有高的可涂布性和粘合力的料片的 装置和方法，它包括在涂布机中涂布一层或多层含水涂层至底基表面之前不久 对料片底基进行大气压力下的辉光放电处理，本发明同时提供在要被涂布的料 片的所有区域提供均匀的辉光放电处理等待时间的装置和方法。料片可在热定 形和回火之前通过纵向和横向拉伸材料的料条而制备。

参见图1，被显示的先有技术辉光放电装置10，它图示出本发明大气压 下辉光放电处理的基本原理。装置10分别具有空间相隔的第一和第二电极12 和14，至少其中之一有绝缘层16。二电极通过接地电源18而电气连接并被 外壳20环绕。包括氦气和，优选氮气和/或氧气的气体混合物通过入口22被 计量地送入外壳内并充满电极之间的区域。当由电源，优选为大约0.5Kv和 20Kv之间的电压和在大约60Hz和40MHz之间的频率的电源充电时，气体在 此区域内维持辉光放电24。聚合物料片底基26(在图1中只看到其一端的 截面)通过电极之间的辉光放电区24时，其第一和第二表面28和30分别交 替地连接。任一表面都可被弄弯以便以基本均匀的距离与底基表面基本上相一 致。该交替处理可改变该表面对随后的含水涂层可润湿性和该表面对那些在被 干燥之后形成层的涂料表面的粘合力。

在图2中所示的是辉光放电装置的第二种具体装置32。在此具体装置中， 气体被直接引入并连续进入到电极12和14之间的区域而且优选平行于电极表 面34和36。该流动气体的动量取代电极之间的辉光放电24，携带离子、游 离基、和其它反应性物质的混合物，并在电极外形成活性区域38，底基26 可被传送穿过该活性区域进行表面处理。该装置也可包括空间相隔的第三和第 四电极，它们沿着所说的料片通道在所说的第一和第二电极前头设置，至少所 说的第三和第四电极之一是绝缘的，并可进一步包括在所说的第三和第四电极 之间提供含有氦气的气体的装置，和进一步包括在所说的第三和第四电极之间 连接的电源以便在其间维持第二辉光放电。

在图3中所示的是辉光放电装置的优选的具体装置40，它基本上如以上 所述美国专利No.5558843所揭示的那样。接地金属辊42确定第一电极，第 一电极可以是阳极化电镀铝并通过转动圆弧传送料片底基26。与辊42优选相 隔为大约0.2mm-10mm的相似形状的瓦形电极44包括集气室46，它是通 过供气管48提供气体并与底基第一表面28通过孔50相连通的。至少电极42 和44之一是绝缘的。优选的是，瓦形电极44由铝制成并通过在表面34处氧 极化而被绝缘的。如在大气压下辉光放电中所熟知的那样，至少电极之一需要 绝缘以保证均匀放电强度并防止形成电流或电弧。仅仅从辉光放电考虑，辊42 可同样是高电压电极而瓦形电极44可同样是接地电极，但是该辊接地操作运 行是优选的。如在我们的待批的专利申请(序列号08/685353，1996年7月 23日申请)中所揭示的辉光放电装置也可根据本发明用于处理料片。

我们已发现，在氦气中在大气压下在聚合物料片表面上的辉光放电的有益 效果是可以减少处理和涂布之间的等待时间。处理和涂布之间的等待时间可以 是5分钟或更短并且优选是2分钟或更短。缩短等待时间的效果被示于以下的 实施例中。

实施例1

聚萘二酸乙二醇酯的料片在图3所示的瓦形电极处理器上在以下条件下进 行处理：电极之间间隔2.25mm；450KHz频率；功率级600-650瓦；8 升/分钟氦气和0.15升/分钟氮气的气体流速；料片速度3米/分钟。被处理的 料片的不同部分随后用照相乳液在处理之后的各种时间区间涂布。在定形和干 燥之后，基本上如US-A-5558843中所述的方法测试涂层的粘合力，得 到以下结果(在此强化测试中，评定为小于10％的除去量对正常的照相应用 来说是合适的)：   等待时间(分钟) 除去的干燥涂层的平均百分数    接触角           裸PEN     62°          60             62     32°          45             62     33°          30             64     34°          15             42     33°          5             15     30°          2             8     27°

此实施例显示对于此涂布体系和料片底基来说，仅仅在几分钟的等待时间 内就出现粘合力的显著下降。这样，所示的短的等待时间是至关重要的。我们 已发现，使用根据本发明的装置和方法，可以容易地达到几秒钟的等待时间， 并且，如以下所述，在某些应用中等待时间可被减小到实际上为零。

使人感兴趣的是当粘合力非常显著地变化时润湿接触角(含水配方对衬底 的可润湿性的标志)仅仅轻微地变化。在真空辉光放电处理中，接触角是粘合 力的有用的相关数据和预测值。但在大气压下辉光放电处理中，则并不保持这 种相应的关系。

参考图4至7，涂布机52在辊54上(辊54既可以是从动辊也可以是驱 动辊)并围绕涂布垫辊56传送料片底基26，垫辊56支撑料片以便通过涂层 缝型模头布料器58涂施液体。涂施也可以通过任何各种其它已知的涂布机， 例如吸气滑动布料器60(图7)，帘流涂布布料器，挤出/滑动布料器，空气 刀计量的涂布机，吻涂机，储槽涂布机，照相凹印辊，和胶印辊来实施。当原 料卷卸卷时(未示)料片26可被供至涂布机，或涂布机52可与已知的料片制 造机成一整体(未示)其中熔融的聚合物从一挤出模头作为相当厚的料条被挤 出，然后该料条被纵向和横向拉伸得到所希望的料片的片材尺寸。

在图4中，沿着料片通道在涂布机58前头的常规距离设置一台类似图3 所示的辉光放电装置40。也可以使用其它类型的装置，例如在图1和2中所 示的那些装置来代替，但是装置40目前是优选的，因为它包括一个辊并能积 极地参与传送料片通过机器。第一料片表面28通过装置40被辉光放电处理， 料片的可润湿性和粘合性由此基本上被增强或减小。对于许多应用来说，是希 望增强的，但是在其它应用中，例如在制造剥离薄膜或夹衬纸中，则希望减小 涂布层对底基的粘合力。减小粘合力可以通过加入少量，例如特殊的碳氟化合 物至活性气体流中来实现，如在引用的公开参考文献中所叙述的那样。

在优选的实施方案中，如图5所示，辉光放电装置40的接地辊42也是用 于涂布机58的垫辊56。在此种配置中，沿着料片通道在辉光放电和涂布点之 间的距离是厘米数量级的，并且一般在每分钟几百米的涂布速度中等待时间实 际上是零，导致涂布层的最大粘合力。由于这里辉光放电处理的效果未因时间 而下降并因此比在任何其它可能的配置中要高，因此可以得到较高的涂布机速 度或降低处理功率值。

在希望更高机器速度的情况下，可以沿着料片通道串联使用多个辉光放电 装置，如图6所示，其结合了图4和5所示的配置。

在熔融挤出聚合物底基例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二酸乙二醇 酯，聚丙烯和纤维素上涂布照相底片和照相纸和将聚烯烃涂层粘合到纸原料上 的方法中，具有真空吸槽的多级滑动串联布料器是熟知的。在图7中显示一辉 光放电装置40被装在串联布料器60的真空吸槽62内。此优选的设置在阻碍 电极在布料器涂布的制备过程中防止被废乳液弄污方面而言可能产生复杂的 问题，但是这种工艺措施是简单明了的。同样，辉光放电可以使光敏乳液模糊， 因此在某些涂布过程中既要求从涂布间隙中看不到辉光放电又要求将瓦形电 极旋转至垫辊的背面以隔断辉光放电与涂布间隙之间的视线。

零件明细表 10  先有技术辉光放电装置 12  第一电极 14  第二电极 16  绝缘层 18  电源 20  外壳 22  20的入口 24  辉光放电 26  聚合物料片底基 28  26的第一表面 30  26的第二表面 32  辉光放电装置的第二种具体装置 34  12的表面 36  14的表面 38  24中的活性区 40  辉光放电装置的优选具体装置 42  接地金属辊 44  绝缘瓦形电极 46  44中的集气室 48  气体导管 50  44中的孔 52  涂布机 54  辊 56  垫辊 58  缝型模头布料器 60  吸气滑动布料器 62  吸气槽