Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 01/68981 A1 bekannt. Als"Vorbehandlungseinrichtung"werden dort verschiedene Vorrichtungen zur Schwächung einer von der Oberfläche der Materialbahn mitgeführten Luftgrenzschicht vorgeschlagen. Nach einer Ausführungsvariante weist die Schwächungsvorrichtung eine Elektrodenanordnung auf, die im Betrieb auf einem vorbestimmten elektrischen Hochspannungspotential gehalten wird oder dazu eingesetzt wird, ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld abzustrahlen. In diesem Zusammenhang ist auch auf die DE 100 12 257 A1 zu verweisen.

Vorrichtungen zur Erzeugung von elektrischen Feldern in Zuordnung zu einem Auftragswerk bzw. eine Auftragsstelle sind auch in anderem

Zusammenhang bekannt. So schlägt die DE 197 33 333 A1 vor, durch elektrische Beeinflussung Auftragsmediumpartikei in Richtung zur Materialbahn zu ziehen, um dem Entstehen eines Sprühnebels vorzubeugen und eine Auftragsmedium-Übertragungsrate sowie die Eindringtiefe des Auftragsmediums in die Materialbahn zu erhöhen. Alternativ wird vorgeschlagen, Auftragsmedium-Partikel von der Materialbahn auf elektrostatischem Wege weg zu ziehen, um zu verhindern, dass Sprühnebelpartikel sich auf der Materialbahn niederschlagen und dort das Auftragsergebnis beeinträchtigen.

Die US 6,521, 299 schlägt im Zusammenhang mit einer Filmpresse vor, mittels einer als"Corona-Generator"bezeichneten Aufladungsvorrichtung der Materialbahnoberfläche eine elektrische Aufladung zu erteilen, die das entgegengesetzt geladene Auftragsmedium anzieht.

Die WO 97/03009 befasst sich mit dem Problem der Trocknung von Materialbahnen nach dem Auftrag von Medien, nämlich Druckfarben, insbesondere im Tief-, Rollenoffset-und Flexodruck. Sie schlägt vor, die Gasmoleküle an der Oberfläche der Materialbahn gemäß einer als "Korona-Entladung"bezeichneten Gleichspannungsentladung zu ionisieren und zu einer Elektrode hin zu beschleunigen, um durch den mit diesem "lonenwind"einhergehenden Gasaustausch an der Materialbahnoberfläche die Trocknungseffizienz zu erhöhen.

Demgegenüber ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die angesprochene Auftragsvorrichtung für den Einsatz in Anlagen zur Herstellung oder/und Veredelung von Materialbahnen aus Papier oder Karton, insbesondere von breiten und sich schnell bewegenden Papier-oder Karton-Materialbahnen, weiter zu verbessern, insbesondere was die Schwächung des Einflusses der Luftgrenzschicht anbelangt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum

flächigen Auftragen von flüssigem oder pastösem Auftragsmedium mittels wenigstens eines Auftragswerks auf die Oberfläche einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton, wobei das Auftragswerk bei direktem Auftrag das Auftragsmedium unmittelbar an die Oberfläche der Materialbahn abgibt und bei indirektem Auftrag das Auftragsmedium an die laufende Oberfläche eines Obertragungselements, vorzugsweise einer Übertragungswalze, abgibt, welches das Auftragsmedium dann an die Oberfläche der Materialbahn überträgt, und wobei in Laufrichtung der Materialbahn vor dem Auftragswerk bzw. vor dem Übertragungselement wenigstens eine Vorbehandlungseinrichtung angeordnet ist, die zur Vorbereitung des Auftrags auf die Oberfläche der Materialbahn dient, wobei die Vorbehandlungseinrichtung erfindungsgemäß dafür ausgebildet ist, die Oberfläche der Materialbahn einer Corona-Vorbehandlung auf Grundlage von durch ein Hochspannungs-Wechselfeld gezündeten Barriere-Entladungen zu unterziehen.

Es wurde überraschend festgestellt, dass die aus anderem technischen Zusammenhang wohl bekannten Barriere-Entladungen einer so genannten Corona-Vorbehandlung (oder Korona-Vorbehandlung) auf Grundlage eines Hochspannungs-Wechselfelds überaus wirkungsvoll sind, die beim Auftrag störende Luftgrenzschicht zu beseitigen oder zumindest wesentlich zu schwächen, so dass der störende Einfluss der Luftgrenzschicht beim Auftrag des Auftragsmediums zumindest stark reduzierbar ist. Bei den Barriere-Entladungen handelt es sich um so genannte dielektrisch behinderte, infolge einer Akkumulierung von Ladungsträgern an einem Dielektrikum nach kurzer Zeit wieder verlöschende Entladungen. Es werden so genannte Nichtgleichgewichtsplasmen erzeugt, in der Regel bei Atmosphärendruck, in denen hochenergetische Elektronen auftreten. Eine derartige Corona-Vorbehandlung, die von Entladungs-Behandlungen auf Grundlage einer Gleichspannung zu unterscheiden ist, wird herkömmlich zur Vorbehandlung von Kunststoff und Metalloberflächen verwendet, um die betreffende Oberfläche mit einem anderen Material, wie z. B. Farbe, Klebstoff

oder Schaum, zu verbinden. Bei diesen Materialien beruht die Wirkungsweise der Corona-Vorbehandlung insbesondere auf sich innerhalb des Plasmas abhängig von der Stromrichtung zwischen den Elektroden hin und her bewegenden lonen. Treffen diese Ionen auf das vorzubehandelnde Material, so bewirken sie an dessen Oberfläche das Anhaften anderer Materialien begünstigende Veränderungen. So werden beispielsweise sehr kleine Krater in die Oberfläche eingeschmolzen, die die Oberfläche vergrößern und damit das Haftungsvermögen anderer Materialien verbessern. Ferner werden bei KunststofFoberflächen langfädige Polymerketten durch das Auftreffen der energiereichen Teilchen aufgespalten. Es entstehen so ungesättigte Verbindungen, die bereit sind, mit anderen Materialien eine dauerhafte chemische Verbindung einzugehen.

Man spricht in diesem Zusammenhang davon, durch die Behandlung durch die Barriere-Entladung die Oberflächenenergie eines jeweiligen Materials, insbesondere Polymers, so zu erhöhen, dass es z. B. von Lacken, Klebstoffen und Farben gut benetzt wird. Je nach Zielsetzung kann die Stärke der Aktivierung der Oberfläche angepasst werden. So sollte für die Bedruckbarkeit, die Oberflächenspannung nicht so hoch eingestellt werden, damit die Druckfarbe nicht verläuft. Andererseits sollte für Klebeverbindungen ein vollständiges Verlaufen durch hohe Oberflächenspannung sichergestellt werden. Es wird in diesem Zusammenhang auf einen Beitrag von Heider et al."lnnovative Oberflächenmodifikation mit dem Remote-Plasma einer Barriere-Entladung", 43i International Scientific Coloquium, Technical University of llmenau, September 21 bis 24,1998, Bezug genommen, der sich auf eine spezielle Ausprägung der Corona-Vorbehandlung, nämlich mittels eines so genannten "Remote-Plasmas"bezieht. In der Praxis werden zur Corona-Behandlung von Folien beispielsweise Anordnungen ähnlich der in DE 195 31 898 A1 und WO 02/19486 A1 bekannte Konstruktionen verwendet. Ergänzend wird auf die DE 39 23 694 C1 und DE 41 32 950 C1 verwiesen.

Es wurde zwar schon erwogen, die angesprochene Corona-Vorbehandlung

auf Papier anzuwenden, und zwar im Zusammenhang mit einer Verbesserung der Verbindbarkeit mit anderen Materialien, nämlich mit Farbe (bessere Bedruckbarkeit) und mit Folien (bessere Verbundhaftung bei der Beschichtung von Fotopapier). Angesichts der herkömmlich schon erreichten Veredelungsgüte von in Form einer Bahn vorliegendem Papier oder Karton, etwa in einer Streichmaschine, bestand keine Veranlassung, den Einsatz der Corona-Vorbehandlung in einer Anlage zur Herstellung oder/und Veredelung einer Papier-oder Karton-Materialbahn überhaupt zu erwägen, insbesondere nicht im Hinblick auf eine Verbesserung des Anhaftens des Auftragsmediums auf der Materialbahn, da hier überhaupt kein Verbesserungsbedarf sichtbar war : Auch betreffend das Problem der Beherrschung der mitgeschleppten Luftgrenzschicht ist festzustellen, dass angesichts der Lösungsmöglichkeiten des Standes der Technik eine Suche nach andersartigen Lösungsansätzen nicht angezeigt war. Es ist ein Verdienst der Erfinder, über den Tellerrad ihres Fachgebiets hinaus geschaut zu haben und die Wirkung der an sich bekannten Corona- Vorbehandlung auf die laufende Papier-oder Karton-Materialbahn in einer Anlage zur Herstellung oder/und Veredelung der Materialbahn untersucht zu haben. Hierbei wurde festgestellt, dass die Corona-Vorbehandlung sehr wirkungsvoll ist, die Luftgrenzschicht so weit zu schwächen, dass ein qualitativ noch hochwertigerer Strich erreichbar ist.

Ferner wurde überraschenderweise festgestellt, dass auch ungeachtet der Qualitätsverbesserungen durch die Schwächung der Luftgrenzschicht eine Verbesserung des Auftragsergebnisses erreichbar ist, die auf die Aktivierung der Oberfläche der Materialbahn durch die Barriere-Entladungen bzw. durch auf diese Entladungen zurückzuführende Plasmabestandteile (Ladungsträger, lonen und sonstige reaktive Plasmabestandteile) zurückzuführen ist. So wurde eine Qualitätsverbesserung auch dann festgestellt, wenn die Corona-Vorbehandlung in einem solchen Abstand vor dem Auftragswerk bzw. dem Übertragungselement stattfand, dass auf dem vorbehandelten Oberflächenabschnitt sich angesichts der

Laufgeschwindigkeit der Materialbahn bis zum Erreichen der Auftragsstelle (Auftragswerk bzw. dem Auftragswerk zugeordnetes Übertragungselement) schon längst wieder eine stabile, ungeschwächte Luftgrenzschicht aufgebaut haben musste. Offensichtlich ist die Aktivierung der Papier-oder Karton-Materialbahnoberfläche durch die Corona-Entladung auf Grundlage eines Hochspannungs-Wechselfelds auch wirksam, die unmittelbare Wechselwirkung zwischen der Oberfläche der Materialbahn einerseits und dem Auftragsmedium andererseits im Sinne eines besseren, insbesondere innigeren und gleichmäßigeren Auftrags positiv zu beeinflussen. Man kann insbesondere eine bessere Vernetzung des aufgetragenen Mediums mit der Bahn feststellen. Auf Grundlage dieser Erkenntnis kann auch die folgende Aufgabe im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung formuliert werden : Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Auftragsvorrichtung für den Einsatz in einer Anlage zur Herstellung oder/und Veredelung von Materialbahnen aus Papier oder Karton weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Verbindung und Verteilung des Auftragsmediums auf bzw. mit der Materialbahnoberfläche. Diese Aufgabe wird ebenfalls durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der für die Corona-Vorbehandlung ausgebildeten Vorbehandlungseinrichtung gelöst.

Wie schon angedeutet, wird vor allem daran gedacht, dass die Vorbehandlungseinrichtung dafür ausgebildet ist, ein auf die Oberfläche der Materialbahn wirkendes Nichtgleichgewichtsplasma zu erzeugen. Dies ist vorzugsweise unter Atmosphärendruck-Bedingungen möglich.

Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die Vorbehandlungseinrichtung wenigstens einen Behandlungsbereich zwischen einer ersten Elektrodenanordnung und einer zweiten Elektrodenanordnung, an denen das Hochspannungs-Wechselfeld anlegbar ist, aufweist, und dass eine Materialbahnführung dafür ausgebildet ist, die Materialbahn durch den Behandlungsbereich zu führen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Behandlungsbereich von einem Entladungsspalt zwischen den beiden

Elektronenanordnungen gebildet ist, in dem die Barriere-Entladungen auftreten bzw. das Nichtgleichgewichtsplasma auftritt. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass die Materialbahn den Behandlungsbereich bzw. Entladungsspalt begrenzt, so dass nur die die dem Behandlungsbereich bzw. Entladungsspalt zugewandte Oberfläche der Materialbahn der Corona-Vorbehandlung unterzogen wird.

Man könnte durchaus daran denken, die Materialbahn zwischen zwei stationären Elektrodenanordnungen, beispielsweise gebildet von flächigen Elektroden oder stabförmigen Elektroden, hindurchzuführen. Demgegenüber ist es aber bevorzugt, dass die zweite Elektrodenanordnung von einer die Materialbahn führenden Umlenkwalze oder Abstützwalze gebildet ist oder dass wenigstens eine Elektrode der zweiten Elektrodenanordnung Teil der die Materialbahn führenden Umlenkwalze oder Abstützwalze ist oder darin integriert ist. Die erste Elektrodenanordnung weist dann vorzugsweise wenigstens eine in radialem Abstand zu einer Außenumfangsfläche der Umlenkwalze angeordnete Elektrode auf, beispielsweise in Stabform oder als flächige, entsprechend dem Radius zur Drehachse der Walze gekrümmte Elektrode.

Für über die Breite der Materialbahn gleichmäßige Behandlungsergebnisse (Schwächung der Luftgrenzschicht oder/und Aktivierung der Materialbahnoberfläche) sollte der Behandlungsbereich bzw.

Entladungsspalt wenigstens die Breite der Materialbahn aufweisen. Man kann beispielsweise Elektroden verwenden, die eine Breite entsprechend im Wesentlichen der Breite der Auftragsvorrichtung (Maschine) aufweisen.

Damit im Betrieb die elektrisch behinderten, wieder verlöschende Entladungen (so genannte Barriere-Entladungen) auftreten, ist zumindest im Betrieb zwischen den Elektrodenanordnungen oder/und auf wenigstens einer Elektrode der Elektrodenanordnungen wenigstens ein als dielektrische Barriere dienendes elektrisches Material vorgesehen. Die Materialbahn

selbst kann als dielektrisches Material dienen und alleine oder in Verbindung mit wenigstens einer gesonderten, zumindest teilweise aus dielektrischem Material gebildeten Barriereanordnung der Vorbehandlungseinrichtung die dielektrische Barriere bilden. Allgemein wird vorgeschlagen, dass die Vorbehandlungseinrichtung wenigstens eine zumindest teilweise aus dielektrischem Material gebildete Barriereanordnung aufweist, die alleine oder in Verbindung mit der ggf. dielektrische Eigenschaften aufweisende Materialbahn dielektrische Barriere bildet. Eine zweckmäßige Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Umlenkwalze oder Abstützwalze zumindest bereichweise aus oder mit dielektrischem Material ausgeführt ist, das die Barriereanordnung bildet.

Dabei kann zweckmäßig eine Manteloberfläche oder ein Mantel der Umlenkwalze oder Abstützwalze aus dem dielektrischen Material bestehen.

Die Barriereanordnung kann zumindest teilweise aus Keramikmaterial gebildet sein, das als dielektrisches Material dient. Man kann also beispielsweise eine Manteloberfläche oder einen Mantel der Umlenkwalze oder Abstützwalze aus Keramikmaterial vorsehen.

Ferner wird generell weiterbildend vorgeschlagen, dass die Vorbehandlungseinrichtung wenigstens eine Entladungsanordnung aufweist, durch die ein Behandlungsgas in Richtung zur Oberfläche der Materialbahn führbar und in der zur Aktivierung des Behandlungsgases die Barriere-Entladungen zündbar sind. Man kann beispielsweise eine oder mehrere so genannte Barriere-PlasmaJeC, wie von der Firma AFS Entwicklungs + Vertriebs GmbH, Neusäss, Deutschland, vorgestellt und angeboten, einsetzen. Allgemein wird daran gedacht, dass die Entladungsanordnung wenigstens zwei vorzugsweise koaxial angeordnete Elektroden aufweist, an denen das Hochspannungs-Wechselfeld anlegbar ist und zwischen denen das Behandlungsgas für die Zuführung zur Oberfläche der Materialbahn hindurchführbar ist. Wenigstens eine der Elektroden kann mit einer Barriere aus dielektrischem Material (vorzugsweise Keramikmaterial) ausgeführt sein, so dass im Betrieb

dielektrisch behinderte, wieder verlöschende Entladungen (so genannte Barriere-Entladungen) auftreten.

Im Hinblick auf die oben zuerst angesprochene Aufgabe (Schwächung der Luftgrenzschicht) sowie zusätzlich ggf. auch betreffend die oben angesprochene zweite Aufgabe (Verbindung des Auftragsmediums mit bzw.

Verteilung des Auftragsmediums auf der Materialbahnoberfläche) wird speziell daran gedacht, dass die Vorbehandlungseinrichtung bezogen auf eine Regel-Laufgeschwindigkeit der Materialbahn in einem derartig kleinen Abstand vor dem Auftragswerk bzw. vor dem Übertragungselement auf die Materialbahn wirkt, dass eine von der Oberfläche der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht, die durch die Corona-Vorbehandlung geschwächt, reduziert oder entfernt wird, bis zum Erreichen des Auftragswerks bzw. des Übertragungselements geschwächt oder reduziert oder zumindest weitgehend entfernt bleibt. Gemäß dieser Ausgestaltungen werden beide vorteilhafte Effekte, nämlich die Schwächung oder Verringerung der Luftgrenzschicht im Bereich des Auftrags einerseits und die bessere Verbindung und Verteilung des Auftragsmediums auf bzw. mit der Materialbahnoberfläche andererseits, erreicht.

Betreffend nur die oben angesprochene zweite Aufgabe (Verbesserung der Verbindung der Auftragsverbindung mit und Verteilung des Auftragsmediums auf der Materialbahn) wird ferner speziell daran gedacht, dass die Vorbehandlungseinrichtung bezogen auf eine Regel-Laufgeschwindigkeit der Materialbahn in einem derartig großen Abstand vor dem Auftragswerk bzw. vor dem Übertragungselement auf die Materialbahn wirkt, dass die Corona-Vorbehandlung keine wesentlichen Auswirkungen auf den Zustand einer von der Oberfläche der Materialbahn mitgeführte Luftgrenzschicht im Bereich des Auftragswerks bzw. des Übertragungswerks hat. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die erreichte Oberflächenaktivierung über einen längeren Zeitraum und damit über einen größeren Abstand zwischen der Corona-Vorbehandlungszone und der Auftragsstelle erhalten bleibt, so dass

es insoweit auf den Abstand der Vorbehandlungszone zur Auftragssteile weniger ankommt.

Vorteilhaft kann die Vorrichtung zum beidseitigen Auftragen des Auftragsmediums auf die Materialbahn ausgeführt sein. Hierzu wird beispielsweise daran gedacht, dass ein erstes und ein zweites Auftragswerk vorhanden sind, wobei das erste Auftragswerk bzw. das diesem zugeordnete Übertragungselement in Laufrichtung der Materialbahn vor dem zweiten Auftragswerk bzw. dem diesem zugeordneten Übertragungselement angeordnet ist, und wobei in Laufrichtung vor wenigstens einem der Auftragswerke bzw. dem diesem zugeordneten Übertragungselement die oder wenigstens eine eine Vorbehandlungseinrichtung, vorzugsweise zwei verschiedenen Seiten der Materialbahn zugeordnete Vorbehandlungseinrichtungen, angeordnet sind. Soweit es um die Aktivierung beider Oberflächen für die Beschichtung geht, könnte man durchaus erwägen, in einem Zug die Materialbahn auf beiden Seiten Corona-vorzubehandeln, so dass eine einzige Vorbehandlungseinrichtung ausreicht. Demgegenüber ist es aber bevorzugt, dass eine erste Vorbehandlungseinrichtung in Laufrichtung der Materialbahn vor dem ersten Auftragswerk bzw. dem diesem zugeordneten Übertragungselement angeordnet ist und dass in Laufrichtung der Materialbahn zwischen dem ersten Auftragswerk bzw. dem diesem zugeordneten Übertragungselement und dem zweiten Auftragswerk bzw. dem diesem zugeordneten Übertragungselement eine zweite Vorbehandlungseinrichtung angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Ausgestaltung derart ist, dass durch die jeweilige Vorbehandlungseinrichtung nur die Oberfläche auf einer Seite der Materialbahn, nämlich die mittels des nachfolgenden Auftragswerks zu beschichtende Oberfläche, aktiviert wird. Dies kann auf die vorgeschlagene Art und Weise, nämlich beispielsweise durch Führung der Materialbahn über eine Umlenkwalze oder Abstützwalze im Bereich der Vorbehandlungseinrichtung und allgemein durch Anordnung der Materialbahn im Behandlungsbereich bzw. Entladungsspalt derart, dass sie

diesen begrenzt, erreicht werden.

Wie schon angesprochen, kann das (jeweilige) Auftragswerk für einen direkten oder indirekten Auftrag des Auftragsmediums auf die Materialbahnoberfläche ausgeführt sein. Es kann beispielsweise ein Auftragswerk vom Klingenrakeltyp oder Rollrakeltyp oder Filmpressentyp verwendet werden. Eine andere Möglichkeit ist, dass das Auftragswerk für einen direkten Auftrag das Auftragsmedium in Form wenigstens eines von wenigstens einer Düse unter Überdruck abgegebenen Mediumfreistrahls im Überschuss an die Oberfläche der Materialbahn abgibt. Eine andere Möglichkeit ist, dass das Auftragswerk für einen direkten Auftrag das Auftragsmedium in Form wenigstens eines Vorhangs oder Schleiers dosiert an die Oberfläche der Materialbahn abgibt. Die Anwendung der Erfindungs- und Weiterbildungsvorschläge erscheinen im Zusammenhang mit einem derartigen"Vorhang-Auftragswerk"besonders zweckmäßig.

Man kann vorteilhaft eine Absaugungseinrichtung zum Absaugen von Entladungsprodukten aus der Vorbehandlungseinrichtung oder/und aus dem Bereich der Vorbehandlungseinrichtung vorsehen, etwa um Reizgase wie Ozon, die durch die Entladung entstehen können, abzuführen. Es wird in diesem Zusammenhang als besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass die Absaugungseinrichtung eine wenigstens einer der Elektrodenanordnungen bzw. der Entladungsanordnung zugeordnete Einhausung oder Sammelhaube aufweist.

Die Erfindung betrifft ferner allgemein eine Vorrichtung zum Behandeln einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton mittels wenigstens einer Behandlungseinrichtung, insbesondere in einer Anlage zur Herstellung oder/und Veredelung der Materialbahn, wobei in Laufrichtung der Materialbahn vor der Behandlungseinrichtung wenigstens eine Vorbehandlungseinrichtung angeordnet ist, die zur Vorbereitung der Behandlung der Materialbahn dient. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

die Vorbehandlungseinrichtung dafür ausgebildet ist, die Oberfläche der Materialbahn einer Corona-Vorbehandlung auf Grundlage von durch ein Hochspannnungs-Wechselfeld gezündeten Barriere-Entladungen zu unterziehen. Es kommen die oben vorgestellten Weiterbildungsmöglichkeiten in Betracht, wobei ggf. (wenn zutreffend) anstelle auf ein Auftragswerk bzw. das diesem zugeordnete Übertragungselement auf die Behandlungseinrichtung Bezug zu nehmen ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Herstellung oder/und Veredelung einer Materialbahn aus Papier oder Karton, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Vorbereitung einer Behandlung einer Materialbahn aus Papier oder Karton, insbesondere des Auftrags von Auftragsmedium auf wenigstens eine Oberfläche der Materialbahn, bereit.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Oberfläche der Materialbahn vor der Behandlung einer Corona-Vorbehandlung auf Grundlage von durch ein Hochspannungs-Wechselfeld gezündeten Barriere-Entladungen unterzogen wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Streichmaschine zur Veredelung einer laufenden Materialbahn aus Papier oder Karton, mit einem Vorhang-Auftragswerk und einer diesem vorgeschalteten Corona-Vorbehandlungseinrichtung, die auf die zu streichende Oberfläche der Materialbahn wirkende Barriere-Entladungen auf Grundlage eines zwischen auf verschiedenen Seiten der Materiallaufbahn angeordneten Elektroden angelegten Hochspannungs-Wechselfelds erzeugt.

Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit auf, wie bei einem Auftrag von Auftragsmedium auf beiden Seiten der Materialbahn zwei jeweils einer Seite der Materialbahn zugeordnete Corona-Vorbehandlungseinrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art angeordnet sein könnten.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Anordnung der Fig. 2, bei der die Corona-Vorbehandlungseinrichtungen dafür ausgebildet sind, einen im Inneren eines von einer ggf. koaxialen Entladungsanordnung gebildeten Plasmatrons generierten aktivierten Gasstrahl auf die vorzubehandelnde Oberfläche der Materialbahn zu richten.

Fig. 4 zeigt eine weitere Abwandlung der Anordnung der Fig. 2, bei der die Corona-Vorbehandlungseinrichtungen in kürzerem Abstand vor den Vorhang-Auftragsköpfen angeordnet sind.

Fig. 1 zeigt eine Umlenkwalze 12 in einer Streichmaschine 10, die mit einem dielektrischen Mantel, nämlich einem Keramikmantel 14, ausgeführt ist. Die Materialbahn M wird über die Umlenkwalze 12 in Richtung zu einem Vorhang-Auftragswerk 15 umgelenkt, das durch einen Vorhang-Abgabekopf 16 und eine Auffangwanne 18 repräsentiert ist. Ein Vorhang aus Auftragsmedium ist mit 19 bezeichnet. Im radialen Abstand zur über die Oberfläche der Umlenkwalze 12 verlaufenden Materialbahn M ist eine Elektrodenanordnung 20 mit einer Mehrzahl von Einzelelektroden 22 angeordnet, die zueinander parallel geschaltet sind. Ein geerdeter Metallkern 24 der Umlenkwalze bildet zu der Elektrodenanordnung 20 eine Gegenelektrode. Die Elektroden 22 und die Gegenelektrode 24 können beispielsweise an einem Corona-Generator in der Art wie aus DE 39 23 694 C1 bekannt angeschlossen sein. Die Elektroden 22 können in der Art der Elektroden aus DE 195 31 898 A1 ausgeführt sein. Man kann eine bewegliche Lagerung der Elektroden entsprechend WO 02/19486 A1

vorsehen. Die genannten Komponenten bilden eine Vorbehandlungseinrichtung 21.

Zwischen der Elektrode 24 und den Elektroden 22 werden zur Vorbereitung des Auftrags des Auftragsmediums durch das Vorhang-Auftragswerk 14 so genannte dielektrisch behinderte oder Barriere-Entladungen gezündet, und zwar vorzugsweise bei Atmosphärendruck. Es bilden sich Nichtgleichgewichtplasmen, in denen lonen und aktive Komponenten, insbesondere Radikale, entstehen, die auf die den Elektroden 22 zugewandte Oberfläche der Materialbahn wirken. Hierdurch wird einerseits eine von der Materialbahn M mitgeschleppte Luftgrenzschicht wesentlich geschwächt oder sogar entfernt und andererseits die Oberfläche so modifiziert, dass das Auftragsmedium 20 besser mit der Oberfläche der Materialbahn vernetzt. Insbesondere kann die Oberflächenenergie der Materialbahn so vergrößert werden, dass eine eine relativ hohe Oberflächenspannung aufweisende, damit an sich eher schlechte Benetzungseigenschaften aufweisende Auftragsflüssigkeit infolge der Erhöhung der Oberflächenenergie der Materialbahn diese besser benetzt.

Die Haftfähigkeit der Materialbahnoberfläche könnte auf an sich bekannte Weise mittels Benetzungsversuchen (insbesondere Messung des Kontaktwinkels von aufgebrachten Mediumtröpfchen) oder gemäß DE 41 32 950 C1 zumindest qualitativ bestimmt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die Materialbahn in der Streichmaschine im Wesentlichen vollflächig gestrichen (mit Auftragsmedium versehen) wird, und dass dementsprechend auch eine vollflächige Vorbehandlung mittels der Corona-Entladungen bzw. der entstehenden Entladungsprodukte angezeigt ist.

Die zwischen der den Elektroden 22 zugewandten Materialbahnseite und den Elektroden bestehende Entladungsspaltweite kann vergleichsweise klein sein, beispielsweise in der Größenordnung von 5 mm liegen,

vorzugsweise weniger als 5 mm, höchstvorzugsweise unter 2 mm betragen.

Es versteht sich, dass die Elektroden 22 vorzugsweise sich über die gesamte Materialbahnbreite erstrecken, ggf. sogar über die gesamte Breite der Streichmaschine.

Die erfindungsgemäße Corona-Vorbehandlung zeichnet sich dadurch aus, dass ein die Entladungen behindemdes, zeitlich begrenzendes Dielektrikum zwischen den Elektroden 22 einerseits und der Elektrode 24 angeordnet ist, nämlich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Keramikmantel 14 sowie die dielektrische Eigenschaften aufweisende Materialbahn M selbst.

Charakteristisch für die Barriere-Entladungsform ist die Tatsache, dass es beim Überschreiten der Zündfeldstärke im Entladungsraum zwar zur Ausbildung einer Entladung kommt, dass diese jedoch infolge einer Akkumulierung von Ladungsträgern auf dem Dielektrikum am Fußpunkt der Entladung nach in der Regel einigen ns wieder verlöscht, da die auf dem Dielektrikum angesammelten Ladungsträger die Spannungsdifferenz zwischen Hochspannungs-und Erdelektrode an der Entladungsstelle verringern, so dass die Zündfeldstärke wieder unterschritten wird. Eine derartige Entladung bei Atmosphäredruck bzw. das auftretende Nichtgleichgewichtplasma zeichnet sich durch vergleichsweise niedrige Gastemperaturen, aber hohe Elektronenenergien aus. Die in der Entladung durch Stoßionisation frei werdende Elektronen führen beim Zusammenstoß mit den Molekülen des Prozessgases (beispielsweise Luft oder Stickstoff) zur teilweisen Dissoziation dieser Moleküle und damit zur Aufspaltung von bestehenden Verbindungen. In der Folgezeit der Entladung entstehen neue Reaktionsprodukte, unter anderem Radikale. Gelangen die aktivierten Teilchen des Prozessgases auf die zu behandelnde Oberfläche, so treten dort die Vernetzbarkeit verbessernde Veränderungen physikalischer, chemischer und elektrischer Natur auf.

Die Anordnung der Fig. 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Materialbahn über die Oberfläche der Umlenkwalze 12 geführt wird, so dass auf die von

den Elektroden 22 abgewandte Materialbahnoberfläche keine Entladungen wirken. Es ist aber nicht ausgeschlossen, die Materialbahn zwischen zwei Elektrodenanordnungen so hindurchzuführen, dass auf beiden Materialbahnseiten zur jeweils zugeordneten Elektrodenanordnung ein Abstand besteht und auf beiden Seiten der Materialbahn Barriere-Entladungen auftreten, so dass beide Materialbahnseiten in einem Zug aktiviert werden oder/und auf beiden Seiten der Materialbahn die Luftgrenzschicht geschwächt oder beseitigt wird.

Für den Effekt der Oberflächenaktivierung kann die erfindungsgemäße Vorbehandlung im Prinzip an beliebiger Stelle vor dem Auftrag stattfinden.

So kann bei einer Offline-Streichmaschine die Aktivierung irgendwo zwischen der Abrollung und dem Beschichtungsaggregat erfolgen. Bei einer Online-Streichmaschine oder nach einer vorausgehenden Beschichtung kann die Behandlung erfolgen, sobald die Materialbahn wieder genügend trocken ist. Idealerweise sollte ein Feuchtegehalt von unter 10%, noch besser im Bereich von 4 bis 5%, erreicht sein. Bei einer vorausgehenden Beschichtung ist es besser, wenn das Auftragsmedium vor der Corona-Behandlung für die Beschichtung auf der anderen Materialbahnseite schon imobilisiert ist, also nicht mehrfließt und nicht mehr klebt.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, dass der Aktivierungseffekt, also die bessere Vernetzbarkeit mit Auftragsmedium, im Prinzip für mehrere Stunden anhält. Die Beschichtung (die Streichbehandlung) muss also nicht direkt nach der Oberflächenbehandlung erfolgen, sondern kann durchaus in größerem Abstand weiter hinten in der Streichmaschine erfolgen. Es ist im Prinzip sogar möglich, die Bahn zuerst wieder aufzurollen und die Beschichtung dann in einem zweiten Schritt an einer anderen Maschine (Offline-Streichmaschine) durchzuführen.

Für den Effekt der Grenzschichtbeeinflussung muss sich die Corona- Vorbehandlungseinrichtung unmittelbar vor der Auftragszone befinden, d. h.-

je nach Bahngeschwindigkeit-in Abstand kleiner als 1 Meter vor Auftragszone, vorzugsweise wenige Zentimeter vor der Auftragszone.

Hierdurch wird erreicht, dass sich die Luftgrenzschicht bis zum Erreichen der Auftragszone nicht wieder aufbaut oder restabilisiert. Es ist aber durchaus sinnvoll, die Luftgrenzschichtbeeinflussung auf Grundlage der Barriere-Entladungen mit herkömmlichen mechanischen oder elektrischen Hilfsmitteln zu kombinieren. So können beispielsweise eine oder mehrere Elektroden zur statischen Aufladung, oder/und ein Bahn berührender Schaber oder/und eine nicht berührende mechanische Luftbarriere oder/und eine gegen die Laufrichtung gerichtete Luftschlitzdüse oder/und eine Luftabsaugung zusätzlich vorgesehen sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein Bahn berührender Schaber 30 vorgesehen. Solche zusätzlichen Maßnahmen sind aber nicht zwingend.

Es ist noch darauf hinzuweisen, dass im Betrieb im Entladungsspalt entstehende Entladungsprodukte, etwa Ozon, auf geeignete Weise abzuführen sind. Hierzu ist insbesondere eine Absaugungseinrichtung zweckmäßig, die über eine Absaugleitung 32 an einer die Elektroden 22 umschließenden Sammelhaube 34 angeschlossen ist. Diese Absaugung kann auch für die Schwächung bzw. Entfernung der Luftgrenzschicht (Luftabsaugung) mitgenutzt werden.

Zur Abführung bestehender Entladungsprodukte, etwa Ozon, durch eine Absaugvorrichtung könnte es auch ausreichend sein, einfach die Lufttechnik einer in Streichmaschinen häufig ohnehin vorhandenen Klimakammer mit zu benutzen. Um aber eine Korrosion und sonstige schädliche Einwirkungen an Komponenten der Streichmaschine zu vermeiden, wird aber doch in der Regel eine gesonderte Absaugvorrichtung direkt an der Corona-Vorbehandlungseinrichtung angezeigt sein.

Betreffend den Gesichtspunkt der Aktivierung der Materialbahnoberfläche für eine bessere Vernetzbarkeit in einer Streichmaschine oder

Papiermaschinen sind noch folgende Gesichtspunkte relevant. In einer Papiermaschine hat man es immer mit mehr oder weniger nassem Papier zu tun, während der Auftrag in einer nachfolgenden Streichmaschine üblicherweise auf vergleichsweise trockenes Papier (typischerweise ca.

3-61 % Feuchtegrad) erfolgt. Es hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Corona-Vorbehandlung einen besonders vorteilhaften Effekt bei trockenen Materialbahnen, also in einer Streichmaschine, hat. Es wurde herausgefunden, dass sehr trockenes Papier (bei einem Feuchtegrad von etwa <3% spricht man von"übertrocknetem"Papier), deutlich schlechter als normal trockenes oder sogar leicht feuchtes Papier zu beschichten ist.

Somit ist der Erfindungsvorschlag besonders relevant im Zusammenhang mit einer Veredelung oder allgemeinen Behandlung von trockenen Materialbahnen, zumal in trockenen Bereichen auch mit wesentlich höheren Hochspannungen gearbeitet werden kann als in einem feuchten Umfeld. Es fügt sich also gut, dass die Corona-Vorbehandlung dort, wo sie besonders nützlich ist, auch besonders gut funktioniert.

Zur Ausgestaltung der walzenseitigen Elektrode ist noch darauf hinzuweisen, dass die Erdung des Walzenkerns über das Walzenlager erfolgen kann. Zweckmäßig ist aber eine zusätzliche, vom Lager unabhängige Erdung, damit nicht die Gefahr einer Beschädigung des Lagers durch Überschläge besteht.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der zwei Walzen-Elektroden- Anordnungen 12a, 20a und 12b, 20b in der Art der Fig. 1 zur Aktivierung der Materialbahnoberflächen auf beiden Materialbahnseiten vorgesehen sind.

Die Umlenkwalzen 12a, 12b, die Elektrodenanordnungen 20a, 20b bzw.

Elektroden 22a, 22b und die Vorhang-Auftragsköpfe 16a und 16b zweier Auftragswerke 15a und 15b können entsprechend den analogen Komponenten gemäß Fig. 1 ausgeführt sein. Zusätzlich können mechanische oder sonstige Einrichtungen zur Schwächung der jeweiligen Luftgrenzschicht vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das bei identischer Materialbahnführung wie bei Fig. 2 völlig andersartige Corona-Vorbehandlungseinrichtungen einsetzt, die überdies anders, nämlich jeweils näher am zugeordneten Vorhang-Auftragskopf 16a bzw. 16b, angeordnet sind. Bei den Corona-Vorbehandlungseinrichtungen 40a und 40b handelt es sich um koaxial angeordnete Elektroden 42a und 44a bzw.

42b und 44b, von denen eine, vorliegend die radial innere mit einem Dielektrikum 46a bzw. 46b versehen ist, das einen ringförmigen Entladungsspalt nach radial innen begrenzt. Durch den Entladungsspalt wird ein Prozessgas, beispielsweise Luft, geführt. Durch die zwischen den Elektroden gezündete Barriere-Entladung wird das zuströmende Gas aktiviert und kann aus einer Düse der Anordnung austreten und auf die Materialbahnoberfläche treffen, wie bei 48a bzw. 48b symbolhaft dargestellt.

Es hat sich gezeigt, dass in dem auf die Materialbahnoberfläche auftreffenden Gasstrom noch ausreichend aktivierte Entladungsprodukte <BR> <BR> (lonen, Radikale, usw. ) vorhanden sind, so dass eine effektive Vorbehandlung zur Aktivierung der Materialbahnoberfläche oder/und zur Beeinflussung der Luftgrenzschicht (ein über die rein mechanische Einwirkung des Gasstroms hinaus gehende Einwirkung) erreicht wird. Die Vorbehandlungseinrichtungen 40a und 40b gemäß Fig. 3 können jeweils eine Reihe von nebeneinander angeordneten Vorbehandlungseinrichtungen repräsentieren, die die Materialbahn über ihre gesamte Breite vorbehandeln.

Es kommt auch eine lang gestreckte (lineare) Ausführung der Vorbehandlungseinrichtungen entsprechend dem dargestellten Querschnitt in Betracht, so dass eine einzige Entladungsvorrichtung die gesamte Materialbahnbreite abdeckt.

Gegenüber Fig. 2 zeichnet sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dadurch aus, dass die PlasmaJet-Plamatrons in vergleichsweise geringem Abstand vor dem jeweiligen Auftragskopf 16a bzw. 16b bzw. Auftragswerk 15a bzw.

15b angeordnet sind, so dass bei hinreichender

Materialbahngeschwindigkeit an der Auftragstelle noch eine gewisse Schwächungswirkung in Bezug auf die mitgeschleppte Luftgrenzschicht erhalten ist, insbesondere auch unter Berücksichtigung eines "Luftabquetscheffel<ts"an der nachfolgenden Umlenkwalze 50a bzw. 50b. Es erscheint durchaus zweckmäßig zu sein, noch unmittelbar vor der Auftragstelle eine andersartige Luftgrenzschicht-Schwächungseinrichtung, etwa eine Absaugung oder/und ein Bahn berührender Schaber, zusätzlich vorzusehen.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 entspricht im grundsätzlichen Aufbau und der Art der Ausführung der Vorbehandlungseinrichtungen im Wesentlichen im Ausführungsbeispiel der Fig. 2, allerdings mit einer anderen Materialbahnführung. Wesentlicher Unterschied ist vor allem, dass die Vorbehandlungseinrichtungen 21 a und 21 b in sehr kurzem Abstand vor dem jeweils zugeordneten Vorhang-Auftragskopf 16a bzw. 16b angeordnet sind, so dass eine wirkungsvolle Schwächungswirkung in Bezug auf die durch die Materialbahn M mitgeschleppte Luftgrenzschicht erhalten wird.

Nach Passieren des ersten Vorhang-Auftragskopfs 16a passiert die Materialbahn gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zwei kontaktlose Trocknungseinrichtungen 52 und 54 zum Trocknen der durch den Vorhang- Auftragskopf 16a beschichteten Materialbahnseite zumindest so weit, dass die berührende Bahnumlenkung durch die Umlenkwalze 12b keine Probleme macht, also insbesondere auch die erreichte Streichqualität nicht verschlechtert.

Erfindungsgemäß können beim Streichen oder allgemein beim Auftragsmediumauftrag unbenetzte Stellen zuverlässig vermieden werden, insbesondere auch bei höheren Geschwindigkeiten (beispielsweise ab 800 m/min), und zwar einerseits durch den Oberflächenaktivierungseffekt und andererseits durch die Schwächung der Luftgrenzschicht. Diese Effekte können auch im Zusammenhang mit anderen Behandlungen einer laufenden Materialbahn in einer Maschine zur Herstellung oder/und Veredelung einer Materialbahn aus Papier oder Karton vorteilhaft sein, beispielsweise in Vorbereitung eines Leimens, Glätten (insbesondere Satinierens) sowie auch zur Vorbereitung eines Bedruckens des Papiers.

Bezugszeichenliste 10 Streichmaschine 12,12a, 12b Umlenkwalze 14 Keramikmantel 15,15a, 15b Vorhang-Auftragswerk 16, 16a, 16b Vorhang-Abgabekopf 18 Auffangwanne 19 Vorhang 20,20a, 20b Elektrodenanordnung 21, 21 a, 21 b Vorbehandlungseinrichtung 22,22a, 22b Einzelelektrode 24 Metallkern 30 Schaber 32 Absaugleitung 34 Sammelhaube 40a, 40b Vorbehandlungseinrichtung 42a, 42b Elektrode 44a, 44b Elektrode 46a, 46b Dielektrikum 48a, 48b Gasströmung 50a, 50b Umlenkwalze 52,54 Trockner M Materialbahn