[发明专利]用于等离子体处理塑料组件的系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于等离子体处理塑料组件的系统。

背景技术

塑料组件根据它们的用途通常有外观和耐用度的要求。例如，一种塑料装饰组件，如保险杠面板或仪表板，可以用油漆装饰并且有鲜映性(distinctness of image，DOI)和油漆附着力的要求。DOI是鲜艳度和光泽度的客观外观指标，其包括来自粗糙或不平的涂料表面的视觉效果，有时称为“桔皮(orange peel)”。DOI可以用如BYK-Gardner桔皮仪(BYK-Gardner wave-scan unit)检测。油漆附着力和DOI取决于塑料组件和油漆之间的界面的表面化学。

影响塑料组件表面化学的因素可以包括所用的塑料的类型，涂覆之前表面上的污染物，以及脱模剂的存在。表面化学也受刮、划或可以有效降低表面摩擦系数的加工用复合添加剂的影响。这些因素会影响塑料的总表面能。还有，表面能较低的塑料可能更难于涂覆，部分地缘于涂料对表面的不充分浸润，其可以导致“桔皮”和缺乏油漆附着力。

为了克服这些因素，可以在涂覆前对塑料表面进行预处理或者可以采用更精细的喷涂工艺。例如，利用闪速炉进行多步水性酸或碱化学冲洗处理可以用来除去脱模剂和污染物。可选择地，可使用具有强溶剂的塑料系统先使塑料表面膨胀，从而在塑料和漆膜间形成聚合物缠结。同样，在应用装饰漆前，可以使用氯化聚烯烃附着力促进剂(adhesion promoter，adpro)进行表面预处理。但是，强溶剂或氯化聚烯烃附着力促进剂的使用对经济和环境原因来说通常是不受欢迎的。

最近，真空等离子体处理已经被用于喷涂前增加塑料组件的表面能。这种方法通常消除或尽量减小进一步对表面预处理或更精细的喷涂工艺的需要。但是，这种方法可能需要较大的设备，包括进行低效率批处理步骤的真空室的开支。

需要一种可以避免这些不尽人意的后果的处理和涂覆塑料组件的方法和系统。

发明内容

本发明提供一种等离子体处理具有外表面和内表面的塑料组件的系统。该系统包含至少一个固定装置。该固定装置包括用于支承塑料组件的支承结构。在支承结构上提供多个定位特征，其相对于固定装置定位塑料组件。在支承结构上提供多个保持装置，其将塑料组件保持在固定装置上。支承结构、定位特征和保持装置一起将至少一部分外表面定位到规定的公差内。该系统还包含至少一个沿着路径相对于外表面移动的常压空气等离子喷嘴。该喷嘴将等离子流导向外表面部分上，生成一层官能化聚合物。

在另一实施例中，提供一种等离子体处理具有外表面和内表面的塑料组件的系统。该系统包含至少一个包括支承结构的可移动的固定装置。该支承结构包括多个间隔分开的支承部件，每个支承部件具有被设计成匹配一部分邻近支承部件的内表面的接触表面，塑料组件籍此被支持。在支承结构上提供多个定位特征，其相对于固定装置定位塑料组件。在支承结构上提供多个保持装置，其将塑料组件保持在固定装置上。支承结构、定位特征和保持装置一起将至少一部分外表面定位到规定的公差内。该系统还包含至少一个位于距外表面部分约2到20mm的常压空气等离子喷嘴。该喷嘴沿着路径相对于外表面以约50到600mm/秒范围的速度移动。该喷嘴将等离子流导向至少外表面部分上，生成覆盖外表面部分的官能化聚合物层。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是用于等离子体处理塑料组件的系统的透视图；

图2是用于等离子体处理系统的固定装置和耳轴的透视图；

图3是用于等离子体处理的具有塑料组件的固定装置和耳轴的透视图；

图4是用于等离子体处理塑料组件的系统的透视图；

图5是用于等离子体处理塑料组件的系统的侧视图；

图6是用于等离子体处理塑料组件的系统的平面图；

图7是用于等离子体处理塑料组件的系统的平面图；

图8是根据本发明的一个实施例的等离子体处理和涂覆塑料组件的流程图；以及

图9是根据本发明的另一个实施例的等离子体处理和涂覆塑料组件的流程图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式在此公开。但是应当知道，公开的实施方式仅仅是本发明的示例，并且可以各种不同的和可选择的方式实施。附图并非必定按比例绘制，有些附图能是放大或缩小的，以表示具体组件的细节。因此，公开于此的具体的结构和功能细节不应解释为限定性的，而仅仅是作为对权利要求和教导所属技术领域的技术人员实施本发明的代表性基本原理。