Verfahren zum Bedampfen von Bändern, insbesondere von Papierbändern, mit Aluminium, Silber, Siliziummonoxyd oder dergleichen Das im Vakuum durchgeführte Aufdampfen dün ner, aus Siliziummonoxyd, Silber, Aluminium oder dergleichen bestehender Schichten auf Papier oder Kunststoff gewinnt vor allem für die Herstellung von Verpackungsmaterialien steigende Bedeutung.
Man sucht deshalb Einrichtungen, welche mit möglichst grosser Arbeitsgeschwindigkeit eine Bedampfung von Papier- oder Folienbändern im kontinuierlichen Durchlauf ermöglichen; hierbei muss das aufge wickelte Band von einer Vorratstrommel (Rohmate- rialrolle) abgezogen, hierauf im Vakuum an der Dampfquelle vorbeigeführt und schliesslich auf die Fertigmaterialrolle aufgewickelt werden.
Aus va kuumtechnischen Gründen hat man beim Entwurf solcher Anlagen die Rohmaterialrolle bisher ausser halb des Bedampfungsraumes angebracht und vorge sehen, dass das zu bedampfende Band über Schleusen und Vorentgasungsräume in den unter relativ hohem Vakuum (10-4 Torr) stehenden Bedampfungsraum einläuft. Dies führt jedoch zu sehr komplizierten und schwer zugänglichen Anordnungen.
Nach eingehenden Untersuchungen des Anmel- ders lässt sich die Gasabgabe der zu verarbeitenden Bänder durch eine geeignete Vorbehandlung so weit herabdrücken, dass man die Rohmaterialrolle unmit telbar im Hauptvakuumraum anordnen kann. Hier durch vereinfacht sich der Gesamtaufbau der Be- dampfungsanlage im wesentlichen zu einer sehr kom- pendiösen, in einem zusammenhängenden Vakuum raum untergebrachten Umrollvorrichtung.
Das Patent betrifft ein Verfahren zum Bedamp fen von Bändern, insbesondere von Papierbändern mit Aluminium, Silber, Siliziummonoxyd oder der gleichen und eine Aufnahmekapsel für das vorent- gaste Band.
Nach dem erfindungsgemässen Verfah- ren wird das zu bedampfende Band zunächst zur Entgasung innerhalb eines gesonderten Vakuumrau mes auf eine Spule umgerollt, welche in .einer Kapsel mit vakuumdicht verschliessbarem Auslaufspalt liegt; hierauf wird der erwähnte Auslaufspalt unter Vakuum verschlossen und die Kapsel in den geöffneten Be- dampfungsapparat .eingelegt, wo man sie erst dann öffnet, wenn der Bedampfungsapparat wieder ge schlossen und auf annähernd das gleiche Vakuum ausgepumpt ist, welches innerhalb der vorbereiteten Kapsel herrscht.
Diese verfahrensmässige Trennung zwischen der Entgasung und der Bedampfung des Rohmaterials führt zu wesentlichen Verbesserungen: Zunächst kann man dem kostspieligen Bedampfungsapparat, wel chen man zweckmässig Tag und Nach laufen lässt, eine Mehrzahl von relativ einfachen Entgasungs- apparaten zuordnen, mit denen die Rohmaterialrol- len in normalen Tagschichten entgast und in Kapseln verschlossen werden; die gefüllten und vakuumdicht abgeschlossenen Kapseln kann man dann nach Be darf auf Lager halten.
Weiterhin ermöglicht es die erwähnte Trennung der Verfahrensschritte, die Ent gasung unmittelbar nach der (meist vorgesehenen) Imprägnierung der Bänder vorzunehmen; die Bänder gelangen dann im heissen Zustande in das Ent- gasungsvakuum, so dass sie besonders rasch gasfrei werden.
Vor allem aber wird die Bedampfungsanlage selbst - wie bereits eingangs ,erwähnt - durch Fort fall der angebauten Vorentgasung in ihrem Aufbau und ihrer Handhabung wesentlich vereinfacht; sie lässt sich überdies leichter an die wechselnden An forderungen der Produktion anpassen, weil man jedesmal beim Einlegen einer neuen Kapsel ohne zusätzliche Umstellmassnahmen auf ein andersartiges Bandmaterial übergehen kann.
Die Erfindung sei im folgenden an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Von den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine schematische, teilweise angeschnittene Seitenansicht eines geöffneten Bedampfungsapparates und Fig. 2 die gleichartige Ansicht eines Entgasungs- apparates zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;
ferner zeigen Fig. 3 .eine Vorderansicht einer vakuumdicht ver schliessbaren Kapsel für das vorentgaste Band, Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.
Die Bedampfungsanlage der Fig. 1 ist auf dem Rahmen 13 montiert, welcher über den Bock 14, das Kugelgelenk 15 und die Stellschrauben 16, 17 mit dem Deckel 8 des Vakuumkessels 1 verbunden ist; letzterer ruht auf dem Wagen 9, dessen Rollen 10 auf dem äussern Schienenstrang 11 laufen und über eine Kupplung 22 vom Motor 12 angetrieben wer den. Zur zusätzlichen Abstützung des Rahmens 13 dient der im Kessel 1 auf Stützen 19 montierte, innere Schienenstrang 18, auf dem die Rollen 20 und 21 laufen.
Wie man erkennt, ist der Kessel 1 mittels der Füsse 2 auf dem Fundament 3 montiert und fest mit den hinter ihm angeordneten Pumpen 4, 5 und 6 verbunden. Er lässt sich verschliessen, indem man den Wagen 9 mittels seines Motors 12 nach links fährt, bis sich der Deckel 8 mit seinem Dichtungs ring 23 fest gegen den Flansch 7 legt.
Im dargestellten, offenen Zustand sind Bandfüh rung und Dampfquelle bequem zugänglich. Auf dem Bock 25 ist die Rohmaterialtrommel 26 gelagert, von der aus das zu bedampfende Band 27 über die Füh rungsrollen 28-30 sowie die zwischenliegende Tän zerrolle 31 läuft. Zwischen der Führungsrolle 30 und der nachfolgenden Führungsrolle 32 bildet das Band 27 ein horizontales Fach, unter dem die Dampf quelle 40 liegt; sie möge beispielsweise aus einem elektrisch beheizten Schiffchen bestehen, in welches das zu verdampfende Material kontinuierlich nach gespeist wird.
Der rechts liegende Bock 34 trägt die Aufwickeltrommel 35, welche über ein (nicht erkenn bares) Kegelradgetriebe und die Welle 36 vom Motor 37 angetrieben wird. In analoger Weise ist die Roh materialtrommel 26 über eine Welle 38 mit einer regelbaren Bremsvorrichtung 39 verbunden.
Die Rohmaterialrolle 26 liegt innerhalb einer fest stehenden Kapsel 41, welche mit einem verschliess baren Auslaufspalt ausgerüstet ist und gleichzeitig mit der Rolle 26 gewechselt wird. Zur überwachung der Maschine dient ein Tourenzähler 42, der über eine Welle 43 mit der Rolle 32 gekuppelt ist.
Die in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Kapsel 41 ist in Fig. 3 und 4 im einzelnen dargestellt. Sie besteht aus einem zylindrischen Behälter 41, welcher die mit eingelegten Dichtungsringen ausgerüsteten Lager 51, 52 einer Welle 53 trägt. Auf der Welle 53 sitzt die Rolle 26, von der das Band 27 abgezogen wird; das Ende dieses Bandes 27 wird vorzugsweise mit einer Zunge 54 verklebt, welche z. B. aus einer Superpolyamidfolie bestehen möge und durch den Auslaufspalt 55 nach aussen ragt. Vor dem Auslaufspalt 55 liegt eine kugelgelagerte Führungsrolle 56, über welche eine Schürze 50 greift. Die untere Kante des Auslaufspaltes 55 trägt eine Lippe 57, auf der die erwähnte Zunge 54 liegt.
Als Verschluss dient eine Gummileiste 58, welche mit einer Stahlschiene 59 fest verklebt ist. Diese Stahl schiene 59 ist durch ein (nicht gezeichnetes) federn des Glied derart an die Schürze 50 angelenkt, dass sie sich in Richtung des Pfeils 60 aus der gezeich neten Lage einige Millimeter nach aussen schwenken lässt; sie gibt dann den Auslaufspalt 55 frei. In der gezeichneten Lage steht die Schiene 59 unter dem Druck des Exzenters 61, welcher von dem auf der Exzenterwelle 63 sitzenden Hebel 62 betätigt wird und die Gummileiste 58 fest gegen die Zunge 54 und den Spalt 55 drückt. Wie Versuche gezeigt haben, lässt sich der Spalt 55 hierdurch vollständig vakuum dicht verschliessen.
In der Praxis empfiehlt es sich, an der Trommel 41 ein Ventil 64 vorzusehen, welches zum Anschluss einer Vakuumpumpe dient; weiterhin empfiehlt es sich, an der Trommel 41 einen breiten Blindflansch 65 mit leicht lösbarem Deckel vorzusehen, um den Innenraum der Trommel für den nachfolgend be schriebenen Arbeitsgang bequem zugänglich zu ma chen.
Zum Einführen des Bandes 27 wird die Trommel 41 gemäss Fig. 2 innerhalb eines Vakuumkessels 44145 auf einen Bock 66 gesetzt; dabei wird der nach hinten aus der Kapsel 41 herausragende Wel lenstumpf 53 (vergleiche Fig. 3) über ein Kegelrad getriebe mit der Welle 67 eines Motors 68 gekuppelt. Gleichzeitig wird das Ventil 64 an die Vakuumlei tung 46 und der Hebel 62 (vergleiche Fig. 3, 4) an ein Gestänge 70 angeschlossen, welches seine Betäti gung von aussen mittels der Schubstange 71 ermög licht.
Nunmehr wird die frisch von der Imprägnier maschine kommende, möglichst noch über 100 C heisse Rolle 72 auf der gebremsten Welle des Bockes 73 montiert und deren Ende zwischen den aus Me tallgewebe bestehenden Gitterelektroden 74, 75, so wie durch den geöffneten Spalt 55 hindurchgezogen; man befestigt dies Ende dann bei geöffnetem Blind flansch 65 innerhalb der Kapsel 41 auf der Trommel 26 (vergleiche Fig.4) und zieht es durch Drehen dieser Trommel straff. Dann schliesst man den Blind flansch 65 sowie anschliessend den Kessel 44, 45 und öffnet die Pumpleitungen 46, 47, 48 mittels der Ven tile 76 und 77.
Sobald ein Vakuum von etwa 10-3 Torr erreicht ist, legt man an die Elektroden 74, 75 eine positive Spannung von etwa<B>5000-10000</B> Volt gegen den geerdeten Kessel 44;'45; es entsteht dann innerhalb des Kessels eine Glimmentladung, die das Band 27 einem kräftigen Elektronenbombardement unterwirft. Gleichzeitig wird der Motor 68 einge schaltet, welcher über die Welle 67 die Trommel 26 im Innern der feststehenden Kapsel (41) antreibt, so dass diese das Band 27 aufzuwickeln beginnt. Bei dieser Umspulung unter Vakuum und unter dem Ein fluss der erwähnten Glimmentladung wird das Band 27 sehr weitgehend entgast.
Sobald die an das Ende des Bandes 27 angeklebte Zunge 54 (vergleiche Fig. 4) in den Spalt 55 einzulaufen beginnt, hält man den Motor 68 an und schliesst den Spalt 55 mittels des Gestänges 70, 71. Hierauf schliesst man das Pum- penventil 76, so dass die Pumpenleitung 48 nur noch über die offenen Ventile 77 und 64 an der Kapsel 41 liegt; während man den Kessel 65 flutet und öffnet, wird die vakuumdicht verschlossene Trommel 50 da her weiter evakuiert und kann bis auf etwa 10-4 Torr gebracht werden.
Dann schliesst man die Ventile 64 und 77 und nimmt die Kapsel 41 von ihrem Bock 66 herunter; sie wird dann zweckmässig für .einige Stun den gelagert, bevor man sie in den Bedampfungs- apparat nach Fig. 1 einsetzt.
Beim Einsetzen in diesen Bedampfungsapparat bleibt die Trommel 41 zunächst dicht verschlossen. Die herausragende Zunge 54 wird an ein Zugband geklebt, welches man über die Rollen 28-32 führt und auf der Aufwickeltrommel 35 befestigt.
Dann wird der Deckel 8 mit dem Rahmen 13 nach links in den Kessel 1 eingefahren, bis sich der Dichtungs ring 23 fest gegen den Flansch 7 legt; hierauf eva kuiert man den Kessel 1 bis auf etwa 10-4 Torr, um erst dann mittels eines (nicht gezeichneten), am Hebel 62 der Kapsel 41 angreifenden Gestänges die Exzenter 61 zu lösen, so dass sich die Schiene 59 und die Gummileiste 58 in Richtung des Pfeils 60 an heben und den Auslaufspalt 55 freigeben (vergleiche Fig. 3, 4).
Da in der Kapsel 41 angenähert gleiches Vakuum herrscht, verschlechtert sich hierbei das Vakuum im Kessel 1 nicht merklich; man kann also unmittelbar anschliessend den Antriebsmotor 37 der Aufwickeltrommel 35 einschalten und die Dampf quelle 40 in Betrieb setzen, so dass nunmehr das Band 27 fortlaufend von der Rolle 26 abgezogen, im Fach 33 bedampft und auf der Trommel 35 als Fertigmaterial aufgewickelt wird.
Die beschriebenen Hilfsmittel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können natürlich noch in der verschiedensten Weise abgeändert wer den; so kann man z. B. auch andere Mittel zum Ab dichten des Auslaufspaltes 55 und zur Beschleuni gung des Entgasungsvorganges im Kessel 44/45 ver wenden. Weiterhin erübrigt sich das Ansetzen der Zunge 54 an das Band 27 in allen denjenigen Fällen, in denen das Band 27 selbst aus einem so wenig gas durchlässigen Material besteht, dass die Vakuumver luste über das im Spalt 55 eingespannte Stück für die praktische Dauer der Lagerung genügend klein bleiben.