DE1081212B - Verfahren und Anordnung zur Bearbeitung von Formgegenstaenden aus Kunststoff - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Bearbeitung von Formgegenstaenden aus Kunststoff

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DE1081212B DEST8399A DEST008399A DE1081212B DE 1081212 B DE1081212 B DE 1081212B DE ST8399 A DEST8399 A DE ST8399A DE ST008399 A DEST008399 A DE ST008399A DE 1081212 B DE1081212 B DE 1081212B
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Dipl-Phys Karl Hei Steigerwald
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KARL HEINZ STEIGERWALD DIPL PH
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KARL HEINZ STEIGERWALD DIPL PH
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Description

  • Verfahren und Anordnung zur- Bearbeitung von Formgegenständen aus Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung von Formgegenständen aus Kunststoff, insbesondere aus Polyamiden und Stoffen mit ähnlichen thermoplastischen Eigenschaften, unter der Wirkung von Korpuskularstrahlen.
  • Bei der Verarbeitung von Kunststoffmassen, insbesondere von Polyamiden und Stoffen mit ähnlichen thermoplastischen Eigenschaften, wendet man in verschiedenster Weise thermische und mechanische Behandlung des Materials an. Insbesondere stellt die Reckung des Materials bei bestimmten Temperaturen einen wtesentlichen Vorgang für die mechanische Verfestigung des Materials dar.
  • Es ist bekannt, zur Erhitzung der zu behandelnden Materialien Wärmebäder in erhitzten Flüssigkeiten oder Gasen, Wärmekontakt mit erhitzten Körpern, wie z. B. Walzen, sowie Bestrahlung mit Wärmestrahlung, Ultraschall oder hochfrequenter elelro magnetischer Strahlung zu verwenden.
  • Diese bekannten Heizverfahren lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Die erste Gruppe vermittelt dem zu erhitzenden Körper die Wärme auf dem Wege der Wärmeleitung von außen her. Die andere Gruppe verwendet eine Bestrahlung bzw. Durchstrahlung in Verbindung mit Energieabsorption im Inneren des Kör pers selbst.
  • Während man bei der ersten Gruppe durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Materials und den verhältnismäßig niedrigen zulässigen Temperaturgradienten nur begrenzte Leistungen erreicht, hat man bei der zweiten Gruppe Schwierigkeiten mit der Erzielung hoher Bestrahlungsintensität und aus reichender Energieabsorption aus der Strahlung. Um z. B. bei dielektrischer Heizung eine hinreichende Energieabsorption im Hochfrequenzfeld zu erzielen, führt man eine hochfrequenzfreie Vorheizung des Materials ein, welche das Material auf Temperaturen erwärmt, bei denen der Verlustwinkel genügend hohe Werte besitzt.
  • Besonders störende Nachteile der bekannten Erhitzungsverfahren liegen in deren Regeleigenschaften.
  • Zum Teil ist eine Konstanthaltung oder Regelung nur unvollkommen erzielbar. Wesentlich störender ist jedoch die Trägheit der Regelung, welche entweder durch die hohe Wärmekapazität der Energieübertragungsmittel oder durch die wegen der geringen Energi edichten notwendig großen Einwi rkungsbereiche der Energieübertragung hervorgerufen wird. Durch unzureichende Energieübertragung und träge Regel eigenschaften ergeben sich für die auf den bekann ten Verfahren aufgebauten Produktionsanlagen unrationelle Betriebsbedingungen.
  • Es ist auch bekannt, durch eine Bestrahlung von Kunststoffen mit Röntgenstrahlung oder Korpuskularstrahlen eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften dieser Stoffe zu erzielen. Zu diesem Zweck wird der Kunststoff für einige Sekunden bis Minuten z. B. mit schnellen Korpuskeln einer ziemlich geringen Stromdichte bestrahlt.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die vorgenannten Mängel zu beseitigen und ein Bestrahlungsverfahren zu schaffen, welches B estrablungen von Kunststoffen gestattet, die mit den bisher bekannten Verfahren nicht möglich waren.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das zu bearbeitende Material mit elektronen- oder ionenoptisch gesteuerten Korpuskularstrahlen solcher Intensität beaufschlagt wird, daß praktisch nur eine Erhitzung des Materiales auftritt, und wobei das Material kurz nach und/oder während der Bestrahlung mechanisch bearbeitet wird. Eine die physikalischen Eigenschaften des Materials bedingende Nachvernetzung des Kunststoffes wird dabei mit Sicherheit durch die Verwendung sehr hoher Stromdichten bei möglichst kurzen Bestrahlungszeiten vermieden.
  • Es ist vorteilhaft, das zu bearbeitende Material derart mit Sorpuskularstrahlen zu beaufschlagen, daß eine Erhitzung über den gesamten Querschnitt des Materials eintritt. In manchen Fällen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, die Beaufschlagung des Materials so zu steuern, daß eine Erhitzung nur über vorwählbare Bereiche des Materialquerschnitts eintritt.
  • Dies kann dadurch erreicht werden, daß nur ein Teil des Materialquerschnittes mit Ladungsträgerstrahlen durchstrahlt wird.
  • Eine solche Erhitzung ist bei den bisher verwendeten Erhitzungsverfahren, insbesondere wenn kleine Erhitzungsbereiche und scharfe Grenzflächen zwischen erhitztem und nicht erhitztem Gebiet gefordert wer- den, praktisch nicht durchführbar. Es kann gezeigt werden, daß sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Ladungsträgerstrahlen in diesem Zusammenhang neue technische Möglichkeiten ergeben.
  • Es läßt sich also durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichen, daß entweder dem gesamten bestrahlten Volumen in kürzester Zeit gleichmäßig Wärme zugeführt oder daß einzelne Bezirke, z. B. das Zentrum oder ein schmales Randgebiet eines Querschnittes, bevorzugt mit Wärme versorgt werden.
  • Zusammen mit dem dann folgenden Verlauf der Abkühlung ergibt sich so eine in ihrer Verteilung über das Gesamtvolumen weitgehend steuerbare Wärmewirkung.
  • In erster Linie bietet die Bestrahlung mit Korpuskularstrahlen die Möglichkeit, eine genau dosierbare und laufend kontrollierbare Erhitzung des Materials zu erreichen. Es ist beispielsweise möglich, bei dem erwähnten Reckvorgang schon verfestigte Materialien trotz ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit schnell zu erhitzen, da bei geeigneter Wahl der Geschwindigkeit die Korpuskeln beim Durchstrahlen der Materialien ihre Energie im gesamten Volumen des durchstrahlten Materials abgeben.
  • Besonders günstige Verhältnisse in bezug auf die technische Ausführung des Verfahrens und die erzielbaren Intensitäten ergeben sich bei der Anwendung von Elektronen. Wie Versuche ergeben haben, werden zur Durchstrahlung von Kunststoffen in Schichtdicken von 1 mm abwärts beispielsweise Beschleunigungsspannungen benötigt, die unterhalb von 400 kV liegen.
  • Wenn man für Fasern mit einem maximalen Durchmesser von 0,5 mm rechnet, werden hierfür Beschleunigungsspannungen bis zu 250kV benötigt. Bei geeigneter Bestrahlungsanordnung, welche noch näher beschrieben werden soll, reichen sogar Beschleunigungsspannungen um nur 150 kV aus. Alle diese Werte liegen in einem Bereich, der mit normalen elektrotechnischen Mitteln gut beherrschbar ist.
  • Von besonderem Interesse sind die erreichbaren Leistungsdichten So ist es z B. ohne weiteres möglich, einen Elektronenstrahl von 250000 eV so zu konzentrieren, daß eine Stromdichte von 10 mA/mm2 erreicht wird. Dies entspricht einer Leistungsdichte von 2,5 kW/mm2.
  • In vielen Fällen ist es vorteilhaft, die Strahdungsintensität zeitlich veränderlich zu gestalten, was beispielsweise durch eine intermittierende Steuerung der Ladungsträgerstrahlen erreicht wird.
  • Vorteilhaft wird das zu bearbeitende Material, insbesondere in der Form von Bändern, Fasern, Geweben oder Geflechten, dem gleichen ECorpuskularstrahl mehrmals an gleichen oder verschiedenen Stellen gleichzeitig oder nacheinander ausgesetzt.
  • Ebenso ist es möglich, mehrere Strahlen gleicher oder verschiedener Zusammensetzung zu verwenden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet ferner den Vorteil, daß die Strahlungsintensität in Abhängigkeit von einem durch die Bearbeitung hervorgerufenen Effekt automatisch und praktisch trägheitslos geregelt werden kann.
  • Neben der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf den schon erwähnten Reckvorgang von Kunststoffasern kann gemäß einer Fortbildung des Erfindungsgedankens dieses Verfahren besonders vorteilhaft dazu verwendet werden, das bestrahlte Material mit zusätzlichen Materialien gleicher oder verschiedener Art in innige oder locker bleibende oder vorübergehende Verbindung zu bringen. Es kann beispielsweise das bestrahlte Material mit Farbstoffen, Metallen, Metaildämpfen, Metallpulver, Graphit, Silikonen, synthetischen oder natürlichen Fasern in Verbindung gebracht werden. Dazu ist es notwendig, das zu bearbeitende Material einmal oder mehrmals hintereinander oberflächlich intensiv zu bestrahlen, wodurch die Faseroberfläche in ganz dünnen Schichten kurzzeitig erweicht oder geschmolzen wird. Auf diese Schicht wird vor, während oder nach der Behandlung der zusätzliche Stoff aufgebracht. Dabei wird das innere Volumen der Faser nicht oder nur sehr wenig beeinflußt, so daß die mechanischen Eigenschaften der Faser praktisch keine Änderung erfahren. Es ist mit keinem bisher bekannten Erhitzungsverfahren möglich, das Aufschmelzen einer sehr dünnen Oberflächenschicht in kürzester Zeit und praktisch ohne Beeinflussung der weiter innen liegenden Schichten zu bewirken. -Spezielle Anwendungen des geschilderten Verfahrens zur Verbindung bestrahlten Materials mit anderen Stoffen sind Färbungen, Imprägnierungen wie z. B. gegen Feuchtigkeitsaufnahme, Herstellung elektrisch leitender oder Licht gut reflektierender Gewebe usw.
  • Anstatt einer oder mehrerer getrennter Fasern können auch Gewebe, Geflechte, Fasergemische, Bänder.
  • Rundmaterial usw. mit geeignet geometrisch geformten Strahlen verarbeitet werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Anlage zur Faserbehandlung mit Elektronenstrahlen, Fig. 2 bis 5 verschiedene Arten der Bestrahlung von Fasern.
  • In Fig. 1 ist mit 1 ein metallenes Vakuumgefäß bezeichnet, welches mechanisch mit einem weiteren Gefäß 2 verbunden ist. Die dargestellten Schnittformen der Gefäße 1 und 2 sind in Richtung senkrecht zur Zeichenebene zylindrisch ausgedehnt. Beide befinden sich auf Erdpotential. Die Innenräume von 1 und 2 sind durch einen Schlitz 3 miteinander verbunden. Im Zentrum von 1 befindet sich als Glühkathode ein senkrecht zur Zeichenebene ausgedehnter Wolframdraht 4. Er ist von einer Elektrode 5 umgeben, welche in Richtung des Schlitzes 3 einen Schlitz 6 zum Austritt des Elektronenstrahls frei läßt. Zwischen 3 und 6 bilden die Elektroden 7 bis 11 eine Reihe weiterer Schlitze. Die Elektroden 4, 5 und 7 bis 11 sind in der gezeigten Anordnung ineinandergeschachtelt und durch nicht dargestellte Isolatoren gegeneinander elektrisch isoliert. Eine Ausnahme bilden die Elektroden 8 und 10 sowie 9 und 11, welche sich jeweils auf gleichem PotentiaI befinden.
  • Zum Betrieb der Anlage wird eine elektrische Gleichspannungsquelle benötigt, welche beispielsweise die drei gegen Erde negativen Spannungen von 100, 200 und 300 kV liefert. Außerdem sind eine gegen -300 kV negative und regelbare Hilfsspannung von maximal - 1 kV nötig sowie die zur Heizung der Kathode 4 erforderlichen Hilfsmittel. Die Potentialverteilung an den Elektroden ist in bekannter Weise wie folgt: Glühdraht 4: - 300 kV; Wehneltzylinder 5: -300kV ( + 1 kV regelbar); Elektrode 7: -200kV; Elektrode 8-100kV; Elektrode 9: Erdpotential.
  • Die Anlage erzeugt einen senkrecht zur Zeichenebene bandförmig ausgedehnten Elektronenstrahl, dessen Elektronen sich auf den gezeichneten Schnitt 12 von 4 nach 3 bewegen. Die Darstellung dieses mehrstufigen Beschleufligungssystems ist nur ein schematisches Beispiel. Die Maßstabverhäftnisse sind nicht einheitlich, und die Formen der Elektroden stellen keinen Sonderfall dar. Zur Erzeugung des Elektronenstrahls können ganz allgemein die bekannten Prinzipien der Elektronenstrahlerzeugung und Elektronenoptik verwendet werden.
  • Im Schlitz von 9 erreichen die Elektronen eine Geschwindigkeit von 300 000 eV. Mit der Elektrode 9 bilden die auf - 100 kV befindliche Elektrode 10 und die auf Erdpotential befindliche Elektrode 11 eine elektrostatische Zylinderlinse, deren Brechkraft in der Zeichenebene und senkrecht zur Richtung des Elektronenstrahls wirkt. Der Strahl wird hierdurch hinter 3 astigmatisch fokussiert. Der Elektronenstrahl 12 tritt dabei durch 3 hindurch in den Raum 2 ein.
  • Das Gefäß ist durch mehrere Wände in einzelne Kammern 13 bis 18 aufgeteilt, welche durch die Schlitze 20 bis 24 miteinander verbunden sind. Die Kammern 13 bis 17 sind über die Pumpleitungen 26 bis 30 mit Vakuumpumpen verbunden, welche in bekannter Weise zu den in den Kammern zu erzielenden Unterdrücken ausgewählt sind. Auf diese Weise bilden die Kammern 13 bis 16 eine Reihe von Druckstufen, welche durch die Schlitze 19 bis 22 derart miteinander verbunden sind, daß durch diese Schlitze eine oder mehrere Fasern oder Bänder 31 mit flachem Querschnitt vom Außenraum zum Raum 16 gelangen können. Die Fasern oder Bänder 31 verschließen dabei die Schlitze so weit, daß es möglich ist, mit Hilfe der über die Pumpleitungen 26 bis 29 angeschlossenen Pumpen folgende Druckstaffelung herzustellen: Außendruck = Atmosphärendruck; Kammer 13: 10 mm Hg; Kammer 14: i mm Hg; Kammer 15: 0,1 bis 0,5 mm Hg; Kammer 16: 0,001 mm Hg. Das Gefäß 1 wird zusätzlich über eine zugunsten besserer Übersicht nicht dargestellte Pumpleitung so evakuiert, daß hier ein Druck von 10-4 mm Hg herrscht.
  • Das bestrahlende Material 31 kann nun mit Hilfe von Transportvorrichtungen, wie z. B. Rollen, durch den Schlitz 19 und die folgenden Kammern zur Austrittsstelle 3 des Elektronenstrahls laufen. Hierbei können mit bekannten vakuumtechnischen Methoden auch in den Kammern 13 bis 18 Führungs- und Transportvorrichtungen für die Fasern bzw. Bänder vorgesehen werden. Das zu bestrahlende Material läuft an der Austrittsstelle 3 vorbei und durch die Schlitze 23 und 24 und den Raum 17 nach dem Raum 18. Der Raum 18 ist zum Teil mit einer geeigneten Flüssigkeit z. B. Quecksilber, gefüllt, so daß hierdurch und durch die Wand 33 ein gasdichter Verschluß gegenüber dem Atmosphärendruck entsteht. In 32 wird über eine nicht eingezeichnete Pumpleitung ein Druck von beispielsweise 10 mm Hg aufrechterhalten, so daß der Niveauunterschied des Quecksilbers in 32 und 18 nicht zu groß wird. Auf diese Weise läßt sich der Außendruck vom Innendruck unter verhältnismäßig geringem Pumpaufwand trennen. Im Prinzip ähnliche Vorrichtungen wie in Fig. 1 können zum Ein- und Ausbringen des Materials in das bzw. aus dem Vakuum nebeneinander (und) oder gleichzeitig verwendet werden. In Fig. 1 wird das bestrahlte Material über die Rollen 35 und 36 durch den Schlitz 25 nach außen geleitet.
  • Unabhängig von seiner Wirkung als Vakuumabschluß kann das Quecksilberbad 18 auch als Kühlvorrichtung für das erwärmte Material dienen. Hierbei ist der erwünschte Kühlungseffekt wie bei ähnlichen Anordnungen durch den Weg bestimmt, den das Material durch das Quecksilber zurücklegt. Anstatt der dargestellten Einrichtung können auch alle sonstigen Kühlungsmethoden in entsprechender Aus- führung innerhalb oder außerhalb des Vakuums Verwendung finden. Ebenso wie das zu bestrahlende Material mit Hilfe geeigneter, an sich bekannter Mittel in einen evakuierten Raum transportiert werden kann, liegt es auch im Rahmen des Erfindungsgegenstandes, den Ladungsträgerstrahl unter Verwendung entsprechender, an sich bekannter Mittel aus dem Vakuumraum in einen Raum höheren Druckes, z. B. mit Atmosphärendiuck oder noch höheren Druckwerten, überzuführen. Auf diese Weise kann die Behandlung unter gewünschten atmosphärischen Druck- und chemischen Reaktionsverhältnissen stattfinden.
  • Als Beispiel für die Leistungsfähigkeit einer solchen Bestrahlungsanlage mögen folgende Angaben dienen: Eine gereckte Faser von 0,5 mm Durchmesser soll von 20 auf 2000 C erhitzt werden. Wird die Faser auf einer Länge von 1 mm mit einem Elektronenstrahl von 10 mA/mm2 Stromdichte und einer Geschwindigkeit von 300000 eV durchstrahlt, so kann die Faser bei Erzielung des gewünschten Effektes mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s am Schlitz 3 vorbeibewegt werden. Hierbei werden etwa 70'1)/o der die Faser durchsetzenden Strahlenenergie in Form von Wärme abgegeben. Die angegebene Durchlaufgeschwindigkeit entspricht einem Durchsatz von 16 kg/h. Da es durch entsprechende lange Ausdehnung der Anlage senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 ohne weiteres möglich ist, die Anordnung so zu treffen, daß z. B. hundert Fasern von einem Elektronenstrahl gleichzeitig behandelt werden, wird die Leistungsfähigkeit des Verfahrens ersichtlich.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält einen Käfig 37, welcher zum Auffangen der überschüssigen Elektronen bestimmt ist. Er wird in der röhrenartigen Aussparung 38 von einem Kühlmittel durchströmt, um die an ihn abgegebene Wärmeenergie abzutransportieren. Der Käfig befindet sich im dargestellten Falle auf Erdpotential. Anstatt die überschüssige Strahlung zu vernichten, kann die Anordnung auch derart getroffen werden, daß mehrere Anlagen nach Art des Gefäßes 2 hintereinandergestaffelt sind. Eventuell können dabei die Schlitze für Materialien verschiedener Abmessungen bemessen werden. Zwischen den einzelnen Staffeln können elektronenoptische Vorrichtungen zur weiteren Fokussierung des Elektronenstrahls vorgesehen werden. Als solche können bei dem Gerät neben den elektrostatischen auch magnetische Linsen an allen Stellen oder teilweise verwendet werden. Grundsätzlich sei darauf hingewiesen, daß die Kombinationsmöglichkeiten von einem oder mehreren Elektronenstrahl- bzw. Ladungsträgerstrahlerzeugern bei dem Verfahren vielfältig sind. So lassen sich auch andere Strahlformen verwenden. Ebenso läßt sich die Anordnung so treffen, daß eine und dieselbe Faser oder ein und dasselbe Formstück mehrere Malle hintereinander vom gleichen Elektronenstrahl getroffen wird.
  • Insbesondere sind im Rahmen der Erfindung Anordnungen vorgesehen, bei denen die Energiezufuhr durch Bestrahlung einer oder mehrerer Stellen des Materials an ein und derselben oder an verschiedenen Stellen der Bestrahlungsanordnung zeitlich gleichzeitig oder aufeinanderfolgend erfolgt.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird durch die Zusammensetzung der Ladungsträgerstrahlen, d. h. also deren Wellenlängen-bzw. Geschwindigkeitsanteile, die Energieabsorption in den einzelnen Volumenelementen des bestrahlten Materials bestimmt, so daß sie z. B. gleichmäßig, teilweise gleichmäßig oder ungleichmäßig über das Gesamtvolumen verteilt ist oder praktisch nur auf einen Teil des Volumens beschränkt ist. Ebenso können die Strahlform und Geschwindigkeit so gewählt werden, daß nur ein Teil des Volumens durchstrahlt wird.
  • Neben einer Durchstrahlung des Materials durch einen einseitig auftreffenden Strahl lassen sich auch teilweise oder vollkomen konzentrisch zur Faserlängsachse verlaufende Strahlformen herstellen. Hierzu zeigen die Fig. 2 bis 5 einige Beispiele. Es ist jeweils ein kreisrunder Faserquerschnitt und die auf ihn gerichtete bzw. ihn durchsetzende Strahlung durch Pfeile angedeutet. Die Darstellung nimmt keinen Bezug auf die Abbremsungs- bzw. Diffusionsverhältnisse sowie die Absorption. Es ist lediglich die Richtung und Anordnung der Strahlung in bezug auf den Faserquerschnitt dargestellt. Hierbei ist eine Neigung der Einstrahlungsrichtung zur Faserlängsachse nicht berüclsichtigt.
  • In Fig. 2 sind die Verhältnisse der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wiedergegeben. Da die vom Elektronenstrahl an die einzelnen Stellen des Faservolumens abgegebene Energie an jeder Stelle von der hier vorhandenen mittleren Energie der Elektronen abhängt, wird sich bei der in Fig. 2 gezeigten Einstrahlungsform eine einigermaßen gleichmäßige Erwärmung des Faservolumens nur dann erreichen lassen, wenn die Elektronengeschwindigkeit zu einer weitgehenden Durchstrahlung der Faser ausreicht. Wird jedoch der Elektronenstrahl aus Elektronen verschiedener Geschwindigkeit in geeigneter Weise zusammengesetzt, z. B aus Elektronen der Geschwindigkeit 100, 200 und 300 ekV, so läßt sich durch eine solche Zusammensetzung eine bewußt einzelne Bezirke, z. B. das Faserzentrum oder die Randbezirke, bevorzugende Energieabgabe erreichen. Ein kontinuierliches Spektrum von Elektronen aller Geschwindigkeiten ist hierfür unter Umständen noch besser geeignet. Für den zu erzielenden Effekt ist es im allgemeinen gleichgültig, ob die Elektronen verschiedener Geschwindigkeiten gleichzeitig oder nacheinander den zu bestrahlenden Gegenstand erreichen, wenn nur die zeitliche Reihenfolge der verschiedenen Geschwindigkeitsanteile schnell genug erfolgt. Es läßt sich daher z. B. durch Anlegen von hochfrequent pulsierenden Gleichspannungen an die Elektroden des Strahlerzeugungssystems eine Folge von Elektronen verschiedener Geschwindigkeiten erzeugen, deren Energieabgabe an die einzelnen Bezirke des Faserquerschnittes durch den Verlauf der an den Elektroden liegenden Spannungen bestimmt ist.
  • Bei dem in Fig. 3 dargestellten Fall wird die Strahl lung durch astigmatische Fokussierung in der Ebene der Querschnittsfläche im Zentrum der Faser gebündelt, wodurch z. B. eine bevorzugte Erhitzung des Zentrums erreichbar ist. Sonst liegen ähnliche Verhältnisse vor wie bei Fig. 2.
  • Die Fig. 4 und 5 zeigen Fälle mit konzentrischer bzw. zweiseitiger Einstrahlung. Neben der Möglichkeit, mit halber Reichweite der Elektronen auszukommen, ergeben sich hierdurch besonders günstige Bedingungen zur Regelung der Energieverteilung.
  • Die in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Fälle stellen nur einige Beispiele aus der Vielzahl der möglichen Strahlführungen där.
  • Eine Variation der beschriebenen Verfahren ergibt sich dann, wenn die Bestrahlung der Fasern und ihre Reckung insgesamt oder zum Teil gleichzeitig durchgeführt werden. Hierdurch lassen sich unter Umständen besonders einfache und rationelle Produktionsverfahren zusammenstellen. Prinzipiell ist es nach der Erfindung möglich, eine kontinuierlich arbeitende Anlage zusammenzustellen, welche, ausgehend von einer gespritzten Faser von 1 mm Durchmesser, mit Hilfe gleichzeitiger Bestrahlung und Reckung oder mehrerer hintereinandergeschalteter Bestrahlungs-und Reckvorgänge das Material bis zu praktisch unbeschränkt kleinem Durchmesser aus deckt Auf diese Weise ergibt sich als weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes die Möglichkeit, die Vielzahl der verlangten Fertigdurchmesser von Fasern mit einer einzigen Produktionsanlage bzw. ausgehend von dem gleichen Spinn- bzw. Spritzprodukt herzustellen.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, die Faser nach oder während der Bestrahlung nicht in gerader Richtung zu recken, sondern durch mechanische Führung z. B. zu einer spiralfederartigen Form zu wickeln oder durch Drehen um die eigene Längsachse zu verdrillen.

Claims (22)

  1. PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur Bearbeitung von Formgegenständen aus Kunststoff, insbesondere aus Polyamiden und Stoffen mit ähnlichen thermoplastischen Eigenschaften, unter der Wirkung von Korpuskularstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Material mit elektronen- oder ionenoptisch gesteuerten Korpuskularstrahlen solcher Intensität beaufschlagt wird, daß praktisch nur eine Erhitzung des Materials auftritt, und daß das Material kurz nach und/oder während der Bestrahlung mechanisch bearbeitet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Material derart mit Korpuskularstrahlen beaufschlagt wird, daß eine Erhitzung über den gesamten Querschnitt des Materials eintritt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Material derart mit Korpuskularstrahlen beaufschlagt wird, daß eine Erhitzung über vorwählbare Bereiche des Materialquerschnitts eintritt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet; daß nur ein vorwählbarer Bereich des Materi alquerschnittes mit Korpuskularstrahlen durchstrahlt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstrahlungsrichtung der Korpuskularstrahlen durch strahlungsoptische Mittel bestimmt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zwei- oder mehrseitige Beaufschlagung des zu bearbeitenden Materials mit Korpuskularstrahlen.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine konzentrische Beaufschlagung des zu bearbeitenden Materials mit Korpuskularstrahlen.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Korpuskularstrahlen zeitlich verändert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das zu bearbeitende Material beaufschlagenden Korpuskularstrahlen intermittierend gesteuert werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsintensität in Abhängigkeit von einem durch die Strahlung hervorgerufenen Effekt automatisch geregelt wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsträgerstrahl aus Anteilen verschiedener Geschwindigkeit zusammengesetzt wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Material, insbesondere in der Form von Bändern, Fasern, Geweben oder Geflechten, dem gleichen Ladungsträgerstrahl mehrmals an gleichen oder verschiedenen Stellen zeitlich gleich oder ungleich ausgesetzt wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Material mehreren Strahlen verschiedener Zusammensetzung ausgesetzt wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 1 und den folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung von Elektronenstrahlen.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Material an einer oder mehreren Bestrahlungsstellen einer Verformung, insbesondere in Richtung einer oder mehrerer be vorzugter Ausdehnungen des Materials, unterworfen wird.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 10 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung in Ab hängigkeit von der Veränderung der Orientierung des Materials automatisch geregelt wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung in einer Reckung, Verdrillung oder einem Kneten des Materials besteht.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das bestrahlte Material mit zusätzlichen Materialien gleicher oder verschiedener Art in innige oder locker bleibende oder vorübergehende Verbindung gebracht wird.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das bestrahlte Material mit Farbstoffen, Metallen, Metalldämp fen, Metallpulver, Graphit, Silikonen, synthetischen oder natürlichen Fasern in Verbindung gebracht wird.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungsdichte der aufgebrachten Materialien automatisch geregelt wird und daß die verbundenen Materialien einer oder mehreren zusätzlichen Behandlungen unterworfen werden.
  21. 21. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und den folgenden, ge kennzeichnet durch einen Fördermechanismus zur Bewegung des insbesondere in Form von Fasern, Bändern, Geweben oder Geflechten vorliegenden Kunststoffes vor der Korpuskulars trahlquelle und durch Zwischendruckkammern, welche zwischen der Auftreffstelle des Korpuskularstrahles und der Außenluft angeordnet und an Vakuumpumpen angeschlossen sind.
  22. 22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschluß der letzten Zwischendruckkammer gegen die Außenluft durch eine mit Quecksilber gefüllte Kammer erreicht ist, durch welche der bearbeitete Kunststoff geführt ist In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 880064, 872 401, 869 246; schweizerische Patentschrift Nr. 266 448; Zeitschrift »Materials and Methods«, 40 (1954), Nr. 3, S.91 bis 95; Zeitschrift »Nature«, Nr. 4343 vom 24. 1. 1953, S.167; Zeitschrift »Nucleonics«, Bd. 12, 1954, Heft 6, S. 18 und 19.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1654452B1 (de) * 1965-12-10 1971-01-14 Steigerwald Karl Heinz Dipl Ph Mehrschichtiges Kunstleder und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0199236A2 (de) * 1985-04-26 1986-10-29 Bayer Ag Kunststoffteile mit quasi dielektrisch isotropem Aufbau
FR2726150A1 (fr) * 1994-10-25 1996-04-26 Alcatel Cable Dispositif de traitement par rayonnement ultra-violet

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH4343A (fr) * 1891-12-10 1892-07-15 L Ind Electr Comp D Système de porte-charbons pour dynamos
CH266448A (de) * 1948-10-03 1950-01-31 Ehrbar Jakob Verfahren zur Plastifikation thermoplastischer Kunststoffe.
DE869246C (de) * 1948-10-02 1953-03-02 Siemens Ag Einrichtung zum dielektrischen Erwaermen von thermoplastischen Massen
DE872401C (de) * 1951-11-08 1953-03-30 Werner & Pfleiderer Vorrichtung zur Herstellung von Baendern und Folien aus thermoplastischen Kunststoffen
DE880064C (de) * 1951-12-25 1953-06-18 Lehfeldt & Co G M B H Dr Verfahren zum Erwaermen thermoplastischer Kunststoffe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH4343A (fr) * 1891-12-10 1892-07-15 L Ind Electr Comp D Système de porte-charbons pour dynamos
DE869246C (de) * 1948-10-02 1953-03-02 Siemens Ag Einrichtung zum dielektrischen Erwaermen von thermoplastischen Massen
CH266448A (de) * 1948-10-03 1950-01-31 Ehrbar Jakob Verfahren zur Plastifikation thermoplastischer Kunststoffe.
DE872401C (de) * 1951-11-08 1953-03-30 Werner & Pfleiderer Vorrichtung zur Herstellung von Baendern und Folien aus thermoplastischen Kunststoffen
DE880064C (de) * 1951-12-25 1953-06-18 Lehfeldt & Co G M B H Dr Verfahren zum Erwaermen thermoplastischer Kunststoffe

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1654452B1 (de) * 1965-12-10 1971-01-14 Steigerwald Karl Heinz Dipl Ph Mehrschichtiges Kunstleder und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0199236A2 (de) * 1985-04-26 1986-10-29 Bayer Ag Kunststoffteile mit quasi dielektrisch isotropem Aufbau
EP0199236A3 (en) * 1985-04-26 1988-08-03 Bayer Ag Plastic articles with a quasi dielectric isotropic structure
FR2726150A1 (fr) * 1994-10-25 1996-04-26 Alcatel Cable Dispositif de traitement par rayonnement ultra-violet

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