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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung verstärkter folienförmiger
Werkstoffe Vorliegende Erfindung beschreibt das Verfahren und die Vorrichtung zur
Herstellung von verstärkten folienförmigen Werkstoffen.
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Es ist eines der Ziele der vorliegenden Erfindung, ein neues und
verbessertes Herstellungsverfahren ffir verstärkte folienförmige Werkstoffe in Form
durchlaufender Bahnen zu offenbaren, wobei durch das erfindungsgemäße Verfahren
die einfache und wirtschaftliche Herstellung eines Endproduktes mit verbesserter
Qualität ermöglicht wird.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung eine neuartige und verbesserte
Vorrichtung vorzusehen, mittels welcher die Tränkung einer Verstärkungsschicht mittels
einer Tränklösung erfolgen kann und in neuartiger und wirtschaftlicher Art und Weise
einen verstärkten, folienförmigen Werkstoff herzustellen.
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Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung bezieht sich auf eine neuartige
und verbesserte Vorrichtung der oben beschriebenen Art, welche mit Einrichtungen
zur Verdichtung laufender Bahnen folienförmiger Werkstoffe aus gestattet ist.
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In Verfolgung dieser allgemeinen Erfindungsziele umfaßt die vorliegende
Erfindung nicht nur ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung verstärkter,
folienförmiger Werkstoffe, sondern außerdem verschiedene Konstruktionsmerkmale,
Anordnungen und Kombinationen von Bauelementen, wie dies nachfolgend beschrieben
und in den anliegenden Ansprüchen am Ende dieser Beschreibung umrissen wird.
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In den Zeichnungen wird eine bevorzugte AusfUhrungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, wobei aus den einzelnen Figuren und den entsprechenden Eråuterungen
noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung entnommen werden können.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens für die Herstellung folienförmiger Werkstoffe.
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Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt die Seitenansicht des neuartigen
Tränkmechanismuses.
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Fig. 3 zeigt die Seitenansicht der Preßvorrichtung für die thermische
Nachbehandlung des verstärkten und getränkten Gefüges, zwecks Herstellung eines
verstärkten, folienförmigen Werkstoffes.
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Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil des Tränkmechanismusses.
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Wenngleich sich die Erfindung im allgemeinen auf ein neuartiges Verfahren
und eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung verstärkter, folienförmiger Werkstoffe
bezieht, so wird im nachfolgenden lediglich für Anschauungszwecke und ohne, daß
der Rahmen dieser Erfindung dadurch eingeschränkt wird, diese Methode und die entsprechende
Vorrichtung in Zusammenhang mit der Herstellung elektrisch isolierenden Folienmateriales
gezeigt. Eine, gemäß vorliegendem Verfahren hergestellte Isolierfolie kann beispielsweise
aus Epoxy-Harz, einem Füller und einer Polyester-Faser-Verstärkung bestehen, wobei
im allgemeinen die dargestellte Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem vorliegenden
Verfahren in geeigneter Weise ausgebildet ist, daß die Polyesterfaser-Verstärkungsfolie
mit der Epoxyharz-Compound-Masse getränkt, das Lösungsmittel entfernt und anschließend
das verstärkte Epoxyharz-Gefüge verdichtet und einer thermischen Wärmebehandlung
unterworfen
wird, wodurch eine zusammenhängende Schicht in Form
einer Isolierfolie entsteht, welche zu einer Rolle aufgewickelt werden kann.
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Gemäß einem der Merkmale dieser Erfindung wird eine oder mehrere zusammenhängende
Schichten Verstärkungsmaterial, auf einer unteren Trägerfolie aufliegend, zwischen
zwei Walzen hindurchgefUhrt, von Welchen eine im Nachfolgenden als Tränkwalze bezeichnet
werden soll während die zweite Walze als Zuführwalze dient und einen Teil des Tränkme
chanismus se 5 darstellt.
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Die Tränklösung wird auf die Oberfläche der Verstärkungsschicht aufgebracht
und durch die Walzen eingepreßt. Die Menge der eingepreßten -Tränklösung kann durch
eine entsprechend eJustierung des Zwischenrauindes zwischen den beiden Walzen exakt
eingeregelt werden. Die getränkte Verstärkungsschicht wird sodann an der Unterseite
der Tränkwalze entlanggefilhrt und durch ein Schabeisen abgehoben. Die Oberfläche
der umlaufenden Tränkwalze gleitet an diesem Schabeisen vorbei und wird somit von
etwa noch anhaftenden Tränklösungsrückständen befreit und sauber gehalten, wo durch
eine wesentliche Voraussetzung für einen gleichmäßigen Auftrag von Tränklösung auf
die Verstärkungsschicht geschaf fen ist. dieses neuartige Träkverfahren bietet eine
ausgezeichnete Kontrolle die endgültigen Dicke des Erzeugnisses. auch unter den
verschieden-@@@@@@@@gungen, @ etwa wenn der geforderte percentuelle Anteil masc
e @@@@@@@@ @@es Volumen zufweist. als das Volumen der
Verstärkungsschicht;
wenn die Gefahr besteht, daß der Binder der Verstärkungsschicht durch die Tränklösung
angegriffen werden könnte; falls die Tränklösung thixotrop und/oder dickflüssig
sein sollte; falls die Möglichkeit besteht, daß die thixotropen Eigenschaften oder
die Viskosität während eines Durchlaufes Schwankungen unterworfen sind; wenn sich
während eines Durchlaufes die Dichte und/oder Dicke der Verstärkungsschicht verändern
sollte; wenn während eines Durchlaufes die Geschwindigkeit oder die Spannung der
Verstärkungsschicht Änderungen unterworfen sein sollten und, wenn beispielsweise
noch vor der Träkung zwei Verstäkrungsschichten durch Überlappung miteinander verbunden
werden müssen, um eine ununterbrochene Bahn zu erreichen.
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Aufgrund der Merkmale dieses Tränkungsverfahrens muß am Ende eines
Durchlaufes nur eine geringe Anzalil von Maschinenteilen einer Reinigung unterzogen
werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die getränkte Schicht
anschließend in einer Trockenkammer getrocknet, um der Tränklösung das Lösungsmittel
zu entziehen. Anschließend werden ein oder mehrere Verstärkungsschichten auf die
Oberseite der bereits getränkten Schichten aufgebracht und über den zusätzlichen
Verstärkungsschichten eine obere Trägerfolie angeordnet. Dieses Schicht-Paket wird
sodann zwischen erhitzte Druckpalatten geführt, wo eineNrerdichtung und Wärmedes
Paketes erfolgt. Nach diesem Prozeß werden die Trägerfolien von
den
Schichten entfernt. Während des Preßvorganges wird die Tränklösung der das Lösungsmittel
schon in der Trockenkammer eintzogen wurde, gleichmäßig sowohl durch die verschiedenen
Verstärkungsschichten, welche durch die Trockenkammer geführt wurden, als auch durch
diejenigen Schichten verteilt, welche erst nach dem Trocknungsvorgang hinzugefügt
wurden. Die Wärmeaushärtung ergibt schließlich die gewünschte dichte Isolierfolie.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung läßt sich ersehen, daß bei einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest eine Verstärkungs schicht mit
einer Tränklösung versehen und anschließend durch eine Trockenkammer geführt wird,
um der Tränklösung das Lösungsmittel zu entziehen bevor zusätzliche Verstärkungsschichten
dem erhaltenen Material zugefügt werden. Dies ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden
ErEridung, da nur dadurch die Erzeugung von ausgezeichnetem Isoliermaterial gewährleistet
wird, welches keine Hohlräume und demzufolge eine ausgezichnete Durchschlagsfestigkeit
aufweist. Die Praxis hat erwiesen, daß bei einem Durchlauf sämtlicher vorhandener
Verstärkungsschichten mld anschließendem Preßvorgang die restlose Entfernung sämtlicher
Luft-und Gaseinflüsse aus den Schichten nur schwer möglich ist, so daß das Endprodukt
immer noch Einschlüsse. aufweist, welche, wenn auch mikroskopisch klein, die elektrische
Durchschlagsfestigkeit wesentlich harabsetzen.
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Die anliegenden Zeichnungen bezeiehen sich auf eine Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigen eine Tränkvorrichtung 10,
einen Trockner 12, eine Spannvorrichtung 14, eine Presse 16 und eine Aufrollvorrichtung
18.
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Fig. 2 zeigt Details der Tränkvorrichtung 10, welche mit zwei zusammenarbeitenden
und mit gegenseitigem Abstand angeordneten Walzen 20 und 22 ausgestattet ist.
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Die Walze 22 stellt die Tränkwalze dar und ist starr auf einer umlauwenden
Achse 23 angeordnet. Die Walze 20 dient als Zuführwalze und ro--tiert frei um die
Achse 24, welche von einem Arm 2G geiragen wird und innerhalb des Rahmens 28 zwecks
unterschie-dlicher Einstellung des Wazenzwischenraumes justierbar angeordnet ist.
Der Behälter 30 für die Tränklpsung ist oben de. Walzen 20 und 22 angeordnet und
mit einem Abflußhal@ 32 ausgestattet, welcher den Zufluß der Tränkmasse regelt.
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V@m m Abflußhahn 32 fließt die T, @@@@lpsung in ein Gefäß 34, welches
die @nklösung in den Zwischenraum zwischen die Walzen 20. 22 leitet.
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Die Begrezungskanten des Gefäßes 34 gleiten ander Oberflnche der Trankwealze
22 und an der Oberfläche der Verstärkungsschicht 44.
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Eine Rolle 35, bestehend aus einer geeigneten Trägerfolie 36 ist auf
einem Dorn 38 angeordnet und di@ Tragerfolie 36 wird unter genugender ]Spannung
zwischen Meßwalzen 40 42 durchgezogen und lauft @dann um Zuführwalze 20 her @ lach
der uaterseite der Trankva 22, @@@@@@@@@ Fig. @ di@ entnemmewerden mann. @@@@@@@@@@@
wird
angetrieben und ist mit einer rauhen Oberfläche ausgestattet, um ein Rutschen der
Trägerfolie zu vermeiden. Die zweite Meßwalze 42 ist als Druckwalze ausgebildet
und liegt unter elastischem Druck an der angetriebenen Walze 40 an.
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Die Trägerfolie 36 könnte beispielsweise aus einem handelsüblichen,
mit Silikon behandeltem Sulfit-Papier einer Dicke von 0, 004 Zoll hergestellt sein.
Der Ablauf der Trägerfolie 36 von der Rolle 35 wird durch eine Bremsvorrichtung,
wie beispielsweise einem gewichtsbelasteten Arm 54 gebremst, so daß die Spannung
der Trägerfolie Während des Ablaufes den Erfordernissen entsprechend eingeregelt
werden kann. Die Meßrollen 40, 42 können außerdem an einem Ende gleichzeitig vertikal
justiert werden, um einen Geradelauf der -Trägerfolie zur Zuführwalze 20 zu sichern.
Das Bedienungspersonal ist in der Lage, durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit
der Walzen 22, 14 die Vorschubgeschwindigkeit des Materiales durch die Vorrichtung
zu regeln. Wie aus den Figuren ersichtlich, wird das getränkte Material nach dem
Durchlauf durch die Tränkvorrichtung mittels Spannrollen 45, 47 ständig unter konstanter
Spannung gehalten, wobei die Spannrollen 45, 47 einen Teil der Spannvorrichtung
14 bilden, welcher neben dem Trockner 12 angeordnet ist.
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Di iP Ererstärkungsschicht für die Herstellung von Isolationsfolie
kann aus einem Fasermaterial, wie z. B. "Dacron" in Form einer aufgerollten
Bahn
nicht verwebten Stoffes bestehen. Die Verstärkung, bestehend aus mindestens einer
Schichtbahn 44, wird von den Vorratswalz en 46, 48 abgerollt, auf die Trägerfolie
36 aufgelegt und läuft gemeinsam mit dieser Trägerfolie 36 durch den Zwischenraum
zwischen den Walzen 20, 22 und anschließend unterhalb der Tränkwalze 22 hindurch.
Die Vorratswalzen 46, 48 sind frei verdrehbar auf Dornen 50, 52 angeordnet und werden
durch eine Reibungsbremse 44 an einem drehbaren Arm 58 abgebremst, so daß unabhängig
von Walzen-Durchmesser oder der Geschwindigkeit eine konstante Spannung gewährleistet
ist.
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Bei einer Ausführungsform-der Erfindung besteht die Tränklösung zur
Herstellung einer Isolierfolie aus Epoxy-Harz, Härter, Beschleuniger, Füller und
Lösungsmittel, welche Produkte in einer Mischmaschine vermengt, die Tränklösung
60 zur Füllung eines Behälters 30 bilden.
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Ein Regelventil 32 steuert den Zufluß der Tränklösung in den Behälter
34, welcher letztere infolge geeigneter Ausbildung die Tränklösung auf die Oberfläche
der Verstärkungsschicht und der Tränkwalze verteilt.
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Während des Betriebes läuft die Trägerfolie gemeinsam mit der Verstärkungsschicht
durch den Zwischenraum 21 zwischen den Walzen 20, 22, wobei die Kunstharz-Tränklösung
in das Material eingepreßt wird.
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Durch Justierung der Zuführwalze 20 kann die Menge der eingepreßten
Tränklösung geregelt werden. Die unteren Kanten des Behälters 34 sind genau der
Form der Walzen 20> 22 angepaßt, so daß ein Austreten der Tränkflüssigkeft an
die Seitenkanten der Verstärkung unterbunden wird.
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Die Tränkwalze 22 wird mit der gleichen Umfangs geschwindigkeit wie
die Meßrolle 40 angetrieben.
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Das Schichtpaket, bestehend aus der Trägerfolie 36, der Verstärkungsschicht
44 mit eingepreßter Tränklösung 60, wird straff gegen die Unterseite der Tränkwalze
22 durch Spannwalzen 45, 47 sowie durch einen gebogenen Schuh 62 gehalten, welcher
letztere unter justierbaren Federdruck an der Walze 22 anliegt u-nd wirksam vertikal
justierbar ausgebildet ist. Zusammenarbeitend mit dem Schuh 62 j st ein Schabeisen
64 angeordnet, welches an der Walze 22 unmittelbar oberhalb dem Schuh 62 anliegt
und in geeigneter Weise ausgebildet ist, um das Schichtpaket, bestehend aus der
Trägerfolie, der Verstärkungsschieht, sowie sämtliche Rückstände an Tränklösung
von der Walze 22 abzuheben. Etwaige Rückstände an Tränklösung auf der Oberfläche
der Walze 20 wirdewährend jeder Umdrehung derselben eine zusätzliche Anhäufung getrockneter
Tränkmasse bewirken, wobei insbesondere der Fülleranteil der Tränkmasse eine zunehmende
Verkleinerung ues Walzenabstandes hervorrufen würde. Wie in der Zeichnung dargestellt,
besitzt das Schabeisen 64 eine Aussparung, so daß eine scharfe Schleifkante 77 mit
spitzem Winkel entsteht. Die Schleifkante 77 verhindert jegliche Ansammlung an Tränkmasse,
welche ansonsten Abfall und Knoten im Material bilden könnten.
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Für die praktische Anwendung stellt die Zusammenarbeit zwischen dem
Schuh 62 mit der Tränkwalze 22 und dem Schabeisen 64 ein wichtiges Erfindungsmerkmal
dar, wodurch eine saubere und gleichmäßige Ablösung des Materiales von der Tränkwalze
möglich wird.
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Wie aus den Figuren 2 und 4 zu entnehmen ist, besitzt der Schuh 62
eine gekrümmte Oberfläche 63, welche mit der Krümmung der Tränkwalze übereinstimmend
ausgebildet und so angeordnet ist, daß sie unter justierbaren elastischem Druck
gegen die Trägerfolie 36 und das Getränkematerial 44 anliegt und dieses Schichtpaket
solange gegen die Walze 22 drückt, bis es vorn Schabeisen o4 abgehoben wird.
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Der Schuh 62 kann bei 65 schwenkbar gelagert sein und ist mit einem
verlängerten elastischen Arm 67 ausgestattet, welcher gegen einen Anschlag 69 anliegt
der vertikal justierbar in einem geschlitzten Arrn 71 angeordnet ist. Die Lagerung
65 des Schuhs 62 ist gleichfalls in einem geschlitzten Arm 73 vertikal justierbar
angeordnet, so daß der Zwischenraum zwischen der oberen konvex gerundeten Fläche
des Schuhs @2 und der konkav gekrümmten Fläche 75 des Schabeisens fi4 für einen
Durchlauf des Materials zwischen dem Schabeisen und dem oberen Ende des Schuhs in
richtiger Weise eingestellt werden kann. Auf diese Ait und Weise wird eine saubere
Ablösung des Materials unter Beibehaitung eillel. gleichmäßigen Dicke entsprechend
dell Zwischenraum zwischen dell Waizen 20, 22 gewällrieistet. Wie in der Fig. 4
im Detail dargestellt, Wil' durch
die scharfe Kante 77 an jenen
Teil des Schabmessers, welcher mit dem abgerundeten Ende des Schuhs 60 zusammenarbeitet,
jede Ansammlung von Tränkmasse am Schabeisen unterbunden.
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Das Schichtpaket 68 bestehend aus der Trägerfolie 36 und der getränkten
Verstärkungsschicht 44 wird durch dan Trockentunnel 70 gezogen, wobei die erforderliche
Spannung durch Spannwalzen 45, 47 bewirkt wird. Die Spannwalze 45 wird durch eine
Rutschkupplung (nicht eingezeichnet) angetrieben, während die Walze 47 in Form einer
frei umlaufenden Andruckrolle ausgebildet ist. Das Schichtpaket 68 gleitet nach
der Abhebung von der Walze 22 über das gekrümmte Ende Schuhs 62 und durch eine Einführungs-Gleitbahn
63 in den Trockenkanal 70, wie dies der Figur 1 deutlich entnommen werden kann.
Während der Weiterbewegung des Schichtpaktes 68 über eine Stützfläche 72 im Trockenkanal
70, wirkt ein genau temperierter Luftstrom auf das Schichtpaket ein, wodurch eine
übermäßige Aushärtung des Kunstharzes verhindert wird. Die-Einführungs-Gleftbahn
63 ist vorteilhafterweise mit geringerer Breite als der darüber liegende Teil des
Trockenkanals 70 ausgebildet.
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BQ der dargestellten Ausführungsform ist unterhalb des Trockenkanals
70 ein Exhaustor 74 angeordnet, welcher Luft und Gase aus der Trockenvorrichtung
absaugt. Die Frischluft strömt prinzipiell durch regelbare und von außen mit Dampf
beheizten Rohrschlangen 76 in die Trockenvorrichtung 12 ein und wird durch einen
Luftverteiler 78 auf das Schichtpaket 68 geblasen, von wo es dann rund um die Stützfläche
72
in den unteren Teil des Trockenkanals 70 von wo sie in Richtung zum Exhaustor 74
abgesogen wird. Ein gewisser Teil an Frischluft strömt auch durch die Einführungs-Gleitbahn
63 ein und zieht hierbei etwa vorhandene Gase des Arbeitsraumes mit sich. Durch
die dargestellte Ausführungsform einer Trockenvorrichtung ist somit Vorsorge getroffen,
daß etwa sich bildender Rauch oder Gase vom Bedienungspersonal ferngehalten werden.
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Und dies, insbesondere deswegen, da die Ausbildung des Trockenkanals
70 durch etwa vorhandene Undichtigkeiten desselben Luft eingesogen wird und dadurch
den Austritt von Rauch und Gasen verhindert.
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Die Spannvorrichtung 14 ist mit zwei Vorratswalzen 46ß, 48a ausgestattet,
welche durch gewichtsbelastete Arme 56 a abgebremst werden. Von diesen Vorratsrollen
46a, 48a läuft zumindest eine Schicht zusätzlichen ungetränkten Verstärkungsmaterial
44a ab und wird auf der Oberseite des bereits getränkten Schichtpaketes 68 aufgelegt
und zwischen den Spannrollen 45, 47 hindurchgeführt. Eine obere Trägerfolie 36a
rollt hierbei von einer Ablatfolle 35a ab, wird über Führungsrollen 77, 79 geführt
und oberhalb des zusätzlichen Verstärkungsmateriales 44 auf der Oberseite desselben
aufgelegt, bevor das somit gebildete Schichtpaket 80 in die hydraulische Presse
16 gezogen wird. Die hydraulische Presse 16 besitzt obere und untere Stempel 82,
84, zwischen welchen das Schichtpaket 80 unter Spannung festgehalten wird. Die erforderliche
Spannung bewirkt eine Aufwickeleinrichtung
18, welche mit einer
Aufspulrolle 86 für die oberste Trägerfolie, einer Aufspulro lle 88 für di e Isolierungsverstärkung
und einer Aufspulrolle 90 für die unterste Trägerfolie ausgestattet ist, wie dies
der Figur 1 entnommen werden kann. Die Aufspulrollen werden über Kupplungen oder
durch einen Riemenantrieb in Umdrehung versetzt und halten das Material unter gleichmäßiger
Spannung.
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Die Arbeitsweise der hydraulischen Presse 16 kann programmgesteuert
sein und jeweils während eines genau vorausbestimmten Zeitraumes in Aktion treten,
wobei bei jeweiligem Öffnen der Presse die untere Platte 84 einen Einschalter betätigt,
der dann den ganzen Prozeß in bekannter Weise wiederholt, d.h., daß die zu pressende
Schicht 80 dauernd durch die Aufspuleinheit 18 unter konstanter Spannung so weit
als möglich während jedes Arbeitsganges vorgeschoben wird. Während die hydraulische
Presse geschlossen ist, setzen die Spannwlazen 45 und 47 fort, neues Material für
den nächsten Arbeitsgang vorzuschieben, wobei das Material zwischen Spannvorrichtung
14 und hydraulischer Presse 16 eine durchhängende Schleife 49 erzeugt. Die Länge
des jweils während jedes Arbeitsganges in die hydraulis che Presse vorgeschobenen
Schichtkombination 80, wird sowohl durch die Dauer des Preßvorgange$, als auch durch
die Ge schwindigkeit der Meßwalze 40 bestimmt. Vorzugsweise erhält jeder Teil der
Schichtkombination 80 fünf und sechs Preßvorgänge, während das Material durch die
Presse
wandert. Die Anzahl der Preßvorgänge kann variiert werden,
um einen optimalen Produktionszustand zu erreichen und die erforderlichen Isolationseigenschaften
zu erhalten. Um eine zusätzliche Spannung an der Aufspulvorrichtung 18 zu vermeiden,
die dann regelmäßig auf die von der Tränkvorrichtung kommende Schichtkombination
68 übertragen würde, wird die Schichtkombination regelmäßig zwischen zwei pneumatisch
angetriebene obere und untere Klemmbacken 87 und 89 festgeklemmt, Welche unter Spannwalzen
45 und 47 angebracht sind. Die pneumaischen Zylinder, welche nicht gezeigt werden,
und die Klemmbacken 87 und 89 be-tntigen, können so angeordnet sein, daß sie bei
jeder Öffnung der Presse die Klemmbacken schließen und bei Betätigung der Presse
die Klemmbacken wieder öffnen. Die konventionelle Steuervorrichtung hierfür ist
nicht gezeigt. Daraus ist ersichtlich, daß die Schichtkombination 68 einen fortlaufenden
Vorschub durc h die Tränkvorrichtung 10 und Trockner 12 erfährt und die verstärkte
Schichtkombination 80 ruckweise durch die hydraulische Presse 1G gezogen wird.
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Aus Fig. 3 geht hervor, daß die Platten 82 und 84 der hydraulischen
Presse zwecks Verdichtung und Wärmeaushärtung des gesättigten Materiales eine spezielle
Auskleidung erhalten, um eine gleichmäßige Druckverteilung über er diinnes Material
zu gewährleisten, sowie auch den erforderlichen Temperaturanstieg. Die untere, elektrisch
geheizte Platte 84 wird zuerst mit einer diinnen Platte 92 wärmeausgehärteten Kunststoffes
92 belegt. Die Platte 92, welche eine Dicke von ungefähr 1/4 Zoll hat> wird so
angegossen, daß sie der Form der oberen Platte 82 entspricht, sobald die Presse
unter Druck steht. Eine relativ dünne
Platte aus nichtrostendem
Stahl 94, ungefähr 1/32 Zoll, k liegt über der Platte 92 während sie angegossen
wird und bleibt dort als Schutz für die besagte Platte. Eine oder mehrere dünne
Lagen von Tuch oder Hartpapier 96 liegen über der Stahlplatte 94, um den, Temperaturanstieg
des gepreßten Materials unter Kontrolle zu halten. Über diese Fläche läuft noch
zusätzlich eine untere, zweite Trägerfolie 98, welche jeweils während eines Preßvorganges
langsam vorgeschoben wird und dazu dient, das Ansammeln von Schmutz und überschüssigem
Harz auf der Pressenoberfläche zu verhindern. Die obere, elektrisch erhitzte Platte
82 ist ihrerseits mit einer einzigen Lage dünnem Hartpapier 100 oder Tuchpappe,
einer Platte aus rostfreiem Stahl 102, einer oder mehreren Lagen von hitzebeständigem
gummiertem Glasfasergewebe 104 und einer oberen zweiten Trägerfolie 98a bedeckt.
Die Hartpapierlage 100 dient als elastische Druckunterlage und zur Kontrolle des
Wärmeüberganges. Das gummierte Gewebe 104 dient zur Aufnahme etwaiger Unregelmäßigkeiten
des gesättigten Materiales. Die oberen und unteren zweiten Trägerfolien 98a, 98
können auch aus einem, mit Silikon behandeltem Sulfit-Papier bestehen und werden,
wie gezeigt, den Vorratswalzen 92, 93 entnommen, welche übereinander auf einer Seite
der hydraulischen Presse 16 angeordnet sind. Bei jedem Preßzyklus erfolgt ein periodischer
Vorschub durch die Aufspulwalzen 95, 97, welche gleichfalls übereinander auf der
gegenüberliegenden Seite der Presse 16 angeordnet sind.
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Nachdem das verdichtete und wärmeausgehärtete Produkt die Presse 16
verläßt, wird es von den oberen und unteren Trägerfolien 36 und 36 a losgelöst.
Trägermaterial und Produkt werden, jedes separat, auf Aufspulwalzen 86, 88 und 90
aufgerollt. Vor dem Aufrollen wird jedoch das Endprodukt 99 zwischen einer Durchschlagsüberprüfelektrode
106 und einer geerdeten Walze 108 durchgeführt. An Elektrode 106 wird normalerweise
eine Wechselspannung von 3000 Volt angelegt, wobei eine Sicherheitsgrenze im Stromfluß
vorgesehen ist. Schlecht isolierende Stellen werden auf diese Weise festgestellt,
werden durch die Spannung perforiert, was eine Dauerkontrolle des Isolationsmaterials
gewährleistet.
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Es wird betont, daß die in der oben beschriebenen Anordnung verwendeten
Materialien zwecks Herstellung einer Isolierfolie auch andere Werkstoffe sein können,
z. B. kann die nicht verwebte"Dacron"-Verstärkung durch andere Verstärkungsmaterialien
ersetzt werden, wie z. B. Glasfasergewebe,"Dacron", leicht gebundene Gemische von
Glasfasern mit organisch-synthetischen Fasern, leicht gebundenes Glasfaserpapier,
andere synthetisch-organische oder anorganische Faserstrukturen und flacher Schaumgummi.
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Es ist auch möglich, ein Epoxyharz mit einer chemischen Zusammensetzung
zu verwenden, welche zum B aushärtet. Das getränkte Material wird dann nur bei niedriger
Temperatur verdichtet so (tan ein verstärktes
Endprodukt, beispielsweise
in Form einer Larninar-Matte entsteht. Materialien ähnlicher Art können aber au:h
bei Herstellungsprozessen ohne Verdichtungsvorgang Verwendung finden.
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Es besteht auch die Möglichkeit bei Materialien ähnlicher Zusammensetzung
wie oben beschrieben, die Epoxyharz-Tränkmasse durch folgende Stoffe zu ersetzen:
eine Polyester-Harzlösung, einen Gummikompound in einer Trägerlösung, ein Gummilatex-Kompeund,
eine Phenolformaldehyd-Tränklösung und ähnlichem.
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Außerdem kann der Acrylharz-Latexbinder der Verstärkungsschichten
durch andere, wasserlösliche Binder ersetzt werden.
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Weiterhin kann der Tränkungsvorgang auch gänzlich ausfallen, wenn
eine Faserfolie mit intensiver Feuchtschicht-Vortränkung in der Presse einer Wärmebehandlung
unterworfen wird.
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Obwohl sich die vorliegende Beschreibung im wesentli chen auf die
Erzeugung von Isolationsfolien bezieht, ist es auch ohne weiteres möglich, und überschreitet
keineswegs den Rahmen dieser Erfindung, wenn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
und unterschiedliche folienförmige Werkstoffe hergestellt werden. Beispielsweise
können verstärkte Gummiteile in Form Ventilmembranen oder Dichtungen an Stelle mit
kostenspieligen gummierten Geweben auch mit einer Gummilatex- oder Gummizement-Kombination
mit einer Verstärkung aus nicht verwebtem 11Dacron" ausgestattet werden. Die nicht
verwebte
Struktur bietet bessere Faserkraftausnützung, da die Fasern
willkürlich angeordnet sind und besser am Gummi haften. Für gedruckte oder geätzte
Schaltungen kann auch eine FB-Stadium aushärtende Epoxyharz- Glasfaser, bzw. eine
Epoxy -Dacron- Laminarmatte vorteilhaft zur Anwendung kommen. Auch eine feuerfeste
modifizierte Acrylharzfaser und Polyesterfaser mit einer Feuchtschicht -Vortränkung
iir Form eines wärmeaushärtbaren, weichen Acrylharz-Latex-Binders, kann zu einer
dünnen, flexiblen Isolierfolie verstärkt und ausgehärtet werden. Eine solche hochwertige
Isolierfolie kann mit Vorteil in elektronischen Rechenmaschinen anstelle von Silicium-oder
Deflon-Werkstoffen Verwendung finden.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Zugabe von
ungetränktein Verstärkermaterial weggelassen werden, wobei die Verstärkung dann
aus einer oberen Trägerfolie besteht, welche v or der Presse aufgelegt wird. Bei
einer weiteren, abgeänderten Ausführungsform der Erfindung kann auch die Zugabe
von ungetränktem Verstärkermaterial und von Trägerfolien oberhalb und unterhalb
der getränkten Verstärkungsschichten zwischen der Trockenvorrichtung und der hydraulischen
Presse weggelassen werden.
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Es wird hierbei nur die bereits getränkte Verstärkungsschicht mit
der unteren Trägerfolie gepreßt, verdichtet und ausgehäFtet.
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Eine weiterhin mögliche geänderte Ausführungsform der Erfindung ist
das Weglassen der oberen Trägerfolie. Hierbei wird die untere Trägerfolie und die
getränkte Verstärkungsschicht durch die Trockenvorrichtung geführt und die ungetränkte
Verstärkungsschicht kommt dann über die getränkte Verstärkungsschicht zu liegen.
Das somit entstehende Schichtpaket wird ans*chließend gepresst, verdichtet und ausgehärtet.
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Bei jeder der erwähnten abgeänderten Ausführungsformen der Erfindung
sind die Arbeitsgänge Tränkung, Trocknung, Pressen und Entnahme der Trägerfolien
gleich denen der beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen. Es soll auch festgehalten
werden, daß bei jeder der beschriebenen abgeänderten Ausführungsformen der Arbeitsgang,
betreffend die Abnahme der oberen, der unteren oder beider Trägerfolien vom Schichtpaket
nach dem Pressvorgang wegfallen kann, so daß dann jede der am Schichtpaket verbleibenden
Trägerfolien ein Bestandteil des erzeugten verstärkten Folienmateriales wird. Jede
der Trägerfolien kann in Form einer Kupferfolie ausgebildet sein, so daß als erfindungsgemäßes
Endprodukt eine kupferlaminierte, elektri -sche Isolierfolie entsteht.
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Bei einer außerdem möglichen Ausführungsform der Erfindung mag es
wünschenswert sein, eine Tränklösung zu verwenden, beispielsweise flüssiges Epoxyharz,
welches keine flüchtigen Bestandteile entilält. tn einem solchen Falle wird die
Verstärkungsschicht lediglich
getränkt, und gepreßt, während der
Trocknungsvorgang unterbleibt.
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Falls die Verwendung einer vorgetränkten Verstärkungsschicht wünschenswert
erscheint, kann dieses Verstärkungsmaterial mit einem "langlebigem" Kunstharz vorgetränkt,
getrocknet und bis zu einem gewünschten Zeitpunkt für die endgültige Aushärtung
gelagert werden.
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Aus der bisherigen Beschreibung läßt sich entnehmen, daß die erfindungsgemäße
Methode und Vorrichtung zur Herstellung von Isolationsfolien gegenüber den bisher
bekannten Tränkungsverfahren wesentliche Vorteile aufweist, welche sich durch die
Möglichkeit einer Vielzahl von Formulierungen kennzeichnen. Insbesondere soll darauf
hingewiesen werden, daß durch den zulässigen weiten Bereich der Viskositäten verwendbarer
Tränklösungen, diesem Füller beigemischt und dadurch die Gestehungskosten gesenkt
werden können.
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Der mögliche hohe Anteil von festem Kunstharz gestattet eine zusätzliche
Einsparung an Kosten für Lösungsmittel.
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Die Aneinanderreihung des Tränk-, Trocknungs- und Preß-Härtevorganges
ermöglicht die Verwendung von rasch härtenden Kunstharzen, ohne dadurch die spätere
Lagerfähigkeit des Endproduktes zu beeinträchtigen, Weiters erlaubt es das beschriebene
Verfahren die
billigsten Faserstoffe zu verwenden, welche bei den
üblichen Produktionsmethoden für eine Behandlung durch Lösemittel zu faserig wären.
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Das vorliegende Verfahren zur Erzeugung von Isolationsfolien zeichnet
sich auch dadurch aus, daß es eine bessere Dicke-Kontrolle des Endproduktes zuläßt,
als dies durch die konventionellen Tränk- und Schichtungsmethoden möglich ist. Außerdem
ist das vorliegende Tränkverfahren viel sauberer und die Vorrichtungsteile lassen
sich viel leichter reinigen, als dies beim Tauchverfßhren möglich ist. Zur Erzeugung
von ähnlichen Endprodukten, aber mit geringerer Qualität und unregelmäßiger Beschaffenheit
ist bei anderen Verfahren meistens ein größerer Aufwand nötig.
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Das Verfahren und die Vorrichtung im Sinne der Erfindung ist dahin
ausgelegt, in ökonomischer Weise ein besseres Endprodukt zu ergeben, wobei die Geräte
-Anschaffungskosten relativ gering sind.
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Das bisher Beschriebene stellt nur eine der möglichen AusfUhrungsformen
der Erfindung dar, nämlich die Erzeugung von elektrischem Isolationsmaterial in
Folienform. Es sei jedoch hervorgehoben, daß verstärktes Folienmaterial auch für
andere Zwecke durch obiges Verfahren hergestellt werden kann.
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Patentansprüche