DE1935572A1 - Verfahren zum Verbinden zweier Streifen mit thermoplastischen Oberflaechen mittels Ultraschall und Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Verbinden zweier Streifen mit thermoplastischen Oberflaechen mittels Ultraschall und Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens

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Description

P ATE NIANW'Ä II L
K 1NG. WOLFF, H. BARTTiL.: 91/29/75 25. Juni 1969
L, Γ FPANDES, DBL-JN G. H'c. \ -
'■ ΐ" . IART-N, LANGE STRASiE 5!
RecNr. 121 988
EASTMAN KODAK COMPANY, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika
Verfahren zum Verbinden zweier Streifen mit thermoplastischen Oberflächen mittels Ultraschall und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden der Enden zweier Streifen, bei dem die zu verbindenden Enden mit ihren thermoplastischen Oberflächen aneinandergelegt auf die Auflagefläche eines Ambosses gelegt werden, ein Ultraschallgeber mit seiner Schallabstrahlfläche auf die zu verbindenden Enden aufgesetzt wird und durch Beschallung mittels Ultraschall die thermoplastischen Oberflächen erweicht und anschließend durch Zusammenpressen die Enden miteinander verschweißt werden.
In der Filmindustrie ist es häufig notwendig, zwei Filmstreifen miteinander zu verbinden, wenn z.B. ein Film gerissen ist oder wenn ein Vorspann mit dem Film verbunden werden muß. Das kann auf verschiedene Weise geschehen,
009814/1641
pad
indem man z.B. einen Klebstoff benutzt oder indem man die Enden der zwei Filmstreifen einander überlappend aufeinander legt und sie mit Ultraschall bestrahlt, so daß der thermoplastische Film erweicht und die zwei Enden sich miteinander verbinden. Bei dem letztgenannten Verfahren ist es bekannt, die zu verbindenden Enden der Filmstreifen einander überlappend auf einen Amboß mit ebener Auflagefläche zu legen und einen Ultraschallgeber mit seiner ebenfalls ebenen Schallabstrahlfläche parallel zu den Filmstreifen und der Auflagefläche des Ambosses auf die zu verbindenden Enden aufzusetzen und diese mittels Ultraschall miteinander zu verbinden. Dabei kann man aber eine Versprödung des FiI-fc mes unmittelbar an der Verbindungsstelle feststellen, und zwar in dem Bereich des oberen Filmes, der der Endkante des unteren Filmes benachbart ist. Aufgrund dieser Versprödung kann ein Film an der Verbindungsstelle reißen, wenn er durch eine Filmvorführkamera oder durch andere sehneHäufende Geräte hindurchläuft. Diese Erscheinung tritt besonders bei Filmen' aus Celluloseacetat auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Versprödung der Verbindungsstelle zweier Filmstreifen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers " beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Winkel gegeneinander gehalten werden.
Dadurch wird erreicht, daß in der Verbindungsstelle der beiden Filmstreifen an der gefährdeten Stelle keine Versprödung auftritt, weil die Ultraschallenergie am stärksten auf die nicht gefährdete Endkante des oberen"Filmendes und am schwächsten auf die gefährdete Stelle im Bereich der Endkante des unteren Filmendes einwirkt, und dadurch die Ver-
0098 U/ 1641 BADORiGiNAL
bindungsstelle die gleiche Festigkeit aufweist wie die Filmstreifen selbst,
Das Verfahren wird vorteilhaft in der Weise durchgeführt, daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Winkel bis zu 45°, vorzugsweise in einem Winkel von 2 bis 5°, gehalten werden.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung, die einen Amboß und einen Ultfaschallgeber aufweist, die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers in einem spitzen Winkel gegeneinander geneigt sind.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungs form der Vorrichtung sind die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers eben und eine dieser Flächen ist horizontal angeordnet.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt
nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1 eines ersten Ausführungsbeispieles;
009 8 U/ 1 6 4 1
BAD OWGfNAL
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel«
Die Vorrichtung des ersten in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles weist im wesentlichen einen Amboß 11 und einen Ultraschallgeber 17 auf*
Der Amboß 11 besteht aus Stahl oder aus einem anderen geeigneten Metall· In seinem oberen Teil weist er eine Nut auf, deren Bodenfläche 15 in einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt ist. Oberhalb der Bodenfläche 15 ist der Ultraschallgeber 17 angeordnet, der eine ebene Schallabstrahlfläche 19 aufi^eist, welche horizontal liegt, so daß zwischen ihr und der geneigten Bodenfläche 15 des Ambosses 11 ein spitzer Winkel eingeschlossen ist. Zwei Streifen 21 und 25 eines Celluloseacetatfilmes von 8 mm Breite sind in die Nut 13 so eingelegt, daß ihre sich einander überlappenden Enden sich zwischen den ebenen Flächen 15 und 19 befinden.
Wenn man die beiden Filmstreifen verbinden will, bringt man den Ultraschallgeber 17 in Berührung mit der oberen Filmoberfläche, und zwar in einem Bereich, der mindestens so groß ist wie der Bereich, in dem sich die beiden Filmstreifen überlappen. Nach dem Einschalten des Ultraschallgebers 17 erweicht das thermoplastische Filmmaterial und die beiden Enden der Filmstreifen verbinden sich miteinander in einer festen, nicht versprödeten Verbindungsstelle, die im wesentlichen die gleiche Dicke aufweist wie der Originalfilm, Nach einer kurzen Zeit, in der Größenordnung von etwa 1 eec. oder weniger (z.B. 0,3 oder 0,4 see), wird der Ultraschallgeber viieder ausgeschaltet. Die Verbindungsstelle kühlt ab und das erweichte Plastikmaterial \tfird wieder
BAD ORfGINAL 0098U/1641
fest. Der Ultraschallgeber 17 wird abgehoben und der zusammengefügte Film entfernt, um für die nächsten zu verbindenden Filmstreifen Platz zu schaffen.
Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend abgewandelt, daß der Amboß 11' eine obere Auflagefläche 1.5' aufweist, die im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, und daß der Ultraschallgeber.17' eine ebene Bodenfläche 19' aufweist, die gegenüber der Horizontalen und damit gegenüber der Auflagefläche 15' in einem spitzen Winkel geneigt ist. Mit diesem Ausführungsbeispiel itfird ebenfalls eine starke, nicht versprödete Verbindungsstelle zweier Filmstreifen hergestellt, wie das in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Mit dem angegebenen Verfahren unter Benutzung der vorstehend näher beschriebenen Vorrichtungen erhält man starke Verbindungsstellen von Filmstreifen, die keine Versprödung in den mit 27 bzw, 27' bezeichneten Bereichen aufweisen, wie das der Fall ist, wenn man einen Amboß und einen Ultraschallgeber benutzt, deren einander zugekehrte Flächen zueinander parallel sind. Diese Verbesserung ist darauf zurückzuführen, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ein Gradient bei der Übertragung der Ultraschallenergie in der Weise auftritt, daß die Schwingungen am stärksten auf das Schnittende des oben liegenden Filmstreifens und am schwächsten auf die Stelle einwirken, unterhalb der das Schnittende des unteren Filmstreifens liegt. Die Festigkeit solcher Verbindungsstellen läßt sich leicht dadurch abschätzen, daß man den aneinandergefügten Film über einen kleinen Radius biegt. Filme, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung miteinander verbunden wurden, überstehen ein solches Biegen, während
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Filme, die nach einem Verfahren unter Verwendung paralleler Flächen verbunden wurden, an den mit 27 bzw. 27· bezeichneten Stellen brechen.
Die Ultraschallschwingungen können auf jede geeignete, in der Ultraschalltechnik bekannte Art und Weise erzeugt werden. Es wird hierzu auf die US-Patentschrift 3 022 814 hingewiesen, in der beide Arten von Ultraschallgebern, nämlich die magnetostriktiven und die piezoelektrischen Geber, beschrieben sind, die für die vorliegende Erfindung in Betracht kommen. Im allgemeinen liegen die verwendeten Frefc quenzen zwischen 20.000 und 40.000 Hz. Sie können jedoch auch darüber und darunter liegen.
Die Vorteile der Erfindung wurden besonders im Hinblick auf die Anwendung auf Celluloseacetatfilme beschrieben. Das beschriebene Verfahren zum Verbinden zweier Filmstreifen läßt sich jedoch ebenso erfolgreich auf andere Arten thermoplastischer Werkstoffe anwenden, welche in der Filmindustrie bekannt sind, z.B.ϊ
Cellulosenitrate, Polyäthylene, Polyäthylenterephthalate, Polyvinylchloride, Mischpolymerisate aus Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat und Polyvinylidenchloride.
Gute Ergebnisse erzielt man mit Filmen dieser und anderer thermoplastischer Werkstoffe jeder handelsüblichen Dicke, d.h. von 0,025 bis 0,38 mm {0,001 bis 0,015") Dicke.
Im allgemeinen wird das Verfahren mit einer Vorrichtung durchgeführt, bei der die Relativbewegung zwischen einem obenliegenden Ultraschallgeber und einem untenliegenden Amboß stattfindet. Das Verfahren kann jedoch ebenso durchge-
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führt werden, wenn diese Teile in einer anderen Zuordnung zueinander stehen, z.B. der Ultraschallgeber unten und der Amboß oben, oder bei einer Anordnung der beiden Teile nebeneinander und einer seitlichen Relativbewegung zueinander.
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Claims (4)

- 8 ■-.■;' Patentansprüche
1)JVerfahren zum Verbinden der Enden zweier Streifen, bei /dem die zu verbindenden Enden mit ihren thermoplastischen Oberflächen aneinandergelegt auf die Auflagefläche eines Ambosses gelegt werden, ein Ultraschallgeber mit seiner Schallabstrahlfläche auf die zu verbindenden Enden aufgesetzt wird und durch Beschallung mittels Ultraschall die thermoplastischen Oberflächen erweicht und anschließend durch Zusammenpressen die Enden mit- ψ einander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Winkel gegeneinander gehalten werden.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufliigeflache des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgcbers beim Einwirken auf die zu verbindenden Enden der Streifen in einem spitzen Kinkel bis zu 45°, vorzugsweise in einem Winkel von 2 bis 5°, gehalten werden. .
. 3) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschallgebers in einen spitzen 'Winkel gegeneinander geneigt sind.
4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche des Ambosses und die Schallabstrahlfläche des Ultraschalljrebers eben sind und daß eine dieser Flächen horizontal angeordnet ist.
BAD ORIGfNAL 009 8U/16AT
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