DE2310047B2

DE2310047B2 - Verfahren und vorrichtung zum perforieren eines schichtartigen materials durch elektrische entladung

Info

Publication number: DE2310047B2
Application number: DE19732310047
Authority: DE
Inventors: Chuichi Saitama; Tsuchida Kozo Urawa Saitama; Machida (Japan)
Original assignee: Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
Current assignee: Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2310047A1; JPS5144208B2; DE2310047C3; JPS4928994A; IT979621B; GB1362360A; FR2192899A1; FR2192899B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Perforieren eines schichtartigen Materials, wie etwa einer Bahn, eines Bogens od. dgl., aus einer natürlichen oder synthetischen Substanz mit Hilfe einer elektrischen Entladung, bei dem das Material zwischen mehreren Entladungselektroden und einer gegenüber diesen angebrachten, gemeinsamen Elektrode hindurchbewegt und durch elek-Irische Entladung perforiert wird und in den Entladungsbereich ein Gasstrom zugeführt wird.

Bei einem solchen aus der US-PS 27 63 759 bekannten Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist zwischen jeweils einer t,o Entladungselektrode und der zu perforierenden und von der gemeinsamen oder Gegenelektrode getragenen Bahn eine Düse derart angeordnet, daß sie einen zur Ebene der Bahn parallel gerichteten Gasstrom in den lintladnngsbereich, also in den Ent- (,-·, ladungsbogen. hincinbläst. Durch diesen Gasstrom soll eine Löschung des hntlaclungsbogens nach der jeweiligen Ausführung einci Perforation bewirkt und ein Mitziehen des Entladungsbogens durch die sich bewegende Bahn unterbunden werden, da ein solches Mitziehen sonst zur Ausbildung von in Bewegungsrichtung der Bahn elliptisch geformten Perforationen führen würde. Dieser Gasstrom vermindert außerdem die Temperatur in der Nähe der Elektroden und unterdrückt chemische Reaktionen, die sonst bei hohen Temperaturen in der Bahn auftreten könnten. Andererseits hat diese bekannte Anordnung jedoch den Nachteil, daß die zwischen der zu perforierenden Bahn und der Entladungselektrode anzuordnenden Düsen einen bestimmten Mindestabstand zwischen den Entladungselektroden und dem zu perforierenden Material erfordern, damit sie einen parallel zur Ebene der Bahn gerichteten Gasstrom erzeugen können. Ein solcher Mindestabstand beeinträchtigt jedoch nachteilig die Wirksamkeit des neuen Verfahrens, da diese bei vorgegebener Eingangsleistung um so größer ist, je geringer der Abstand zwischen den Entladungselektroden und der zu perforierenden Bahn gemacht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der genannten Art so weiterzubilden, daß geringstmögliche Abstände zwischen den Entladungselektroden und einer zu perforierenden Bahn angewendet werden können, trotzdem Stärke und Dauer der Bogenentladung zur besseren Steuerung der Größe der Perforationen und ihres gegenseitigen Abstandes jedoch mit Hilfe eines Gasstromes beeinflußt werden können.-

Beim Verfahren der genannten Art äst diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Gasstrom durch Ausstoßen oder Einsaugen eines Gases den Entladungsbogen umgebend zugeführt wird.

Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren bzw. der bekannten Vorrichtung wird nach der erfmdungsgemäßen Lehre der Gasstrom so erzeugt, daß er nicht parallel zur Ebene der Bahn, sondern vielmehr senkrecht zu dieser gerichtet ist, wobei er gleichzeitig den Entladungsbogen annähernd vollständig einhüllt, also annähernd parallel zur gedachten Mantelfläche des Entladungsbogens von der Entladungselektrode bis zur Oberfläche der zu perforierenden Bahn verläuft. Dieses wird bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreicht, daß die Düsen etwa kreisförmig um jede Entladungselektrode herum angeordnet sind, wobei die Düsen mit einer Druck- oder Saugquelle verbunden sind, so daß also ein Gasstrom durch Ausstoßen oder aber Einsaugen von Gas bzw. Luft durch diese Düsen hindurch erzeugt wird, der die zuvor erwähnte örtliche Lage und Ausdehnung gegenüber dem Entladungsbogen hat. Durch diese Anordnung der Düsen wird jedoch nicht nur die angestrebte örtliche Lage und Formgebung des Gasstroms erreicht, sondern gleichzeitig wird die Wahl eines möglichst geringen Abstandes zwischen den Entladungselektroden und der zu perforierenden Bahn durch die konstruktive Ausbildung der Düsen und ihrer Anordnung nicht beeinträchtigt. Je geringer dieser Abstand ist, um so wirkungsvoller kann die Perforation ausgeführt werden. Da andererseits jeder Entladungsbogen individuell von dem ihm zugeordneten Gasstrom eingeschlossen wird, werden auch jeweils benachbarte Entladungsbogen voneinander getrennt, so daß die gegenseitigen Abstande der Entladungselektroden unii damit auch der angestrebten Perforationslöcher sehr viel geringer gemiicht werden können, als dieses bisher möglich war.

Durch den Gasstrom wird dabei auch wirkungsvoll eine Kriechentladung unterbunden, wodurch die Größe der Perforationslöcher ebenfalls sehr viel geringer gemacht werden kann, als dieses bisher der Fall war.

Wird kein Gasstrom zugeführt (vgl. Ausführungsbeispiel), so ist dies funktionstechnisch der Zuführung eines parallel zur Ebene der zu perforierenden Bahn gerichteten Gasstromes ähnlich, da bei einer derartigen Zuführung eines Gasstromes der Entladungsbögen von dem Gasstrom nicht eingeschlossen wird, sondern vielmehr sogar in Richtung eines benachbarten Entladungsbogens umgelenkt v/erden kann, wodurch die angestrebte Trennung zwischen jeweils benachbarten Entladungsbögen nicht erreicht werden kann. Vielmehr wird in diesem Fall der Gasstrom allein zum Löschen bzw. Ausblasen des Entladungsbogens und zum Unterbinden eines Mitziehens des Entladungsbogens in Transportrichtung der zu perforierenden Bahn benutzt.

Die folgende Tabelle I zeigt die Wirkungen und Vorteile, die durch Anwendung der Erfindung im Vergleich mit den Ergebnissen des herkömmlichen Verfahrens erzielt werden.

Tabelle 1

Entladungsart Elektrische Ent- Elektrische Entladung in er- ladung in statiozwungener Gas- närer Luft
Strömung

Hauptmethode
zum Regeln der
Perforation

Perforationsabstand

Perforationsdurchmesser
Verschmoren der klein
Perforationsränder

klein

Abnutzung der
Spitze der Entladungselektroden

klein

groß
groß
groß

groß

10

Temperaturanstieg klein groß

in dem Entladungsteil der Elektroden

Schwankungsbreite groß klein

der Permeabilität
(oder Porosität)
des perforierten
Artikels

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird folgendes Beispiel gegeben:

Menge der aus- Angelegte Spangestoßenen Luft nung, Strom
und Frequenz

Beispiel

Als Entladungselektroden werden mehrere Wolframdrähte verwendet, die in Abständen von etwa 3 mm angeordnet sind. Die Entladungselektroden liegen

2^r> einer gemeinsamen geerdeten Metallrolle gegenüber, so daß die ersteren zur letzteren einen Abstand von einigen Millimetern haben. Jede Entladungselektrode ist mit einer Hochspannungsquelle verbunden, die Hochfrequenzimpulse erzeugt. Rund um jeden WoIframdraht sind Düsen zum Ausstoßen oder Einsaugen eines Gases derart angeordnet, daß ein Gasstrom die zwischen den Entladungselektroden und der Metallrolle entstehenden Bögen umgibt, und die Strömungsgeschwindigkeit des Gases wird durch die Verwendung eines Strömungsregelventils gleichmäßig gemacht, wodurch sich die Bogenentladung auf jedem Teil einer zu perforierenden Bahn fortsetzen kann. Die Bahn läuft mit einer Geschwindigkeit von 120 m/min durch, und eine Entladungsfrequenz von 3 kHz wird hergestellt, während sich die Bahn in Kontakt mit der geerdeten Metallrolle befindet, dagegen mit den Wplframdrähten, d. i. den nadelartigen Entladungselektroden, keinen Kontakt hat. Als Gas wird Druckluft verwendet. Die nachstehende Tabelle 2 zeigt einen Vergleich zwischen den Ergebnissen unter Verwendung eines solchen Gasstromes und denen ohne Gasstrom.

Tabelle 2

Erfindungsgemäßes
Verfahren

Herkömmliches Verfahren

Zu perforierende Bahn

Verpackungspapier A
(Gewicht 37 g/m²)

Perforationsbedingungen und Eigenschaften des Produkts

Entladungsspannung (kV) Austrittsdruck an der Düse (kg/cm²)

Perforationsdichte (Anz. von Perforationen pro Flächeneinheit

Perforationsdurchmesser (μ) Schwärzung an den Perforationsrändern

Elektrische Entladung in erzwungener Gas strömung	Elektrische Entladung in stationärer Luft
7	7
1,5	0
50-60	10-20
30-40	50-100
geringfügige Schwärzung	merkliche Schwärzung

Fortsetzung

ErfindungsgemüUes Verfahren

Herkömmliches Verfahren

Verpackungspapier
(Gewicht 100 g/m²)

Weiches Polyvinylchlorid
(Dicke 100 μ)

Entladungsspannung (kV) Austrittsdruck an Düse (kg/cm²) Perforationsdichte (Anzahl von Perforationen pro Flächeneinheit) Perforationsdurchmesser (μ) Schwärzung in den Perforationsrändern

Entladungsspannung (kV) Austrittsdruck an Düse (kg/cm²) Perforationsdichte Perforntionsdurchmesser (μ) Schwärzung an Perforationsrändern

15	15
2,0	0
20-30	5-7
50-80	100-300
etwas braun	merklich
	braun
15	15
2,0	0
15-20	5-7
50-100	300-500
geringfügig	merklich
schwarzbraun	schwarzbraun

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Perforieren eines schichtartigen Materials, wie etwa einer Bahn, eines Bogens od. dgl., aus einer natürlichen oder synthetischen Substanz mit Hilfe einer elektrischen Entladung, bei dem das Material zwischen mehreren Entladungselektroden und einer gegenüber diesen angebrachten, gemeinsamen Elektrode hindurchbewegt und durch elek-Irische Entladung perforiert wird und in den Entladungsbereich ein Gasstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom durch Ausstoßen oder Einsaugen eines Gases den Entladungsbogen umgebend zugeführt wird.

2. Vorrichtung zum Perforieren eines schichtartigen Materials, wie etwa einer Bahn, eines Bogens od. dgl., aus einer natürlichen oder synthetischen Substanz mit Hilfe einer elektrischen Entladung, mit mehreren Entladungselektroden, einer gemeinsamen Elektrode, die im Abstand gegenüber den Entladungselektroden angeordnet ist, mit einer Transporteinrichtung, die die Bahn zwischen den Entladungselektroden und der gemeinsamen Elektrode hindurchführt, mit einer elektrischen Schaltung, die eine Bogen- oder Funkenentladung durch die Bahn hindurch zwischen den Elektroden bewirkt, sowie mit Düsen zum Erzeugen eines Gasstroms im Entladungsbereich, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen zur Erzeugung einer den Entladungsbogen umgebenden Gasströmung jeweils um jede Entladungselektrode herum angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungselektroden alle über einen herauftransformierenden Transformator an einen Generator für hochfrequente Impulse in der Weise angeschlossen sind, daß jeweils ein unabhängiger Entladungskreis gebildet ist, durch den an jede Entladungselektrode ein hochfrequenter Impuls hoher Spannung und geringer Stromstärke angelegt wird.

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