DE2601810A1

DE2601810A1 - Schleieriger bzw. unklarer polypropylenfilm

Info

Publication number: DE2601810A1
Application number: DE19762601810
Authority: DE
Inventors: Emilie Lucille Carley; John Walker Eustance; Stanley Young Hobbs
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1976-09-09
Also published as: DE2660907C2; GB1542671A; FI64534B; JPS51109982A; FR2408449A1; JPS5772819A; FI64534C; JPS6012217B2; FI760442A; JPS626977B2; IT1055895B; GB1542672A; DE2601810C2; CA1053339A; FR2408449B1

Description

2601810 Dr.HorstJchüler _ig<
januar ^₇₆

Nlddaetr. 62

3816-36-CA-31O2A

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U-S.A.

Schleieriger bzw. unklarer Polypropylenfilm

Die Erfindung bezieht siah auf einen Kunstharz-Polypropylenfilm und insbesondere auf einen schleierigen bzw. unklaren oder unscharfen .Polypropylenfilm mit einer gleichförmig unregelmäßigen oder erhabenen Reliefoberfläche, deren Unregelmäßigkeiten sich in einer vorbestimmten Form oder einem entsprechenden Muster befinden und mit einem vorbestimmten Reliefgrad ausgebildet sind.

Polypropylenfilm hat bei der Benutzung als dielektrisches Medium in dielektrischen, flüssigkeitsimprägnierten elektrischen Kondensatoren eine weite Verbreitung gefunden. Bei der Herstellung eines solchen Kondensators werden sehr dünne Polypropylenstreifen mit Aluminiumfolienstreifen geschichtet, und diese Zusammensetzung bzw. Schichtung wird zu einer festen Rollenform aufgewickelt. Die Rolle wird in einem geeigneten Gehäuse angeordnet und mit einem dielektrischen flüssigen Imprägniermittel imprägniert. Alternativ können die Aluminiumfolienstreifen dadurch ersetzt werden, daß Metallbeschichtungen auf geeigneten dielektrischen Streifen angebracht werden. Der nach den bekannten Blasschlauch- und Zug- und Aufspannverfahren (blown tube and draft and tentering processes) hergestellte Polypropylenfilm hat gewöhnlich sehr glatte kompakte Oberflächen,

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die dazu neigen, sehr fest aneinander oder an anderen angrenzenden Oberflächen zu haften. Hierdurch ergibt sich ein Problem bezüglich des Versuchs, den Film im Zustand einer fest aufgewickelten Kondensatorrolle zu imprägnieren. Es ist besonders schwierig, das Imprägniermittel, wie ein Öl, dazu zu veranlassen, die Kondensatorrolle vollständig, zu durchdringen, und zwar insbesondere bezüglich der Grenzflächen der Polypropylenstreifen und Polypropylen- sowie Folienstreifen.

Aus diesem Grund wurden zahlreiche frühere Versuche dur; ugeführt, um die Imprägnierung von Kondensatorrollen durch Aufrauhen der angrenzenden Filmstreifen, Folien usw., zu beschleunigen, und zwar durch Ätz-, Gravierungs-, Abtragungs- bzw. Abschleif- oder Formungsverfahren. Das Ergebnis dieser Verfahren hat sich aus einer Anzahl von Gründen nicht als zufriedenstellend erwiesen. Insbesondere neigen viele dieser Aufrauhungsprozesse dazu, die körperliche Festigkeit des Films wie auch die dielektrische Festigkeit zu beeinflussen. Auch Formgebungsvorgänge, die die Gesamtdicke des Films vergrößern, wie Riffelungen und Gravierungen, erhöhen die Gesamtdicke der Rolle, die dadurch übermäßig groß wird. Es wurde festgestellt, daß nach dem Blasschlauchverfahren ein Film erzeugt wird, dessen Oberflächenbereiche schwach aufgerauht sind. Jedoch ist die Rauhigkeit nicht gleichförmig, sondern vielmehr sporadisch, und nicht einer Vorbestimmung bei dem Filmherstellungsvorgang unterworfen .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Polypropylenfilms der genannten Art und eines entsprechenden Verfahrens zu seiner Herstellung.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe hat nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der aus einem Extruder in einem Filmherstellungsvorgang austretende Polypropylenschlauch oder -halm einen Abschnitt, der in vorbestimmter Weise temperaturgesteuert wird, um eine umfassende bzw. ausgedehnte kontinuierliche und gleichförmige Sphärolithbildung mit einer überwiegenden Typ III Kristallstruktur an der Außenfläche des Schlauchs bzw. halmartigen "

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26m IB Hl

Gebildes zu begründen. Nach dem Aufblasen des Schlauches wird das Auftreten der erwünschten Unregelmäßigkeit oder Unscharfe bzw. Schleierbildung an der Schlauchaußenfläche begründet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - in einer schematischen Darstellung ein zum Erzeugen von Polypropylenfilm angewendetes ßlasschlauch- oder Blasenverfahren,

Figur 2 - eine Mikrofotografie eines nicht schleierigen bzw. unscharfen oder unklaren Films,

Figur 3 - eine Mikrofotografie eines Polypropylenfilmstücks mit einer Oberflächenunregelmäßigkeit von 2o % Unscharfe,

Figur 4 - eine Mikrofotografie eines Polypropylenfilmstücks mit einer Oberflächenunregelmäßigkeit von 3o % Unscharfe,

Figur 5 - eine Mikrofotografie eines Polypropylenfilmstücks mit einer Oberflächenunregelmäßigkeit von 4o % Unscharfe,

Figur 6 - einen mit dem schleierigen bzw. unscharfen oder unklaren Film nach der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Kondensator und

Figur 7 - eine Kondensatorrolle mit dem schleierigen bzw. unscharfen oder unklaren Film nach der vorliegenden Erfindung.

Gemäß der Blasschlauchvorrichtung Io aus Figur 1 wird ein Polypropylenharz in Form von Kügelchen bzw. Pillen 11 in einen Einfülltrichter 12 und dann in einen Extruder 13 geführt, wo diese Polypropylenbestandteile erhitzt werden, um eine sehr weiche oder geschmolzene Polypropylenmasse zu bilden. Diese Masse wird von dem Extruder 13 durch eine Preßmatrize bzw. -platte 14 in Schlauchform stranggepreßt und kommt in Kontakt mit einem Kühldorn 15, wo die Masse in Form eines Schlauchs bzw. halmartigen Gebildes 16 zu kristallisieren beginnt. Von dem Kühldorn 15 wird der Schlauch 16 durch ein Paar von Walzen 17 gezogen, die den Schlauch zusammenpressen/ und zwar unter Abdichtbeziehung zu einem in einer Nute in den Walzen hindurchgelangenden Luftrohr 18. Nach dem Passieren der Walzen 17 wird der gekühlte und kristallisierte Schlauch 16 durch ein geeignetes Heizmittel 19, beispielsweise durch eine Strahlungs-

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ORIGINAL INSPECTED

heizvorrichtung, wieder auf seine Erweichungstemperatur erhitzt und dann durch Einführen von unter Druck stehender Luft über das Luftrohr 18 aufgeblasen. Hierbei ergibt sich eine gesteuerte Blase oder ein großer Schlauch 2o, wodurch das Polypropylenmaterial· in beiden horizontalen und vertikalen Richtungen um einen Faktor von etwa 6 gedehnt wird, um einen zweiachsig orientierten Polypropylenfilm zu bilden. Die Biase 2o wird dann zwischen einem weiteren Paar von Kiernm- bzw. Quetschwal·zen (nicht dargestellt) zusammengelegt und zu einer Schlitzvorrichtung befördert, wo die Blase in einen oder mehrere Streifen aufgeschlitzt wird, die dann auf eine Aufnahmewikkelrolle aufgewickelt werden. Typische Gebilde und Verfahren zum Erzeugen von Fiimen nach einem ßlasschlauchvorgang finden sich in den US-Patenten 2 72o 68o, 3 235 632 und 3 223 764.

Bei der praktischen Durchführung des oben beschriebenen Filmherstellungsvorgangs wurde festgestellt, daß zeitweilig gewisse Oberflächenunregelmäßigkeiten im Film auftraten. Diese Unregelmäßigkeiten unterschieden sich erheblich von einer Filmcharge zur anderen und waren auch nicht gleichförmig über die Oberfläche verteilt bzw. erstreckten sich nicht über die Oberfläche eines großflächigen Fiims. In typischer Weise waren diese unregelmäßigen Oberflächen sowohl bezüglich der Verteilung über die Filmoberfläche, als auch bezüglich des Grades der Unregelmäßigkeit ungleichförmig. Zusätzlich war das Muster der unregelmäßigen Gestaltung über die Filmoberfläche nicht gleichmäßig, und das Vorhandensein oder Fehlen von Unregelmäßigkeiten war nicht leicht vorbestimmbar, sondern es wurde zuweilen als zufällig angesehen.

Die Filmunregelmäßigkeiten erzeugten eine trübe bzw. undurchlässige Filmart, die in vielen Fällen gegenüber einem klaren glatten Film als weniger wünschenswert angenommen wurde. Es wurde dann festgestellt, daß einige dieser aufgerauhten Filme besonders wünschenswerte Imprägnierungseigenschaften aufweisen.Wenn beispielsweise ausgewählte Filmproben maximaler Rauhigkeit zum Wickeln experimenteller Kondensatorrollen benutzt wurden, ergab sich, daß der Film nicht an sich selbst oder angrenzenden Oberflächen anklebt oder anhaftet. Auch sorgte die Rauhigkeit des Films für ein gewisses Ab-

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zu
standsmaß /angrenzenden Oberflächen, so daß eine Imprägnierungsflüssigkeit leichter in den Raum eintreten konnte. Dementsprechend wurde nicht nur eine vergrößerte und gleichförmige Rauhigkeit zu einem erwünschten Merkmal, sondern es wurde auch ihre Vorhersagbarkeit, Steuerung und Gleichförmigkeit beim Anwenden eines Filmherstellungsvorgangs zu einem notwendigen Kriterium.

Es wurde nunmehr festgestellt, daß bestimmte Blasschlauchverfahren-Temperatursteuerungen angewendet werden können, um tatsächlich das Vorhandensein oder Fehlen von Unregelmäßigkeiten auf der Filmoberfläche vorherzubestimmen. Und was noch wichtiger ist, es wurde festgestellt, daß diese Unregelmäßigkeiten über der Filmoberfläche gleichmäßig in gesteigerter Konzentration und größerem Reliefgrad gleichförmig erzeugt werden können. Wenn die Unregelmäßigkeiten von einer bestimmten Art sind, wenn das Oberflächenmuster der Unregelmäßigkeiten gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Films verteilt ist und wenn der Grad bzw. das Ausmaß des erhabenen Reliefs innerhalb vorbestimmter Grenzen liegt sowie ebenfalls gleichmäßig über die Oberfläche des Films verteilt ist, wird dieser nach der .vorliegenden Erfindung als schleieriger bzw. unscharfer oder unklarer Film (hazy film) bezeichnet.

Eine Messung der Oberflächenrauhigkeit oder -unregelmäßigkeit kann in Ausdrücken der Schleierbildung oder Unscharfe des Films erfolgen. Die Unscharfe bzw. Unklarheit wird durch Messung des durch einen Filmabschnitt gelangenden Lichts bestimmt, und zwar im allgemeinen des rechtwinklig durch die Ober- und Unterflächen und nicht des seitwärts gelangenden Lichts. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wurde ein Unschärfemeßgerät in Form einer handelsüblich erhältlichen Vorrichtung der Gardner Laboratory Corporation, Bethesda, Maryland, Katalog #Ησΐ2ο4, angewendet. Auch wurde ein digitales fotometrisches Glied, Katalog #PG55oo, benutzt. Das Unschärfemeßgerät leitet Licht durch den Film und mißt die Lichtintensität nach dem Passieren des Lichts durch den Film im Vergleich zu der den Film erreichenden Lichtintensität. Die erzielten Werte werden in Prozent Filmunschärfe bzw- -Unklarheit angegeben. Die angewendeten Testverfahren sind anerkannte Tests ASTM-

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26U iB10

Dloo3, ASTM-D1O44 und FTMS 4o6, Verfahren 3o22, der 'American Society for Testing Materials'.

Mit einem.Unscharfe- bzw. Schleiermeßgerät wurden in kleinen Intervallen über einen Filmstreifen Messungen durchgeführt, beispielsweise 15 Messungen bei einem Filmstreifen von etwa 1 m Breite. Für die Io größten ünschärfemeßwerte und für die 5 niedrigsten Meßwerte wurde jeweils ein mittlerer Meßwert aufgenommen. Die dem gesamten Film zugewiesene Unschärfebeschreibung ist eine Zusammensetzung der zwei Mittelwerte, beispielsweise eine 4o/2o Unscharfe bzw. Unklarheit. Wenn eine einzelne. Unschärfezahl vorliegt, ist diese Zahl,

-ige
beispielsweise eine 3o %/Unschärfe, die von dem Unscharfemeßgerät erzielte einzige Zahl. Es wurde auch ein Gardiner-Glanzmeßgerät, Katalog /fGG9o42, unter Verwendung des ASTM-Tests D2457-7o benutzt. Diese Vorrichtung mißt das von einer Filmoberfläche reflektierte Licht, und zwar auch in Ausdrücken der Unscharfe bzw. Unklarheit.

Die Unscharfe des Films kann durch Beeinflussen oder Steuern der Temperaturbedingungen eines vorbestimmten Bereiches des Schlauchs in der Anlage aus Figur 1 gesteuert werden. Dieses kann klar dadurch demonstriert werden, daß ein spezifischer kleiner Bereich des Schlauches erhitzt oder durch beispielsweise eine schnelle Sprühkühlung gekühlt wird und daß die sich ergebenden Unschärfedifferenzen in der Blase festgehalten werden. Eine Temperatursteuerung kann beispielsweise in Form eines in Figur 1 in einer Kammer 22 dargestellten Heizrings 21 auf den Schlauch 16 ausgeübt werden. Ein geeignetes TemperaturSteuerungsfluid, wie Luft, kann durch einen oder mehrere Ringe 21 zirkulieren, um durch hierin ausgebildete passende Öffnungen gesprüht zu werden bzw. auszutreten und mit dem Schlauch 16 in Berührung zu kommen, damit die Temperatur desselben über eine vorbestimmte axiale Länge erhöht oder vermindert wird. Ein solches Erwärmen oder Abkühlen kann mit einer Vielzahl von bekannten Geräten erzielt werden, die die Temperatur eines hindurchbewegten Objekts erhöhen oder vermindern können, und zwar durch direkten oder indirekten Kontakt, durch Flüssigkeiten oder Gase oder durch Strahlungsbeeinflussung, um typische Beispiele zu nennen.

Die Temperatursteuerung muß jedoch an einer vorbestimmten Position

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bzw. einem entsprechenden Bereich des Schlauches 16 durchgeführt werden. Das Polypropylen tritt in einem geschmolzenen bzw. erweichten Zustand aus der Preßmatrize bzw. -platte 14 aus und bewegt sich koaxial um den Dorn 15, um progressiv gekühlt zu werden und als Schlauch 16 zu kristallisieren. Beim Kühlen des Schlauches 16 tritt eine in Umfangsrichtung verlaufende 'Frostlinie¹ 16(a) oder ein entsprechender Rand an einer Position auf, die etwa 152,4 - 6o9,6 mm (6 - 24 Zoll) von der Preßmatrize 14 entfernt ist. Diese Linie ist sichtbar und stellt die Kristallisationslinie dar, welche den Bereich wiedergibt, in dem eine vollständige Kristallisation des Polypropylenschlauchs stattgefunden hat. Die nach der vorliegenden Erfindung vorgesehene Temperatursteuerung bzw. -beeinflussung, die normalerweise einer Wärmezufuhr zum Schlauch entspricht, muß hinter der Preßmatrize sowie vor der 'Frostlinie¹ und vorzugsweise an einem mittleren Abschnitt angewendet werden.

Üblicherweise sind bei einem Blasschlauch-Filmherstellungsvorgang die Dornkühltemperatüren, die Schlauchtemperatüren und die 'Frostlinie' ziemlich feste Bedingungen, und ihre Bereiche sind relativ begrenzt. Beispielsweise beträgt die Temperatur des aus der Preßmatrize 14 austretenden Polypropylens etwa 2 5o C (455 F), wobei die Temperatur der 'Frostlinie' etwa bei 93,5 C (2oo F) liegt. Unter diesen Bedingungen liegen die Kristallisationseigenschaften des Schlauches ebenfalls ziemlich fest, und die Art der Kristallbildung ist gewissermaßen konstant.

Der schleierige bzw. unscharfe oder unklare Film nach der vorliegenden Erfindung wird durch die gesteuerte Ausbildung eines Hautbzw. Randzoneneffekts oder einer spezifischen Kristallschicht im Schlauch begründet. Der Hauteffekt des Schlauches kann als eine Schicht an der Schlauchaußenfläche beschrieben werden, die einen Bereich von bedeutend vergrößerter Dichte an Sphärolithen bzw. runden Kristallkörperchen von Typ III Polypropylenkristallen aufweist. Durch das Vorhandensein dieses Hauteffekts im Schlauch wird dessen äußere Oberfläche bei der zweiachsigen bzw. biaxialen Orientierung in der Blase in die schleierige bzw. unscharfe oder unklare Oberfläche nach der vorliegenden Erfindung umgewandelt. Eine Erklärung

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bezüglich der für die Unscharfe zust ändigen Typ III Kristalle besteht darin, daß der Typ III Kristall im Filmherstellungsvorgang ein flüchtiger Kristall ist. Versuche haben ergeben, daß der Typ III Polypropylenkristall während des Miedererwärmungsvorgangs bei 19 (Figur 1) unmittelbar vor dem B lasdehnVorgang schmilzt. Die Wiedererwärmungstemperaturen liegen zwischen etwa 14o C und 155 C (2 85 - 3Io F). Der Typ III Polypropylenkristall im Schlauch hat eine Dichte von etwa o,8 und verwandelt sich aufgrund des Passierens der Wiedererwärmungsvorrichtung 19 zu Kristallen der Typen I und II, die Dichten in der Größenordnung von o,9 haben. Daher führen das Dehnen der B läse in Verbindung mit der Dichteänderung der Kristalle zu einer Diskontinuität bzw. Ungleichförmigkeit oder einem kraterähnlichen Effekt, woraus sich das Merkmal der Unscharfe ergibt.

Der zum schleierigen bzw. unscharfen oder unklaren Film führende Hauteffekt kann dadurch begründet werden, daß eine bestimmte Temperaturdifferenz zwischen dem Polypropylenschlauch an der Dornoberfläche und an einem entgegengesetzten Punkt an der Schlauchaußenfläche bewirkt wird. Diese Temperaturdifferenz bzw. dieses Temperaturgefälle ist auch mit der Tatsache verbunden, daß sich der Schlauch unter einer Zugspannung befindet, wenn er von den Klemmwalzen 17 gezogen wird. Deshalb verändern die zusätzliche Kühlung oder Erhitzung des Schlauches die in diesem auftretende Spannung und Belastung. Eine Zunahme der Temperatur führt zum Erzeugen von Scherbelastungen während des Vorgangs und zu einem größeren Maß an Kristallkernbildung in der äußeren Schlauchoberfläche, und zwar mit mehr "Sphärolithen mit einer Typ III Kristallstruktur. Die vergrößerte Kristalldichte in der Außenfläche bestimmt den Hauteffekt. Ein wesentlicher Faktor bei schleierigem bzw. unscharfem Film ist die Ausbildung des Hauteffekts an einer Oberfläche des Schlauches, wenn dieser mittels einer spezifischen Temperatursteuerung zu einer endgültigen Filmform verarbeitet wird. Der Hauteffekt ist physikalisch und deutlich in einer Mikrofotografie eines Schlauchabschnitts unterscheidbar.

Der Hauteffekt wird bei einer Anwendung der vorliegenden Erfindung

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dadurch zum Auftreten veranlaßt, daß die Temperatur der Außenfläche des Schlauches mittels der Heizvorrichtung 22 vor der 'Frostlinie¹ sehr schnell erhöht wird, und zwar ohne nachteilige Störung der 'Frostlinie¹ und ohne Unterbrechung der im wesentlichen ausgeglichenen Wärmeflußbedingungen an dem Dorn und im Schlauch, wodurch sich eine gute Schlauchausbildung ergibt. Es wird angenommen, daß unter diesen Bedingungen ein günstiger Temperaturgradient oder ein entsprechender Temperaturverlauf im Schlauch entsteht, was für eine nachfolgende Hauteffekt-Kristallkernbildung vorteilhaft ist. Ferner ermöglichen die plötzliche Wärmezufuhr zu einem bestimmten Teil der Schlauchaußenfläche oder das plötzliche Verhindern eines Wärmeübergangs vom Schlauch, daß infolge der auftretenden Spannung dieser Schlauchteil gedehnt wird, und dieses Dehnen oder Scheren begünstigt ebenfalls die Kristallkernbildung. Das Aufbringen von Wärme und die sich daraus ergebenden Scherbelastungen an einer definierten Stelle vor der 'Frostlinie' und an diese angrenzend tragen zum Erzeugen des unscharfen Films nach der vorliegenden Erfindung bei. Die Große der Wärmezufuhr zur Schlauchaußenfläche wird am besten durch empirische Beziehungen und visuelle Feststellungen bestimmt, da der Hauteffekt und die sich daraus ergebende Unscharfe bzw. Schleierbiidung reine physikalische Zustände sind, die leicht gemessen werden können.

+)(Erstarrungslinie)

Die Temperatursteuerung nach der vorliegenden Erfindung kann ohne eine tatsächliche separate Wärmezufuhr ausgeübt werden. Beispielsweise sind eine Temperaturverteilung oder ein Temperaturgradient von der Innenfläche zur Außenfläche des Schlauches und eine höhere Augenblickstemperatur an der Außenseite die die beschriebene Hautausbildung begünstigenden Eigenschaften. Beste Resultate werden erzielt, wenn die Verteilungskurve steil ist und die ausgeprägt höhere Temperatur an der extremen äußeren Oberfläche vorliegt. Beispielsweise war bei einer der Darstellung aus Figur 1 folgenden .praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung das Polypropylenharz von. der Dart Industries handelsüblich, erhältliches isotaktisches Polypropylen, das an der Preßmatrize üblicherweise bei etwa 2 32°C (45o°F) extrudiert wird. Für das vorliegende Beispiel wurde jedoch die Temperatur auf etwa 224°C (435°F) reduziert. Die Dorn/

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- Io -

FiIm-Relation entsprach einer Gleitreibung der direkt an den metallischen Dorn angrenzenden Filmoberfläche. Der Schlauchdurchmesser betrug etwa 152,4 mm (6 Zoll), die Wandungsdicke entsprach etwa o, 432 mm .(17 mil) und die axiale Bewegung längs des Doms entsprach etwa lo,67 m/min (35 ft/min). Es trat ein gleichförmigerer Dehnvorgang des Schlauches auf, und die sich ergebenden Scherbelastungen begünstigten die Kristallkernbildung. An diesem Punkt wurde die Dornkühlung progressiv vermindert, um ohne nachteilige Beeinflussung der 'Frostlinie¹ eine erhöhte Temperatur im Schlauch zu bewirken. Die Kühlung kann längs des Doms oder an einer spezifischeren Stelle etwas vermindert werden, wobei sich eine höhere Temperatur in der Außenfläche des Schlauches einstellt. An dieser Stelle kann auch die Wärmeabstrahlung an die Umgebung durch geeignete Ummantelungen oder Wärmereflektoren in der Steuerungszone 22 gesteuert werden. Durch diese Maßnahme ergibt sich ebenfalls ein Hauteffekt am Schlauch, und es wird ein schleieriger bzw. unscharfer oder unklarer Film in der Blase erzeugt. An einem gemäß dem obigen Beispiel hergestellten Film durchgeführte Unschärfemessungen zeigten in Abhängigkeit von der Steuerungstemperatur des Schlauches an der Station 22 einen Bereich von 2ο bis 4ο %.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Polypropylen hat ein hohes Maß an Unscharfe, die über die gesamte Filmoberfläche einmalig gleichförmig und gleichartig ist. Die spezifische Unscharfe- bzw. Schleierstruktur ist in den Figuren 2 bis 6 dargestellt.

In Figur 2 ist eine Mikrofotografie eines Stücks aus Polypropylenfilm dargestellt, der nach einem schleierfreien oder früheren Blasenverfahren hergestellt worden ist. Dieser Film hat eine Dicke von o,ol8 mm (o,7o mil) und ist mit einer 75-fachen Vergrößerung dargestellt. Es sind einige wenige gerade Kratz- bzw. Rißlinien und einige schmale Umfangslinien erkennbar, die die Rücken bzw. Wülste von oberflächlichen Hohlräumen oder Einsenkungen sein können.

In Figur 3 ist eine Mikrofotografie eines Stücks von ο,οΐδ mm (o,7o mil) dickem Polypropylenfilm ebenfalls bei einem Vergrößerungsfaktor von 75 dargestellt, wobei der Film entsprechend den beschriebe-

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nen Meßpraktiken der vorliegenden Erfindung eine Unscharfe bzw. Schleierbildung von etwa 2o % besitzt. Die Krater oder Einsenkungen begrenzenden Umfangsränder sind nunmehr klar sichtbar und deutlich (proliferate). Die erhöhten Ränder bzw. Wülste oder faserähnlichen Bestandteile können um 2 - 3 u über das übliche Dickenmaß des Films angehoben sein, und sie sind gleichförmig sowie kontinuierlich. Gleichförmigkeit und Kontinuität bedeuten hierbei, daß eine kontinuierliche Filmbahn von zumindest mehreren Metern oder eine Filmspulenzufuhr die Konfiguration und Dichte aus Figur 3 an einer gesamten Oberfläche aufweist.

In Figur 4 ist ein Polypropylenfilmstück mit einer Dicke von o,ol8 mm (o,7o mil) bei einer 75-fachen Vergrößerung dargestellt, wobei der Unschärfemeßwert entsprechend den Lichtmeßpraktiken der vorliegenden Erfindung etwa 3o % beträgt. In dieser Darstellung sind gemäß der Beschreibung eine große Anzahl von verschlungenen und sich überlappenden faserähnlichen Bestandteilen oder Kratern vorhanden, die über eine kontinuierliche Filmbahn koextensiv und gleichförmig verlaufen. Die Darstellung ergibt ein Erscheinungsbild einer gepreßten Matte" aus sehr dünnen losen Fasern. Die Struktur ist einer Imprägnierung sehr förderlich, sie ist nicht klebend bzw. haftend_{ und sie beinhaltet ein gutes Beispiel für einen schleierigen bzw. unscharfen oder unklaren Film nach der vorliegenden Erfindung.

In Figur 5 ist ein Polypropylenfilmstück mit einer Dicke von o,ol8 mm (o,7o mil) bei einer 75-fachen Vergrößerung dargestellt, wobei der Unschärfemeßwert entsprechend der Meßpraxis nach der vorliegenden Erfindung größer als etwa 4o % ist. Figur 5 zeigt Myriaden bzw. eine Unzahl von kraterähnlichen Einsenkungen, die von faserähnlichen erhöhten Rändern in einer überlappten und verschlungenen Relation begrenzt werden. Das Aussehen ähnelt etwas einem Rißglas (crackle glass). Figur 5 zeigt eine hervorragende Unscharfe- bzw. Schleierform nach der vorliegenden Erfindung.

Schleieriger bzw. unscharfer oder unklarer Film nach der vorliegenden Erfindung hat nach der vorliegenden Auffassung einen Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Hauteffekt und dem Belastungs-Kri-

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stallkernbildungseffekt. Der begünstigte Schleier bzw. Nebel wird durch diese Faktoren so gesteuert, daß er dazu veranlaßt wird, als ein vollständiges oder koextensives Muster über einem wesentlichen Filmvorrat zu erscheinen, d.h. einem Spulenvorrat, aus dem viele Kondensatorrollen gewickelt werden können.

Nach der vorliegenden Erfindung erzeugte verschwommene bzw. unscharfe oder schleierige Filme wurden in ein elektrisches Kondensatorgebilde gemäß Figur 6 eingebaut. Der dort dargestellte Kondensator 25 enthält den Film nach der vorliegenden Erfindung, und er entspricht in typischer Weise der Konstruktion und dem Arbeitsvorgang gemäß den US-Patenten RE-27 824, 3 754 173 und 3 724 o43.

Der in Figur 6 dargestellte Kondensator 2 5 kann als ein Hoch- und Wechselspannungsleistungskondensator und insbesondere als ein Leistungsfaktor- bzw. Verlustwinkelkorrekturkondensator bezeichnet werden. Er enthält ein geeignetes Gehäuseglied 2 6 mit einer daran dicht angebrachten Abdeckung 27. Der Kondensator 25 ist mit isolierenden Durchführungsgliedern 2 8 und 29 versehen, die Anschlüsse 3o und 31 gegenüber der Abdeckung 27 isolieren. Die Anschlüsse 3o und 31 bilden eine elektrische Verbindung (nicht dargestellt) zu Abzapf- bzw. Abgreifstreifen 32 und 33 der Rollenabschnitte 34 im Gehäuse 26. Die Rollenabschnitte 34 werden unter Bezug auf Figur 7 näher erläutert.

In Figur 7 ist ein allgemeines Beispiel eines Wickel- oder Rollenabschnitts 34 dargestellt, der für eine Verwendung in einem imprägnierten Kondensator entweder von dem oben beschriebenen Hoch- und Wechselspannungstyp oder in einem kleineren Kondensator vom Motorlauftyp bestimmt ist. Ein Rollenabschnitt 34 weist gewöhnlich abwechselnde Streifen .35 sowie 36 einer Metallfolie und ein Polypropylenfilmdielektrikum 37 sowie 38 auf. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Polypropylenstreifen 37 und 38 gewöhnlich eine Dicke von weniger als o,o25 mm (ο,οοΐ Zoll), und die Folienstreifen 35 sowie 36 bestehen aus Aluminium. An die Folienstreifeh angrenzend und an passenden Stellen in der Rolle sind Abgriffstreifen 32 und 33 angeordnet, die als

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elektrische Verbindungen für die Elektrodenfolienstreifen benutzt und in geeigneter Weise mit den Anschlüssen 3o sowie 31 verbunden werden. Die genannten Streifen sind ziemlich fest in Rollenform aufgewickelt und dann zu der dargestellten Konfiguration abgeflacht.

Die Imprägnierung des Kondensators 2 5 erfolgt gewöhnlich in der Weise, daß ein Imprägniermittel in ein oder mehrere kleine Öffnungen in der Abdeckung 2 7 eingeführt wird, vvobei die Öffnungen anschließend durch Löten abgedichtet werden. Während des Imprägnierens ist der Kondensator 25 im allgemeinen in ein flüssiges Imprägniermittel eingetaucht, das das Gehäuse 2 6 füllt und die darin befindlichen Rollenabschnitte 34 imprägniert. Es werden auch gewöhnlich gewisse Vorevakuierungszyklen, hohe Temperaturen und andere Verfahrensschritte angewendet.

Einer der bei imprägnierten Kondensatoren, insbesondere bei solchen mit Rollenabschnitten, vorliegenden hauptsächlichen Behandlungsnachteile ist die Schwierigkeit, eine im wesentlichen vollständige Imprägnierung der Rolle zu erzielen. Um beispielsweise einen Hoch-.spannungs-(über etwa 6oo Volt) und Wechselspannungs-Leistungsfaktorkorrekturkondensator auszubilden, sollte eine im wesentlichen vollständige Imprägnierung darin bestehen, daß alle ausgeprägten Lufträume oder Poren zwischen den Elektroden ausgefüllt werden, und zwar unabhängig davon, ob es sich hierbei um Poren und Zwischenräume zwischen angrenzenden dielektrischen Streifen, zwischen den dielektrischen Streifen und den Elektrodenstreifen oder um solche innerhalb des dieleketrischen Materials handelt.

In einem gewickelten Rollenabschnitt, wie er in Figuren 6 und 7 dargestellt ist, muß das Imprägniermittel axial durch die Rolle fortschreiten, um die innersten Teile zu erreichen. Wenn das dielektrische Material porös ist oder wenn es das Imprägniermittel •unter Imprägnierungsbedingungen in anderer Weise absorbiert und befördert, hindurchläßt oder leitet, dann kann das Imprägniermittel nicht nur schnell axial durch die Rolle, sondern auch transversal durch angrenzende dielektrische Streifen gelangen. Der schleierige

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bzw. unklare oder unscharfe Film nach der vorliegenden Erfindung, der an eine andere schleierige bzw. unklare Oberfläche oder an eine Folienfläche oder an eine Filmoberfläche angrenzt, bildet infolge seiner unregelmäßigen Oberfläche gewisse Öffnungen, Spalte und Durchgänge, die das Eintreten und Hindurchgelangen des Imprägniermittels bis tief in die Rolle erleichtern.

Bei einer beispielhaften praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wurden einerseits Kondensatoren mit Streifen aus schleierigem bzw. unklarem Polypropylen gemäß der Beschreibung unter Bezug auf Figur 7 und andererseits sonst identische Kondensatoren mit glatten dielektrischen Polypropylenstreifen hergestellt. Dabei entstanden folgende Ergebnisse:

Tabelle 1

Ausfallzahl / Testzeit 55oo Stunden Lebensdauertest Glatter Film verschwommener

Wechselspannung V/ C Film

775/7o°C 6/1O 2/1O

66o/85°C 4/1O o/lo

Bei den Kondensatoren für den folgenden Test dienten Polypropylenstreif en mit einer Dicke von 50 Gauge / und es handelte sich um 2 Uf 54oV Wechselstromglieder:

Tabelle 2 Lebensdauertest Glatter Film verschwommener Film

Gesamtausfall/Testdauer 17/7o 2/25

5oo Stunden

Der verschwommene bzw. schleierige oder unscharfe Film nach der vorliegenden Erfindung kann entweder an seiner unklaren oder an seiner entgegengesetzten Oberfläche eine leitende Beschichtung aufweisen. Metallische Beschichtungen, wie aus Aluminium, haften nicht so fest an einer glatten Polypropylenoberfläche, wie es wünschenswert ist. Die Art der Unregelmäßigkeit und das Muster der unregelmäßigen Oberfläche des erfindungsgemäßen Films sorgen für

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einen besseren Kontakt zwischen der Metallschicht sowie dem Film und für eine verbesserte Bindung. Wenn sich die Metallbeschichtung auf der glatten Seite des Films befindet, wird ein verbesserter Verbund gebildet, d.h. eine Elektrode, ein dielektrischer Film und eine schleierige bzw, unregelmäßige Oberfläche. Derartige metallisierte Streifen haben eine wichtige Anwendung in Kondensatoren, und sie erfordern keine separate Elektrodenfolie. Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Films besteht darin, daß er die Imprägnierung vereinfacht. Da die Filmunschärfe gleichförmig über den Film verläuft, kann der Imprägnierungszyklus unter Berücksichtigung dieses Vorteils programmiert werden. Da die Schleier bzw. Unregelmäßigkeiten von beträchtlicher Größe sind, wird die Flüssigkeitsdurchdringung zwischen der verschwommenen Oberfläche eines Polypropylen-Streifens und angrenzenden Oberflächen vereinfacht, die aus schleierigem bzw. unscharfem Polypropylen oder anderem Material bestehen.

allgemein
Die Erfindung ist Anwendbar auf kristallisierbare thermoplastische

Materialien, deren Verarbeitungseigenschaften denjenigen des isotaktischen Polypropylens nach der vorliegenden Erfindung ähneln. Zu diesen Materialien gehören Formen von Polypropylen, wie syndiotaktisches Polypropylen und die Kopolymere sowie Homopolymere von Polypropylen wie auch Mischungen aus Polypropylen mit anderen Kunstharzen. Auch sind die anderen kristallisierbaren Polyolefine eingeschlossen.

Der schleierige bzw. verschwommene Film nach der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft auch als elektrisches Isolationsmaterial und -produkt insbesondere dann angewendet werden, wenn Auf- und Abwickelvorgänge vorkommen oder Imprägnierungs- oder Trocknungszyklen erforderlich sind. Die unregelmäßige Oberfläche erleichtert nicht nur wegen ihrer kleb- bzw. haftfreien Eigenschaften das Aufwickeln und Aufspulen, sondern sie bildet auch Durchgänge zum Entfernen von Dämpfen in einem Trocknungszyklus. Der erfindungsgemäße Film ist auch besonders gut zum Bedrucken geeignet. Ein bei glatten Filmen auftretendes bekanntes Problem besteht darin, daß eine handelsübliche Farbstempelung nicht zu einer guten Bindung führt und leicht gelöscht werden kann. Die rauhe Oberfläche des verschwommenen Films bildet bessere Oberflächeneigenschaften für Farben und Abdrücke.

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Claims

26Π1 R1Q Ansprüche geschmolzenes

1. B lasenverfahren zum Herstellen von thermoplastischem Film, wobei s thermoplastisches Material durch eine Preßmatrize zu einer Schlauch- bzw. Halmform stranggepreßt wird und der Schlauch zum Kristallisieren und zum Ausbilden einer 'Frostlinie¹ koaxial über einen Kühldorn streicht, dadurch gekennzeichnet, daß an einer vorbestimmten Position zwischen der Preßmatrize und der 'Frostlinie¹ an der Schlauchaußenfläche ständig eine erhöhte und konstante Temperatur aufrechterhalten wird, um einen sich über die Außenfläche des Schlauches erstreckenden Hauteffekt zu begründen, der Sphärolithe der Typ III Kristallstruktur in einer Aussenschicht des Schlauches aufweist, daß der Schlauch aufgeblasen wird, um eine biaxial orientierte Blase zu bilden, und daß die Blase zum Bilden eines schleierigen bzw. verschwommenen oder unscharfen Films zusammengelegt und aufgeschlitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Polyolefin aufweist.

3."Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin Polypropylen aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylen isotaktisches Polypropylen aufweist.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte' Position mit Abstand von der Preßmatrize und zu der 'Prostlinie' angeordnet ist.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Temperatur begründet wird, indem separate Heizmittel auf den Schlauch angewendet werden,

7. Verfahren nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Temperatur durch separate Mittel begründet wird, die eine vom Schlauch wegführende Wärmeübertragung verhindern.

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8. Verfahren nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlauch mit einer Geschwindigkeit im Bereich von etwa Io 12 m/min über den Dorn bewegt, daß er eine Wandungsdicke von etwa o,381 - o,5o8 mm (15 - 2o mil) hat und daß die Temperatur sowie der Zug bzw. die Spannung eine Scherwirkung in der Außenfläche des Schlauches und die Ausbildung eines koextensiven Hauteffekts an der Außenfläche des Schlauches begründen, wobei der Hauteffekt eine dichte Schicht aus Sphärolithen von der Typ III Kristallstruktur aufweist.

9. Dünner Polypropylenstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß eine von entgegengesetzten Oberflächen durch ein sich überlappendes Muster mit faserähnlichen Unregelmäßigkeiten umfassend und gleichförmig bedeckt ist, so daß die Gesamtunscharfemessung des Filmstreifens einen Wert von mehr als 3o % ergibt, oder daß der Wert nur 2o % ausmacht, wenn sich auf einer der Oberflächen eine elektrisch leitende Beschichtung befindet.

10. Streifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Oberfläche aus Aluminium besteht.

11. Streifen nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Aluminium auf der unscharfen bzw. verschwommenen Oberfläche befindet.

12. Elektrischer Kondensator, gekennzeichnet'durch ein Gehäuse (26) mit darauf angeordneten elektrischen Anschlußmitteln (3o, 31), durch eine in dem Gehäuse angeordnete¹¹ Kondensatorwickel (3^)₃ der allein aus einem oder mehreren Schleierfilmstreifen (37, 38) zwischen einem Paar von Elektroden (35, 36) besteht, durch elektrische Verbindungsmittel (32, 33) zwischen den Elektroden (35, 36) und den Anschlüssen (3o, 31) und durch ein im Gehäuse (26) befindliches dielektrisches flüssiges Imprägniermittel, das d^en Korulensatorwiekel (34) im wesentlichen vollständig imprägniert.

13. Kondensator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß meh-

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rere Schleierfilmstreifen (37, 38) Rücken an Rücken und mit der Schleieroberfläche freiliegend angewendet werden.

14. Kondensator nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (35, 36) metallische Beschichtungen auf der der Schleieroberfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Films (37, 38) sind.

15. Kondensator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (35, 36) Aluminiumfolien sind.

16. Streifen bzw. schleieriger oder verschwommener Film nach Anspruch Io oder 11, gekennzeichnet durch eine Farbbeschichtung auf der Schleieroberfläche.

17. Streifen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in einem vorbestimmten Muster angeordnet ist.

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