DE2914820A1 - Verfahren zum aufschmelzen von kunststoffen - Google Patents
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Description
29H820
Verfahren zum Aufschmelzen von B'unststoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschmelzen von
Kunststoffen, das das Pestschmelzen eines pulverförmigen
oder folienartigen thermoplastischen Kunststoffs auf einem Papier oder einer Kunststoffplatte umfaßt, um auf der Unterlage
eine thermoplastische Kunststoffschicht zu formen.
Als Erv/ärmungsverfahren zum thermischen Auf v/eichen oder Fest—
schmelzen von Kunststoffen v/ird gewöhnlich entweder ein l/armeübertragungsverfahren
verwendet, bei dem ein Kunststoff mit einer '/ärmeauelle in Kontakt gebracht wird, oder ein kontaktfreies
Verfahren, bei dem der Kunststoff mit der V/ärmequelle nicht in Berührung kommt, sondern beispielsweise durch
Ultraschall oder Hochfrequenz erwärmt wird. Diese Verfahren haben Vor- und Hachteile und die geeignete Methode ist je
nach der beabsichtigten Verwendung und dem Objekt zu wählen.
V/enn beispielsweise selbst eine geringe Verunreinigung unerwünscht
ist, ist das Kontaktverfahren nicht zweckmäßig; doch hat dieses Verfahren den Vorzug, daß die benötigte Ausrüstung
verhältnismäßig klein und von einfacher Konstruktion ist. Die kontaktfreie Ultraschall- oder Hochfrequenzerhitzung hat
den Vorteil, daß der Kunststoff überhaupt nicht verunreinigt wird, aber den ITachteil, daß die Heizeinrichtung groß ist und
ihre '/artung beschwerlich ist.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zum Aufschmelzen von Kunststoffen zu schaffen, bei dem ein Kunststoff in Pulverform
oder als Folie mit Hilfe einer neuartigen, von den herkömmlichen Verfahren ganz verschiedenen Erwärmungsmethode erhitzt
und v/eichgemacht wird und der erweichte Kunststoff auf
einem Papier oder einer Kunststoffplatte festgeschmolzen wird.
030042/0503 .
Das erfindungsgeinäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet;,
daß als V/ärmequelle eine Blitz entladungslampe verwendet v/ird
und daß die der Lampe für die Emission zugeführte Energie J (Joule) derart gesteuert v/ird, daß die folgende Beziehung
für das Gewicht der Kunststoffschicht hergestellt wird:
4000 > J/( f§ ) >
380,
worin J die für eine Strahlen emission notwendige - zugeführte
worin J die für eine Strahlen emission notwendige - zugeführte
elektrische Energie (Joule), N die Fläche (cm ) des von einer
Strahlenemission erreichten Strahlungsbereiches, G das Gesamtgewicht (g) der Kunststoffschicht im Strahlungsbereich pro
einer Strahlenemission und CS die Gesamtstrahlungsfläche (cm )
der Kunststoffschicht im Strahlungsbereich bei einer Strahlenemission ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung erge- -ben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei—
spiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Skizze ,die das Verfahren veranschaulicht, mit
dem ein Kunststoff durch Blitze einer Blitzentladungslampe auf ein Papier aufgeschmolzen wird,
Fig. 2 eine schematische Ansicht, die eine Blitzentladungslampe
und eine Schaltung für die Energiezufuhr zeigt.
Fig. 1 veranschaulicht das Stadium, wenn eine Kunststoffschicht 2 auf ein Papier 1 aufgeschmolzen v/ird unter Verwendung einer
Blitz entladungslampe 4 und eines nächst der Lampe angeordneten Spiegels 3- Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Konstruktion
der Blitzentladungslampe 4 und deren Stromversorgungsschaltung.
V/ie aus Fig. 2 ersichtlich, sind beide Enden eines Glaskolbens
5 mit Metallkappen 6 luftdicht verschlossen. 7 und 8 stellen
eine Kathode bsv/. Anode dar und mit L und D ist die Blitzentladungsstrecke
bzw. der Innendurchmesser des Kolbens 5 bezeichnet. Die Stromversorgungsschaltung zur Auslösung der Aus—
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29U820
strahlung in der Blitzentladungslampe 4- umfaßt einen Ladewiderstand
R, einen Enfcladekondensator C, einen Hochspannungsgenerator
IiV, einen Zündschalter SV; und eine Zündelektrode die mit dem Hochspannungsgenerator HV verbunden ist.
Die Emission wird in der Blitz entladungslampe 4· auf folgende
'./eise ausgelöst:
Der Zündschalter SlV wird geschlossen, um an die Blitzentla—
dungslainpe 4- ein hohes elektrisches Feld anzulegen und das
zwischen der Kathode und Anode enthaltene Füllgas zu ionisieren. Dadurch wird die Ladung des Entladekondensators C zwischen
Kathode und Anode entladen und bewirkt eine Emission in der Blitzentladungslampe 4.
In der vorliegenden Erfindung wird der so erzeugte Blitz als
Heizenergie verv/endet. Da Papier oder Kunststoff ein besonderes Verhalten gegenüber dem Licht hat, v/ird, selbst wenn
der Blitz gemäß den in Fig. 1 gezeigten Verfahren ausgestrahlt v/ird, die Kunststoffschicht nicht immer gut auf dem Papier
festgeschmolzen. Genauer gesagt, hat ein Kunststoff gewöhnlich einu gute Durchlässigkeit für UV-Strahlen, sichtbare
Strahlen und IR-Strahlen und daher kann, auch wenn der Kunststoff
mit einem Blitz bestrahlt v/ird, die Temperatur nicht so v/eit erhöht v/erden, daß der Kunststoff festgeschmolzen
v/ird.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung ist es wichtig, daß ein
'Järmeabsorptionsmittel, das die Fähigkeit besitzt, i/ärme zu
absorbieren, im voraus in den aufzuschmelzenden Kunststoff eingemischt v/ird oder daß der Kunststoff im voraus mit dem
i'/ärmeabsorptionsmittel überzogen wird.
Proben von Kunststoff und Papier, die bei den zur vorliegenden Erfindung führenden Grundversuchen verv/endet wurden,
wurden beispielsweise folgendermaßen hergestellt:
030042/0503
29U82Q
Eine Pulvermischung, hergestellt durch homogenes Mischen von
80 ag eines PoIyäthylenpulvers mit einer Korngröße von etwa
3 Mikron mit 80 mg eines Graphitpulvers mit einer Korngröße
von etwa 1 Mikron, wurde in der Form einer gleichmäßigen Schicht auf einen Strahlungsbereich mit einer Fläche von
100 cm auf einem handelsüblichen Blaupauspapier aufgebracht.
Die Ergebnisse verschiedener Versuche bestätigten, daß die Lichtdurchlässigkeit einer solchen Schicht kleiner als 20$
sein muß.
Bei Verwendung einer solchen Probe kann der Kunststoff durch,
die Emissionsenergie der Blitzentladungslampe 4- auf das Blau—
pauspapier aufgeschmolzen v/erden. So kann beispielsweise der Kunststoff auf dem Blaupauspapier in einem guten Zustand festgeschmolzen
werden, wenn die Emission unter solchen Bedingungen durchgeführt wird, daß die Entladungsstrecke L 26 cm, der
Innendurchmesser D des Kolbens 8 mm, der Druck der Xenongas—
füllung 287 mbar und die zugeführte elektrische Energie J 500 Joule beträgt. Es wurden verschiedene Blitzlampen hergestellt
durch Einfüllen von Edelgasen, wie etwa Xenon, und Gasgemischen, in Glaskolben mit einen Innendurchmesser von mehr
als 3 mm und einer Entladungsstrecke von mehr als 4- cm und
unter Verwendung dieser Blitzlampen wurden Aufschmelzversuche
mit verschiedenen Emissionsenergiexirerten J (Joule) durchgeführt.
Als Ergebnis wurde gefunden, daß, wenn der Wert J höher als 640 Joule oder niedriger als 60 Joule war ,keine
gute Bir-dung durch Aufschmelzen erreicht wurde.
Da in den vorstehenden Proben mit den iferten S=H = 100 cm
und G = 160 χ 10~5 g gearbeitet wurde, gilt J/(f|) = 4000 für
J = π§£~ ιπ-3 = 64Ο Joule, und J/(S§) = 38° fiü? J = 60 Joule.
Es bestätigt sich also, daß, wenn der Wert von J/(fg) höher
als 4O00 oder niedriger als 380 ist, keine guten Resultate erzielt v/erden. Genauer gesagt, wird, wenn dieser Wert höher
als 4O00 ist, das Substrat verschmort oder verfärbt, und wonn
der V/ert niedriger als 380 ist, ist die Bindung durch Auf—
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schmelzen unvollständig. Um also eine pulverförmige Kunststoffschicht
ausreichend und ohne Verschworen oder Verfärben des Papiers oder sonstigen Substrats auf dieses Papier
od.dgl. aufzuschmelzen, ist es wichtig, daß die Emissionsenergie J (Joule) so gesteuert wird, daß die folgende Beziehung
zun Gewicht der Kunststoffschicht hergestellt wird:
WOO > J/(M)
> 380.
r.7ie aus vorstehender Beschreibung deutlich wird, sieht die
Erfindung ein neues Erwärmungsverfahren unter Verwendung der Eraissionsenergie einer Blitzentladungslampe vor, das ganz
verschieden ist zu den herkömmlichen Erwärmungsverfahren;
ein pulverförmiger oder folienartiger Kunststoff wird mit Hilfe dieses neuen Verfahrens auf ein Papier aufgeschmolzen
und unter Berücksichtigung der besonderen Eigenschaften des Papiers und des Kunststoffs gegenüber dem Licht wird die
Emissionsenergie J (Joule) so gesteuert, daß für das Gewicht der Kunststoffschicht die Bedingung erfüllt ist:
4000 > J/(f§) * 3S0. Auf diese ;/eise kann das Aufschmelzen
effektiv und vorteilhaft ausgeführt werden.
Es ist zweckmäßig, daß im Rahmen der Erfindung einKunst stoff verwendet wi
25O°C liegt.
25O°C liegt.
verwendet wird, dessen Schmelzpunkt im Bereich von 400C bis
Der hervorstechendste Vorzug des kontaktfreien Heizverfahrens, nämlich, daß der Kunststoff nicht verunreinigt wird, kann mit
der Erfindung erzielt v/erden. Da außerdem die Wärme quelle, die im Rahmen der Erfindung verwendet wird, eine Blitzent—
ladungslampe, einen nahe dabei angeordneten Spiegel und eine
Stromversorgungsschaltung umfaßt, kann die Wärmequelle sehr
bequem gewartet, gehandhabt und gesteuert werden. Daher hat das erfindungsgeiüäße Verfahren einen hohen praktischen v/ert.
030042/0503
Da außerdem die Emission der Blitzentladungslampe eine momentane
Emission ist, kann eine übermäßige Ternperaturstei—
gerung in einen unnötigen Bereich verhindert v/erden und die
Erhitzung und Aufschmelsuns der Kunststoffschicht kann bei
Bedarr augenblicklich vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann demgemäß vorteilhaft für die Herstellung von Schichtpapieren oder für die Schmelzfixierung von Tonern
auf Kopieblättern in einer elektrophotographischen Kopiermaschine
angev/endet uerden.
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L e e r "s e i t e
Claims (1)
- PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERH. KINKELDEYDR.-ING.W. STOCKMAIROR-LNa - A«E (CALTECH)K. SCHUMANNDa her IWT · an- pmys■■■ ' t> ( ' I DlPL-INK========= e_ BEZOLD8 MÜNCHEN 22 Maximilianstrasse 43No. 17-6, Kumisawa-Cho, Totsuka-Ku, 11. April 1979Yokohama City, Kanagawa Pref., JapanPatentanspruchVerfahren zum Aufschmelzen von Kunststoffen, dadurch, gekennzeichnet , daß eine Schicht eines pulverförmigen oder folienartigen plastischen Kunststoffes mit einer Lichtdurchlässigkeit von unter 20$a und einem Schmelzpunkt zwischen 40 und 2500O auf einem Substrat angebracht wird und die Kunststoffschicht auf das Substrat mittels der Emissions— energie einer Blitz entladungslampe aufgeschmolzen wird, wobei die der Blitzentladungslampe zugeführte elektrische Energie J (Joule) derart gesteuert wird, daß folgende Bedingung für das Gexvicht der Kunststoffschicht erfüllt ist:4000 > J/( Sw) 1 380,worin J die zugeführte elektrische Energie (Joule) ist, diefür eine Strahlenemission notwendig ist, N die Fläche (cm ) des Strahlungsbereiches für eine Strahlenemission, G das Gesamtgewicht (g) der Kunststoffschicht im Strahlungsbereich für eine Strahlenemission und XS die Gesamtstrahlungsfläche (cm ) der Kunststoffschicht im Strahlungsbereich für eine Strahlenemission ist.030042/0503TELEFON (O8O) 22 28 62 TELEX OS-QS3BO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIEHER
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