DE3533482C2

DE3533482C2 -

Info

Publication number: DE3533482C2
Application number: DE3533482A
Authority: DE
Inventors: Tomakazu Kamakura Kanagawa Jp Takeuchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1987-11-05
Also published as: DE3533482A1; FR2587634A1; JPS6134131A; GB8522999D0; FR2587634B1; US4606979A; GB2180478A; GB2180478B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine dünne poröse Folie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Folie.

Derartige Folien können beispielsweise für Abschirmungen für elektromagnetische Wellen verwendet werden. Bekannte Abschirmmaterialien für elektromagnetische Wellen werden dadurch hergestellt, daß Metalldrähte zu einem Netz "gewebt bzw. geflochten" werden. Es ist jedoch sehr schwierig, Abschirmmaterialien sehr geringer Dichte für elektromagnetische Wellen mit Metalldrähten herzustellen.

Ferner werden derartige Folien als Heizfolien für Oberflächen-Heizelemente verwendet. Da bekannte dünne Heizfolien nicht in der Lage sind, ausreichende Wärmemengen zu erzeugen, werden derartige Heizfolien nicht mit einer sehr geringen Dichte hergestellt.

Es wäre wünschenswert, eine dünne Folie zu realisieren, die u. a. zu den vorstehend genannten Zwecken verwendbar ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine dünne Folie mit neuartigem Aufbau anzugeben, die beispielsweise als Abschirmelement für elektromagnetische Wellen oder als Heizfolie verwendet werden kann. Ferner soll ein Herstellverfahren für derartige dünne Folien angegeben werden.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß wird eine dünne poröse Folie geschaffen, die eine Vielzahl von Rissen (Haarrissen) bzw. dünnen Spalten aufweist, die sich durch die Folie zwischen beiden Oberflächen der Folie erstrecken. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer derartigen dünnen porösen Folie weist mindestens folgende Schritte auf:

Zunächst wird ein erstes Wellblech mit einer großen Bruchdehnung etwa in der Mitte gefaltet und ein zweites Metallblech mit einer kleinen Bruchdehnung zwischen die beiden Hälften des gefalteten ersten Metallblechs eingebracht. Anschließend wird das erste gefaltete Metallblech gemeinsam mit dem zweiten Metallblech, das zwischen die beiden gefalteten Hälften des ersten Metallblechs eingeschoben ist, kaltgewalzt. Zuletzt wird die dünne poröse Folie, die aus dem zweiten Metallblech hergestellt wird, nach einer Vielzahl von Kaltwalz-Zyklen von dem gefalteten ersten Metallblech getrennnt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:

Fig. 1 perspektivisch die beiden Materialien, aus denen die erfindungsgemäße Folie besteht, zu Beginn des Herstellvorgangs,

Fig. 2 eine Seitenansicht während des Kaltwalzens,

Fig. 3 das typische Aussehen einer dünnen Folie, die mit einem versuchsweisen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, und

Fig. 4 eine Photographie, die die Oberflächenmorphologie einer erfindungsgemäßen porösen Folie zeigt.

Fig. 1 zeigt, daß ein Weichkupferblech S 1 in etwa in der Mitte gefaltet wird, und ein Blech S 2 aus rostfreiem Stahl zwischen die beiden Hälften des gefalteten Weichkupferblechs S 1 geschoben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das gefaltete Weichkupferblech S 1 eine Länge l 1 = 15 cm, eine Breite W 1 = 15 cm und eine Dicke t 1 = 0,6 mm, während das Blech S 2 aus rostfreiem Stahl eine Länge l 2 = 10 cm, eine Breite W 2 = 10 cm und eine Dicke t 2 = 50 µm hat.

Fig. 2 zeigt, daß der Schichtaufbau bzw. das Laminat aus dem gefalteten Weichkupferblech S 1 und dem Blech S 2 aus rostfreiem Stahl zwischen zwei Walzen R 1 und R 2, von denen jede einen Durchmesser von 20 mm hat, kaltgewalzt wird. Der Walzenspalt zwischen den beiden Walzen R 1 und R 2 ist anfänglich 1,2 mm und wird nach jedem Walzvorgang in Schritten von 0,1 mm verringert. Dabei wird das Laminat 16 Walzzyklen unterworfen.

Bei einer probeweisen Herstellung hat sich die Länge des Blechs S 2 aus rostfreiem Stahl, das zwischen den beiden Hälften des gefalteten Weichkupferblechs S 1 gehalten ist, auf 32,8 cm erhöht, also etwa um den Faktor 3 gegenüber der ursprünglichen Länge l 2, während sich die Breite W 2 im wesentlichen nicht ändert. Die Dicke der Folie aus rostfreiem Stahl, die auf diese Weise durch Walzen des Blechs S 2 aus rostfreiem Stahl hergestellt worden ist, ist ungefähr 25 µm.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Oberflächenmorphologie der Folie aus rostfreiem Stahl, die mit dem vorstehend beschriebenen versuchsweisen Walzen hergestellt worden ist. Wie man sieht, erstrecken sich eine Vielzahl von länglichen Spalten bzw. Rissen senkrecht zur Walzrichtung in der Folie aus rostfreiem Stahl, so daß die Folie aus rostfreiem Stahl einen faserigen Aufbau hat. Auf diese Weise erhält man eine transparente dünne Folie, d. h. eine poröse dünne Folie mit einer Vielzahl von Fasern. Die schwarzen Teile in den Fig. 3 bzw. 4 sind die Fasern.

Eine derartig aufgebaute Folie erhält man aus folgenden Gründen:

Ein Weichkupferblech hat eine große Bruchdehnung, während ein Blech aus rostfreiem Stahl eine kleine Bruchdehnung hat. Wenn ein Weichkupferblech und ein Blech aus rostfreiem Stahl gemeinsam gewalzt werden, wird deshalb das Blech aus rostfreiem Stahl vergleichsweise stark gedehnt, während das Weichkupferblech vergleichsweise wenig gedehnt wird. Somit erstrecken sich eine Vielzahl von länglichen Fasern senkrecht zur Walzrichtung in dem Blech aus rostfreiem Stahl.

Eine versuchsweise Herstellung derartiger dünner Folien wurde mit einer Kombination eines Weichkupferblechs und eines Blechs aus rostfreiem Stahl sowie mit einer Kombination von Blechen aus Weichkupfer und Permalloy hergestellt. Die Herstellbedingungen bei den Versuchen sind nachstehend angegeben:

(1) Weichkupfer und rostfreier Stahl
- (a) Materialien:
  Weichkupfer: reines Kupfer mit einer Reinheit von 99% oder besser
  rostfreier Stahl: SUS316L
- (b) Bruchdehung (in Prozent)
  Weichkupfer: 90% oder mehr
  rostfreier Stahl: 40% oder mehr
- (c) Bruchdehnungsverhältnis: 1,5 oder größer
  bevorzugt: 2,0 oder größer

Tabelle 1

Ergebnisse

(2) Weichkupfer und Permalloy
- (a) Materialien:
  Weichkupfer: reines Kupfer mit einer Reinheit von 99% oder mehr
  Permalloy: PB(Ni: 40 bis 50%), PC(Ni: 70 bis 80%)
- (b) Bruchdehnung in %
  Weichkupfer: 90% oder mehr
  Permalloy: 40% oder mehr
- (c) Bruchdehnungsverhältnis:
  1,5 oder größer (bevorzugt: 2,0 oder größer)

Tabelle 2

Ergebnisse

Die Ergebnisse des ersten und zweiten Versuchs sind im wesentlichen gleich. Die Fasern bzw. Risse beginnen sich während des sechsten Walzenzyklus zu bilden, wobei sich die Rißbildung vom 10ten Walzzyklus an progressiv erhöht. Nach dem 14ten Walzzyklus erhält man eine poröse, dünne Folie mit der in Fig. 4 gezeigten Oberflächenmorphologie. Bei den Versuchen ist der Walzenspalt h in 0.1 mm-Schritten vom 1. Walzzyklus an bis zum 8. Walzzyklus verringert worden; während des 9. und des 10. Walzzyklus ist der Walzenspalt nicht geändert und anschließend für den 11. und 12. Walzzyklus in 0.2 mm-Schritten verringert und während des 13. bis 16. Walzzyklus wiederum ungeändert belassen worden. Dies geschah, um den Walzvorgang weich auszuführen, so daß das Material nicht in Stücke zerbrochen worden ist. Bei einem weiteren Versuch ist der Walzenspalt h jeweils in Schritten während des Walzvorgangs vom 1. bis 11. Walzzyklus verringert worden, so daß der minimale Walzenspalt bereits beim 11. Walzzyklus auftrat. Mit dieser Vorgehensweise erhält man jedoch keine befriedigenden Risse bzw. Haarrisse.

Da die Dichte der Haarrisse vom Einsatzzweck der porösen dünnen Folie abhängt, kann man sie durch die Auswahl der Walzbedingungen und die Wahl der Walzzyklen entsprechend wählen. Es versteht sich von selbst, daß die Walzbedingungen nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt sind. In jedem Falle kann eine poröse dünne Folie dadurch erhalten werden, daß der Walzenspalt in Schritten verringert wird und ca. 10 oder mehr Walzzyklen gefahren werden.

Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie vorstehend beschrieben erhält man mit den nachfolgenden Kombinationen von Metallblechen:

1. Weichkupfer und Beryllium-Kupfer-Legierungen,
2. Weichkupfer und Chrom,
3. Weichkupfer und Hastelloy.

Die erfindungsgemäßen porösen dünnen Folien zeigen eine hervorragende Qualität im praktischen Einsatz:

(1) Die erfindungsgemäßen porösen dünnen Folien verhalten sich bei Verwendung als Abschirmmaterialien für elektromagnetische Wellen wie bekannte Abschirmmaterialien. Wenn aus den erfindungsgemäßen porösen dünnen Folien eine Abschirmung für elektromagnetische Wellen hergestellt wird, ist das Innere der Abschirmung für elektromagnetische Wellen durch die Spalte bzw. Risse einzusehen; ferner verbessert die Verwendung der erfindungsgemäßen dünnen Folien das Aussehen der Geräte, bei denen diese Folien verwendet werden. Da die erfindungsgemäßen porösen dünnen Folien mit Gold oder Silber beschichtet werden können, kann ihre Leitfähigkeit wesentlich verbessert werden.

(2) Ferner weisen die erfindungsgemäßen dünnen Folien bei Verwendung als Heizelement überraschend gute Eigenschaften auf. Da die erfindungsgemäßen porösen dünnen Folien zur Herstellung äußerst dünner Heizelemente dienen können, erhält man bei ihrer Verwendung leichte Geräte mit kompaktem Aufbau.

(3) Die erfindungsgemäßen dünnen Folien können auch in Verbindung mit einem Fasertuch oder dergleichen verwendet werden. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen porösen dünnen Folien auch als Antistatikfolie eingesetzt werden, wenn sie in einen Teppich oder eine Decke integriert werden.

Claims

1. Poröse dünne Folie, die durch Walzen aus einem Metallblech hergestellt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen zwei gegenüberliegenden Rändern der Folie eine Vielzahl von Spalten bzw. Rissen erstrecken.

2. Verfahren zur Herstellung einer porösen dünnen Folie, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- ein erstes Metallblech mit einer großen Bruchdehnung wird gefaltet und ein zweites Metallblech mit einer kleinen Bruchdehnung zwischen die beiden Hälften des gefalteten ersten Metallblechs eingesetzt,
- das gefaltete erste Metallblech wird zusammen mit dem zwischen die beiden Hälften des gefalteten Blechs eingesetzten zweiten Metallblech in mehreren Schritten mit jeweils verringertem Walzenspalt kaltgewalzt, und
- die so aus dem zweiten Metalllblech hergestellte poröse dünne Folie wird von dem gefalteten ersten Metallblech getrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Metallblech im wesentlichen aus Weichkupfer und das zweite Metallblech aus rostfreiem Stahl besteht.