DE7116086U - Vorrichtung zum beseitigen der elektrostatischen oberflaechenaufladung von kontinuierlich bewegtem bahnfoermigem gut wie filme folien oder gewebe aus thermoplastischen polymeren - Google Patents

Description

Rue de Miromesnil 77 λ Paris, Frankreich

betreffend :

"Vorrichtung zur Ausschaltung der statischen Elektrizität von Kunststoffilmen"

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, die elektrostatische Oberflächenaufladung von Filmen, Folien oder Geweben aus thermoplastischen Polymeren, die bei ihrer Verarbeitung und beim Aufwickeln in Folien bzw. beim Abwickeln derselben auftritt, vollkommen zu beseitigen.

Um die statische Elektrizität, die zwischen den Oberflächen von Stoffen aus synthetischen Polymeren zurückbleibt, auszuschalten, wurden bereits verschiedene chemische und physikalische Mittel und Methoden vorgeschlagen. Die physikalischen Methoden beruhen im allgemeinen auf dem Prinzip der Ionisation der Luft in der Umgebung der Stellen, an denen das Material elektrische abgeladen ist, so daß eine große Anzahl von positiven und negativen Ladungen in dem Zwischenraum ge-

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schaffen wir«?-, der den "Ionisator¹ von der elektrisch, aufgeladenen Substanz trennt; in der Praxis hat dies zur Schaffung von zwei Vorrichtungstypen geführt: Denjenigen, die auf der elektrostatischen Induktion beruhen und aus Reihen von geerdeten Metallspitzen bestehen und denjenigen, in denen man die Luft entweder durch radioaktive Substanzen oder durch Anlegen einer erhöhten Spannung an Iletallspitzen, wodurch ein ionisierendes elektrisches Feld hervorgerufen wird, ionisiert.

Darüber hinaus existieren zahlreiche Vorrichtungen, die darauf beruhen, daß ionisierende Felder von hoher Intensität zu elektrischen Leuchtentladungen führen«, Diese wirken auf die Oberfläche der Polymerfilme ein und schaffen dort aktive Zentren, welche die Rolle von Ketteninitiatoren für die Bildung von Pfropfpolymeren spielen können, um die Polymerisation von verschiedenen Monomeren in Gang zu bringen oderauch um auf Kunststoffoberflächen eine Mikroporosität zu erzeugen, welche die Haftung dieser Oberflächen an verschiedenen Stoffen erleichtert bzw. ihre Affinität gegenüber Druckfarben und anderen Farbstoffen verbessert.

Es ist jedoch noch keine einfache und billige Vorrichtung bekannt, die wirkungsvoll und rasch die elektrostatische Ladung ableitet und die im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen, bei welchen der Koronaeffekt ausgenützt wird, die Oberfläche der zu behandelnden Stoffe selbst nicht angreift. Aufgabe der Neuerung ist daher die Entwicklung

einer bequem zu handhabenden und den Sicherheitsvorschriften entsprechenden Vorrichtung, mit deren Hilfe man quantitativ die elektrische Aufladung beseitigen kann, die insbesondere beim Aufwickeln und Abziehen von Filmen, Folien oder Geweben aus thermoplastischen Polymeren, sowie bei der

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Herstellung von metallisierten Kunststoffilmen, wie sie für die Herstellung von Kondensatoren gebraucht werden, auftritt.

Die neue Vorrichtung gestattet, daß man in der Nähe des zu behandeludöü Materials sit Hilfe mindestens eines unter hoher Spannung gehaltenen beschichteten Drahtes, der parallel zu der Unterlage angeordnet ist und über dem geerdete Leiter vorgesehen sind, eine stille elektrische Entladung bewirkt. Sie besteht aus einer Transportvorrichtung für das bahnförmige zu behandelnde Gut, über oder unter der mindestens ein elektrisch leitender, mit Lack beschichteter Draht parallel zu einer Oberfläche des bahnförmigen Gutes angeordnet und an einem Wechsel-Hochspannungs-Generator angeschlossen ist sowie durch parallel zum Draht und bezüglich des Gutes über diesem angeordnete Leiter.

Unter "beschichtetem bzw. ?ickiertem Draht" ist hier jedes drahtförmig» Heil aus einem leitenden Material zu verstehen, dessen Oberfläche mit einer dünnen Schicht aus einer dielektrischen Substanz überzogen ist - beii-.r. \ -lsweise lackierter Kupferdraht - wodurch die an jedem PunKt zwischen dem unter Spannung stehenden Draht und dem zu behandelnden Material auftretende Stromentladung (courant ä'effluve) im gewünschten Sinne beeinflußt werden kann.

Als Material für den Faden kann jedes elektrisch gut leitende Metall, wie Kupfer, Eisen, eine Metallegierung usw. verwendet werden, vorausgesetzt, daß der daraus herzustellende Draht eine ausreichend glatte Oberfläche besitzt und seine mechanische Festigkeit so groß ist, daß er ohne durchzuhängen und ohne zu vibrieren über die zu behandelnde Unterlage gespannt werden kann. Praktisch wählt man den Durchmesser des Drahtes so gering, wie es im Hinblick auf das betreffende Material und auf die mechanische Beanspruchung, der er unterworfen wird, möglich ist. Der Durchmesser kann mithin

im allgemeinen zwischen 0,01 und 1 mm liegen. ϊ

Das Überzugsmaterial, d.h. der Lack, wird unter den bekannten

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mineralischen und/oder organischen dielektrischen Stoffen ausgewählt. Kunststoff-Lacke oder gegebenenfalls mit*Füllsitteln versetzte Überzüge, ζ „Β, Polyester. Polyurethane, Epoxidharze, Pol; ^idharze, Polyimidharze usw. sind im allgemeinen gut geeignet. Sie Sicke des Secklackes hängt von den aufgebrachten Isolierstoffen sowie vom Durchmesser des Drahtes ab und liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 0,01 bis 0,1 mm.

Die Spannung, unter welcher der Draht gehalten wird, ist eine Wechselspannung, deren Amplitude vom Durchmesser des verwendeten Drahtes abhängt. Die Amplitude ist umso kleiner, je kleiner der Durchmesser des Drahtes ist. Der Wert schwankt in der Praxis zwischen 2 000 und 8 000 Volt. Die Spannung muß eine Frequenz haben, die höher ist als die übliche Netzfrequenz* Die Frequenz kann praktisch zwischen 50 und 2 000 Hz liegen, ohne daß sich eine obere Grenze wirklich festlegen läßt.

Der Abstand zwischen dem Draht und dem zu behandelnden Kunststoffilm liegt im allgemeinen zwischen 1 und 10 mm, hängt jedoch weitgehend von der Intensität der Stromentladung und der Geschwindigkeit ab, mit der der Film abgezogen wird.

Wie bereits erwähnt, sind neuerungsgemäß in der Nähe des Drahtes Erdleiter vorgesehen und über diesem in einem derartigen Abstand angeordnet, daß der Hauptanteil der Feldlinien sich wieder .,chließt, ohne durch die Oberfläche des zu entladenden Kunst-atoffilmes zu gehen.

Die Anwendung der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist außerordentlich einfach: es genügt, zwischen dem zu behandelnden Film, der kontinuierlich abgezogen wird, und dem unter

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Spannung stehenden, in der Fähe einer Erdung angeordneten Draht einen regelmäßigen Entladungsvorgang aufrecht zu halten, dessen leicht zu steuernde Stärke (Amplitude) einerseits groß genug ist, um die quantitative Entladung des Films zu gestatten, andererseits aber klein, genug, damit die Oberfläche des Films nicht beschädigt wird. Die Abzugsgeschwindigkeit des Kunststoffilms hängt selbstverständlich von der Frequenz der an den Draht angelegten Hochspannung ab; sie kann beispielsweise zwischen 0,5 und 4 m/sec liegen, wenn die Frequenz zwischen 50 und ?00 Hz liegt und kann bei einer Frequenz in der Größenordnung von 1500 Hz mindestens 5 a/sec erreichen. Die Länge des unter Spannung stehenden Drahtes entspricht vorzugsweise der Breite des zu entladenden Materials. Im übrigen kann es zweckmäßig sein, mehrere beschichtete Drähte parallel zueinander über dem Material anzuordnen, was eine besondere Ausführungsform der Erfindung darstellt. Gemäß einer anderen Ausführungsform können zwei oder mehr Drähte auf verschiedenen Sniten des zu entladenden Materials angeordnet sein, wobei sie sich entweder gegenüberstehen oder nicht.

Die Neuerung wird anhand der Zeichnung näher erklärt, in der eine Ausführungsform der neuerungegemäßen Vorrichtung perspektivisch dargestellt ist.

Der elektrostatische aufgeladene Kunststoffilm 1 wird kontinuierlich unter dem lackierten Draht 2 hindurchgezogen, über dem zwei zu diesem parallel laufende geerdete Metallstäbe 3 angeordnet sind, welche als "Naherdungen" dienen. Der Draht 2 ist über einen Widerstand 4 an einen Hochspannungsgenerator 5 angeschlossen, der eine Wechselspannung abgibt. Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird die Spannung gesteigert, bis auf die ganze Länge des Drahtes eine nur bei völliger Dunkelheit sichtbare, völlig regelmäßige Entladung

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auftritt, die anschließend während des ganzen Abziehens des Films konstant gehalten wird.

Ein bequemes und dem Fachmann wohl bekanntes Mittel zur Bestimmung des Wirkungsgrades, mit dem die elektrostatische Aufladung beseitigt wird, besteht darin, daß man das Gut, z.B. den Film nach der Behandlung mit einem gepulverten Gemisch aus Mennige und Schwefel bestäubt (H. Bertein, Revue generale d¹Electricity, S. 461 bis 474 (i960)). Eine ungenügende Entladung zeigt sich dann dadurch, da3 Mennigekörner an den negativ geladenen Stellen der Oberfläche und Schwefelpulver an den positiv geladenen Stellen haften, während bei vollständiger Entladung keinerlei Pulver hängen bleibt.

• Die neueruEgsgeuiäße Vorrichtung wurde mit Erfolg zur Behandlung von Filmen aus Polypropylen, aus Polycarbonat mit einer Stärke von 2 /Um und mehr und von metallisierten Polyterephthalatfilmen in einer Stärke von 2,5 bis 6/um angewandt* Es wurde kontinuierlich gearbeitet, wobei ein einziger dünner, mit einsm Füllmittel enthaltenden Polyurethanlack beschichteter Jupferdraht in einem Abstand von etwa 6 mm über den kontinuierlich abgezogenen Film gespannt war. Bei einer Spannung von 4 500 V und bei Frequenzen von 100 bis 700 Hz wurde die gesamte elektrostatische Aufladung der Filme bei einer kontinuierlichen Abzugsgeschwindigkeit von 1 bis 4 m/sec abgeleitet.

SCHUTZANSPRÜCHE :

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Claims (6)

Schutzansprüch«?

1. ««^Vorrichtung zum Beseitigen der elektrostatischen Oberflächenaufladung von kontinuierlich bewegtem, bahnförmigem Gut, wie Filme, Folien oder Gewebe aus thermoplastischen Polymeren^nthaltend Mittel für deas^a Transport, gekennzeichnet durch mindestens einen elektrisch leitenden, an einen Wechsel-Hochspannungsgenerator (5) anschließbaren, mit einem 0,01 bis 0,1 mm starken Lacküberzug versehenen Draht (2) vom Durchmesser 0,1 bis 1 mm, der üb©r und/oder unter dem bahnförmigen Gut (1) in einem Abstand von 1 bis 10 mm quer zur Laufrichtung des Gutes angeordnet ist sowie durch parallel zum Draht in einoJi solchen Abstand vom Gut angeordnete Leiter (3), daß sich der Hauptteil der Feldlinien über bzw. unter dem Gut schließt und der Draht zwischen Gut und Leiter liefet.

2.

Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch jeweils einen über dem zu behandelnden Gut (1) angeordneten Draht (2)/geerdeten Leiter (3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch jeweils einen über und unter dem zu behandelnden Gut (1) in ungefähr gleichem Abstand zu diesem angeordneten Draht (2).

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Schutz a nsprüche

4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (?) aus einem Metall oder einer Metallegierung besteht und einen Durchmesser von 0,01 bis 1 mm besitzt.

5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Beschichtung des Dra.htes (2) aus einem dielektrischen anorganischen oder organischen Material, insbesondere aus einem Kunststofflack eines gegebenenfalls gefüllten Hochpolymeren besteht.

6) Vorrichtung na.ch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen dem Draht (2) und dem zu behandelnden Gut (1) 1 bis 10 mm beträgt, dera.rt, daß die regelmäßige stille Entladung nicht in das thermoplastische Material eindringt.

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