NO121180B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av formbestandig spole av termoplastisk båndmateriale.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en formbestandig båndspole, idet båndet består av en folie av orientert termoplast med høy elastisitet, som på sin ene side er belagt med et sjikt av f.eks. fargeavgivende materiale eller magnet-pulver.

Termoplastiske folier av ovennevnte type har mange forskjellige anvendelsesområder. Folien kan f.eks. anvendes i form av et relativt smalt bånd som er utstyrt med en i det følgende som "funksjonssjikt" betegnet belegning. Avhengig av funksjonssjiktets sammensetning og egenskaper kan et slikt bånd anvendes f.eks. som fargebånd for trykkarrordninger, som klisterbånd eller som magnetbånd. Slike bånd som er utstyrt med et fargeavgivende sjikt, har et spesielt fordelaktig anvendelsesområde ved skriveanordninger, spesielt skrivemaskiner, da de takket være sine egenskaper ikke har flere av de ulemper som har vært forbundet med tidligere anvendte tekstilfargébånd og karbonfargebånd med papir som basismateriale. Fordelene spesielt i forhold til nevnte tidligere fargebåndstyper,

ligger i det termoplastiske båndmaterials store tøyelighet, hvilket ved en kraftig trekkpåkjenning hindrer at båndet rives i stykker.

Videre medfører slike bånd et klart skriftbilde, som også ved sterk forstørring har rene kanter, og nedsetter tilsmussing av trykktypene. Båndets spesielle lille tykkelse muliggjør at en større båndlengde

kan oppvikles på en spole av gitt størrelse, således at fargebånds-skiftet kreves mer sjelden,.

Fargebånd av ovennevnte type har flere ytterligere for-deler, f.eks. nedsatt tilsmussing av hendene ved fargebåndets håndtering og nedsatt avsmitning av fargetrykket. Slike bånd kan også ved fremstillingen på enkel måte utstyres med fargesjikt i enhver ønskelig farge. Selve båndet samt fremgangsmåten for pålegning av funksjonssjiktet utgjør dog ikke noen del av foreliggende oppfinnelse.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte ifølge hvilket bånd av ovennevnte type kan oppvikles på

et rotasjonslegeme som tjener som nav, uten at den ferdige båndspole som savner støttende spoleflenser, taper sin form under normale bruksforhold. Slike deformasjoner etter fremstillingen oppstår ofte som følge av forandringer i omgivelsestemperaturen, spesielt på grunn av de krefter som funksjonssjiktet utøver på båndet, da de to materialers temperåturutvidelseskoeffisienter adskiller seg fra hverandre. På grunn herav eller under innvirkning av rent mekaniske krefter kan en aksiell forskyvning av båndlagret, en deformasjon av spolen til trakt-form og en forstyrring av båndets homogene oppvikling opptre. Ofte løsner båndet også fra spolekjernen.

Man har tidligere på forskjellige måter forsøkt å-hindre ovennevnte ulemper, f.eks. ved anvendelse av spesialnav, i som inne-holder fjærende element, med slisser utstyrte nav eller nav av relativt stor diameter. Den herved oppnådde utjevning av på båndet virkende deformerende krefter begrenses imidlertid hovedsakelig til den inntil navet liggende indre del av båndspolen, hvorved de angitte problemer fortsatt blir tilbake ved båndspolens ytre del.

Oppfinnelsen har til formål å løse dette problem ved

en egnet behandling av selve båndet. I- henhold til oppfinnelsen gjennomgår den for oppvikling beregnede folie en forbehandling ved

at etter oppviklingen på støttende kjerner med ca. 15 cm diameter for dannelse av ruller med ca. 50 cm diameter holdes i 20 til 170 timer ved en konstant temperatur mellom 30 og 60°C i en ovn, hvori rullene holdes av sine kjerner. Jo høyere den valgte temperatur er., desto kortere tid kreves. Umiddelbart etter forbehandlingen eller ved en egnet senere tidspunkt oppvikles det i egnet bredde tilskårede bånd på spolkjernen under innvirkning av en innen foliematerialets elastisitetsområde liggende trekkspenning under samtidig oppvarmning ved en temperatur av ca. 30-40°C. Fortrinnsvis holdes trekkspenningen mellom 20 og 40 kg/cm<2>ved en temperatur på 30°C og mellom 40 og 70 kg/cm<2>ved en temperatur på 40°C.

Herved oppnås at den ferdige båndspole under normale bruksforhold blir fullstendig formbestandig og ufølsom for ytre påvirkning, som f.eks. temperaturforandringer, mekaniske påkjenninger etc, uten at det kreves spesielle spoleflenser.

Oppfinnelsen fremgår nærmere av følgende beskrivelse under henvisning til tegningen. Det som spesielt karakteriserer oppfinnelsen fremgår av patentkravene. Fig. 1 viser skjematisk de forskjellige fremgangsmåtetrinn ved fremstilling av formbestandige båndspoler i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser i vertikalprojeksjon en side av en i henhold til oppfinnelsen fremstilt båndspole.

Fig. 3' viser et snitt langs linjen 3-3 på fig. 2.

Som det fremgår av fig. 1 omfatter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen to adskilte fremgangsmåtetrinn: en termisk forbehandling og den egentlige oppspoling. Den termiske forbehandling har til formål å oppheve materialets indre spenninger og kan gjennomføres enten med den som utgangsmateriale anvendte folie eller med ved foliens oppdeling dannede enkeltbånd, som etter forbehandlingen oppspoles til en spole under forutbestemte betingelser. Det er imidlertid ikke nødvendig at dette andre fremgangsmåtetrinn gjennomføres i umiddelbar tilknytning til første fremgangsmåtetrinn, men kan gjennomføres ved et egnet senere tidspunkt.

Foliens materiale og tykkelse samt funksjonssjiktets materiale og tykkelse velges avhengig av anvendelsesområdet for det ferdige bånd. Skal båndet f.eks. anvendes som fargebånd i skrivemaskiner så kan folien bestå av et tøyelig, orientert, termoplastisk materiale, f.eks i celluloseacetat, celluloseacetatbutyrat, polyetylen, poly-amid eller polyester. Funksjonssjiktet som eksempelvis kan pålegges ved kasjering, kan f.eks. som grunnstoff ha en tungt smeltbar polykrystallinsk voks eller et harpikslignende materiale. Poliematerialet som tjenestegjør som bærer for det derved hengende funksjonssjikt, har fortrinnsvis følgende egenskaper: elastisitets-modul 3,0 x 10 kg/cm , lengdeutvidelsesfaktor i det minste 10$, lineær termisk utvidelseskoeffisient 7 x 10 -V°C og tykkelse maks. 0,05 nun. Den valgte nedre grense for filmtykkelsen avhenger vesentlig av den forutsatte belastning på båndet. Jo mindre minimumtykkelse som velges, jo lengere bånd kan eventuelt oppspoles på en spole av gitt ytrediameter.

Det påførte funksjonssjikt har fortrinnsvis en

tykkelse på minst 0,0012 mm og maks. 0,05 mm. I praksis anvendes f.eks. bånd med bredde 8 mm og 270 m lengde pr. spole. Etterat båndet har passert den maskin hvori det anvendes, oppspoles vanligvis den anvendte bånddel igjen i spoleform.

Den i henhold til oppfinnelsen for materialets av-spenning gjennomførte forbehandling finner sted i det minste i 20 timer ved en temperatur på minst 30°C og maks. 60°C. Derved kreves kortere behandlingstid jo høyere den valgte behandlingstemperatur er. Det har imidlertid vist seg at en behandlingstid på 20 timer ikke skal underskrides, hvis den ønskede virkning sikkert skal oppnås. Ved temperaturer under 60°C kreves derved en lengere behandlingstid,

idet dog forsøk har vist at noen ytterligere virkning ikke fåes, om ved en behandlingstemperatur på 30°C behandlingen, strekkes ut over lengere tid enn 170 timer.

Denne forbehandling ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres i egnet omgivelse eller i en ovn av kjent konstruksjon, hvori det

behandlede materiale kan plaseres fritt for mekaniske påkjenninger

og temperaturen kan holdes konstant. Etter forbehandlingens slutt kan det således avspente bånd enten bare gjennomgå det i det følgende omtalte andre fremgangsmåtetrinn eller også lagres passelig lenge i påvente på senere behandling.

Ved det andre fremgangsmåtetrinn oppspoles materialet på<*>en rotasjonslegeme, idet samtidig oppdelingen av materialet i båndform kan gjennomføres, hvis denne oppdeling i enkelt bårid ikke er gjennomført tidligere. Oppspolingen kan skje i egnet qppspolings- • anordning, hvori båndet under oppspoling kan holdes ved en forutbestemt kontrollert mekanisk spenning og en bestemt konstant temperatur. Hvis den forbéhandlede folie oppdeles i enkelte bånd, først i forbindelse méd oppspolingsforløpet, kan samtidig et stort antall båndspoler fremstilles. For å sikre den i henhold til oppfinnelsen oppnåelige formbestandighet etter oppspolingen, er det nødvendig at båndet under oppspolingen ikke bare holdes ved en bestemt spenning, men også at det utsettes for en forhøyet temperatur. Anordningen for båndets oppv.armning skal være dimensjonert såeldes at under den ca. 3 timer lange oppspoling av et bånd av ca. 270 m lengde holdes dette bånd ved en forutbestemt temperatur. Holdes be-tingelsene innen de i følgende eksempler angitte verdier, så til-veiebringes 1 henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en båndspole som er formstabil ved senere opptredende utvidelse, kontraksjon og lignende effekter, selv om båndspolen utsettes for temperaturer mellom 10 og 60°C.

Eksempel 1.

Et bånd bestående av en folie av celluloseacetatbutyrat med en tykkelse på 0,022 mm er utstyrt med et funksjonssjikt bestående av en petroleumsvoks med en tykkelse på 0,004 mm, hvori det er dispergert for skrivemaskiner egnet trykkfargepigment, og er oppviklet på en aluminiumskjerne av 15 cm diameter for dannelse av en rull med ca. 50 cm diameter. Båndrullen plaseres i en ovn hvori den holdes av sin kjerne. Båndet forbehandles ved en temperatur på 40°C i 24 timer, mens den fortsatt er oppviklet i en rull. Den herved for indre spenning befridde folie oppdeles deretter i smale bånd, som oppspoles £>r dannelse av båndspoler ved en temperatur på 30°C under en trekkspenning på 60 g/cm båndbredde, tilsvarende en trekkspenning på 48 g ved 8. mm båndbredde. Båndet oppspoles på

et nav som har en diameter på 38 mm og den ferdige båndspole har en ytre diameter på 100 mm. De således fremstilte båndspoler bi-beholder sine dimensjoner ved utvidelsej^g.'krympning uten forskyvning på kjernen, frigjøring fra kjernen, eller•skrumpning, hvis de utsettes for omgivelsestemperaturer mellom 10°C og 60°C. Videre bi-beholder spolens innerste omdreining kontakt med kjernen og spolens frie sider forblir stive og parallelle med hverandre, selv om de utsettes for manuelt trykk vinkelrett på spolens plan. Videre opp-trer ikke forhøyninger eller fordypninger i spolens periferi. Eksempel IA.

Det i eksempel 1 angitte båndmateriale forbehandles ved en temperatur på 30°C i 48 timer og spoles deretter ved en temperatur på 30°C og under en strekkspenning på 40 g/cm båndbredde. Den ferdige håndrulle får omtrent samme egenskaper som angitt i forbindelse med eksempel 1.

Eksempel 2.

Et bånd bestående av 0,02 mm tykk polyetylen med en spesifikk vekt på 0,95 er utstyrt med et funksjonssjikt av vegetabilsk voks, hvori det er dispergert trykkfargepigment egnet for skrivemaskiner. Funksjonssjiktets tykkelse er 0,005 mm. Forbehandlingen varer i 36 timer og utføres ved en temperatur på 40 C. Det herved

for indre spenninger befridde bånds oppspoling skjer ved en temperatur på 40°C og med en trekkspenning på 120 g/cm båndbredde."Den på

denne måte fremstilte båndspoles formbestandighet tilsvarer det som oppnås i henhold til tidligere eksempel.

Eksempel 2A.

Samme materiale som i eksempel 2 forbehandles ved en temperatur på 40°C i 56 timer og oppspoles deretter ved en temperatur på 35°C under en trekkspenning på 60 g/cm båndbredde. Igjen fåes samme formbestandighet som ved tidligere eksempler.

Eksempel 3.

Båndmaterialet består av polyetylen av tykkelsen 0,023 mm med en spesifikk vekt på 0,96. Funksjonssjiktet består igjen av en vegetabilsk voks, hvori det er dispergert trykkfargepigment som er egnet for skrivemaskiner. Funksjonssjiktets tykkelse er 0,005 mm. Forbehandlingen varer i 48 timer og skjer ved en temperatur på 40°C. I det deretter følgende andre fremgangsmåtetrinn oppspoles båndet ved en temperatur på 40°C under en trekkspenning

på 160 g/cm båndbredde. På nytt fåes i det nærmest identisk samme kvalitative egenskaper som i henhold til foregående eksempel. Eksempel 3A.

Samme materiale som i eksempel 3 forbehandles i 60 timer ved en temperatur på 40°C og oppspoles deretter i spoler under en temperatur på 40°C ved en trekkspenning på 80 g/cm båndbredde.

Av ovennevnte eksempler fremgår at samme egenskaper med hensyn til formbestandighet hos de ferdigspolede båndspoler kan fåes i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med anvendelsen av forskjellige temperaturverdier, forbehandlingstider og spenningsverdier, hvilket ifølge oppfinnelsen står i |"~g jjsrisidig vekselvirkning. De i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilte båndspoler viser en fullstendig formbestandighet under mekaniske påkjenninger og vanlige temperaturvariasjoner, som ligger innen området mellom 10°C og 60°C. De angitte verdier for den . på båndet ved oppspolingen på navet virkende trekkspenning er valgt således at båndets utvidelse i det elastiske området ikke utnyttes fullstendig, men bare delvis således at båndet også etter oppspolingen har en vesentlig elastisitet.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av formbestandige spoler av relativt smale bånd av termoplastisk foliemateriale med høy elastisitet, hvis overflate er belagt med et funksjonssjikt som f.eks. en voksp. hvori det er dispergert trykkfargepigment egnet for skrivemaskiner,karakterisert vedat folien utsettes for en forbehandlingj. hvorunder den,etter oppspoling i rullform på en støttende kjerne,i minst 20 timer holdes ved en konstant temperatur mellom 30 og 60°C, med rullen båret av den støttende kjerne, og at den deretter enten umiddelbart eller ved et egnet senere tidspunkt oppspoles for dannelse av en ferdig båndspole ved en temperatur av ca. 30°C til 40°C og under innvirkning av en innen foliematerialet.s elastisitetsområde liggende trekkspenning, idet en oppdeling av folien i kontinuerlige strimler foretas etter'forbehandlingen i forbindelse med oppspolingen.