PL70353B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania blony polimerycznej, w postaci tasmy, przez wycisltanie Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania blony polimerycznej w postaci tasmy, przez wyciskanie.Powszechnym sposobem produkcji termoplastycznej blony polimerycznej w postaci tasmy jest wyciskanie materialu polimerycznego, w czasie, w którym jest on w stanie plynnym, przez plaski albo okragly ustnik. Po wycisnieciu, film polimeryczny w postaci plynnej badz plastycznej jest wylewany na poruszajaca sie, chlodzaca powierzchnie w postaci chlodzonego bebna lub tasmy, na której to powierzchni film jest oziebiany do poziomu umozliwiajacego stwardnienie. W celu uzyskania szybkiego oziebienia filmu, wazne jest szybkie przenoszenie .ciepla filmu na powierzchnie oziebiajaca. Dobre przenoszenie ciepla moze byc uzyskane wówczas, gdy fllm przylega adhezyjnie do powierzchni oziebiajacej w wyniku umieszczenia elektrostatycznych ladunków na górnej powierzchni plynnego filmu z elektrody do wyladowan ulotowych przed punktem, w którym film po raz pierwszy kontaktowany jest swoja dolna powierzchnia z uziemiona powierzchnia oziebiajaca.Zastosowanie przemyslowe opisanego procesu charakteryzuje sie wada nieodlaczna dla rozladowanjoniza¬ cyjnych, mianowicie tendencja do wytwarzania luków przy pewnych wartosciach wzglednej wilgotnosci, cisnienia powietrza itp. W konsekwencji powyzszego, blona filmowa jest dziurawiona badz tez przerywana.W dodatku, urzadzenie do elektrostatycznego ladowania wykazuje tendencje do gromadzenia oligomerów uwalnianych w czasie wyciskania powodujac tym samym nierównomierna jonizacje wzdluz elektrody.Celem niniejszego wynalazku jest sposób produkcji filmów polimerycznych bez zastosowania elektrody do wyladowan ulotowych, w którym uzyskiwana jest mimo to dobra adhezja wyciskanego filmu do powierzchni chlodzacej.Cel wynalazku zostal osiagniety przez wyciskanie termoplastycznego, polimerycznego materialu w postaci ciaglej tasmy przez ustnik wyciskowy na przemieszczajacy sie element chlodzacy przy jednoczesnym uzyskiwa¬ niu róznicy potencjalów elektrycznych pomiedzy wymienionym elementem chlodzacym i innymi czesciami, które znajduja sie w kontakcie z materialem polimerycznym zanim material ten znajdzie sie w kontakcie z wymienionym elementem chlodzacym, przy czym róznica potencjalów jest wystarczajaca aby spowodowac badz tez polepszyc przyleganie filmu do wymienionego elementu chlodzacego i zdejmowaniu utwardzonego filmu z wymienionego elementu chlodzacego. Przykladowo mozna podac, ze wymieniona róznica potencjalów elektrycznych moze byc wytworzona pomiedzy elementem, chlodzacym i ustnikiem wyciskowym.2 70353 Wedlug wynalazku, plynny material polimeryczny po wyjsciu z ustnika przemieszczany jest na powierzch¬ ni prowadzacej (np. powierzchni rolki) zanim osiagnie element chlodzacy. W takim procesie, wymagany rezultat moze byc uzyskany poprzez utrzymywanie róznicy potencjalów elektrycznych pomiedzy bebnem chlodzacym i wymieniona powierzchnia prowadzaca; w tych okolicznosciach, moze równiez wysepowac róznica potencjalów pomiedzy chlodzacym elementem i ustnikiem wyciskowym oraz pomiedzy ustnikiem wyciskowym i powierzch¬ nia prowadzaca — co nie jest niezbedne.Sposób moze byc przeprowadzany wedlug prostego rozwiazania przez polaczenie jednego bieguna zasilenia elektrycznego z elementem chlodzacym i drugiego bieguna z ustnikiem wyciskowym lub inna czescia pozostajaca w kontakcie z materialem polimerycznym przemieszczalnym w kierunku elementu chlodzacego. Ustnik wycisko¬ wy (albo inny element) oraz element chlodzacy moga byc badz elektrycznie odizolowane, badz tez moze miedzy nimi nastepowac przeplyw pradu np. poprzez film. W najbardziej korzystnym rozwiazaniu, ustnik wyciskowy jest uziemiony a element chlodzacy jest elektrycznie odizolowany od podstawy tzn. od ziemi i po¬ laczony jest galwanicznie z jednym biegunem zródla pradu stalego. Jak wymieniono uprzednio, elementem chlodzacym moze byc beben, tasma lub podobne. W przypadku zastosowania bebna, moze on byc calkowicie elektrycznie przewodzacy badz tez moze skladac sie z nieprzewodzacego korpusu pokrytego obwodowo materia¬ lem przewodzacym. W odmiennym rozwiazaniu, element chlodzacy moze posiadac przewodzacy elektrycznie korpus z cienka izolacja obwodowa.Znane sa sposoby wytwarzania filmów polimerycznych przez wyciskanie materialu polimerycznego przez plaska dysze formujaca film, przy czym wyciskany film jest rozciagany wzdluznie przez szybsze odprowadzanie go od dyszy niz wynosi szybkosc wyciskania. Nastepnie film wprowadzany jest na powierzchnie oziebiajaca, pelna swoja szerokoscia, co uniemozliwia ewentualnie przewezenia filmu.W procesie moze byc zastosowanych wiecej niz jeden element — chlodzacy np. moze byc kilka bebnów chlodzacych lub innych elementów chlodzacych ustawionych w seriach w taki sposób, ze film przechodzi od jednej do drugiej serii. Nazwa „element chlodzacy" jest pojeciem szerokim obejmujacym jedno, dwa lub wieksza ilosc takich elementów. W przypadku wystepowania wiekszej ilosci elementów chlodzacych, dwa takie elemen¬ tów lub wiecej moga tworzyc serie, przy czym kazdy z tych elementów moze byc o róznym potencjale elektrycznym od elementu znajdujacego sie w kontakcie z materialem polimerycznym przemieszczanym w kie¬ runku pierwszego elementu chlodzacego. W kazdym badz razie, korzystnym jest aby co najmniej pierwszy z elementów chlodzacych posiadal ta róznice potencjalów.Dodatkowa zaleta sposobu wedlug wynalazku jest korzystanie z pradu o malym natezeniu w obwodzie elektrycznym zawierajacym zródlo sily elektromotorycznej. W przypadku zamknietego obwodu, moze byc zastosowane urzadzenie ograniczajace przeplyw do maksymalnej wartosci okolo 1 • 10—* A. Ponadto nie wystepuje w rzeczywistosci zadne niebezpieczenstwo dla obslugi jako rezultat rozladowania elektrycznego i w przypadku, w którym ustnik wyciskowy jest uziemiony, pojemnosc elementu chlDdzacego w stosunku do ziemi jest tak mala, ze nawet przy napieciu pradu stalego wynoszacego 1000 V energia elementu chlodzacego osiaga wartosc okolo 1 • ICH6 JouPa. Niezaleznie od tego, mozliwym jest wyeliminowanie nawet malego poraze¬ nia w przypadku dotkniecia elementu chlodzacego przez wprowadzenie bocznych scianek elementu chlodzacego jak równiez czesciowo powierzchni elementu chlodzacego (która jest kontaktowana przez wyciskany film) pokrytych cienka warstwa izolatora.Sposób wedlug wynalazku jest dokladniej wyjasniony na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia schemat urzadzenia wyciskajacego pracujacego sposobem wedlug wynalazku, fig. 2 widok z przodu bebna chlodzacego, fig. 3 - wykres wplywu róznicy potencjalów elektrycznych w zaleznosci od szerokosci i grubosci krawedzi chlo¬ dzonego filmu, fig. 4 - schematycznie odmienne rozwiazanie urzadzenia wyciskajacego.Syntentyczny material polimeryczny (fig. 1) w stanie plynnym jest wyciskany przez wyciskacz 11, prze¬ chodzi przez filtr 12 i przewód 13 do ustnika 14 i przez dysze 15 ustnika i przenoszony jest juz w postaci filmu na chlodzacy beben 16 napedzany za pomoca nie pokazanego na rysunku urzadzenia. Pomiedzy bebnem chlodzacym 16 i ustnikiem 14 utrzymywana jest róznica potencjalów elektrycznych ze zródla 17 pradu stalego.Utwardzony film przemieszczony jest z bebna chlodzacego poprzez nie napedzany rolka 18 do dalszej obróbki majacej na celu poprawe wlasnosci fizycznych filmu. Obróbka taka jest znana i moze zawierac wdluzne i po¬ przeczne wyciaganie, utwardzanie termiczne, wtórne wyciaganie itd.Beben chlodzacy 16 jest bebnem pustym wykonanym ze stali nierdzewnej, którego zewnetrzna powierzch¬ nia jest polerowana tak, ze posiada gladkosc lustrzana. Beben osadzony jest na dwóch czopach 20, 21 ulozysko- wanych obrotowo. • Lozyska kulkowe wprasowane sa w lozyskowe tuleje 22 i 23 wykonane z materialu izolacyjnego takiego np. jak teflon lub podobnego. Tuleje 22, 23 umieszczone sa w czesciach 24, 25 korpusu urzadzenia. Czop 20 sprzegniety jest za posrednictwem sprzegla sztywnego 26 wykonanego równiez z materialu izolacyjnego z walem napedzajacym 28. Czop 21 jest czopem pustym i polaczony jest poprzez uszczelke3 70353 z króccem wlotowym 27 i wylotowym króccem 29 plynu chlodzacego. Krócce 27 i 29 polaczone sa elastyczny¬ mi przewodami 30, 31 z urzadzeniem, pokazanym strzalka 32, zawierajacym pompe cyrkulacyjna i chlodnice.Jako plynu chlodzacego uzywa sie mieszanki skladajacej sie z dwóch czesci objetosciowych oleju parafinowego i jednej czesci trójchloroetylenu. Mieszanka ta posiada opornosc wlasciwa okolo 1011 Ohm/cm. Zródlo 17 pradu stalego jest zdolne do wytwarzania napiecia od 0-5000 V . Jeden biegun zródla jest uziemiony, drugi zas polaczony za posrednictwem przewodu z elektrycznie przewodzaca obudowa 34 przewodów plynu chlodzacego przez co jest galwanicznie polaczone z bebnem chlodzacym 16. Zródlo pradu stalego stosowane w urzadzeniu wedlug wynalazku, jest elektronicznie stabilizowane, wykazujac mala opornosc wewnetrzna. Dla tej przyczyny, zródlo wyposazone jest w serie oporników pokazanych schematycznie jako opornik 33 o wartosci oporu 109 Ohma. Ustnik wylotowy 14, jalowa rolka 18 i inne czesci urzadzenia sa uziemione. v Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, polimer polietylenoteraftalanowy o lepkosci wlasnej 0,59 i gestosci 1,33 g/cm3 jest wyciskany z szybkoscia 60 kg/godz. przy temperaturze 290°C poprzez zwykla plaska dysze wyciskowa o szczelinie 300x200 mm. Polimer w stanie plynnym jest podawany na beben chlodzacy o srednicy 800 mm, szerokosci 1100 mm. obracajacy sie z szybkoscia 2,28 obr/min i utrzymywany w tem¬ peraturze okolo 30°C.Dlugosc filmu polimeru pomiedzy szczelina wyciskowa i linia styku z bebnem wynosi 20 mm. Grubosc filmu utwardzonego po zdjeciu z bebna chlodzacego pokazana jest na fig. 3 linia 38 przedstawiajaca grubosc d filmu w f/m w zaleznosci od szerokosci przy róznicy potencjalów ustalowej na 1000V i na której linia 39 przedstawia grubosc filmu przy róznicy potencjalów zredukowanej do zera.Jak wynika z wykresu na fig. 3, nadanie róznicy potencjalów powoduje zwiekszenie szerokosci filmu o okolo 6 mm od wartosci (b) do wartosci (a). Ten wzrost szerokosci filmu powoduje zmniejszenie zjawiska szyjkowania, co oznacza, ze krawedzie filmu sa ciensze i w dalszej konsekwencji, ze straty na krawedziach wynikajace z faktu koniecznosci obcinania krawedzi przy grubosci wiekszej niz 1% od grubosci w srodku filmu, sa zredukowane. Rezultat zastosowania róznicy potencjalów na eliminacje wystepowania na przemian czystych i zamglonych linii jako ewentualny rezultat wystepowania zamknietego powietrza pomiedzy blona i powierzch¬ nia suszaca, zostal okreslony wizualnie. Przy braku róznicy potencjalów, wada ta wystepowala tak silnie, ze po dwuosiowym wyciaganiu, termoutwardzaniu i odpuszczeniu, uzyskany film posiadal powierzchnie, aczkolwiek umozliwiajaca jego zastosowanie dla celów radiograficznych, absolutnie uniemozliwial zastosowanie filmu dla celów fotograficznych, badz innych, graficznych celów.Przy róznicy potencjalów okolo 400 V wymieniona wada zostala calkowicie wyeliminowana z wyjatkiem pewnej ilosci malych punktowych waci rzadko rozrzuconych z gestoscia okolo 2/cm2. Te wady punktowe wystepuja w postaci malych, okraglych wglebien w powierzchni filmu która znajdowala sie w kontakcie z bebnem chlodzacym o srednicy okolo 0,1 mm i nieokreslenie malej glebokosci. Przy róznicy potencjalów zwiekszonej do 500 V zamglenia pasmowe calkowicie zanikaja a wady punktowe zostaja zredukowane znacznie w ilosci i w wymiarach. Przy dalszym zwiekszaniu róznicy potencjalów, wady punktowe odpowiednio zmniej¬ szaja sie i przy róznicy potencjalów 1000 V otrzymuje sie wizualnie bezbledna gladka powierzchnie filmu.W urzadzeniu do wykonywania sposobu wedlug wynalazku, natezenie pradu pomiedzy zródlem pradu i bebnem suszacym wynosi 0,1 • 10—6 A, tak wiec odpowiednie napiecie na bebnie wynosi 900 V, to zna¬ czy 1000—109 • 0,1 • 10—6. Prad przeplywajacy przez polaczenie zródla pradu z bebnem stanowi sume trzech niezaleznych przeplywów pradu do ziemi.Pierwszy prad przeplywa od bebna chlodzacego poprzez chlodzony film do uziemionego ustnika wycisko¬ wego, drugi prad przeplywa przez film do uziemionej, jalowej rolki 18, trzeci od bebna chlodzacego poprzez izolacje lozysk i obieg chlodzacy do uziemionych czesci urzadzenia. Drugi z wymienionych przeplywów pradu jest nieistotny w odniesieniu do pierwszego, poniewaz odleglosc wolnego filmu do rolki jalowej 18 jest kilka¬ krotnie wieksza niz odleglosc wolnego filmu do wylotowego ustnika 15 a zdolnosc przewodzenia filmu zimnego jest znacznie nizsza niz filmu wstanie plastycznym. Trzeci z wymienionych przeplywów jest równiez nieistot¬ nym, poniewaz izolacja elektryczna bebna chlodzacego w stosunku do ziemi wynosi 10J2 Ohma. Nalezy tu stwierdzic, ze zarówno zdolnosc elektrycznej izolacji jak równiez zdolnosc przewodnictwa cieplnego wymienio: nej juz mieszanki plynu chlodzacego pozostaje zadowalajaca przez dlugi okres jej uzywania.Z powyzszego mozna wywnioskowac, ze zdolnosc przewodzenia elektrycznego filmu wstanie plastycz- no-plynnym stanowi glówny parametr wyznaczajacy natezenie pradu w obwodzie elektrycznym. Konkluzja taka nie odpowiada prawdzie, w przypadku gdy nie wystepuje galwaniczne polaczenie pomiedzy filmem i bebnem chlodzacym, takie jakie wystepuje wtedy gdy powierzchnia bebna jest pokryta warstwa elektrycznego izolatora.Warstwa taka moze byc stworzona przez ulokowanie sie na powierzchni oligomerów, badz tez moze byc specjalnie wykonana w celu zabezpieczenia w przypadku dotkniecia przez operatora bebna pod napieciem.Aczkolwiek przeplyw pradu w obwodzie jest w zasadzie zredukowany do zera przez taka warstwe izolujaca, stwierdzono, ze pozyteczny wplyw, róznicy potencjalów elektrycznych na przyleganie filmu do powierzchni bebna pozostaje niezmieniony.4 70353 Nalezy jednak rozumiec, ze obecnosc warstwy izolatora na powierzchni bebna ma ujemny wplyw na przewodzenie ciepla, dlatego tez lepiej jest jej nie tworzyc ani tez nie dopuscic do jej samoutworzenia. W zwiaz¬ ku z niebezpieczenstwem porazenia elektrycznego przy obsludze urzadzenia, mozna powiedziec, ze operator moze dotknac beben suszacy pod napieciem 900 V bez odczucia szoku. Dzieje sie to w wyniku obecnosci opornika 33 w obwodzie elektrycznym, który ogranicza natezenie pradu doi • 10~6 A, a energie elektryczna gromadzona na bebnie do 1 • 10"6 Joula (1/2 CV2 = 1/2 • 2x 10"12 x 106, gdzie C-stanowi pojemnosc bebna a V-stanowi róznice potencjalów).Wynalazek nie jest ograniczony do opisanego rozwiazania. Biegunowosc zródla pradu stalego moze byc odwrócona bez ujemnego wplywu na przebieg procesu. Moze byc równiez zastosowane zródlo pradu zmiennego, lecz w tym przypadku czestotliwosc pradu zmiennego nie moze byc tak wysoka zeby wiekszosc energii elektrycznej byla utracana w niepozadanym pojemnosciowym polaczeniu z elementami maszyny. Ponadto, czestotliwosc pradu zmiennego, musi byc mniejsza od czestotliwosci wlasnej filmu w celu unikniecia niepozada¬ nego wplywu na proces. Róznica potencjalów elektrycznych moze byc równiez nadawana przez uziemienie bebna chlodzacego i polaczenie ustnika wyciskowego 14 ze zródlem pradu. Elastyczne polaczenie 13 stanowi w tym przypadku izolacje elektryczna pomiedzy ustnikiem wyciskowym i innymi, uziemionymi elementami prasy wyciskowej.Odmiennie, beben chlodzacy i ustnik wyciskowy moga byc odizolowane od ziemi i polaczone kazdy z innym biegunem zródla pradu. Do chlodzenia wycisnietego filmu, mozna zastosowac wiecej niz jeden element suszacy —jak podano we wstepnej czesci opisu i w tym przypadku, wszystkim tym elementom mozna nadac potencjal rózny od potencjalu ustnika wyciskowego. W przypadku, w którym zastosowano chlodzona rolke prowadzaca o malej srednicy, jak opisano w zgloszeniach brytyjskich 28,315/69 i 44,042/69 która znajduje sie w kontakcie z wklesla strona blony i umieszczona jest pomiedzy ustnikiem wyciskowym i bebnem chlodzacym, moze byc ona polaczona ze zródlem pradu elektrycznego w celu nadania jej róznicy potencjalów w wielkosci albo w wielkosci i biegunowosci w stosunku do bebna chlodzacego. Taka rolka prowadzaca moze miec równiez potencjal rózny zarówno od bebna chlodzacego jak równiez od ustnika wyciskowego jak pokazano na fig. 4 — na której film 44 jest wyciskany z uziemionego ustnika 14, przechodzi poprzez wolna rolke prowadzaca 40 na powierzchnie napedzanego suszacego bebna 41 który obraca sie z predkoscia obwodowa kilkakrotnie wyzsza niz szybkosc wyciskania filmu z ustnika. Rolka prowadzaca jest chlodzona i posiada duza zdolnosc przewodzenia ciepla w wyniku czego, wyciaganie pólplynnego filmu dokonywane jest na odcinku pomiedzy szczelina wycisko¬ wa i rolka prowadzaca. Film jest przenoszony na powierzchnie bebna 41 na wiekszej czesci jego obwodu a nastepnie jest prowadzony na drugi, napedzany chlodzacy beben 43. Rolka 42 pokryta warstwa elastyczna dociska film do powierzchni bebna 43 dla uzyskania odpowiedniego przemieszczenia filmu. Nastepnie film jest przenoszony poprzez beben 47 do dalszej obróbki. Rolki 40 i beben 41 sa zamocowane w izolacji elektrycznej i sa galwanicznie polaczone z uziemionymi zródlami pradu 45,46. Biegunowosc zródel jest odwrócona tak wiec najwieksza róznica potencjalów wystepuje pomiedzy rolka prowadzaca 40 i chlodzacym bebnem 41.W odmianie, rolka prowadzaca 40 moze posiadac ten sam potencjal co beben chlodzacy a wymagana róznica potencjalów moze byc utworzona pomiedzy ustnikiem wyciskowym z jednej strony i elementem chlodzacym z drugiej. Mozliwym jest oczywiscie uziemienie rolki prowadzacej 40 i nadanie róznicy potecjalów w stosunku do bebna chlodzacego a ustnik wyciskowy moze byc o potencjale równym albo równym w stosunku do rolki prowadzacej. Niezaleznie od powyzszego, nalezy zaznaczyc ze sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany z powodzeniem przy wyciskaniu filmów z innych surowców polimerycznych które sa gwaltownie chlodzone po wyciskaniu, takich jak; polietylen, polipropylen oraz ich kopolimery, polistyren, polichlorek winylu i inne. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania blony polimerycznej w postaci tasmy przez wyciskanie materialu polimerycznego w stanie plynnym poprzez ustnik wyciskowy na poruszajacy sie element chlodzacy, z lamienny tym, ze nadaje sie róznice potencjalów elektrycznych pomiedzy elementem chlodzacym i inna czescia urzadzenia, która znaj¬ duje sie w kontakcie z materialem polimerycznym zanim znajdzie sie on w kontakcie z elementem chlodzacym, po czym utwardzony film odbiera sie z elementu chlodzacego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nadaje sie róznice potencjalów pomiedzy chlodzacym elementem i ustnikiem wyciskowym.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze nadaje sie róznice potencjalów elektrycznych pomiedzy chlodzacym elementem i rolka prowadzaca znajdujaca sie w kontakcie z wyciskanym filmem miedzy elementem chlodzacym i ustnikiem wyciskowym.

4. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze ustnik wyciskowy uziemia sie.5 70353

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie róznice potencjalów elektrycznych którajest róznica potencjalów pradu stalego.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie zamkniety obwód zawierajacy wymieniony element chlodzacy oraz zródlo sily elektromotorycznej a maxymalny przeplyw w takim obwodzie ogranicza sie do maximum 1 -10"* A.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako material polimeryczny stosuje sie polietylen tereftalanu.KI. 39a3,7/02 70353 MKP B29d 7/02 d(ym) 20mm Fig. 3 Fig. 4 Prac. Poligraf. UPPRU naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL