DE1504332A1

DE1504332A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Folien mit einer Koronaentladung

Info

Publication number: DE1504332A1
Application number: DE19651504332
Authority: DE
Inventors: Schirmer Henry George
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1964-08-26
Filing date: 1965-08-19
Publication date: 1970-03-05
Also published as: US3405052A; GB1112196A

Description

(US 392 147 - prio 26.8,1964
W. R, Grace & Co, ²⁷⁵³ ~ ^371O)

_ S, GcJ 1 ■ St_*At Hamburg, den 17. August 1965

Vorrichtung zur Dühand,lung von PoLLon mlb e iner Kb ro nae η tladung *

Die vorliegende Erfindung bezieht β Loh auf eine Vorrloh- "

tung i3ur Behandlung von PoLlen mit einor KJoronaenbladung,

Ea iafc bekannt, die BüdruckbarlcoLb von ibyoLefLnen, wie
z*B. Iblyäbhylen au vorbessern, indem man die Pollen oinor elektrischen HoühBpammngsentladung auoBOtat« Hierbei kann die Polio zwischen zwei Elektroden mlb verlängertem Oborf lachen be reich durchgeführt werden, die aur· Krzeugung einer diffusen Koronaentladung zwischen den Kiektroden mit einer hohen Wechselai>aiinung boochickt v/erden, Dlouo Koronaent- a

ladung wird durch «Ln toilwelaes Zusammenbrechen oder eLne ronisierung der Atmosphäre im Bereich einer MLektrode^ verursacht, Die Elektroden müssen einen derartigen Abstand
haben, daß die Polionoborflache der Koronaentladung ausgesetzt wird, Die Elektroden können aus :;woL parallel zueinander angeordnete flach» Platten oder aus olner Trommel
mit einem im Abstand dazu konzentrisch angeordneten stator bestehen* ZwLschon den Elektroden kann auch ein Oogen aus

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dielektrischem Material vorgesehen sein, um ein überschlagen und eine Beschädigung der behandelten Folie zu vermeiden, falle diese Polio Fehlstellen oder Löcher besitzt, Die dielektrische Abdeckung verhindert auch oine Vernarbung dor Elektroden und begünstigt die Ausbreitung der Ebronaontladung Über die gesamte Eloktrodenbroitej ferner wird durch dluae Abdeckung bewirkt ι daß die Folie nur einen kleinen Teil doο gesamten Dielektrikums im Zwischenraum aunmaoht, (rooigneta dielektrische Materialien flir die Abdeckung dDt· geerdeten Waise sind Glas, Polyesterfilnie, Epoxydharze und Elastomere wie ohloreulfonlerteo J&lyäthylen, Silikonkautschuk und dergleichen, wie auch ein «lociertfjr Überzug. Im allgemeinen worden Elastomere btirorxugfcf da dlüsa nur frol von Unregelmäßigkeiten sein mtlsoen, um aiii Durchschlagen zu verhindern.

Bei der yerwondung von Blatt- oder Plächeaelektroden V)0»t'8ht 5ino bdfjoiidere Schwierigkeit in der Erzielung einer gioiohntfißlgün Ki) ro na Über die ganze Polienoberfläohe. Im allgemeinen fflrd angoncamian, dafl die elektrische Entladung on schar fön Kanten oder Ecken stattfindet«. Wenn dia Elektrode Rmkte oder Spitzen aufweist, die der I2ntladeelektrode migenßhort Bind, findet die Ditl^dung vorzugswelne au tlioasn Bxnkten statt und die Kbronabehandlutig wird uugleichmäßig#

BAD OFlIG!NAL

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Κα wurde nun gefunden, daß mit einer dünnen, biegaamsn, elektrisch leitenden Flächenelektrode, beispielsweise einer¹ Aluminiumfolie, in Verbindung mit einer Entladeclektrode eine gleichmHßige elektrische lint ladung und Korona erhalten wird, wenn man eine hohe Wechselοtromcpannung zwischen don Elektroden anlegt. Wenn die biegoarae Elektrode dann welter möglichst wenig bofentigt und nonot freitragend lot, stellt eich die Elektrode seibat auf einen koronaorzeugendon Abstand von dor Kat--1adeelektrode ein«

Ifeoh einer weiteren AuofiUirungsfona der Iirflndung beoteht die Ludocloktrodo aus einer bogenförnilöun l^rJntlonülektrodo aua geaintertem Metall«

Hit der Krlinduußfrird eine Vorrichtuni? smv Beliandlung von Pollen mit einer Koronaentladung vorgeschlagen, welche mindestens zwei im Abotand voneinander angeordnete, mit entgegengesetzten IblaritUten beladbare Elektroden und Mittel sum Anlogen einer hohen, eine Koronaentladung erzeigenden V/e cha el spannung zwisohon den Flektrodcüi ttiith&lt.

Die Erfindari^ wird im folgenden anhand der beigefügten Zeicliniin,';cn :.n einigen Auaführungsforinen erläutert f es zeigen:

^009810/1588 bad g:v.*m«.

Fig. 1 - eine Vorrichtung mit einer Elektrode aus Aluminiumfolie zur Koronabehandlung von thermal)]aBtlocher Folie wie Polyäthylen oder Polypropylen in pcrepoktlvlocher Darstellung,

Fiß« i? - einen Querachnltt duroh eine gesinterte bogen» förmige Plattenelektrode! welche anstelle der AluminiumfolienGlelrtrode in Pig. 1 verwendet werden kann«

Die in Fig* 1 dargestellte Vorrichtung ist in einem Gestell 2 untergebracht, welcheo jedoch auf beliebige Woißs ctljgGWttiidelt werden kann» und eiithült eine geerdete Kflindrloohc Stahl elektrode 4, welche auf eine Welle 6 montiert·· ißt. IHe Walle 6 wird duroh eine Antrlebevor-

wi« fiiiiGii Motor ΰ nngetrieben, Qae andere Ende Welle Yumi durch eine geeignete Vorrichtung wie eine Le^erWiohne 10 in dan Gestell montiert aein. Die 0b«rflfiohe dtr geerdeten Elektrode let voraug»weiee_f jedoch nioht uuitodjxifitf mit olnea Ieoliermaterial 12 wie beiepitliB Guninii ülmrzogon« Die Iirehrichtung dar geerdeten

ißt mivrooontlichf in dor Zeiohnung ist sie vom e dar Welle au π gesehen in Uhrsseigerrichtung dargestellt« DH Folie 14 gelangt duroh einen Soblltss 3 in (lao Go«toll ? und läuft dann unter einer Leitrolle 5 hi.ndurch Über di« Elektrode 4 und dann unter einer Lßitrolle 7 hindurch. BAD 0P.lG!^4AL

1 f.68

Direkt Über der goerdetun Elektrode iak οIn dünnes, bLegsames, elektrisch Leitendes, glattes, blooh- oder follenartigeo MatorLaL, z.B. eLne ALumLnLumfolle, angebracht, welcheo yon olnur geeigneten Haltevorrichtung oder einer Blattaioktrode (nicht dargestellt) gehaLton werden kann. Die Aluminiumfolie kann an einer geeigneten SteLie »in in der Jiitte oder an einer Ka η to gohaLtun »erden» be lap ieloweiae mit dem freien En do Ln Bewegungsrichtung der au behandelnden FoLLo, Jedoch kann dl» Aluminiumfolie auch nur an eLnem Punkt oder an eLner beliebigen Ebene quer zur DewegungurLohtung der Bahn gehalten werden. BoL AnLegpn eLner Elektrodenopunnung wird die Aluminiumfolie von der geerdeten Eloktrodu angezojou, berührt diese Jedoch nicht, η ο η dom wird eelbettragend in einem Abstand gehalten, weloher aur Bildung einer Korona awLsohen der AluminLumfοLLe und der geerdeten Elektrode leitfähig lot. Dor Moühaniomus dieser Rrsohoiinuvj itit bisher nicht geklärt, aber se wird au^onoDBiaea, daß er auf elektrostatischen Kräften beruht ·

Die Si'fLnduiig iat vorwiegend in bezug auf dLe Verwendung Qlnor dünn on AliuainluaLfolio besuhrleben, jedooh kann genau so gut jedes andere elektrisch laLtfähige Material verwendet werden wie beispielsweise dlinne blegean» 3Le oho aus K: V₁) f α ν, Bisen, Ütahl, Messing und dergleichen.

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Ebenso liegt es auch im Ifahmen der Erfindung, geriffelte Bleche oder Pollen zu verwenden, DiQ Dicke der Folienelektrode betrugt vorzugsweise 0,00254 bis O,Oi?!H mm, Jödoch lab die Poliendleke nicht unbedingt begrenzt, so lange da« Blech biegsam genug ist, um die Bildung einer im wesentlichen gleichmäßigen Korona zu ermöglichen. Der Mechanismus für diese Erscheinung lot nicht; geklärt, jedoch hängt er anscheinend vom Viebrieren des Blocheo abc Me Breite der Elektrode muß ausreichen, um die ganae au behandelnde Folie zu bedecken und die Länge dor Elektrode beträgt vorzugaweiee mindestens 2,54 cm und Inabesondere 2,54 cm bis die Hälfte dea Elektrodenumfangea Der Abstand zwiachen der Aluminiumfolie und der geerdeten Elektrode während der Behandlung beträgt im allgemeinen weniger als 0,64 cm, vorzugsweise 0,00 bis 0,24 cm·= Vor der Behandlung beträgt der Abstand zwischen der Aluminiumfolie und der geerdeten Elektrode etwa 0,08 bia 2,54 cm. Die Aluminiumelektrode lot über eina elektrische Leitung 15 mit einer iJtroritiuelle (nicht dargestellt) verbunden.. Die geerdete Elektrode ist über eine Leitung 17 geerdet.

Tn Pig« 2 ist eine gesinterte Elektrode 20 im Querschnitt gezeigt, welche anstelle der Aluminiumelaktrode 13 in PLg J verwendet werden kann. Die gesinterte Elektrode kann durch jede geeignete Vorrichtung gehalten werden. Im

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awr IHektrode aue Aluminiumfolie ipt die g©- rjoktroda jedoch YerhältnierattOie dick_f vibriert nicht und mioM niuht den korauruirzouetmden Abotand* Hi die g«nin1artfl Eloktrode aue einem porösen motnllioalien Material lioBtelit, können duroh die Elektrodo Onao In don Baum siwioohon dan Klottroden olngefUhrt werden, Dif ββ-ßlnterto Kloktrode bildet anaclialiiend ein« groüo Anzahl Hpitzen oder I\UiV1n, nolohe die Korona 22 fileiohraHflig liber don 'Lv\ w<hti\vtsam "vorteilen.

I3u den beiiohri eignen AuBiilhrutienfoiinen dar ni-findun« werden dio iloktrodon aus Aluniniiiafollo odnr JJlnterastall »Ι« lAdeiilektx^dan Terwfcndcit, jvdooh liegt cn such la ImluMm dor Iirflndung, dleae Klciktroden alt' Yx\\,-üde oder für Txtidt I'Iektrodtn oder in ,1*fler XcAl>l«atlon «itelnitndti' fu verwinden«

Bi*findix«ii iat nloht auf dJo Behandlune olnt· 1>e- «tlmston 'liwißttititype Bit einer loronaantlndunf. t*aohrftn1rt_f :'üt fil>er inulietondero für die Behandlung von Xoliuiarti-(;;βπ I3n1evi87j^n gpoienot» eu denen alle **, I t05*atc.» pi is ίί *. 1 ^tOhvi ^) -χηά bit*ehilrtt*J*eii Ηητ«β vile olafliit, a.H. l\)3yUtliylen_t
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dergleichen vorstanden« Die Folie kann bestrahlt und/oder molekular sein* Die Foliendicke ist nicht wesentlich, beträgt jedoch vorzugsweise 0,00254 "bis 0,508 mm«

Die Frequenz beträgt vorzugsweise 10 bis 1000 kHz und insbesondere 100 bis 300 kHz, Die Spannung und die Stromstärke können in weitem Bereich variiert werden und müssen dabei nur ausreichen, um im Zwischenraum zwischen der Folie und der Ladeelektrode eine Eoronaentladung zu erzeugen. Die Spannung liegt zweckmäßig über 100 kV und vorzugsweise zwischen 500 und 10 000 kV« Die Stromstärke liegt zweckmäßig über 0,7 Amp. und vorzugsweise zwischen 1 und 1,5

Die unsere Elektrode kann, wie bereits erwähnt wurde, mit einem geeigneten dielektrischen Puffermaterial überzogen sein.

Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Beispiele erläutert ο

Beispiel 1

Unter Verwendung eines Hochfrequenz-Hochspannungs-Stromerzeugors (Lapel Modell HFSG-2) als Stromquelle wurde eine Aluminiumelektrode von 46,36 cm Breite, 12,2 cm lunge und 0,0127 mm Dicke durch ein 0,8 mm dickes

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(rlasfasergitter von einer geerdeten Walze mit einem 0,64 cm dicken GmmniUbersug getrennt* Zwiuchen der überzogenen Walze und dem GlaofasergLtber wurdo eine 0,0189 iam dicke Bolypropylenfolio und eine 0,0189 mm Iblyäthylenfolie durchgeführt₀

Strom	sit	1/4 Amp
Watt		1100
Gesohwindigta
der Folie	46 m/ini

Die Folien wurden nicht durchschlagen und ein gleichmäßiges Oxydationsmuster auf der ELektrodonfläche erzeugt, was die Bildung einer gleichmäßigen Korona anzeigte (das 0xydatio.r:smu3ter bezieht sich auf das von der Korona zurückgelassene Muster).

Beispiel 2

Unter Verwendung des gleichen Stromerzeugers wie in Beispiel 1 wurde eine gesinterte Elektrode aus rostfreiem Stahl von 46,36 cm Breite, 12,2 cm länge und 0,32 cm Dicke in einen Abstand von etwa 0,16 cm von der geerdeten Walze mit O₅ 64- cm dickem Gummiüberzug gebracht und dia gleichen Folienarten wie in Beispiel 1 zwischen den Elektroden hindurchgeführt«.

Strom 1,3 Amp_e

Watt 1100

Ge sch» in digke it

der Folie 45 »7

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- ίο -

Die Folie» wurden nicht durchschlagen und ein gleichmäßiges Oaydationsmuofcer auf der Elektrodenfläche erzeugt »

Unter Verwendung des gleichen Stromerzeugers wie in Beispiel 1 wurde eine polierte Aluminiumelektrode von 46,36 cm Breite, 12,2 cm Länge und/),64 cm Dicke'in einen Abstand von 0,16 cm von der geerdeten V/alae mit 0,64 cm dickem GuramlUberzug gebracht und die gleichen Pollenarten wie in Beispiel 1 zwischen den Elektroden hindurchgeführt.

Strom 1/4 Amp«.

Watt 1100

. Geschwindigkeit der Polia 43,7 m/nin.»

Die Folien wurden teilweise versengt und ein ungleichmäßiges OJsydationsmuBter auf .der KLektrodenflftche erzeugt, was die Bildung einer ungleichmäßigen Korona anzeigte.

BeispjLel 4

Unter Verwendung des gleichen Stromerzeugers wie in Beispiel 1 wurde eine Stahlblattelektrode von 46»36 cm Breite und 0,16 cm Dicke in einen Abstand von .0,16 cm von der geerdeten Walze mit 0,64 cm dickem GummiUberzug

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gebracht und die gleichen Folienarten wie in Beispiel 1 zwischen den 3IeIrI ro den hindurohgefUhrt«

Strom	0,9	Amp.
Watt	300
Geschwindigkeit
der folie	45,7	m/nln·

Die Folie wurie stark versengt«

Die Erfindung 1st ηloht auf die obigen Beispiele, Strukturen, Zusammensetzungen und' Verfahrensstufen beschränkt, walohe lediglich der Erläuterung dienen, und es uina in Rahmen des Offenbarten und Beanspruohten nooii zahlreiche YarlationemOgllchkelten für den Fachmann gegeben«

hb. teu«

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Claims

(US 392 147 2753 - 3710) W, H, Grace & CJo.

Hamburg, den 17. August 1965

c Vorrichtung zur Behandlung you Folien mit einer Koronaentladung» gekennzeichnet durch mindestens Jswei im Abotand voneinander angeordnete, mit entgegengesetzten Rilaritäten beladbare Elektroden (4, 13t 20) und Mittel (15, 17) zum Anlegen einer hohen, eine Koronaentladung erzeugenden Wechselspannung zwischen den Elektroden«
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (13) der Elektroden aus einer dünnen biegsamen Flachenelektrode besteht, deren Oberfläche sich in einem im weeentliohen gleichmäßigen, koronaerzeuganden Abstand von der entgegengesetzten Elektrode befindet,
3. Vorrichtung naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne biegsame Flächenelektrode (13) aus einer elektrisch leitenden Elektrode besteht und eo befestigt ist, daß sie sich mit einem freien Teil

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beim Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden salbet auf einen koronaerzeugenden Abstand einstellt,

4* Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Elektrode (13) aus einer Aluminiumfolie besteht*

5» Vorrichtung nach Anspruch 1 bla 41 dadurch gekenn- -

hi daß die biegsame Elektrode (13) mit einer

hb. um.

Kanter an einer Blatt elektrode befestigt 1st«

δ* Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß sie MIttel (8) zum kontinuierlichen Hindurchführen olner Folie swlsohen den Elektroden entftält und eine der Elektroden aus einer geerdeten (4) beefceht.

BAD OP.1G1NAL

Le

erseife