Активатор установки для обработки ленты на основе полиимида с фторполимерным покрытием в барьерном разряде

Полезная модель относится к технике обработки пластмасс, а именно полиимидных лент с фторполимерным покрытием. Активатор обеспечивает исключение нанесения на обрабатываемую ленту частиц другой природы и равномерное горение разряда за счет того, что в камере 1 активации со щелевым входом 5 и щелевым выходом 6 параллельно электродам 8, 9 установлен цилиндрический источник 14 УФ-излучения. Электрод 8 содержит покрытие на основе полиимида, а электрод 9 съемное покрытие на основе фторполимера. Непосредственно перед щелевым выходом 6 размещена камера 18 для струйной промывки ленты 21 полярной жидкостью и камера 19 сушки ленты 21 теплым воздухом. Активатор снабжен источником 2 импульсного высокого напряжения. При перемещении ленты 21 между электродами 8,9 в зоне разряда на поверхности ленты 21 со стороны фторполимерного покрытия, обращенной к электроду 8, образуется полиимидное покрытие, а к электроду 9 со стороны полиимидного покрытия - покрытие из фторполимера.

Полезная модель относится к технике обработки пластмасс, направленной на получение многослойных термостойких электроизоляционных материалов на основе полиимидных лент с фторполимерным покрытием.

Обработка лент на основе полиимида в барьерном разряде проводится с целью активации и позволяет повысить адгезионную прочность соединения лент между собой, что является особенно важным при получении многослойных материалов.

Известны устройства для обработки материалов в барьерном разряде, содержащие механизм перемещения материала между параллельно установленными электродами, один из которых заземленный и выполнен цилиндрическим (по нему протягивается материал), а второй, соединенный с источником высоковольтного потенциала, (коронирующий) выполнен в виде пластин с заостренной кромкой [1] или ролика [2].

Известные устройства отличаются конструктивной простотой и надежностью в эксплуатации. Однако отсутствие защиты от электрического пробоя (дугового разряда) в локальных зонах при наличии электропроводных примесей на поверхности или сквозных повреждений обрабатываемого материала приводит к падению высоковольтного потенциала на всем остальном протяжении межэлектродного промежутка и, как следствие, к появлению необработанных участков поверхности материала.

В значительной мере этот недостаток устранен в другой группе устройств, имеющих в своем составе аналогичные по функциональному назначению элементы и принципиально отличающихся от вышерассмотренных конструкций коронирующего электрода и наличием средства управления высоковольтным потенциалом: в [3] электрод представляет собой щетку с иглами, соединенную через блок импульсного управления с источником высоковольтного потенциала, а в [4] - множество отдельных изолированных друг от друга элементов, индивидуально подключенных к источнику через конденсаторы.

В результате при локальном пробое между заземленным и коронирующим электродами (в т.ч. и через обрабатываемый материал) ограничивается амплитуда и длительность импульса тока короткого замыкания, что повышает вероятность обработки всей поверхности материала.

Однако следует отметить, что и эти устройства при обработке материалов, имеющих разнотолщинность в направлении перемещения (по длине), не обеспечивают однородность коронного разряда в

межэлектродном промежутке. Нельзя не указать и на технологическую сложность, высокие требования к точности изготовления коронирующих электродов.

Попытка устранить основной недостаток устройств [3, 4] предпринята в устройстве [5], в котором электрод, соединенный с источником высоковольтного потенциала, снабжают хедером, закрепленным на несущих конструкциях и имеющим механизм перемещения в направлении, нормальном к поверхности материала.

Такая конструкция обеспечивает отвод электрода от заземленного и оказывается эффективной при наличии протяженных участков разнотолщинности обрабатываемого материала в направлении его перемещения. При наличии же у материала аналогичных дефектов в поперечном направлении (по ширине) это устройство «воспроизводит» все недостатки предыдущих. Очевидны и сложность (высокие требования к быстродействию) механизма перемещения хедера, который должен «отслеживать» и малопротяженные дефекты толщины.

Общим существенным недостатком устройств [1-5] следует рассматривать и большую протяженность «активного» межэлектродного промежутка (зоны коронного разряда), что обуславливает необходимость в использовании источников высоковольтного потенциала сравнительно большой мощности при обработке широких листовых (рулонных) материалов, т.к. в противном случае не удается обеспечить минимальный уровень удельной поверхностной мощности разряда (для большинства материалов 2-4 кВт/м2) Одновременно коэффициент полезного действия их, как следует из вышеизложенного анализа, характеризуется сравнительно низкими значениями.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является активатор установки для обработки ленты на основе полиимида с фторполимерным покрытием в барьерном разряде, содержащий камеру активации со щелевым входом и выходом для перемещения в ней ленты и установленными в ней симметрично и параллельно друг другу с возможностью вращения вокруг своей оси цилиндрическим электродом с покрытием на основе полиимида и плоского линейного электрода со съемным диэлектрическим покрытием, источник импульсного напряжения, связанный с одним из электродов [6].

Известная установка является более технологичной, имеет более высокий КПД, обеспечивает стабильность горения разряда и незначительное загрязнение обрабатываемой поверхности частицами разрушения электродов.

Однако при применении данного активатора не в полной мере исключается постоянное разрушение диэлектрического покрытия и перенос продуктов разрушения на обрабатываемую ленту (ее загрязнение). Кроме этого возникают проблемы с эффективностью обработки в случае, когда лента имеет высокую влажность и

нестабильность свойств, как в пределах одного рулона, так и рулонов различных партий.

Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении эффективности обработки в барьерном разряде ленты на основе полиимида за счет равномерной обработки по ширине поверхности и повышения адгезионной прочности соединения лент между собою.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается:

- в исключении нанесения на обрабатываемую ленту частиц другой природы;

- в обеспечении равномерного горения разряда;

- в снижении энергозатрат, необходимых для стабилизации свойств по ширине и длине, как в пределах одного рулона, так и рулонов различных партий.

Технический результат достигается тем, что активатор установки для обработки ленты на основе полиимида с фторполимерным покрытием в барьерном разряде, содержащий камеру активации со щелевым входом и выходом для перемещения в ней ленты и установленные в ней симметрично и параллельно друг другу с возможностью вращения вокруг своей оси цилиндрический электрод с покрытием на основе полиимида и плоский линейный электрода со съемным диэлектрическим покрытием, источник импульсного высокого напряжения, связанный с одним из электродов дополнительно содержит источник УФ-излучения, размещенный в камере активации параллельно электродам.

Кроме того, вблизи щелевого выхода последовательно размещены камера для струйной промывки ленты полярной жидкостью и камера сушки ленты.

При этом в качестве полярной жидкости используют воду и смеси, а в качестве теплоносителя - теплый воздух.

Кроме того, съемное диэлектрическое покрытие плоского линейного электрода выполнено на основе фторполимера.

При этом минимальная толщина покрытия каждого электрода составляет 30 мкм, а общая толщина покрытий, нанесенных на электроды - 60-450 мкм.

В отличие от прототипа, введение источника УФ-излучения обеспечивает дополнительное воздействие на поверхность обрабатываемой на основе полиимида ленты и способствует образованию более прочной химической связи между частицами разрушения покрытия и поверхностью ленты. При этом воздействие источником УФ-излучения, имеющим цилиндрическую форму и расположенным параллельно электродам на межэлектродную область вследствие имеющих место фотоионизации, фотоэлектронной эмиссии способствует более стабильному и равномерному горению разряда и, как следствие этого, обеспечивает более равномерную обработку по ширине ленты.

Снабжение активатора камерой для струйной промывки ленты полярной жидкостью обеспечивает удаление с поверхности ленты слабо связанных частиц переноса, а теплый воздух, подаваемый из камеры сушки ленты обеспечивает удаление полярной жидкости с поверхности ленты, что значительно повышает качество обработки ленты.

Минимальная толщина покрытий электродов определена тем, что при толщине менее 30 мкм происходит относительно быстрое разрушение, а при суммарной толщине слоев более 450 мкм снижается активационный эффект.

На фигуре представлена схема активатора установки для обработки лены на основе полиимида в барьерном разряде.

Активатор содержит камеру 1 активации и источника 2 импульсного напряжения. Стенки камеры 1 активации выполнены из стали, открывающаяся крышка 3 - из оргстекла. Крышка 3 удерживается в закрытом состоянии с помощь двух магнитных защелок 4. Камера 1 активации имеет щелевые вход 5 и выход 6, а также отверстие 7, которое может быть соединено с патрубком для связи со средствами напуска и принудительной вытяжной вентиляции на фигуре не показаны.

В камере 1 активации установлен с возможностью вращения вокруг своей оси цилиндрический электрод 8 с покрытием на основе полиимида и линейный плоский электрод 9 с покрытием на основе фторполимера. Линейный плоский электрод 9 выполнен из специального алюминиевого профиля, конструкция которого позволяет возбуждать барьерный разряд по всей ширине ленты, и закреплен на диэлектрическом держателе 10 при помощи винтов 11. Электроды 8, 9 расположены симметрично и параллельно друг другу. Зазор между электродами 8, 9 можно изменять путем поворота кронштейнов 12 и фиксировать зажимами 13.

В камере 1 активации параллельно электродам 8, 9 установлен цилиндрический источник 14 УФ-излучения (кварцевая лампа).

Напряжение от источника 2 импульсного высокого напряжения подается на электрод 9 кабелем 15. Включение источника 2 осуществляют кнопкой 16, выключение - кнопкой 17 красного цвета.

Кроме того, непосредственно перед щелевым выходом 6 размещена камера 18 для струйной промывки ленты полярной жидкостью и камера 19 сушки ленты теплым воздухом. Для автоматического выключения установки по окончании пленки предусмотрен датчик наличия пленки 20. Лента обозначена цифрой 21

Активатор работает следующим образом.

Полиимидно-фторопластовую ленту 21 вставляют (заправляют) через щелевой вход 6 камеры 1 активации между электродами 8, 9.) Необходимый зазор между электродами 8,9 регулируют поворотом кронштейнов 12 и фиксируют зажимом 13. Включают источник 2 импульсного напряжения и по кабелю 15 подают напряжение на цилиндрический электрод 8. Включают источник 14 УФ-излучения.

Лента 21 приводится в движение, в зазоре между электродами 8 и 9 возбуждается барьерный разряд. В процессе перемещения ленты 21 в камере 1 активации в зоне разряда происходит обработка ее поверхности. При этом при этом на поверхности ленты со стороны фторопластового покрытия, обращенной к цилиндрическому электроду, получают адгезионно прочно связанные с ней частицы переноса из полиимида, а на полиимидной поверхности ленты, обращенной к линейному плоскому электроду - прочно закрепленные частицы фторополимера. После прохождения зоны воздействия разряда лента 21 поступает в камеру 18 струйной промывки полярной жидкостью (водой), в которой происходит удаление с поверхности ленты слабо связанных с ней частиц переноса, и затем - в камеру 19 сушки теплым воздухом, а затем выходит из камеры 1 через щелевой выход 5.

Использование в качестве диэлектрических покрытий, наносимых на поверхность электродов, политетрафторэтилена и полиимида в сочетании с обработкой УФ-излучения позволяет получить на поверхности ленты на основе полиимида с фторполимерным покрытием адгезионно прочно связанные с ней частицы переноса из полиимида, а на полиимидной поверхности ленты - прочно закрепленные частицы политетрафторэтилена (фторопласта).

В результате, как показали проведенные исследования, при различных условиях получения лент, влияющих на стабильность свойств материала, после обработки их в барьерном разряде в заявляемом активаторе при их соединении между собой прочность соединения имеет более высокие значения т.е. заявляемая полезная модель обеспечивает стабильность и эффективность обработки.

Источники информации:

1. Заявка Франции №2578176, МКИ 4 В 05 В 7/22, В 05 D 1/08, эаявл. 04.03.1985 г.. опубл. 05.09.1986 г.

2. Заявка Франции №2584560, МКИ 4 Н 05 F 3/04, В 41 J 3/18 // 17/00 // 29/00, G 03 G 15/32 // 21/00, публ. 09.01.1987 г., №2.

3. Патент США №3582985, МКИ 4 Н 05 В 7/18, НКИ 219/384, заявл. 12.02.1969 г., опубл. 01.06.1971 г.

4. Заявка ФРГ №3347600, МКИ 4 Н 01 Т 19/04, заявл. 30.12.1983 г. опубл. 11.07.1985 г.

5. Патент США №4556544, МКИ 4 В 01 J 19/08, С 21 D 1/09, НКИ 422/186.04, эаявл. 17.05.1984 г., опубл. 03.12.1985 г.

6. Патент США №4538204, МКИ4 Н 01 T 19/00, НКИ 361/229, заявл. 16.02.1982 г., опубл. 27.08.1985 г.

7. Патент РБ №1852, МПК Н 01 T 19/00, заявл. 2004.06.28, опубл. 2005.03.30.

1. Активатор установки для обработки ленты на основе полиимида с фторполимерным покрытием в барьерном разряде, содержащий камеру активации со щелевым входом и выходом для перемещения в ней ленты и установленные в ней симметрично и параллельно друг другу с возможностью вращения вокруг своей оси цилиндрический электрод с покрытием на основе полиимида и плоский линейный электрод со съемным диэлектрическим покрытием, источник импульсного высокого напряжения, связанный с одним из электродов, отличающийся тем, что дополнительно содержит цилиндрический источник УФ-излучения, размещенный в камере параллельно электродам.

2. Активатор по п.1, отличающийся тем, что вблизи щелевого выхода камеры активации последовательно размещены камера для струйной промывки ленты полярной жидкостью и камера сушки ленты.

3. Активатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярной жидкости используют воду и смеси, а в качестве теплоносителя - теплый воздух.

4. Активатор по п.1, отличающийся тем, что съемное диэлектрическое покрытие плоского линейного электрода выполнено на основе фторполимера.

5. Активатор по п.1, отличающийся тем, что минимальная толщина покрытия каждого электрода составляет 30 мкм, а общая толщина покрытий, нанесенных на электроды - 60...450 мкм.