АКТИВАТОР УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛЕНТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИИМИДА С ФТОРПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ В БАРЬЕРНОМ РАЗРЯДЕ

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.