Устройство для склеивания многослойных пакетов полимерных пленок

Предлагаемая полезная модель относится к области переработки полимерных материалов и может применяться для изготовления многослойных пакетов из полимерных пленок, в частности для изготовления чувствительных элементов электроакустических преобразователей (ЭАП) из пьезоактивных пленок ПВДФ.
В качестве чувствительного элемента плоского электроакустического преобразователя может применяться многослойный пакет из пьезоактивных пленок ПВДФ, которые электрически соединены.
Одним из технологичных способов склеивания многослойных пакетов пьезоактивных пленок ПВДФ может быть нанесение на их поверхность липкого слоя эпоксидного клея, их последующую укладку в пакет и отверждение клеевых соединений пьезоактивных пленок в пакете. При этом для получения воспроизводимых электроакустических характеристик преобразователя необходимо обеспечить максимально полное отсутствие воздушных полостей в клеевых соединениях пакета.
Известен [1] пневматический пресс (струбцина) для склеивания листовых материалов, включающий станину с направляющей, в которой размещен ползун с плитой, имеющей пневматическую подушку, стол и пневмоцилиндр со штоком. Склеиваемая заготовка располагается на столе пресса под пневматической подушкой и сжимается за счет нагнетания давления в последней. Эластичные свойства пневматической подушки позволяют равномерно распределить давление прессования по поверхности склеиваемых листов.
Недостатком известного пневматического пресса является то, что давление, создаваемое пневматической подушкой, равномерно распределенное по поверхности многослойного пакета полимерных пленок, не обеспечивает эффективного удаления воздуха через липкий слой клея между полимерными пленками в пакете, что не позволяет изготавливать многослойные пакеты из полимерных пленок без воздушных полостей в клеевых соединениях.
Для улучшения качества склейки изделий из полимерных материалов применяют вакуумирование в процессе склейки [2, 3].
Известно [4] устройство для вакуум-автоклавного формования многослойных конструкций, включающее формовочную плиту, дренажную систему, вакуумный мешок и герметизирующие элементы. Склеиваемое изделие укладывается на формовочную плиту и накрывается сверху вакуумным мешком, после чего устройство подсоединяется к вакуумной системе. Прессование осуществляется за счет атмосферного давления, воздействующего на склеиваемое изделие через стенки вакуумного мешка. Вакуум дополнительно способствует выходу воздуха из клеевых зазоров.
Недостатком известного устройства является то, что атмосферное давление, воздействующее на склеиваемый пакет полимерных пленок через стенки вакуумного мешка и равномерно распределенное по всем поверхностям пакета полимерных пленок, не обеспечивает достаточной разности значений давлений воздуха в замкнутых полостях клеевых соединений пакета и вне его, для эффективного удаления воздуха через липкие слои клея в пакете.
Задачей полезной модели является изготовление пакета полимерных пленок, имеющего клеевые соединения без воздушных включений.
Технический результат заключается в улучшении качества склейки многослойных пакетов полимерных пленок: полное отсутствие воздушных полостей в клеевых соединениях, в частности, это позволяет получать на основе пакетов пьезоактивных пленок ПВДФ электроакустические преобразователи с улучшенной воспроизводимостью их акустической чувствительности.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для склеивания многослойного пакета полимерных пленок, включающего струбцину, содержащую неподвижную плиту с рамой, нажимную плиту, и пневмоподушку, размешенную между подвижной плитой и многослойным пакетом полимерных пленок, а также вакуумную камеру; струбцина размещена в вакуумной камере, снабжена упорным болтом, закрепленным в центре рамы, так, что между упорным болтом и нажимной плитой имеется зазор, при этом пневмоподушка, размеры которой превышают размеры многослойного пакета полимерных пленок, выполнена с возможностью увеличения ее объема при подаче вакуума в камеру.
Наилучший результат получается, если пневмоподушка состоит из двух фрагментов эластичной пленки, герметично сваренных по краям, так что во внутреннем объеме пневмоподушки имеется некоторое количество воздуха.
Такая конструкция заявленного устройства позволяет обеспечить равномерность давления на всю поверхность склеиваемого пакета и удаление воздуха из клеевых соединений пакета.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой представлена конструкция предлагаемого устройства.
Устройство (фиг. 1) для склеивания в вакууме пакета полимерных пленок состоит из: струбцины, включающей неподвижную плиту 4, прижимную плиту 5, прокладок 2 из эластомера и пневмоподушку 3. На неподвижной плите располагается рама, состоящая из стоек 6, на которых установлена балка 7, в центре балки 7 установлен упорный болт 8. Вакуумная камера, состоит из корпуса 9, уплотнительной прокладки 10 и крышки И. Для отвода воздуха в корпусе вакуумной камере предусмотрен штуцер 12. Пневмоподушка 3 изготавливается из фрагментов эластичной полимерной пленки сваркой краев пленок при атмосферном давлении. При этом внутри пневмоподушки остается некоторое количество воздуха.
Работа с устройством осуществляется следующим образом.
После нанесения клеевого состава на склеиваемые поверхности пленок и их совмещения в пакет 1, пакет 1 укладывают на неподвижную плиту 4, установленную в корпусе вакуумной камеры 9 между прокладками 2 из эластомера, после чего устанавливается прижимная плита 5, причем между верхней прокладкой 2 из эластомера и прижимной плитой 5 укладывается пневмоподушка 3, как показано на фиг. 1. На стойках 6 устанавливается балка 7 с упорным болтом 8. Упорный болт устанавливается таким образом, чтобы между ним и прижимной плитой 5 был зазор. Зазор между упорным болтом 8 и прижимной плитой 5 подбирается опытным путем с тем расчетом, чтобы обеспечить оптимальное давление на поверхность пакета для получения качественных клеевых соединений полимерных пленок. Затем устанавливается крышка вакуумной камеры 11, и из вакуумной камеры через штуцер 12 откачивается воздух до остаточного давления в ней 2,5 мБар. Пневмоподушка при этом расширяется благодаря наличию в ней небольшого количества воздуха и поднимает верхнюю прижимную плиту. После касания прижимной плитой 5 упорного болта 8 давление в пневмоподушке 3 не меняется, что обеспечивает дополнительное механическое давление на поверхность пакета 1 полимерных пленок, соответствующее разнице давлений в пневмоподушке и вакуумной камере. Затем струбцину извлекают из вакуумной камеры, подпрессовывают пакет 1 прижимной плитой 5 путем закручивания упорного болта 8. Струбцину с пакетом 1 помещают в нагревательный шкаф для отверждения клеевого состава.
При использовании предлагаемого устройства удалось получить пакеты из 32 пьезоактивных пленок ПВДФ без короблений и воздушных включений в клеевых соединениях, а также ЭАП на их основе с воспроизводимой объемной чувствительностью, из чего следует, что заявленный технический результат достигнут.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР № 829422 на «Пресс для склеивания листовых материалов» по кл. B27D 27/00, опубл. 15.05.1981 г.
2. Авторское свидетельство СССР № 830023 на Устройство для склеивания деталей», по кл. F16B 11/00, опубл. 15.05.81 г.
3. Патент КНДР №202683417 «Устройство для склеивания пленок» по кл. В05С 11/06, опубл. 23.01.2013 г.
4. Патент РФ №2064416 по кл. В29С 43/12 на «Устройство для вакуум-автоклавного формования многослойных конструкций», опубл. 27.06.1996 г.