PL218151B1

PL218151B1 - Bubble wrap and a method for producing bubble wrap

Info

Publication number: PL218151B1
Application number: PL397510A
Authority: PL
Inventors: Stanisław Bednarek
Original assignee: Univ Łódzki
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2014-10-31
Also published as: PL397510A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest folia bąbelkowa i sposób wytwarzania folii bąbelkowej, mająca zastosowanie do budowy statodyn, czyli statków latających lżejszych od powietrza oraz do opakowywania dowolnych przedmiotów w celu ich ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi i zmniejszenia ich ciężaru, a także do zabezpieczenia obiektów latających przed wykryciem za pomocą radarów oraz do zmiany kierunku propagacji fal elektromagnetycznych w atmosferze ziemskiej.The subject of the invention is a bubble wrap and a method of producing bubble wrap, applicable to the construction of statodyns, i.e. flying ships that are lighter than air, and to packing any objects in order to protect them against mechanical damage and reduce their weight, as well as to protect flying objects against detection by means of radars and to change the direction of propagation of electromagnetic waves in the Earth's atmosphere.

Znane ze stanu techniki folie bąbelkowe, nazywane czasem też foliami pęcherzykowymi, składają się z dwóch, połączonych ze sobą warstw cienkiej folii polietylenowej, z których jedna jest gładka, a druga ma wytłoczone zagłębienia w kształcie walców lub walców zakończonych czaszą kulistą, rozmieszczonych w równych odległościach od siebie. Średnice tych zagłębień wynoszą od 6 mm do 25 mm, a wysokości od 4 mm do 7 mm. W każdym z tych zagłębień znajduje się powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym.The bubble films known from the art, sometimes also called bubble films, consist of two interconnected layers of thin polyethylene film, one of which is smooth and the other has embossed depressions in the shape of cylinders or cylinders ending in a spherical cup, spaced at equal distances. from myself. The diameters of these recesses range from 6 mm to 25 mm and heights from 4 mm to 7 mm. Each of these cavities contains air under atmospheric pressure.

Sposób wytwarzania znanych folii bąbelkowych polega na tym, że najpierw otrzymuje się dwie warstwy cienkiej folii polietylenowej przez ogrzanie powyżej temperatury topnienia granulatu polietylenowego, umieszczonego w cylindrze zaopatrzonym w tłok. Po tym odbywa się wytłaczanie wstęg folii przez dwie równoległe, szczelinowe dysze połączone z cylindrem. Następnie w jednej warstwie folii wytłaczane są zagłębienia w kształcie regularnie rozmieszczonych walców. Wykonywane jest to podczas przesuwania ogrzanej warstwy folii po powierzchni obracającego się bębna zaopatrzonego w regularnie rozmieszczone otwory, z którego odsysane jest powietrze. Powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym, znajdujące się na zewnątrz bębna powoduje wgniecenie fragmentów warstwy folii do jego wnętrza i wytłoczenie zagłębień. Po tym obie warstwy folii przesuwane są jedna nad drugą i łączone ze sobą przez zgrzewanie. Zgrzewa się tylko te części powierzchni, które znajdują się między wytłoczonymi zagłębieniami. Podczas zgrzewania obie warstwy folii znajdują się w powietrzu atmosferycznym. W ten sposób zagłębienia zostają zamknięte i pozostaje w nich powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym.The method of producing the known bubble films consists in first obtaining two layers of thin polyethylene film by heating above the melting point of the polyethylene granulate, placed in a cylinder equipped with a piston. This is followed by the extrusion of the foil webs through two parallel slotted nozzles connected to the cylinder. Then, recesses in the shape of regularly spaced cylinders are extruded into one layer of the foil. This is done when the heated foil layer is moved over the surface of a rotating drum provided with regularly spaced holes from which air is sucked. The air under atmospheric pressure on the outside of the drum causes fragments of the foil layer to be pressed into its interior and cavities to be pressed. After that, both layers of the foil are moved one above the other and joined together by welding. Only those parts of the surface that are between the embossed depressions are welded. During welding, both layers of the foil are in the atmospheric air. In this way, the cavities are closed and air remains in them under atmospheric pressure.

Znane są również koperty wykonane z folii bąbelkowej, której płaska strona połączona jest na całej powierzchni z papierem zwróconym na zewnątrz, a wgłębienia, zawierające powietrze znajdują się po stronie wewnętrznej. Koperty takie sprzedawane są w Urzędach i Agencjach Pocztowych oraz w sklepach z artykułami papierniczymi. Sposób wytwarzania tych kopert polega na tym, że otrzymaną wcześniej opisanym sposobem folię bąbelkową łączy się z papierem przez zgrzewanie gładkiej warstwy folii na całej powierzchni. Znane są też torebki z folii bąbelkowej wytwarzane w ten sam sposób, co koperty.There are also known envelopes made of bubble wrap, the flat side of which is fully joined to the paper facing outwards, and the air-containing recesses are on the inside. Such envelopes are sold in Offices and Post Agencies as well as in stationery stores. The method of producing these envelopes consists in the fact that the bubble foil obtained by the above-described method is joined to the paper by welding a smooth layer of foil over the entire surface. Also known are bubble wrap bags that are produced in the same way as envelopes.

Opisane folie bąbelkowe i sposób ich wytwarzania znane są m.in. z pracy Kenneth'a Marash'a i Alana Brody'ego „Encyklopedia of Packing Technology, wydanej przez wydawnictwo John Wiley & Sons w Nowym Jorku w 1997 r., książki Jerzego Sęka pt. „Tworzywa sztuczne i metody ich przetwórstwa, wydanej przez Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej w Łodzi w 2009 r., poradnika, którego autorami są Karl Heine Lautenschlager, Andrea Wainninger i Werner Schroter, zatytułowanego „Taschenbuch der Chemie i wydanego przez wydawnictwo Wissenschafticher Yerlag Harri Deutsch GmbH we Frankfurcie nad Menem w 2005 r. oraz z książki Michała Irzyka, Jerzego Pogorzelskiego i Edwarda Kulińskiego pt. „Tworzywa sztuczne w budownictwie, wydanej przez wydawnictwo Arkady w Warszawie w 1968 r.The described bubble films and the method of their production are known, inter alia, from the work of Kenneth Marash and Alan Brody "Encyclopedia of Packing Technology, published by John Wiley & Sons in New York in 1997, Jerzy Sęk's book entitled "Plastics and their processing methods, published by the Faculty of Process and Environmental Engineering of the Lodz University of Technology in Lodz in 2009, a guide by Karl Heine Lautenschlager, Andrea Wainninger and Werner Schroter, entitled" Taschenbuch der Chemie and published by the Wissenschafticher publishing house Yerlag Harri Deutsch GmbH in Frankfurt am Main in 2005 and from the book by Michał Irzyk, Jerzy Pogorzelski and Edward Kuliński entitled "Plastics in construction, published by the Arkady publishing house in Warsaw in 1968.

Z książki pt. „Podstawy przetwórstwa tworzyw sztucznych, której autorami są: Jerzy Kapko, Tadeusz Czekaj, Paweł Huczkowski i Jerzy Polaczek, wydanej przez Politechnikę Krakowską w 1994 r. w Krakowie, znane są też specjalne antyelektrostatyczne folie bąbelkowe, przeznaczone do pakowania wyrobów elektronicznych, wrażliwych na wyładowania elektryczne, układów scalonych i pamięci półprzewodnikowych. Folie te są wytwarzane w taki sam sposób, jak poprzednio opisane, z tą różnicą, że do polietylenu w fazie topienia dodaje się substancje zwiększające przewodność elektryczną, np. sadzę. Z tej samej książki znane są również samoprzylepne folie bąbelkowe, wytwarzane w ten sam sposób co folie do kopert i torebek bąbelkowych z tą różnicą, że zgrzewa się ich gładką stronę na całej powierzchni z papierem samoprzylepnym.From the book "Basics of plastics processing, the authors of which are: Jerzy Kapko, Tadeusz Czekaj, Paweł Huczkowski and Jerzy Polaczek, published by the Krakow University of Technology in 1994 in Krakow, there are also special anti-electrostatic bubble films intended for packaging electronic products, sensitive to discharges electrical, integrated circuits and semiconductor memories. These films are produced in the same manner as previously described, except that conductivity enhancers, e.g. carbon black, are added to the polyethylene during the melting phase. Self-adhesive bubble films are also known from the same book, produced in the same way as envelopes and bubble bags, with the difference that the smooth side of the film is welded all over to the adhesive paper.

Zastosowanie znanej folii bąbelkowej polega na tym, że owija się nią chroniony przedmiot. W przypadku uderzenia tego przedmiotu, energia uderzenia jest zamieniana na pracę sprężania powietrza zawartego w zagłębieniach i przez to nie powoduje uszkodzenia chronionego przedmiotu.The known bubble wrap is used to wrap the protected object. In the event of an impact of this object, the impact energy is converted into the work of compressing the air contained in the recesses and thus does not damage the protected object.

Z opisu polskiego zgłoszenia patentowego o numerze PL 393829 (A1) znany jest również warstwowy materiał izolujący termicznie. Materiał ten stanowi folia bąbelkowa, składająca się z co najPL 218 151 B1 mniej dwóch warstw folii polietylenowej. Co najmniej jedna warstwa folii ma zamknięte zagłębienia wypełnione gazem oraz zawiera co najmniej jedną warstwę, dotykającą strony folii z bąbelkami. Warstwa ta pokryta jest metalem, na przykład aluminium. Materiał ten stosuje się do izolacji termicznej budynków i innych obiektów przez przymocowanie go do ich powierzchni.A layered thermally insulating material is also known from the description of the Polish patent application no. PL 393829 (A1). This material is a bubble foil consisting of at least two layers of polyethylene foil. At least one layer of the foil has closed cavities filled with gas and includes at least one layer touching the side of the bubble foil. This layer is covered with a metal such as aluminum. This material is used for thermal insulation of buildings and other objects by attaching it to their surfaces.

Ponadto ze skrótu japońskiego opisu patentowego o numerze JP 8025475 (A1) znana folia wytwarzana z żywic termoplastycznych, na przykład polietylenu, polistyrenu, poli(chlorku winylu) i sposób wytwarzania tej folii. Podczas tego wytwarzania do napełniana folii używa się gazów o gęstości mniejszej, niż gęstość powietrza, pod ciśnieniem atmosferycznym, na przykład takich jak: wodór, hel, azot lub metan.Moreover, from the abbreviation of Japanese Patent No. JP 8025475 (A1), a known film made of thermoplastic resins, for example polyethylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and a method for producing this film. In this production, the filling of the film uses gases with a density lower than that of air at atmospheric pressure, such as, for example, hydrogen, helium, nitrogen or methane.

Folia bąbelkowa zawierająca dwie połączone ze sobą warstwy folii polietylenowej, jednej gładkiej, a drugiej z sześciennymi zagłębieniami, wypełnionymi gazem o gęstości mniejszej, niż gęstość powietrza w warunkach normalnych, według wynalazku posiada pokrycie wewnętrznych powierzchni sześciennych zagłębień w postaci warstwy wzmacniającej, wykonanej z grafenu.A bubble foil containing two interconnected layers of polyethylene foil, one smooth and the other with cubic cavities filled with gas with a density lower than that of air under normal conditions, according to the invention has a covering of the inner surfaces of the cubic cavities in the form of a reinforcing layer made of graphene.

Sposób wytwarzania folii bąbelkowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że warstwę folii polietylenowej wykonanej z polietylenu LD układa się na górnej powierzchni stalowej płyty pokrytej warstwą teflonu i stanowiącej matrycę, zamykającą od góry szczelną, prostopadłościenną skrzynię. Matryca ma sześcienne zagłębienia rozmieszczone regularnie na całej jej powierzchni. W dnie każdego zagłębienia jest otwór o niewielkiej średnicy. Następnie ze skrzyni oraz z zagłębień pokrytych folią odsysa się powietrze przez otwory, a na folię nadmuchiwany jest prostopadle do jej powierzchni strumień gorącego powietrza o temperaturze 180°C pod ciśnieniem atmosferycznym przez 15 s. Następnie do skrzyni wpuszcza się powietrze, tak długo aż ciśnienie podniesie się do ciśnienia atmosferycznego i nakłada na powierzchnię folii kratownicę z płyty teflonowej, mającej kwadratowe otwory, rozmieszczone regularnie na całej jej powierzchni tak samo jak zagłębienia, przy czym po nałożeniu otwory kratownicy znajdują się one dokładnie nad zagłębieniami. W kolejnym etapie skrzynię wraz z folią i płytą umieszcza się poziomo w komorze próżniowej, w której umieszcza się obok taką samą warstwę folii polietylenowej, jak warstwa użyta do wytworzenia zagłębień, przy czym warstwa ta jest ułożona poziomo na płycie stalowej, pokrytej warstwą teflonu i nakłada na tę warstwę folii taką samą kratownicę teflonową, jak na warstwę folii z zagłębieniami. W górnej części komory próżniowej umieszcza się tygiel z grafenem i zainstalowaną nad nim wyrzutnią elektronów. Następnie ciśnienie -5 w komorze obniża się do 5,33x10^-5hPa oraz podnosi temperaturę do 150°C, a do obu warstw folii polietylenowej przykłada napięcie +15 kV, modulowane do głębokości 20% z częstotliwością 5 kHz i włącza wyrzutnię elektronową. W wyniku bombardowania grafenu wiązką elektronów, następuje rozpylenie tych materiałów i jonizacja oraz osadzanie ich zjonizowanych atomów na nieosłoniętych powierzchniach obu warstw folii polietylenowej w czasie 5 do 30 s, przy natężeniu prądu z wyrzutni elektronów 150 mA.The method of producing a bubble wrap according to the invention is characterized by the fact that a layer of polyethylene foil made of polyethylene LD is placed on the upper surface of a steel plate covered with a layer of Teflon and constituting a matrix, closing a tight, rectangular box at the top. The matrix has cubic depressions arranged regularly over its entire surface. There is a small diameter hole in the bottom of each depression. Then, from the box and from the cavities covered with foil, air is sucked through the holes, and the foil is blown perpendicularly to its surface with a stream of hot air at a temperature of 180 ° C under atmospheric pressure for 15 seconds. Then air is blown into the box until the pressure rises atmospheric pressure and a Teflon-plate grid having square holes regularly distributed over its entire surface as well as depressions is applied to the surface of the foil, the openings of the grid being positioned directly above the depressions when applied. In the next step, the crate with the foil and the plate is placed horizontally in a vacuum chamber, in which the same layer of polyethylene foil is placed next to the layer used to create the depressions, this layer lying horizontally on a steel plate covered with a Teflon layer and applied to it. for this foil layer the same Teflon grid as for the foil layer with recesses. A graphene crucible and an electron gun installed above it are placed in the upper part of the vacuum chamber. Then the pressure -5 in the chamber is lowered to 5.33x10 ^-5 hPa and the temperature is raised to 150 ° C, and the voltage of +15 kV is applied to both layers of polyethylene foil, modulated to a depth of 20% with a frequency of 5 kHz, and the electron gun is turned on. As a result of bombardment of graphene with an electron beam, these materials are sprayed and ionized, and their ionized atoms are deposited on the exposed surfaces of both layers of polyethylene foil for 5 to 30 s, at the intensity of the electron gun current of 150 mA.

W kolejnym etapie temperaturę w komorze doprowadza się do wartości pokojowych i wyjmuje obie warstwy folii polietylenowej, po czym warstwy te wprowadza się przez śluzę do szczelnej komory, zawierającej hel w warunkach normalnych. Na poziomym dnie tej komory układa się rozwiniętą warstwę folii polietylenowej bez zagłębień, zwróconą stroną z osadzonym grafenem ku górze, po czym na tę warstwę nakłada się warstwę folii polietylenowej z zagłębieniami, zwróconymi otwartą stroną ku dołowi i koryguje jej położenie tak, żeby zagłębienia dokładnie pokryły miejsca z osadzonym grafenem. Następnie obie folie zgrzewa się ze sobą w temperaturze 200°C przez 2,5 s wzdłuż wszystkich linii między zagłębieniami i na zewnątrz tych zagłębień, za pomocą linowego grzejnika pokrytego teflonem, po czym usuwa się ją przez śluzę z komory wypełnionej helem.In the next step, the temperature in the chamber is brought to room values and both layers of polyethylene film are removed, and these layers are introduced through a sluice into a sealed chamber containing helium under normal conditions. An unfolded layer of polyethylene foil without cavities is placed on the horizontal bottom of this chamber, with the side with the deposited graphene facing upwards, and then a layer of polyethylene foil with depressions facing the open side downwards is placed over this layer and its position is adjusted so that the cavities are completely covered places with embedded graphene. The two films are then welded together at 200 ° C for 2.5 seconds along all lines between the recesses and outside the recesses using a Teflon-lined cable heater and then removed through the airlock from the helium chamber.

Głównymi zaletami folii bąbelkowej według wynalazku są zdolność do samodzielnego unoszenia się folii w powietrzu i zmniejszanie ciężaru przedmiotu, który zostanie nią owinięty oraz podwyższona wytrzymałość na rozerwanie i uchodzenie gazu z zagłębień, dzięki ich pokryciu grafenem. Zaletą folii jest też to, że może być ona łatwo składana i cięta na fragmenty o różnym kształcie i rozmiarach, które potem mogą być nakładane na siebie lub łączone ze sobą, co powala na formowanie z tej folii brył o różnym kształcie i rozmiarach. Samodzielne unoszenie się folii w powietrzu pozwala na wykorzystanie odpowiednio dużych arkuszy lub brył, ukształtowanych z tej folii w opisany sposób, do budowy statodyn, czyli statków latających, lżejszych od powietrza i zdolnych do przenoszenia osób lub ładunków. Zaletą takich statodyn, w porównaniu z dotychczas stosowanymi jest ich większa odporność na utratę zdolności unoszenia, ponieważ po ich przedziurawieniu, np. w skutek przestrzelenia, lżejszy od powietrza gaz uchodzi tylko z niewielkiej liczby bąbelków, znajdujących się wzdłuż toru pocisku, a nie z komory o dużej objętości, jak to ma miejsce w znanych statodynach. Dodatkową zaletą statodyn wyko4The main advantages of the bubble foil according to the invention are the ability to self-float in the air and the reduction of the weight of the object that will be wrapped with it, and increased resistance to tearing and gas leakage from the recesses due to their graphene coating. Another advantage of the film is that it can be easily folded and cut into pieces of various shapes and sizes, which can then be overlapped or joined together, which allows the film to be formed into lumps of various shapes and sizes. Self-floating of the foil in the air allows the use of sufficiently large sheets or lumps, shaped from this foil in the described manner, for the construction of statodyns, i.e. flying ships, lighter than air and capable of carrying people or loads. The advantage of such statodyne, compared to the ones used so far, is their greater resistance to loss of lifting capacity, because after their perforation, e.g. as a result of a shot through, the gas that is lighter than air escapes only from a small number of bubbles along the projectile path, and not from the chamber. with a large volume, as is the case with known statodynes. An additional advantage of statodyn is performed by

PL 218 151 B1 nanych z takiej folii jest to, że odbijając fale elektromagnetyczne nadają się one też do zmiany kierunku rozchodzenia się tych fal, jako ruchome reflektory. W szczególności, niewielkie arkusze folii bąbelkowej według wynalazku, unoszące się samoczynnie w powietrzu nadają się do zmiany kierunku mikrofal wysyłanych przez radary i ochrony innych obiektów latających przed ich wykryciem metodą radiolokacji.What is known from such a foil is that by reflecting electromagnetic waves they are also able to change the direction of propagation of these waves, as moving reflectors. In particular, the small self-floating sheets of bubble wrap according to the invention are suitable for diverting radar microwaves and preventing other flying objects from being detected by radiolocation.

Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1, przedstawia przekrój poprzeczny fragmentu folii bąbelkowej, a fig. 2 - widok tego fragmentu od strony warstwy z wgłębieniami.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a cross-sectional view of a fragment of the bubble foil, and Fig. 2 - a view of this fragment from the side of the dimpled layer.

Folia bąbelkowa według wynalazku składa się z dwóch warstw folii polietylenowej 1, 2, z których jedna warstwa 2 jest gładka a druga 1 ma zamknięte, sześcienne zagłębienia o odpowiednio długim boku, zapewniającym wytworzenie siły nośnej, a wewnętrzne powierzchnie zgłębień zostały pokryte grafenem 3, 4 ponadto zagłębienia wypełnione helem 5 o gęstości w warunkach normalnych mniejszej, niż gęstość powietrza w tych warunkach, korzystnie helem i obie warstwy folii polietylenowej zostały zgrzane ze sobą. na całej powierzchni między zagłębieniami oraz na zewnątrz tych zagłębień.The bubble foil according to the invention consists of two layers of polyethylene foil 1, 2, of which one layer 2 is smooth and the other 1 has closed, cubic depressions with a sufficiently long side to generate a lifting force, and the inner surfaces of the depressions are covered with graphene 3, 4 moreover, the cavities filled with helium 5 with a density normally lower than that of air under these conditions, preferably helium, and both polyethylene film layers were welded together. over the entire area between the depressions and outside the depressions.

Sposób wytwarzania folii bąbelkowej według wynalazku polega na tym, że warstwę folii poliety₃ lenowej o grubości 0,01 mm, wykonanej z polietylenu LD o gęstości 920 kg/m³, układa się na górnej powierzchni stalowej płyty pokrytej warstwą teflonu i stanowiącej matrycę, zamykającą od góry szczelną, prostopadłościenną skrzynię. Matryca ma sześcienne zagłębienia o boku 6 cm rozmieszczone regularnie na całej jej powierzchni, przy czym odległości pionowych ścianek między sąsiednimi zagłębieniami wynoszą 3 mm i w dnie każdego zagłębienia jest otwór o średnicy 0,2 mm. Ze skrzyni oraz z zagłębień pokrytych folią odsysa się powietrze przez otwory, a na folię nadmuchiwany jest prostopadle do jej powierzchni strumień gorącego powietrza o temperaturze 180°C pod ciśnieniem atmosferycznym przez 15 s. Powoduje ogrzanie folii powyżej temperatury plastycznego płynięcia i ukształtowanie w niej trwałych zagłębień.A process for producing bubble film of the invention is that the film layer _{3 of} polyethylene glycols having a thickness of 0.01 mm made of LD-polyethylene with a density of 920 kg / m ^3, is placed on the upper surface of a steel plate and covered with a layer of Teflon forming a matrix enclosing a tight, rectangular box from the top. The die has 6 cm hexagonal depressions regularly spaced over its entire surface, the vertical wall distances between adjacent depressions is 3 mm and there is a 0.2 mm hole in the bottom of each depression. From the box and from the cavities covered with foil, air is sucked through the holes, and the foil is blown perpendicularly to its surface with a stream of hot air at a temperature of 180 ° C under atmospheric pressure for 15 seconds. It heats the foil above the plastic flow temperature and forms permanent cavities in it .

Następnie do skrzyni wpuszcza się powietrze, tak długo aż ciśnienie podniesie się do ciśnienia atmosferycznego i nakłada na powierzchnię folii kratownicę z płyty teflonowej, mającej kwadratowe otwory o boku 6 cm, rozmieszczone regularnie na całej jej powierzchni tak samo jak zagłębienia, przy czym po nałożeniu otwory kratownicy znajdują się dokładnie nad zagłębieniami. Skrzynię wraz z folią i płytą umieszcza się poziomo w komorze próżniowej. W tej samej komorze umieszcza się obok taką samą warstwę folii polietylenowej, jak warstwa użyta do wytworzenia zagłębień. Warstwa ta jest ułożona poziomo na płycie stalowej, pokrytej warstwą teflonu i nakłada na tę warstwę folii taką samą kratownicę teflonową, jak na warstwę folii z zagłębieniami.Air is then blown into the box until the pressure rises to atmospheric pressure, and a Teflon plate grid with 6 cm square holes is applied to the surface of the film, regularly distributed over its entire surface, as well as the recesses, and after placing the holes the trusses are located exactly above the depressions. The box with foil and plate is placed horizontally in the vacuum chamber. In the same chamber, the same layer of polyethylene film as the layer used to form the depressions is placed next to it. The layer is laid horizontally on a steel plate covered with a layer of Teflon and overlays this layer of foil with the same Teflon grid as on the layer of foil with recesses.

Ponadto, w górnej części komory próżniowej umieszcza się tygiel z grafenem i zainstalowaną -5 -5 nad nim wyrzutnią elektronów. Ciśnienie w komorze obniża się do 5,33x10^- hPa/(4-10^- mmHg) oraz podnosi temperaturę do 150°C. Do obu warstw folii polietylenowej przykłada napięcie +15 kV, modulowane do głębokości 20% z częstotliwością 5 kHz i włącza wyrzutnię elektronową. W wyniku bombardowania grafenu wiązką elektronów, następuje rozpylenie tych materiałów i jonizacja oraz osadzanie ich zjonizowanych atomów na nieosłoniętych powierzchniach obu warstw folii polietylenowej. Opisane osadzanie metodą PVD (Physical Vapor Deposition) prowadzi się w 5 s na jedno zagłębienie warstwy folii o boku 6 cm przy natężeniu prądu z wyrzutni elektronów 150 mA. W wyniku tego dochodzi do pokrycia nieosłoniętych warstw folii przylegającymi do siebie wzdłuż krawędzi płatkami grafenu o grubości nie przekraczającej 0,2 gm.In addition, a crucible with graphene and an electron launcher installed -5-5 above it is placed in the upper part of the vacuum chamber. The pressure in the chamber is lowered to 5.33x10 ^- hPa / (4-10 ^- mmHg) and the temperature is raised to 150 ° C. It applies a voltage of +15 kV to both layers of polyethylene foil, modulated to a depth of 20% with a frequency of 5 kHz, and activates the electron gun. As a result of bombardment of graphene with an electron beam, these materials are sprayed and ionized and their ionized atoms are deposited on the exposed surfaces of both layers of polyethylene foil. The described deposition by the PVD (Physical Vapor Deposition) method is carried out in 5 s per one depression of the foil layer with a side of 6 cm at the current intensity from the electron guns 150 mA. As a result, the exposed layers of foil are covered with graphene flakes adjacent to each other along the edges with a thickness not exceeding 0.2 gm.

Po zakończeniu procesu osadzania ciśnienie oraz temperaturę w komorze doprowadza się do wartości normalnych i wyjmuje obie warstwy folii polietylenowej. Następnie warstwy te wprowadza się przez śluzę do szczelnej komory, zawierającej hel w warunkach normalnych. Na poziomym dnie tej komory układa się rozwiniętą warstwę folii polietylenowej bez zagłębień, zwróconą stroną z osadzonym grafenem ku górze. Na tę warstwę nakłada się warstwę folii polietylenowej z zagłębieniami, zwróconymi otwartą stroną ku dołowi i koryguje jej położenie tak, żeby zagłębienia dokładnie pokryły miejsca z osadzonym grafenem. Po tym obie folie zgrzewa się ze sobą w temperaturze 200°C przez 2,5 s wzdłuż wszystkich linii między zagłębieniami i na zewnątrz tych zagłębień, za pomocą linowego grzejnika o szerokości 3 mm pokrytego teflonem. Na zakończenie procesu wytwarzania folii bąbelkowej usuwa się ją przez śluzę z komory wypełnionej helem.After the deposition process is completed, the pressure and temperature in the chamber are brought to normal values and both layers of polyethylene foil are removed. These layers are then introduced through the airlock into a sealed chamber containing helium under normal conditions. An unfolded layer of polyethylene film without cavities is placed on the horizontal bottom of this chamber, with the side with the deposited graphene facing up. A layer of polyethylene film with depressions facing downwards is placed on this layer and its position is adjusted so that the depressions accurately cover the places with deposited graphene. The two films are then welded together at 200 ° C for 2.5 seconds along all lines between the depressions and outside the depressions, by means of a 3 mm wide Teflon-coated cable heater. At the end of the bubble wrap manufacturing process, it is removed through a sluice from the helium chamber.

₃₃

Otrzymana tym sposobem wytwarzania folia bąbelkowa wykazuje siłę nośną 0,95 N/m³ w powietrzu w warunkach normalnych.The bubble film obtained by this production method has a load-bearing force of 0.95 N / m ³ in air under normal conditions.

Claims

Patent claims

1. Bubble foil, consisting of two interconnected layers of polyethylene foil (1), (2), one smooth (2), and the other (1) with cubic cavities, filled with gas (5) with a density lower than the air density under the conditions Normal, characterized in that it covers the internal surfaces of the cubic cavities in the form of a reinforcing layer (3), (4) made of graphene.

The method of producing a bubble wrap, characterized in that a layer of polyethylene foil made of polyethylene LD is placed on the upper surface of a steel plate covered with a layer of Teflon and constituting a matrix, closing a tight, rectangular box at the top, the matrix having hexagonal recesses regularly distributed over the entire surface. on its surface and in the bottom of each cavity there is a small diameter hole, then air is sucked from the box and from the cavities covered with foil through the holes, and the foil is blown perpendicularly to its surface with a stream of hot air at a temperature of 180 ° C under atmospheric pressure for 15 s, then air is admitted into the box until the pressure rises to atmospheric pressure and a Teflon plate grid is applied to the surface of the foil, having square holes, regularly distributed over its entire surface, as well as depressions, with the openings of the grid after placing exact over the depressions, then the crate with the foil and the plate is placed horizontally in the vacuum chamber, in which the same layer of polyethylene foil is placed next to the layer used to create the depressions, this layer lying horizontally on a steel plate covered with a layer Teflon and put the same Teflon grid on this layer of foil as on the layer of foil with cavities, and in the upper part of the vacuum chamber a crucible with graphene and an electron launcher installed above it is placed, and then the pressure in the chamber is reduced to 5.33x10 hPa and raises the temperature to 150 ° C, and applies a voltage of +15 kV to both layers of polyethylene film, modulated to a depth of 20% with a frequency of 5 kHz and turns on the electron gun, and then as a result of bombardment of graphene with an electron beam, this material is sprayed and ionized, and deposition of its ionized atoms on the exposed surfaces of both layers of polyethylene foil for 5 to 30 s, with the current from the electron gun 150 mA, then the temperature in the chamber is brought to room values and both layers of polyethylene film are removed, then these layers are introduced through a lock into a sealed chamber containing helium under normal conditions and on the horizontal bottom of this in the chambers, the unfolded layer of polyethylene foil without cavities is placed with the side with the deposited graphene facing up, and then a layer of polyethylene foil with depressions is placed over this layer, with the open side facing down, and its position is adjusted so that the cavities accurately cover the places with deposited graphene and the two films are then welded together at 200 ° C for 2.5 seconds along all lines between the recesses and outside the recesses using a Teflon-lined cable heater, and is then removed through the airlock from the helium chamber.