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Vorrichtung zur Vorbehandlung von biegsamen Folien1 vorzugsweise
von Polyäthylenfolien Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Behandlung
von biegsamen Folien, vorzugsweise von Polyäthylenfolien, für die Aufnahme von Druckfarben
durch Flammbehandlung im kontinuierlichen Arbeitsgang.
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Bisher wurden viele Arten von biegsamen Bogenmaterialien zum Einwickeln
und Verpacken verschieb dener Waren vorgeschlagen. Einer der neueren Werkstoffe,
bei welchem hervorragende Eigenschaften hinsichtlich seiner Widerstandsfähigkeit
gegenüber ollen sowie hinsichtlich seiner Unlöslichkeit in zahlreichen Lösungsmitteln
festgestellt wurden, ist ein bildsamer, nicht faserhaltiger Film aus polymerisiertem
Äthylen, welcher im Handel unter der Bezeichnung »Pslyäthylen« bekannt ist.
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Die Verwendung von Polyäthylenfllmen und -hüllen ist aber trotz ihrer
Dauerhaftigkeit und leichten Anpassungsfähigkeit für Verpackungszwecke beschränkt,
weil diese Folien Druckfarben nicht annehmen bzw. diese nicht auf ihrer Oberfläche
festhalten.
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Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, die Oberfläche der Polyäthylenfllme
mit gasförmigem Chlor od. dgl. zu behandeln, um dadurch die Oberfläche für gewöhnliche
Druckfarben aufnahmefähig zu machen.
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Obwohl man auf den so behandelten Polyäthylenfilmen mit Erfolg drucken
konnte, ist für diese chemische Oberflächenbehandlung eine besondere, verhältnismäßig
kostspielige und viel Platz beansprncltene Vorrichtung erforderlich. Ferner ist
das bekannte Verfahren zeitraubend und erfordert große Genauigkeit, um die ge wünschten
guten und gleichmäßigen Ergebnisse zu erzielen.
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Man hat weiter festgestellt, daß eine Vorberelitung des Films für
den Druck in der Weise erfolgen kann, daß die Oberfläche des Polyäthylenfilms einer
Flammbehandlung unterworfen und die gegenüberliegende Oberfläche gleichzeitig gekühlt
wird. Zu diesem Zweck wurden bisher einfache, von Kühlmitteln durchspülte Walzen
verwendet, welche wenigstens einen Teil der durch die Flammbehandlung gelieferten
Wärme abführen sollen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß hierbei keine gleichbleibend
guten Ergebnisse erzielt werden können, insbesondere wenn die Folien im kontinuierlichen
Betrieb in größeren Mengen auf diese Weise behandelt werden sollen. Es treten beispielsweise
ungleichmäßige Ausbildungen der behandelten Folienseiten auf, und die Arbeitsgeschwindigkeit
muß relativ gering bleiben.
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Durch die Erfindung wird nun eine leicht bedienbare Vorrichtung geschaffen,
welche es ermöglicht, zum Zweck des nachfolgenden Druckes Folien, vorzugsweise Polyäthylenfilme,
im kontinuierlichen Arbeitsgang mit einer Wärmequelle zu behandeln, beispielsweise
unmittelbar mit einer Flamme.
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Die erfindungsgemäße Vorrrichtung besteht aus eine geriffelte Oberfläche
aufweisenden Kühltrommeln, die in eine die Kühlflüssigkeit enthaltende Badwannel
eintauchen und mit einer Geschwindigkeit umlaufen, die größer ist als die Vorschubgeschwindigkeit
der behandelten Folie.
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Durch diese Vorrichtung gelingt es, den erstrebten technischen Effekt
zu erzielen und die zu behandelnde Folie mit einem gleichmäßigen und ausreichenden
Kühlfilm zu versehen. Dessen Wirkung muß auch dann noch anhalten, wenn die Folie
mit der Kühlwalze nicht mehr in Berührung steht. Diese Kühl walzen können in mehreren
hintereinandergeschalteten Behandlungseinheiten eingesetzt werden. In Bewegungsrichtung
der Stoffbahn sind hinter der Zone, in welcher die Bahn erhitzt und die Kühlflüssigkeit
aufgebracht wird, Mittel zum anschließenden Kühlen der erhitzten Seite der sich
fortbewegenden Stoffbahn z. B. in Form einer von innen gekühlten Walze vorgesehen.
Weiterhin wird durch Gummiabstreifer oder ähnliche Einrichtungen, die an der Kühlwalze
angeordnet sind, ein schnelles Entfernen der Kühlflüssigkeit von der Stoffbahn bewirkt.
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Die Merkmale der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor, welche
eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt und in welcher in Fig. 1
ein Aufriß einer gesamten Vorrichtung zur Vorbehandlung von biegsamen Folien, Fig.
2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen geriffelten Walze und Fig. 3 ein Schnitt
durch die von innen gekühlte Führungsrolle dargestellt ist.
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Mit 5 ist ein Rahmen zum Einbau der verschiedenen nachstehend beschriebenen
Teile bezeichnet. Die zusammenarbeitenden Zug rollen 6 und 7 ziehen die Stoffbahn
8 aus Polyäthylen von einer Zufuhrrolle 9 ab und transportieren sie dabei kontinuierlich
mit einer bestimmten Geschwindiglceit über den Umfang der Führungsrollen 10, 11,
12 und 13 sowie über zwei im Abstand voneinander befindlichen, in eine Kühlflüssigkeit
eintauchenden Trommeln 14 und 15, welche eine Seite der vorrVickenden Stoffbahn
8 berühren, um auf dieselbe in Richtung der Stoffbahn einen ausreichenden Film von
Kühlflüssigkeit aufzubringen.
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Im Bereich der Kühlzone sind Gasbrenner 17 und 18 zwecks Zuführung
von Wärme auf der gegenüberliegenden Seite der Stoffbahn angeordnet.
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Um die ls:ontinuierliche Zufuhr frischer Kühlflüssigkeit 16 sicherzustellen,
ist am Rahmen 5 ein Behälter 19 angebracht, dem durch ein Zuleitungsrohr 20 dauernd
frische Flüssigkeit zufließt, wobei der Flüssigkeitsspiegel im Behälter mittels
eines Überlaufrohres 21 dauernd konstant gehalten wird. Der Behälter ist außerdem
mit einem durch ein Ventil verschließbaren Ablaufrohr 22 versehen. Die Trommeln
15 und 14 können am Rahmen 5 in Abstand voneinander durch die Lager 23 und 24 drehbar
gehalten werden, wobei der walzenförmige Umfang der Trommeln teilweise in die Kühlflüssigkeit
16 eintaucht. Den Trommeln 14 und 15 kann durch die auf die betreffenden Trommel
wellen aufgekeilten Zahnräder 25 und 26, welche durch die entsprechenden, Ketten
27, 28 von einer Antriebswelle 29 angetrieben werden, eine Umfangsgeschwindigkeit
verliehen werden, welche höher ist als die Geschwindigkeit der Stoffbahn. Zur Unterstützung
eines dauernden und gleichmäßigen Zustroms frischer Kühlflüssigkeit aus dem Bade
16 und dessen Aufrechterhaltung über den Umfang der Trommeln 14 und 15 hinweg auf
die Unterseite der vorrückenden Stoffbahn 8 ist der Umfang der Trommeln geriffelt
oder aufgerauht, was in der Figur mit 30 bzw. 31 bezeichnet ist. Dieses Aufrauhen
der Oberfläche ist äußerst wichtig, damit mit Sicherheit ermöglicht wird, daß genügende
Mengen der Kühlflüssigkeit über den Um fang der rotierenden Trommeln geleitet werden
und dadurch das Verbrennen oder Versengen der Stoffbahn, sobald dieselbe der Einwirkung
der von den Brennern 17 und 18 ausstrahlenden Hitze unterwerfen ist, verhindert
wird.
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Zwecks zusätzlicher Kühlung der vorrückenden Stoffbahn im Anschluß
an den Arbeitsgang der Ober-Hächenerhitzwlg ist eine von innen gekühlte Rolle 32
vorgesehen, welche in geeigneten Lagern 33, die ebenfalls am Rahmen 5 angeordnet
sind, drehbar montiert ist. Diese Rolle bzw. Walze 32 kann ebenfalls mit den zusammenarbeitenden
Zugrollen 6 und 7 gemeinsam angetrieben werden, um das kontinuierliche Vorrüden
der Stoffbahn 8 bei bestimmter Geschwindigkeit zu unterstützen. Die Kühlwalze 32
kann mit einer Hohlwelle 38 mit mittlerer Scheidewand39 und mit Einlaß öffnungen
40 für die zuzuführende Flüssigkeit versehen werden. Die Kühlflüssigkeit tritt auf
einer Seite der Scheidewand 39 in die Hohlwalze 32 ein und verläßt dieselbe durch
Auslaßöffnungen 41, welche mit der Hohlwelle 38 auf der anderen Seite der Scheidewand
in Verbindung stehen. Dadurch kommt der Umlauf der Kühlfiüssigkeit durch die Hohlwelle
38 und das Innere der Trommel oder Walze 32 so, wie er durch die Pfeile in Fig.
3 dargestellt ist, zustande.
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Die Wandung der Hohlwalze 32 ist vorzugsweise verchromt und verhältnismäßig
dünn, um ein Höchstmaß von Oberflächenkühlwirl<ung zu erzielen.
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Da die Stoffbahn 8 während ihrer Bewegung über den Umfang der Trommeln
14 und 15 jeweils über einen Film der Kühlflüssigkeit 16 gezogen wird, nimmt die
Unterseite der Stoffbahn beim Vorrücken von der Trommel 15 zu den Zugrollen 6 und
7 eine gewisse Menge der Flüssigkeit mit sich. Es ist erwünscht, diese überschüssige
Flüssigkeit vor dem Aufwickeln des Materials zu entfernen. Zu diesem Zweck ist eine
Gummi quetsche 42 vorgesehen, welche sich quer über die Stoffbahn 8 legt, nachdem
dieselbe die Trommel 15 verlassen hat. Um die Abstreifkante der Guminiquetsche 42
in wirksamer, reinigender Berührung mit der Oberfläche der vorrüclienden Stoffbahn
zu halten, können die Hebelarme 43 der Quetsche wie bei 44 drehbar gelagert sein,
wobei das Quetschblatt durch eine Zugfeder 45 dauernd elastisch an den Umfang der
Kühlwalze 32 angepreßt wird und die letztere eine wirksame Auflagefläche für die
eine Seite der Stoffbahn 8 bildet, wenn das benachbarte Quetschblatt die andere
Seite der Stoffbahn trocken fegt.
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Zur Inbetriebnahme der Oberflächenbehandlungsvorrichtung wird zunächst
die unbehandelte Stoffbahn 8, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, über die verschiedenen
Führungsrollen 10, 11, 12 und 13 sowie über die Trommeln 14 und 15 und die Zugrollen
32 sowie 6 und 7 bis zu der Aufwickelrolle 37 am Ende gezogen. Die Zugrollen 32
sowie 6 und 7 werden alsdann in Betrieb gesetzt, um die Stoffbahn 8 längs ihrer
Bahn mit bestimmter Geschwindigkeit vorzuziehen, wobei die Trommeln 14 und 15 gleichzeitig
mit einer etwa 100/o größeren Umfangsgeschwindigkeit als die so Stoffbalmgeschwindigkeit
gedreht werden. Bei dauernder Zufuhr von frischer Kühlflüssigkeit 16 in den Trog
oder Behälter 19 durch das Zuleitungsrohr 20 sowie Aufrechterhaltung eines bestimmten
Niveaus durch den Überlauf 21 führen die rascher rotierenden Trommeln 14 und 15,
unterstützt durch deren aufgerauhte Umfangsflächen 30 bzw. 31, dauernd einen reichlichen
Strom von Kühlflüssigkeit von dem Behälter 19 zu der Unterseite der vorrückenden
Stoffbahn 8, wobei die Kühlflüssigkeit über den Umfang der Trommeln in einem Film
verteilt wird, um eine kühle Rücklage für die Stoffbahn unmittelbar unterhalb der
Brenner 17 und 18, welche eine heiße Flamme direkt gegen die Oberseite der Stoffbahn,
und zwar quer zu derselben werfen, zu bilden. Bei Verlassen der Trommel 15 und des
Brenners 18 wird die obere flammenbehandelte Fläche der vorrückenden Stoffbahn 8
zusätzlich durch direkte Berührung mit der Umfangsfläche der im Innern gekühlten
Hohlwalze 32 gekühlt. Die gegenüberliegende Seite der Stoffbahn wird gleichzeitig
durch die Gummiquetsche 42 bestrichen, um dieselbe vor dem Aufwickeln auf die Rolle
37 zu trocknen. Die auf diese We!ise behandelte Stoffbahn 8 ist damit fertig zur
wirksamen Aufnahme von Drucken mittels gewöhnlicher Druckfarben.
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Die von den Brennern 17 und 18 ausgestrahlte Hitze wie auch der Grad
der Kühlung durch die Kühlflüssigkeit 16 und durch die Kühlwalze 32 ist leicht zu
regeln. Obwohl hier zwei voneinander im Abstand befindliche Trommeln 14 und 15 sowie
zwei aufeinanderfolgende Erhitzungsstufen beschrieben worden sind, kann diese Anordnung
doch in eine solche mit einer einzigen Stufe oder mehr als zwei Stufen abgeändert
werden. Ebenso ist es selbstverständlich, daß, obwohl die Vorrichtung hierin als
für die Behandlung einer Stoffbahn aus bogenförmigem Material in einem gesonderten
Arbeitsgang besonders geeignet dargestellt und beschrieben wurde, wobei das
Material
zwecks anschließenden Druckens wieder aufgerollt wird, diese Vorrichtung doch auch
direkt in Verbindung mit einer Druckerpresse verwendet werden kann, wobei Oberflächenbehandlung
und Drucken in einem einzigen, kontinuierlichen Arbeitsgang vor sich gehen können.
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Das Erhitzen von Folien zwischen einer beheizten Gravierungswalze
und einer elastischen Gummiwalze unter Aufbringung eines Flüssigkeitsfilms ist bereits
bekanntgeworden. Bei diesen Einrichtungen nehmen die Gummiwalzen einen Flüssigkeitsfilm
auf. Durch die erhöhte Temperatur der Gravierungswalze bildet sich dann zwischen
der elastischen Walze und der Folie ein Dampikissen, das ein Festkleben der Folie
auf der Gummiwalze vermeidet und die Prägewirkung erhöht. Die Arbeitsweise dieser
Vorrichtung würde jedoch niemals ausreichen, um bei der Flammbehandlung auftretende
starke örtliche Erwärmung der Folie in ausreichend kurzer Zeit abzuführen.