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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Laminieren oder Beschichten eines Trägermaterials mit einer auf einer Oberseite und einer Unterseite des Trägermaterials vorgesehenen Decklage zur Herstellung eines Dreilagenlaminats.
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Aus einem Prospekt der Firma Schmitt-Maschinen ist eine Flammkaschieranlage bekannt geworden, welche nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist und eine Vielzahl von Stationen aufweist, um ein Dreilagenlaminat herzustellen. Aus einem Vorratsspeicher wird ein Trägermaterial, das als Schaum ausgebildet ist, abgezogen, welches einer Kaschiermaschine zugeführt wird. In dieser Flammkaschiermaschine wird eine Oberfläche des Schaums durch Beflammung erhitzt, um anschließend eine Textilbahn aufzulaminieren. Nachfolgend wird ein Bahnmaterial als Rückenware aufgebracht, so dass ein Dreilagenlaminat die Kaschieranlage verlässt, um auf einen Speicher aufgewickelt zu werden.
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Solche Flammkaschieranlagen weisen den Nachteil auf, dass beim Beflammen eines Trägermaterials, welches zumeist ein Polyurethanschaum ist, giftige Isocyanate gelöst werden. Aufgrund der immer strenger werdenden Umweltschutzverordnungen können solche Kaschieranlagen nur noch bedingt oder nicht mehr eingesetzt werden. Darüber hinaus sind solche Flammkaschieranlagen zur Herstellung eines Dreilagenlaminats nur für eine beschränkte Auswahl von Trägermaterialien einsetzbar.
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Aus der
EP 0 875 298 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kunststoffbeschichtung von einem Metallband mittels Direktextrusion bekannt. Die Vorrichtung umfasst zwei Laminiereinheiten, die nacheinander angeordnet sind. An einer ersten Laminiereinheit wird auf eine erste Seite eine Kunststoffbeschichtung auf das Metallband aufgebracht. In der zweiten Laminiereinheit wird auf der gegenüberliegenden Seite des Metallbandes eine zweite Beschichtung aufgebracht. Die erste und zweite Laminiereinheit sind in der Höhe längs einer vertikalen Achse und seitlich versetzt zueinander angeordnet.
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Aus der
DE 694 13 442 T2 geht eine Vorrichtung zum beidseitigen Beschichten einer Materialbahn hervor. Hierfür ist eine erste und zweite Bearbeitungsstation vorgesehen. Die Materialbahn wird dabei entlang einer Horizontalen durch die erste und zweite Laminiereinheit geführt. Die Laminiereinheiten sind oberhalb und unterhalb der horizontalen Ebene angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Beschichten oder Laminieren eines Trägermaterials mit auf einer Oberseite und einer Unterseite vorgesehenen Decklage zu einem Dreilagenlaminat vorzuschlagen, welche in Bezug auf die zu verarbeitenden Materialien des Trägermaterials unabhängig ist und welche anstelle von Kaschiermaschinen auch in bereits bestehende Flammkaschieranlagen einsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Zuordnung einer ersten Laminiereinheit und einer zweiten oder weiteren Laminiereinheit in der Vorrichtung wird ermöglicht, dass in jeder Laminiereinheit eine Seite des Trägermaterials mit einer Beschichtung versehen oder mit einem Klebemittel beschichtet und anschließend in der jeweiligen Laminiereinheit mit einer Decklage laminiert wird, wobei durch die zwei einander zugeordneten und benachbarten Hauptwalzen ein schneller Wechsel der zu beschichtenden und laminierenden einen Seite des Trägermaterials zur anderen Seite des Trägermaterials ermöglicht ist. Durch die benachbarte Anordnung der Hauptwalzen der ersten und weiteren Laminiereinheit kann gleichzeitig eine Vorrichtung zur Herstellung eines Dreilagenlaminats mit einem geringen Bauraum geschafften werden, welche deshalb dazu geeignet ist, in bestehende Flammkaschieranlagen eingesetzt zu werden und die Kaschiermaschinen zu ersetzen, um auch Schäume oder Schaumstoffe zu laminieren ohne jedoch giftige Isocyanate durch die Beflammung in den Arbeitsraum abzugeben.
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Nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die erste und zweite Hauptwalze in einer vertikalen Achse übereinanderliegend vorgesehen sind und die jeweilige Auftragsvorrichtung der ersten und zweiten Laminiereinheit innerhalb dem jeweiligen Umschlingungswinkel des Trägermaterials zur Hauptwalze zugeordnet sind, so dass die Auftragsvorrichtungen der ersten und zweiten Hauptwalze spiegelbildlich zu einer gemeinsamen vertikalen Achse der ersten und zweiten Hauptwalze angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung wird nicht nur die platzsparende Anordnung ermöglicht, sondern auch eine gute Zugänglichkeit für verschieden ausgebildete Auftragsvorrichtungen geschaffen, um ein Beschichtungsmaterial, insbesondere Klebemittel, auf die jeweilige Außenseite des Trägermaterials aufzubringen. Die gegenüberliegende Seite, also eine Innenseite des Trägermaterials, liegt an der Hauptwalze an. Durch eine solche Anordnung ist darüber hinaus eine gute Zugänglichkeit zu den jeweiligen Auftragsvorrichtungen und eine einfache Montage und Einstellung ermöglicht.
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Nach einer alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die erste und zweite Hauptwalze in der Höhe und seitlich versetzt zueinander angeordnet sind und, dass die jeweilige Auftragsvorrichtung der ersten und zweiten Laminiereinrichtung innerhalb dem jeweiligen Umschlingungswinkel des Trägermaterials der Hauptwalze zugeordnet sind, so dass die Auftragsvorrichtungen spiegelbildlich zu einer gemeinsamen Achse der ersten und zweiten Hauptwalze angeordnet sind. Diese alternative Anordnung der Hauptwalze weist denselben Vorteil wie die vorstehend beschriebene Anordnung der Hauptwalze in einer gemeinsamen vertikalen Achse auf. Bei dieser alternativen Anordnung kann die Aufbauhöhe der Maschine reduziert werden. Darüber hinaus können die Auftragsvorrichtungen nahezu in gleicher Arbeitshöhe angeordnet sein. Bei beiden Ausführungsformen wird ein einfacher Wechsel der zu beschichtenden Seite des Trägermaterials bei einem unmittelbaren Wechsel zur Anlage kommenden Seite des Trägermaterials von der ersten Hauptwalze zur zweiten Hauptwalze ermöglicht.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass für den Fall, dass die erste und zweite Hauptwalze (21, 44) in einer vertikalen Achse (50) übereinanderliegend vorgesehen sind, die Auftragsvorrichtungen rechtwinklig zur gemeinsamen Achse ausgerichtet sind. Dadurch können im Aufbau der Vorrichtung einfache Verhältnisse geschaffen werden.
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Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Hauptwalze der ersten und zweiten Laminiereinheit ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einstellbar. Dadurch kann bspw. eine unmittelbare Übergabe des Trägermaterials von der ersten Hauptwalze zur zweiten Hauptwalze erfolgen, wobei der Abstand vorzugsweise die Dicke des Trägermaterials und die Schichtdicke des Klebemittels als auch die Dicke der ersten Decklage umfasst. Sofern ein zusätzliches Andrücken der ersten Decklage zum Trägermaterial vorgesehen sein sollte, kann dieser Abstand auch entsprechend verringert sein. Der Abstand zwischen den beiden Hauptwalzen kann auch ein mehrfaches der Schichtdicke des einseitig laminierten Trägermaterials umfassen, so dass zwischen der ersten und zweiten Hauptwalze eine Beruhigungsstrecke oder ein Aushärteabschnitt vorgesehen ist.
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Die zumindest eine erste und eine zweite Laminierwalze der Laminiereinheiten laminiert vorteilhafterweise in jeder Laminiereinheit zumindest eine Decklage auf das mit einer Beschichtung oder Klebemittelschicht beschichtete Trägermaterial.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Hauptwalze in einem Abstand zur ersten Hauptwalze derart angeordnet ist, dass die zweite Hauptwalze die Funktion der Laminierwalze der ersten Laminiereinheit übernimmt. Dadurch kann ein Übergabepunkt zwischen der ersten und zweiten Hauptwalze gleichzeitig als Laminierpunkt ausgebildet werden. Durch dies Anordnung kann eine zusätzliche Walze eingespart werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass durch die zumindest eine Auftragsvorrichtung jeder Laminiereinheit eine Beschichtung oder Klebemittelschicht auf die zumindest eine Decklage aufgebracht wird, bevor die Decklage über die Laminierwalze zum Laminierpunkt geführt wird, der zwischen der Hauptwalze und der Laminierwalze gebildet ist. In Abhängigkeit der Trägermaterialien und/oder der zu laminierenden Decklagen kann sowohl das Aufbringen der Klebemittelschicht auf das Trägermaterial oder auf die Decklage von Vorteil sein, um einen sicheren Verbund der drei Lagen zu erzielen.
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Die in der ersten und zweiten Laminiereinheit angeordnete Auftragsvorrichtung kann als Mehrwalzensystem zum Auftragen von bspw. einem flüssigen Klebemittel oder einem Hotmeltkleber vorgesehen sein. Alternativ kann anstelle eines Mehrwalzensystems auch eine Breitschlitzdüse eingesetzt werden. Weitere geeignete Vorrichtungen zum Auftragen von Klebemittel wie bspw. Gravurwalzen oder dergleichen, sind ebenso anwendungsspezifisch vorgesehen.
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Zwischen der Auftragsvorrichtung und einer Laminierwalze kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Aufwärmvorrichtung vorgesehen sein, um beim Einsatz eines Hotmeltklebers nach dem Auftragen auf das Trägermaterial das aufgetragene Klebemittel noch mal aufzuheizen, so dass eine optimale Verarbeitungstemperatur im Laminierpunkt vorherrscht. Die Hauptwalzen sind bevorzugt temperierbar, so dass ein daran anliegendes Trägermaterial ebenfalls auf eine entsprechende Temperatur gebracht werden kann, um optimale Arbeitsbedingungen zu ermöglichen. Zusätzlich kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die zugeführten Decklagen ebenfalls vor dem Laminierpunkt an einer Aufheizstation vorbeigeführt werden.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Dreilagenlaminates,
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2 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform zu 1,
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3 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 2 und
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4 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform zu 2.
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In 1 ist eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 zur Herstellung eines Dreilagenlaminates 12 bzw. eines Triplexverbundes dargestellt. An einem Maschinengestell 14 ist eine erste Laminiereinheit 16 und eine zweite Laminiereinheit 41 vorgesehen. Die erste Laminiereinheit 16 umfasst eine Hauptwalze 21, der ein Trägermaterial 22 zugeführt wird. Zwischen einer nicht dargestellten Speicherrolle des Trägermaterials 22 und der Hauptwalze 21 können ein oder mehrere Umlenkrollen oder Spannrollen vorgesehen sein, um das Trägermaterial 22 der Hauptwalze 21 zuzuführen. Nach dem Anliegen einer Unterseite 23 des Trägermaterials 22 an der Hauptwalze 21 bzw. nach dem Anliegen einer Innenseite des Trägermaterials 22 an der Hauptwalze 21 wird das Trägermaterial 22 an einer Auftragsvorrichtung 24 vorbeigeführt. Diese Auftragsvorrichtung 24 trägt eine Klebemittelschicht 26 auf eine Oberseite 27 des Trägermaterials 22 auf.
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In Transportförderrichtung gesehen ist der Auftragsvorrichtung 24 nachfolgend eine Aufwärmvorrichtung 29 vorgesehen, um das Klebemittel nochmals aufzuheizen oder auf Temperatur zu halten, bevor das mit Klebemittel versehene Trägermaterial 22 einem Laminierpunkt 31 zugeführt wird, der zwischen einer Laminierwalze 32 und der Hauptwalze 21 gebildet ist. Über die Laminierwalze 32 wird eine erste Decklage 33 auf die Oberseite 27 des Trägermaterials 22 aufgebracht. Insbesondere bei der Verwendung von thermoplastischen Materialien für die Decklage 33 wird vor dem Laminieren die Decklage 33 durch eine Aufwärmvorrichtung 35 aufgeheizt. Hierbei kann es sich bspw. um einen Infrarotstrahler handeln. Nach dem Laminierpunkt 31 wird das hergestellte einseitige Laminat entlang der Hauptwalze 21 geführt, bevor das einseitige Laminat zur zweiten Laminiereinheit 41 übergeben wird. Die zweite Laminiereinheit 41, die der ersten Laminiereinheit 16 nachgeschalten ist, weist bevorzugt den selben Aufbau wie die erste Laminiereinheit 21 auf. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Vielmehr kann auch in Abhängigkeit einer zu laminierenden zweiten Decklage 48 ein abweichender Aufbau oder Bestückung von einzelnen Komponenten vorgesehen sein.
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Im Ausführungsbeispiel umfasst die zweite Laminiereinheit 41 eine Hauptwalze 44, welche benachbart zur Hauptwalze 21 angeordnet ist, so dass in einfacher Weise ein Wechsel zur Beschichtung der Unterseite 23 des Trägermaterials 22 ermöglicht ist. Die mit der ersten Decklage 33 versehene Oberseite 27 des Trägermaterials 22 liegt nach dem Wechsel zur zweiten Hauptwalze 44 unmittelbar auf der Hauptwalze 44 auf. Die Unterseite 23 des Trägermaterials 22 wird zum Auftragen eines Klebemittels an einer Auftragsvorrichtung 47 vorbeigeführt. Nachfolgend kann wiederum eine Aufwärmvorrichtung 52 für das aufgetragene Klebemittel vorgesehen sein. Eine zweite Decklage 48 wird über eine Laminierwalze 49 einem weiteren Laminierpunkt 51 zugeführt, welcher zwischen der Laminierwalze 49 und Hauptwalze 44 gebildet ist. Anschließend verlässt das Dreilagenlaminat 12 die zweite Laminiereinheit 41 und wird über schematisch dargestellte Umlenk- und/oder Spannrollen einzelnen Speicherrollen oder einer weiteren Bearbeitungsstation zugeführt.
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In der zweiten Laminiereinheit 41 kann ebenfalls eine Aufwärmvorrichtung 35 für die der Laminierwalze 49 zugeführte Decklage 48 vorgesehen sein.
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Die Hauptwalze 21 der ersten Laminiereinheit 16 ist seitlich und in der Höhe versetzt zur Hauptwalze 44 der Laminiereinheit 41 vorgesehen. Dadurch ist zwischen den beiden Hauptwalzen 21 und 44 ein freilaufender Bahnabschnitt vorgesehen. Dieser Bahnabschnitt kann als Beruhigungsstrecke ausgebildet sein. Zwischen der Hauptwalze 21 und der Hauptwalze 44 ist bevorzugt kein Bearbeitungsprozess oder eine Zuführeinrichtung oder dergleichen vorgesehen. Dadurch wird ermöglicht, dass eine Anordnung mit geringem Bauraum geschaffen wird.
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Die Auftragsvorrichtungen 24 und 48 der ersten und zweiten Laminiereinheit 16, 41 sind jeweils spiegelbildlich zu einer gemeinsamen Achse 50 zwischen der ersten und zweiten Hauptwalze 21, 44 angeordnet. Dadurch sind diese von außen gut zugänglich, so dass eine einfache Einstellung und Überprüfung ermöglicht ist. Diese sind gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 vorteilhafterweise rechtwinklig zu einer gemeinsamen vertikalen Achse 50 zwischen den zwei Laminierrollen 21 und 44 vorgesehen.
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Eine solche Anordnung einer Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass eine in der Breite nur schmalbauende Anordnung gegeben ist, wodurch eine solche Vorrichtung in Flammkaschieranlagen anstelle eine Kaschiermaschine eingesetzt werden kann, welche zumindest drei in einer vertikalen Achse übereinander liegende Hauptwalzen umfasst.
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Zur Herstellung eines Dreilagenlaminats 12 kann bevorzugt ein sogenanntes Heißschmelzklebemittel, ein Hochleistungsklebemittel oder ein Klebemittel mit Zusatz und/oder Füllstoffen vorgesehen werden, deren Erweichungs- oder Schmelzpunkt bspw. oberhalb von 50°C liegen. Diese Klebemittel wie bspw. thermoplastische Klebemittel oder Polymere, thermoplastische Harze oder reaktive Klebemittel eignen sich zum vollständigen oder teilweisen Beschichten und zum Laminieren von unterschiedlichen Decklagen wie bspw. Textilien, Gewebe, Gewirke, Papier, Folien oder Filmen. Der Einsatz von derartigen Heißschmelzklebemitteln ermöglicht aufgrund deren hohen Viskosität eine gute Verarbeitung sowie eine hohe Produktivität aufgrund von zufriedenstellender Beschichtung bei hohen Bahngeschwindigkeiten als auch aufgrund deren umweltfreundlichen Handhabung.
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Das Trägermaterial 22 kann aus unterschiedlichem bahnförmigem Material bestehen. Bspw. können Textilien, Gewebe, Gewirke, Papier, Filme, Folien als auch offen- oder geschlossenporige Schaumstoffe, Vliesschichten, Faserschichten oder Kombinationen hieraus eingesetzt werden. Analoges gilt für die Decklagen. Diese Decklagen können auch als Schlingen- oder Schlaufenware ausgebildet sein.
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Die in 1 dargestellte Auftragsvorrichtung 24, 46 umfasst eine Auftragswalze 54, der eine Dosierwalze 55 oder ein Revolverdosierkopf zugeordnet ist, um einen zwischen der Auftragswalze 54 und der Dosierwalze 55 oder dem Revolverdosierkopf gebildeten Klebemittelsumpf zu bilden und daraus eine Klebemittelschicht abzuziehen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Breitschlitzdüse vorgesehen ist. Des Weiteren können Gravurwalzen vorgesehen sein, deren Oberfläche eine Punkt- oder Netzstruktur, eine geriffelte Oberfläche als auch eine glatte Oberfläche aufweisen kann.
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In 2 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung 11 zu 1 dargestellt. Nachfolgend werden lediglich die abweichenden Merkmale beschrieben. Im Hinblick auf die Übereinstimmungen wird auf 1 Bezug genommen.
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Die Hauptwalze 21 der ersten Laminiereinheit 16 ist unmittelbar der Hauptwalze 44 der zweiten Laminiereinheit 41 zugeordnet, wobei deren Rotationsachsen in einer gemeinsamen vertikalen Achse 50 liegen. Der Abstand zwischen den beiden Hauptwalzen 21, 44 ist einstellbar. Bevorzugt wird der Abstand der Hauptwalzen 21, 44 im Übergabepunkt 57 derart eingestellt, dass dieser der Dicke des einschichtigen Laminats entspricht, welches zum Wechsel der zu beschichtenden Seite des Trägermaterials 22 der Hauptwalze 44 der zweiten Laminiereinheit 41 übergeben wird. In 2 ist alternativ zur Auftragsvorrichtung 24, 47 in 1, welche als Mehrwalzensystem ausgebildet ist, eine Breitschlitzdüse zum Aufbringen der Klebemittelschicht schematisch dargestellt. Darüber hinaus sind die Zuführrichtungen des Trägermaterials 18 der ersten Decklage 33 als auch der zweiten Decklage 48 abweichend zu 1. Daraus wird offensichtlich, dass die Zuordnung der ersten Hauptwalze 21 der ersten Laminiereinheit 16 zur zweiten Hauptwalze 44 der zweiten Laminiereinheit 41, die einen Wechsel der zu beschichtenden Oberseite 27 des Trägermaterials 22 bewirkt, in der Zuführung des Trägermaterials 22 sowie den Decklagen 33 und 48 flexibel sind und auf verschiedene Anwendungen und Anschlüsse der weiteren Komponenten einer Anlage anpassbar sind. Die Funktion und Wirkungsweise der Vorrichtung 11 zur Herstellung eines Dreilagenlaminats 12 bleibt erhalten.
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In 3 ist eine weitere alternative Ausführungsform zu 2 dargestellt. Im Hinblick auf die Übereinstimmungen wird wiederum auf die 2 Bezug genommen.
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Bei dieser alternativen Ausführungsform der Vorrichtung 11 wird die Klebemittelschicht 26 in der ersten und zweiten Laminiereinheit 16, 41 nicht auf die Oberseite 27 bzw. Unterseite 23 des Trägermaterials 22 aufgetragen, sondern auf die in jeder Laminiereinheit 16, 41 zugeführte Decklage 33, 48 aufgebracht, bevor die mit der Klebemittelschicht 26 versehene Decklage 33, 48 über die Laminierwalze 32, 49 dem jeweiligen Laminierpunkt 31, 51 zugeführt wird. Die Laminierwalzen 32, 49 dienen gleichzeitig als Gegendruckwalze. Diese alternative Ausgestaltung zum Aufbringen des Klebemittels kann auch bei einer Positionierung der Hauptwalzen 21, 44 gemäß 1 vorgesehen sein.
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In 4 ist eine weitere alternative Ausführungsform zu 2 dargestellt. Im Hinblick auf die Übereinstimmungen wird auf die 2 Bezug genommen.
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Bei dieser Ausführungsform wird die erste Decklage 33 abweichend zu 2 nicht einer separaten Laminierwalze 32 zugeführt. Vielmehr wird die Decklage 33 unmittelbar bei dem Übergabepunkt 57 zwischen der ersten Hauptwalze 21 und zweiten Hauptwalze 44 zugeführt. Dadurch übernimmt die zweite Hauptwalze 44 gleichzeitig auch die Funktion der ersten Laminierwalze 32. Dadurch kann eine besonders platzsparende Anordnung geschaffen werden. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Hauptwalze 21, 44 wird derart eingestellt, wie dies in 2 bereits in der Zuordnung der Laminierwalze 32 zur Hauptwalze 21 vorgesehen ist.
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Diese Ausführungsform gemäß 4 ist auch dann möglich, wenn die Rotationsachsen der Hauptwalzen 21, 44 nicht in einer vertikalen Achse 50 liegen, sondern auch in einer gemeinsam geneigten Achse vorgesehen sind.
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Alle vorgenannten Merkmale sind jeweils für sich erfindungswesentlich und können beliebig miteinander kombinierbar sein.