DE10203250C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere Mikrostrukturierung, von Polymerfolien - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere Mikrostrukturierung, von PolymerfolienInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere Mikrostrukturierung, von Polymerfolien, bei denen die zu strukturierende Folie auf eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes des Folienmaterials vorgeheizt und zusammen mit zumindest einer eine Prägestruktur aufweisenden Werkzeugplatte zwischen zwei auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunktes des Folienmaterials aufgeheizten Walzen hindurchgeführt wird, die gleichzeitig gegeneinander gedrückt werden, um die Prägestruktur in die Folie einzuprägen. Die Werkzeugplatte wird nach einer Abkühlphase wieder von der Folie getrennt. DOLLAR A Mit dem vorliegenden Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung können in einem replikativen Prozess Polymerfolien hochpräzise und mit hoher Geschwindigkeit mikrostrukturiert werden. Das Verfahren sowie die Vorrichtung ermöglichen einen schnellen Werkzeugwechsel und einen hohen Durchsatz.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
sowie eine Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere
Mikrostrukturierung, von Polymerfolien, wie sie bspw.
als Träger für Wellenleiter bei optoelektronischen
Komponenten eingesetzt werden.
Neben der Photolithographie werden als Träger für
optische Wellenleiter-Strukturen in zunehmendem Maße
heißgeprägte Polymerfolien eingesetzt, die bei einer
Wellenlänge um 830 nm transparent sind. In die
Strukturen dieser geprägten Polymerfolien kann hoch
brechendes Material als Kernmaterial des Wellenleiters
eingebracht und ausgehärtet werden. Ein Vorteil beim
Einsatz von strukturierten Polymerfolien als Träger
material für den Wellenleiter besteht darin, dass
derartige Folien mit üblichen Laminierungstechniken bei
der Herstellung von gedruckten Schaltungen auf andere
Träger aufgebracht werden können. Dies vergünstigt den
Herstellungsprozess erheblich, da keine neuen Geräte
für die Verbindung der optischen mit den elektrischen
Komponenten erforderlich sind.
Selbstverständlich lassen sich das vorliegende
Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung auch zum
Prägen bzw. Strukturieren von Polymerfolien für
beliebige andere Anwendungsbereiche einsetzen. So
können mit dieser Technik auch fluidische Strukturen
wie bspw. Kanäle auf den Folien hergestellt werden.
Bisher werden strukturierte Polymerfolien als
Träger für optische Wellenleiter mit der sog. Heiß
prägetechnik hergestellt, wie dies bspw. aus der Ver
öffentlichung von D. Krabe et al., "Optische
Verbindungstechnik auf Board-Ebene", 3. Workshop Optik
in der Rechentechnik, Paderborn 1998, beschrieben ist.
Bei diesem Umformprozess durch Heißprägen wird ein
Werkzeug, das bspw. mit einer Nickelstruktur an seiner
Oberfläche versehen ist, bei erhöhter Temperatur auf
die Oberfläche der zu strukturierenden Folie
aufgedrückt. Nach der Verformung der Folie entsprechend
der Oberflächenstruktur des Werkzeugs wird die Folie
unter Beibehaltung der eingeprägten Struktur abgekühlt.
Mit den erforderlichen Prägevorrichtungen lassen sich
jedoch nur Flächen mit beschränkter Größe in einem
Arbeitsschritt strukturieren, die durch die Größe der
strukturierten Werkzeugfläche beschränkt sind. Größere
Durchmesser sind mit einer deutlichen Vergrößerung der
Vorrichtung korreliert und bereiten zudem das Problem,
die erforderliche Präzision beim Prägen der Strukturen
einzuhalten.
Weiterhin wird in der US 6,200,399 D1 ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Strukturierung von
Folien beschrieben, bei dem ein mit einer Prägestruktur
versehenes Band als Prägewerkzeug verwendet wird. Die
Rollen, die das Band gegen die zu prägende Folie
drücken, sind auf einer Seite der Folie beheizt. Das
metallische Endlosband läuft um eine geschlossene
Strecke um und passiert sowohl eine Heiz- als auch eine
Kühlstation. Mit Hilfe des metallischen Bandes wird ein
Harzfilm auf die Folie aufgebracht und auf diese Weise
mikroprismatische Strukturen auf der Folie erzeugt.
Die US 4,671,913 beschreibt eine Extruderanlage,
in der thermoplastische Materialien gemischt und zu
einem Folienmaterial verarbeitet werden. Nachdem der
Stoffstrom die Extrudieranlage verlassen hat,
durchläuft das Material eine Abfolge verschiedener, z. T. Prägestrukturen aufweisender
Walzen, die das Material in die gewünschte Folienform
bringen. Diese Walzen sind zumindest teilweise beheizt.
Auch die US 5,810,957 beschreibt eine Vorrichtung
bzw. ein Verfahren zur Erzeugung von Strukturen auf
einer Folienoberfläche. Mit Hilfe eines erwärmten
Stempelelementes wird eine entsprechende Struktur
direkt auf die Oberfläche aufgeformt. Darüber hinaus
wird in dieser Druckschrift eine Folie beschrieben, die
mit dem beschriebenen Verfahren geformt werden kann und
die aus einer Abfolge verschiedener Folienschichten
besteht.
Andere Umformtechniken, insbesondere Walz
verfahren, sind zur Mikrostrukturierung von Polymer
folien bisher nicht im Einsatz, da den bekannten
Walzanlagen die erforderliche Präzision für die
Mikrostrukturierung fehlt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren
sowie eine Vorrichtung zum Strukturieren, insbesondere
Mikrostrukturieren, von Polymerfolien anzugeben, mit
denen große Flächen bei hoher Geschwindigkeit und unter
Einhaltung einer hohen Präzision strukturiert werden
können.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der
Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 bzw. 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der
Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem vorliegenden Verfahren zur Strukturierung,
insbesondere Mikrostrukturierung, von Polymerfolien
wird die zu strukturierende Folie zunächst auf eine
Temperatur unterhalb des Glaspunktes des Folien
materials vorgeheizt und anschließend zusammen mit
zumindest einer eine Prägestruktur aufweisenden,
planaren Werkzeugplatte zwischen zwei auf eine
Temperatur oberhalb des Glaspunktes des Folienmaterials
aufgeheizten Walzen hindurchgeführt, die gleichzeitig
gegeneinander gedrückt werden, um die Prägestruktur in
die Folie einzuprägen. Die planare Werkzeugplatte wird
nach einer Abkühlphase wieder von der Folie getrennt.
Die zugehörige Vorrichtung setzt sich aus einer
Vorheizzone mit einer Heizeinrichtung zum Vorheizen der
zu strukturierenden Folie, einer Umformzone, in der
zwei mittels einer Krafteinrichtung gegeneinander
drückbare und beheizbare Walzen angeordnet sind, und
einer sich an die Umformzone anschließenden Abkühlzone
zusammen. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen
Antriebsmechanismus für die zu strukturierende Folie
sowie einen Transportmechanismus für diskrete, planare,
eine Prägestruktur aufweisende Werkzeugplatten, um die
Folie zusammen mit den Werkzeugplatten zwischen den
Walzen hindurch zu führen.
Bei dem vorliegenden Verfahren und der zugehörigen
Vorrichtung wird ein Umformprozess von Polymerfolien
mittels diskreter, planarer Werkzeugplatten
durchgeführt, die vorzugsweise über ein Transportband
bewegt werden. In der Vorheizzone werden das
Folienmaterial sowie die jeweilige Werkzeugplatte auf
eine Temperatur vorgeheizt, die vorzugsweise etwa 10 K
unter dem Glaspunkt des Polymermaterials liegt. In der
Umformzone, in der der eigentliche Umformprozess
stattfindet, wird das Polymermaterial auf eine Tempera
tur oberhalb des Glaspunktes erhitzt, so dass es sich
im entropie-elastischen Zustand befindet. Diese Auf
heizung erfolgt über die beiden Walzen, durch die das
Folienmaterial zusammen mit den Werkzeugplatten
hindurch geführt wird. Durch die gleichzeitig gegen
einander gedrückten Walzen wird mit einer vor
definierten Kraft ein Fließprozess des Folienmaterials
ausgelöst und die Werkzeugplatte bzw. deren Präge
struktur in das Folienmaterial gepresst. Nach dem
Austritt aus den Walzen bzw. der Umformzone wird die
Folie zusammen mit der bzw. den darauf aufgepressten
Werkzeugplatten in der Abkühlzone weitertransportiert.
Aufgabe dieser Zone ist es, das Folienmaterial unter
Formzwang abzukühlen. Diese Abkühlung wird bis zur
Entformungstemperatur, die je nach Folienmaterial und
Werkzeugmaterial unterschiedlich sein kann, vorge
nommen.
Mit dem Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung
können somit in einem replikativen Prozess
Polymerfolien hochpräzise mikrostrukturiert werden.
Dadurch ist es möglich, im Vergleich zu bekannten
Umformverfahren große Nutzen mit unterschiedlichen
Werkzeugen bzw. Werkzeugplatten in einer Anlage
herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die
zugehörige Vorrichtung vereinigen die Vorteile des
Heißprägens und die eines Walzverfahrens. Dadurch wird
eine hochpräzise Umformung von Polymerfolien erreicht,
wie sie mit herkömmlichen Heißprägeeinrichtungen
realisierbar ist. Auf der anderen Seite ermöglicht das
vorliegende Verfahren, ganze Polymerfolienrollen in
einem Arbeitsgang zu strukturieren. Es wird somit eine
Beschleunigung des Herstellungsprozesses erreicht, wie
er für eine preiswerte Massenfertigung nötig ist.
Wichtiger Bestandteil von Heißumformverfahren von
thermoplastischen Polymeren ist die Abkühlung unter
Formzwang, die gerade beim vorliegenden Verfahren bzw.
der zugehörigen Vorrichtung durch den Verbleib der
Werkzeugplatten auf der Folie bis zur gewünschten
Abkühlung ermöglicht wird. Durch die Zuführung von
diskreten Werkzeugplatten zusammen mit der Folie lässt
sich ein sehr schneller Werkzeugwechsel während des
Herstellungsverfahrens erreichen. Durch den Einsatz
geeigneter Werkzeugplatten, die hintereinander zusammen
mit der Folie zugeführt werden, lässt sich die
kontinuierliche Strukturierung größerer Flächen
erreichen, die lediglich durch die Breite der Walzen
und die Folienlänge begrenzt sind.
In einer Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens
sowie der zugehörigen Vorrichtung wird auf der der
Werkzeugplatte abgewandten Seite der Folie gleichzeitig
eine dünne Metallfolie durch die Walzenanordnung
geführt, die ggf. mit einer Antihaftbeschichtung
versehen sein kann. Dies soll ein Anhaften der Folie an
den Walzen oder den Rollen vor oder hinter den Walzen
verhindern. Selbstverständlich ist dies nicht bei jeder
Folienart erforderlich, kann jedoch bei bestimmten
leicht anhaftenden Folien von Vorteil sein. Die
Vorschubgeschwindigkeiten der Folie und der Werkzeug
platte(n) sind angepasst und steuerbar, um eine dem
Material angepasste Umformgeschwindigkeit zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden
Verfahrens sowie der zugehörigen Vorrichtung ist eine
zweite Materialzuführung für ein Trägermaterial vorge
sehen, so dass sich in einem Schritt die Folien gleich
zeitig mit dem Umformprozess auf ein Trägermaterial
auflaminieren lassen. Eine derartige Ausgestaltung ist
insbesondere für Anwendungen von Vorteil, in denen die
Folie auf einem derartigen Träger weiterverarbeitet
oder eingesetzt werden soll.
Der Antriebsmechanismus für die Führung bzw. den
Transport der Folie durch die Vorrichtung bzw. das
Walzensystem der Vorrichtung erfolgt vorzugsweise über
entsprechend angetriebene Auf- bzw. Abwickelrollen, von
denen die Folie abgewickelt bzw. auf die die Folie
nach dem Prägevorgang wieder aufgewickelt wird. Selbst
verständlich können auf dem Weg zwischen Auf- und
Abwickelrolle zusätzliche Umlenkrollen für die Führung
der Folie vorgesehen sein.
Der Transport der Werkzeugplatten erfolgt
vorzugsweise über ein Transportband, das über ein
Rollensystem geführt wird. Selbstverständlich lassen
sich die Werkzeugplatten auch über eine Vielzahl nahe
beieinander liegender Transportrollen - ohne Transport
band - durch die Vorheizzone zu den Walzen bzw. von den
Walzen durch die Abkühlzone transportieren. Die
Werkzeugplatten haben hierfür vorzugsweise auf ihrer
Unterseite am Rand eine Verzahnung, die in eine
entsprechende Verzahnung am Rand des Transportbandes
bzw. der Transportrollen sowie der unteren der beiden
Walzen eingreift. Auf diese Weise wird eine kontrol
lierbare Vorschubbewegung der Werkzeugplatten durch die
gesamte Vorrichtung erreicht.
Für die Zuführung der Werkzeugplatten kommen
verschiedene Möglichkeiten in Frage, die je nach
Produktionsmenge unterschiedliche Vorteile aufweisen.
In einer Variante werden die Werkzeugplatten von Hand
zugeführt und am Ende auch wieder von Hand heraus
genommen, d. h. von der Folie getrennt. Dies ermöglicht
eine relativ leichte Werkzeughandhabung sowie einen
extrem schnellen Werkzeugwechsel.
In einer weiteren Variante werden die Werkzeug
platten in ein endloses Umlaufband eingesetzt, so dass
sie eine endlose Reihe auf diesem Umlaufband bilden.
Diese Vorgehensweise bietet sich vor allem für die
Produktion hoher Stückzahlen und eine schnelle
Fertigung der strukturierten Folien an.
In einer weiteren Variante werden die Werkzeug
platten einem Laufband, das durch die Vorheizzone, die
Umformzone und die Abkühlzone führt, über einen
Paternoster zugeführt und am Ende der Abkühlzone, nach
dem Abtrennen von den Folien, über einen zweiten
Paternoster wieder abtransportiert. Über ein zweites
Laufband werden diese bereits verwendeten Werkzeug
platten wieder zu dem ersten Paternoster zurück
transportiert und können erneut dem Herstellungsprozess
zugeführt werden. Die Übergabe in den bzw. in die
Paternoster erfolgt vorzugsweise über eine automati
sierte Handhabungseinrichtung, kann jedoch auch manuell
erfolgen. Dieses System gewährleistet einen schnellen
flexiblen Werkzeugwechsel sowie eine hohe Produktions
geschwindigkeit.
Die beiden Walzen sind vorzugsweise über
integrierte Heizelemente unabhängig voneinander
beheizbar und werden über eine Krafteinrichtung kraft-
oder weggesteuert gegeneinander geführt, während die
Folie zusammen mit den Werkzeugplatten zwischen den
Walzen hindurchgeführt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden
Vorrichtung kann sich an die Walzenanordnung eine
weitere beheizte Walzenanordnung anschließen, in der
ein Deckel auf die auf den Folien erzeugten Strukturen
aufgebracht bzw. auflaminiert wird. Durch diese
Deckelung der Strukturen kann direkt eine fluidische
Struktur am Ausgang der Vorrichtung erreicht werden.
Das vorliegende Verfahren sowie die zugehörige
Vorrichtung werden nachfolgend anhand von Ausführungs
beispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals
kurz erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein erstes Beispiel für eine
Ausgestaltung der vorliegenden
Vorrichtung zur Strukturierung von
Polymerfolien;
Fig. 2 ein zweites Beispiel für eine
Ausgestaltung der vorliegenden
Vorrichtung zur Strukturierung von
Polymerfolien; und
Fig. 3 ein Beispiel für die Ausgestaltung der
Walzen sowie der Werkzeugplatten als
Bestandteil des Transportmechanismus.
In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Beispiel
einer Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung
dargestellt. Die Vorrichtung befindet sich in einer
geschlossenen Kammer 4, die falls erforderlich mit
Schutzgas gespült werden kann. Die Kammer 4 ist in drei
Zonen unterteilt, die in der Figur durch die senkrecht
gezeichneten Linien angedeutet sind. In der Vorheizzone
7 wird die Folie 3 oberhalb eines Rollensystems 13
geführt. Die Temperatur der Folie 3 wird in dieser
Vorheizzone 7 auf einen Wert aufgeheizt, der ca. 10 K
unter dem Glaspunkt Tg des Polymermaterials der Folie 3
liegt. Die hierfür erforderliche Heizvorrichtung ist in
der Figur nicht zu erkennen.
Die Folie 3 gelangt anschließend in die Umformzone
8, in der zwei getrennt heizbare Walzen 5a, 5b
angeordnet sind. Der Abstand der Walzen 5a, 5b kann
weg- oder kraftgesteuert über eine in der Figur nicht
dargestellte Krafteinrichtung eingestellt werden.
Die Folie 3 wird über eine Abwickelrolle 9,
entsprechende Umlenkelemente 10 und eine auf der
Ausgangsseite der Vorrichtung vorgesehene Aufwickel
rolle 11 durch die Vorrichtung, insbesondere zwischen
den beiden Walzen 5a, 5b hindurchgeführt. Der Vorschub
der Folie 3 erfolgt vorzugsweise kontinuierlich. Die
Walzen 5a, 5b werden derart über die nicht darge
stellten integrierten Heizelemente aufgeheizt, dass sie
die Folie 3 sowie die darunter liegende Werkzeugplatte
1 auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunktes Tg des
Polymermaterials der Folie 3 bringen. Durch die erhöhte
Temperatur und den Anpressdruck der Walzen 5a, 5b, mit
dem diese gegeneinander bzw. gegen die Folie 3 und die
Werkzeugplatte 1 gedrückt werden, wird das Folien
material in die Prägestrukturen der Werkzeugplatte 1
gepresst und dadurch umgeformt. Der Transport der
Werkzeugplatten 1 erfolgt über das in der Figur
dargestellte Rollensystem 13 aus einer Vielzahl von
parallel zueinander liegenden Rollen.
Nach dem Prägevorgang wird die Folie 3 zusammen
mit der Werkzeugplatte 1 in die Abkühlzone 12 geführt,
in der die Polymerfolie 3 unter Formzwang abgekühlt
wird. Dies wird durch ein in dieser Abkühlzone 12
vorgesehenes gekühltes Rollensystem 6, welches die
Folie 3 weiterhin mit einer vordefinierten Kraft auf
die Werkzeugplatte 1 drückt, unterstützt. Am Ende der
Abkühlzone 12 findet eine automatische Entformung der
Folie 3 von der Werkzeugplatte 1 statt.
Die hintereinander auf dem Rollensystem 13 zu
erkennenden Werkzeugplatten 1 sind in diesem Beispiel
beabstandet voneinander dargestellt, können jedoch auch
direkt, ohne Zwischenabstand, aneinander anschließen,
um eine größere Länge der Folie 3 ohne Zwischenräume zu
strukturieren.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Vorrichtung, bei der die Werkzeugplatten 1
nicht direkt mit dem Rollensystem 13 in Kontakt kommen,
sondern über ein auf dieses Rollensystem gespanntes
Endlosband 2 transportiert werden. Bei dieser
Ausgestaltung kann aufgrund des Endlosbandes 2 eine
kontinuierliche Herstellung der geprägten Polymerfolie
erfolgen. Die Vorrichtung ist ansonsten in gleicher
Weise wie die Vorrichtung der Fig. 1 ausgebildet.
Der Transport der Werkzeugplatten 1 erfolgt über
eine Zahnung am Rand der Rollen 13 (bei Fig. 1) bzw.
des Transportbandes 2 (bei Fig. 2) und der unteren der
beiden Walzen 5b. Die Werkzeugplatten 1 selbst sind
hierzu an ihrer Unterseite am Rand ebenfalls mit einer
Zahnung 14 versehen. Dies ist bspw. anhand der Fig. 3
zu erkennen, wobei Fig. 3a die beiden Rollen 5a, 5b in
Draufsicht darstellt, in der die Zahnung 14 am Rand der
Walze 5b zu erkennen ist.
Fig. 3b zeigt den Zustand während des Transports
der Folie 3 mit der Werkzeugplatte 1 durch dieses
Walzensystem 5a, 5b. In dieser Darstellung ist das
Ineinandergreifen der Zahnungen 14 der Werkzeugplatte 1
und der Walze 5b zu erkennen.
Die planaren Werkzeugplatten 1 werden in diesen
Ausführungsbeispielen von Hand eingelegt und am Ende
auch wieder herausgenommen. Dies hat den Vorteil,
kurzfristig sehr unterschiedliche Werkzeugplatten
einsetzen zu können, was eine hohe Flexibilität der
Produktion mit sich bringt.
1
Werzeugplatte
2
Transportband
3
Polymerfolie
4
geschlossene Kammer
5
a,
5
b beheizbare Walzen
6
gekühltes Rollensystem
7
Vorheizzone
8
Umformzone
9
Abwickelrolle
10
Umlenkelemente
11
Aufwickelrolle
12
Abkühlzone
13
Rollensystem
14
Zahnung
Claims (20)
1. Verfahren zur Strukturierung, insbesondere
Mikrostrukturierung, von Polymerfolien, bei dem
die zu strukturierende Folie (3) auf eine
Temperatur unterhalb des Glaspunktes des
Folienmaterials vorgeheizt und zusammen mit
zumindest einer eine Prägestruktur aufweisenden,
planaren Werkzeugplatte (1) zwischen zwei auf eine
Temperatur oberhalb des Glaspunktes des Folien
materials aufgeheizten Walzen (5a, 5b) hindurch
geführt wird, die gleichzeitig gegeneinander
gedrückt werden, um die Prägestruktur in die Folie
(3) einzuprägen, und die planare Werkzeugplatte
(1) nach einer Abkühlphase wieder von der Folie
(3) getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Folie (3) auf eine Temperatur vorgeheizt
wird, die etwa 10 K unterhalb des Glaspunktes des
Folienmaterials liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Werkzeugplatten (1) mit Präge
strukturen hintereinander zusammen mit der Folie
(3) zwischen den Walzen (5a, 5b) hindurch geführt
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine dünne Metallfolie auf einer der
Werkzeugplatte (1) abgewandten Seite der Folie (3)
zusammen mit der zu strukturierenden Folie (3)
zwischen den Walzen (5a, 5b) hindurch geführt
wird, um ein Anhaften der Folie (3) an den Walzen
(5a, 5b) zu verhindern.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Träger, insbesondere eine Trägerplatte
oder Trägerfolie, auf einer der Werkzeugplatte (1)
abgewandten Seite der Folie (3) zusammen mit der
Folie (3) zwischen den Walzen (5a, 5b) hindurch
geführt wird, um die Folie (3) auf den Träger
aufzulaminieren.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Abstand zwischen den Walzen (5a, 5b)
kraft- oder weggesteuert über eine Kraft
einrichtung eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkzeugplatte (1) manuell zugeführt
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkzeugplatte (1) automatisch über einen
Transportmechanismus zugeführt wird.
9. Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere
Mikrostrukturierung, von Polymerfolien, mit
einer Vorheizzone (7) mit einer Heizeinrichtung zum Vorheizen einer zu strukturierenden Folie (3);
einer Umformzone (8), in der zwei mittels einer Krafteinrichtung gegeneinander drückbaren und beheizbaren Walzen (5a, 5b) angeordnet sind; und
einer sich an die Umformzone (8) anschließende Abkühlzone (12),
wobei ein Antriebsmechanismus für die zu strukturierende Folie (3) sowie ein Transport mechanismus für diskrete, planare, eine Prägestruktur aufweisende Werkzeugplatten (1) vorgesehen ist, um die Folie (3) zusammen mit den Werkzeugplatten (1) zwischen den Walzen (5a, 5b) hindurchzuführen.
einer Vorheizzone (7) mit einer Heizeinrichtung zum Vorheizen einer zu strukturierenden Folie (3);
einer Umformzone (8), in der zwei mittels einer Krafteinrichtung gegeneinander drückbaren und beheizbaren Walzen (5a, 5b) angeordnet sind; und
einer sich an die Umformzone (8) anschließende Abkühlzone (12),
wobei ein Antriebsmechanismus für die zu strukturierende Folie (3) sowie ein Transport mechanismus für diskrete, planare, eine Prägestruktur aufweisende Werkzeugplatten (1) vorgesehen ist, um die Folie (3) zusammen mit den Werkzeugplatten (1) zwischen den Walzen (5a, 5b) hindurchzuführen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Transportmechanismus durch ein Transport
band (2) und/oder Rollensystem (13) gebildet ist,
auf dem die Werkzeugplatten (1) durch die
Vorheizzone (7), die Umformzone (8) und die
Abkühlzone (12) transportiert werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorheizzone (7), die Umformzone (8) und
die Abkühlzone (12) in einer geschlossenen Kammer
(4) ausgebildet sind, die mit Schutzgas
beaufschlagbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzen (5a, 5b) über integrierte
Heizelemente getrennt beheizbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuerung zur kraft- oder weggesteuerten
Einstellung eines Abstandes zwischen den Walzen
(5a, 5b) über die Krafteinrichtung vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Abkühlzone (12) ein gekühltes
Rollensystem (6) angeordnet ist, durch das die
Folie (3) und die Werkzeugplatten (1) nach dem
Verlassen der Walzen (5a, 5b) der Umformzone (8)
zusammengedrückt werden.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkzeugplatten (1) an einer unteren
Oberfläche am Rand eine Zahnung (14) aufweisen,
die während des Transportes in Eingriff mit einer
Zahnung (14) am Rand des Transportbandes (2) oder
Rollensystems (13) sowie einer unteren der beiden
Walzen (5b) bringbar ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Vorschubgeschwindigkeit der Werkzeug
platten (1) und der Folie (3) steuerbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Transportmechanismus ein Umlaufband
aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Transportmechanismus zwei Paternoster
aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Zufuhrmechanismus für die Zufuhr eines
weiteren folienartigen Materials oberhalb der
Folie (3) zu den Walzen (5a, 5b) vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antriebsmechanismus Auf- (11) und
Abwickelrollen (9) für die Folie (3) umfasst.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10203250A DE10203250C1 (de) | 2001-12-20 | 2002-01-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere Mikrostrukturierung, von Polymerfolien |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10162930 | 2001-12-20 | ||
| DE10203250A DE10203250C1 (de) | 2001-12-20 | 2002-01-29 | Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung, insbesondere Mikrostrukturierung, von Polymerfolien |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10203250C1 true DE10203250C1 (de) | 2003-07-24 |
Family
ID=7710167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
2002
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Patent Citations (3)
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