DE1172030B - Verfahren und Vorrichtung zum Verformen einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff nach Art des Praegens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 29 c

Deutsche KL: 39 a2 -17/02

Nummer: 1172 030

Aktenzeichen: Y 441 X / 39 a2

Anmeldetag: 7. September 1960

Auslegetag: 11. Juni 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen im fortlaufenden Arbeitsgang einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff, die teppich- oder plüschartiges Aussehen hat.

Es ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, mittels deren eine Mattierung auf der Oberfläche einer Kunststoffolie erzeugt werden soll. Hierbei wird die vorgewärmte Folie vermittels einer Andruckwalze einer Formwalze zugeführt, welche in ein Bad eintaucht. Beide Walzen sind mit einem Gummibelag ausgerüstet, und die Badflüssigkeit feuchtet die eine Walze an, um eine Mattierung auf der Unterseite der Folie zu verhindern. Mit dieser Vorrichtung ist ein Verfahren zur Herstellung von samt- oder plüschartiger Ware aus Kunststoff nicht durchführbar.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird auf eine geheizte Formwalze verzichtet und das zu bearbeitende Material vor Erreichen der gekühlten Walze erwärmt und beim Einlauf an der kalten Formwalze verformt. Solche Verfahren können nur für reine Prägeverfahren verwendet werden, es ist aber unmöglich, damit Verformungen zu erreichen, wie sie für eine plüsch- oder teppichähnliche Ware benötigt werden.

Dies ist nach der Erkenntnis gemäß Erfindung nur dann möglich, wenn die vorgewärmte Folie zunächst mit einem heißen Teil der Formwalze zusammentrifft, worauf sie, und zwar unmittelbar danach, wenn sie sich noch auf der Walze befindet, wenigstens auf der verformten Außenseite gekühlt wird. Anschließend wird dann die gesamte Folie gekühlt, abgezogen und aufgewickelt. Hierbei ist es zweckmäßig, den Einlaufpunkt der Folie oberhalb der Kühleinrichtung anzubringen und gegebenenfalls den Abzug der Folie von der Formwalze innerhalb des Kühlbades vorzunehmen.

Ferner erstreckt sich die Erfindung auf eine neuartige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wie es vorstehend gekennzeichnet ist, bei der die mit einer Oberflächenprofilierung versehene Formwalze in ein Kühlbad eintaucht und die Walze in ihrem Hohlraum ein Heizmittel enthält. Die Oberflächenprofilierung besteht aus dicht nebeneinander liegenden konischen oder pyramidenförmigen Vertiefungen, deren Länge ein Vielfaches ihrer Durchmesser ist.

Außerdem enthält die Vorrichtung noch Mittel zum Erwärmen und Kühlen der zwischen den Walzen durchlaufenden Folie.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der neuen Vorrichtung, bei der einige Teile im Schnitt dargestellt sind,

Verfahren und Vorrichtung zum Verformen
einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff
nach Art des Prägens

Anmelder:

Yamanashi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha,

Yamanashi-ken (Japan)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Gollung, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Kaiserstr. 16

Als Erfinder benannt:

Unokichi Takai,

Tsunekatsu Ishiyama, Kofu, Yamanashi-ken

(Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 27. November 1959 (37 230)

Fig. 2 die gleiche Ansicht, bei der noch weitere Teile im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung, bei der einige Teile weggelassen und andere im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Formwalze,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Teil der Formwalze gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine Teilansicht eines auf der neuartigen Vorrichtung hergestellten Warenstücks in stark vergrößertem Maßstab und in perspektivischer Darstellungsweise.

Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Maschinengestell 12, in welchem eine Wanne 14 montiert ist zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit.

An dem Gestell ist die Formwalze 16 mit ihrer Welle 18 in den Lagern 20 gelagert. Die Welle 18 ist rohrförmig ausgebildet und auf der einen Seite mit dem Einlaßrohr 22 und auf d^er anderen Seite mit dem Auslaßrohr 24 verbunden. Die Walze 16 ist so angeordnet, daß sie teilweise in die Flüssigkeit der Wanne 14 eintaucht.

An dem Maschinengestell 12 ist im Bereich der Formwalze ein Lagerarmpaar 26 angebracht, an welchem die Gegendruckwalze 28 gelagert ist. Diese hat eine Welle 30, die in den Lagerblöcken 32 gelagert

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ist, welche in dem Längsschlitz 34 der Arme 26 ver- Walze 16 und gelangt zu der Abstreifwalze 52 und schiebbar gleiten und die unter der Wirkung der schließlich zu der Umlenkrolle 54, von wo sie zu nach außen drückenden Federn 36 stehen. Die Ein- einer außerhalb der Wanne befindlichen, in der Zeichstellung der Walze 28 in bezug auf die Formwalze 16 nung nicht dargestellten Aufwickelvorrichtung geerfolgt durch eine mit den Lagerblöcken 32 zusam- 5 langt. Bei der Führung der Folie um die Walze 16 menwirkende Schraube, die durch ein Handrad 40 durch das Wasser 66 wird die Ware gekühlt und das betätigt werden kann. Folienmaterial hierbei verfestigt. Der Träger 76 der

Am äußeren Umfang der Walzen 16 und 28 ist Ware verfestigt sich zuerst und anschließend die die

ein Heizelement 41 angebracht. Dieses besteht aus Vorsprünge tragende Seite. Die Außenseite der Walze

einer Haube 42, die im Innern eine Anzahl Heiz- io 16 wird zeitweise etwas unter den Weichpunkt des

elemente 44 trägt. Die Heizelemente können beliebig Folienmaterials gekühlt, aber dann wieder auf Grund

ausgebildet sein, beispielsweise werden Infrarotstäbe des Dampfes im Inneren der Walze erwärmt,
verwendet. Bei dem beschriebenen Beispiel finden In dem Bereich, in welchem die Folie 72 gegen die

Keramikstäbe 46 Anwendung, die mit einer Wider- Trommel 16 gepreßt wird, wird die Außenfläche der

standsdrahtwicklung 48 umgeben sind. Der Wider- 15 Walze etwas über den Weichpunkt der Folie erwärmt,

standsdraht 48 ist mit einer elektrischen Stromquelle, Anschließend wird die Trägerseite 76 der Folie

die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, verbunden. schnell durch den Sprühkopf 62 abgekühlt, während

Außerdem sind an dem Maschinengestell 12 unter- die andere Seite der Folie sich langsamer abkühlt

halb der Walze 16 sich nach unten erstreckende und verfestigt.

Arme 50 angebracht, in denen die Walzen 52 und 54 20 Die Temperatur an der Oberfläche der Walze 16

mit ihren Wellen 56 und 58 gelagert sind. Die Wal- liegt etwa bei 170 bis 190° C, wenn mit einer Vinyl-

zen 52 und 54 tauchen in die Flüssigkeit der Wanne chloridfolie gearbeitet wird. Die Innenseite des Man-

14 ein. Auf der einen Seite des Maschinengestells tels 68 weist eine Temperatur von etwa 150° C auf.

— auf der Zeichnung rechts dargestellt — ist ein In dem Bereich, in welchem die Walze 16 und die

Rohr 60 mit einem Sprühkopf 62 angeordnet, der im 25 Folie mit dem Wasser 66 in Berührung sind, beträgt

Bereich der Walze 16 liegt. Am oberen Ende der die Temperatur etwa 100° C.

Wanne 14 ist ein Abflußrohr 64 angebracht, um das Ein geeigneter Kunststoff für den vorliegenden

gewünschte Flüssigkeitsniveau 66 in der Wanne 14 Zweck kann beispielsweise die folgende Zusammen-

zu halten. Setzung haben:

Die Walze 16 ist hohl und besteht aus einem Man- 30

tel 68, der etwa 10 bis 20 mm dick sein kann. Auf Vinylharz 10 kg

der Außenseite trägt der Mantel eine große Anzahl Octylphthalat 40 kg

von dicht nebeneinander liegenden Aussparungen Butylphthalat 10 kg

oder Vertiefungen 70, die konisch, pyramidenförmig Octylagipat 15 kg
oder ähnlich ausgebildet sein können. Die Vertiefun- 35 tilgen 70 haben eine etwa 10- bis 20mal größere Tiefe, Bleistearat 15 kg

als der größte Durchmesser beträgt. Das Verhältnis Zinnlaurat 0,7 kg

Durchmesser zu Länge wird durch die Weichheit Pigment Q. S.

und Nachgiebigkeit der Warenoberfläche bestimmt,

je nachdem, ob eine samt-, plüsch- oder teppich- 40 Eine Folie dieses Materials mit einem Meter Breite

artige Ware verlangt wird. Bei feinen, kurzen Vor- und 2 mm Stärke läuft etwa mit einer Geschwindig-

sprüngen, die etwa haarartig sind, handelt es sich um keit von 3 cm/min durch die Maschine, wobei durch

samtartige Ware, während durch lange, stärkere und die Walze 28 ein Druck von 130 kg/cm² ausgeübt

steifere fadenartige Vorsprünge ein teppichartiger wird. Der Druck des Wassers, der mit etwa 4° C aus

Charakter erzeugt wird. 45 dem Sprühkopf 62 austritt, beträgt ungefähr 4 kg/cm²,

Das Verfahren verläuft so, daß eine Folie 72 aus während die Badtemperatur etwa 10° C beträgt,

thermoplastischem Kunststoff über die Gegendruck- Unter diesen Verhältnissen wird eine teppichähnliche

rolle 28 unter die Heizvorrichtung 41 geführt wird, Ware hergestellt, wobei die fadenähnlichen Vor-

wodurch das Material weich wird. Hierauf gelangt sprünge 74 etwa 3 mm lang sind und einen größten

die Folie in den Bereich der Formwalze 16, die 50 Durchmesser von 0,15 mm aufweisen. Wenn die

durch Dampf mit einer Temperatur von 170° C, der Oberfläche der Walze 16 das Bad 66 verläßt, weist

in die Walze durch das Rohr 22 eingeleitet wird, er- sie eine Temperatur von etwa 110° C auf, während

wärmt wird. Die Außenseite der Walze wird durch sie durch die Heizvorrichtung auf eine Temperatur

die Heizstäbe 44 der Vorrichtung 41 erwärmt. Die von etwa 180° C gesteigert wird, und zwar in dem

Folie 72 läuft dann zwischen den Walzen 16 und 28 55 Augenblick, in welchem sie mit der Folie 72 in Be-

hindurch, deren Weichheitsgrad, welcher bereits rührung gelangt. Die tiefste Innentemperatur der

durch die Heizvorrichtung 41 ein gewisses Maß er- Walze 16 beträgt etwa 8⁰C, während die höchste bei

reicht hat, nun noch weiter durch die Berührung mit etwa 150° C liegt.

der geheizten Fläche 68 der Walze 16 gesteigert In Fällen, bei denen die Aussparungen in der wird. Ein Teil der Folie wird in die Vertiefung 70 60 Walzenoberfläche sehr tief sind, ist es zweckmäßig, der Walze eingedrückt, so daß die haar- oder faden- in dem Bereich, in welchem die Walzenoberfläche ähnlichen Vorsprünge 74 auf dieser Seite der Folie mit der Folie zusammentrifft, auf eine Temperatur entstehen. Der verbleibende Teil der Folienwand- aufzuheizen, die etwas höher liegt als die Fließtempestärke bildet den Träger 76 der Ware. Hiernach läuft ratur des thermoplastischen Materials, so daß die die Folie 72 an dem Sprühkopf 62 vorbei, aus dem 65 Oberfläche der Folie, die der Walze zugewandt ist, Wasser von etwa 4° C austritt, worauf die Folie in in die Vertiefungen 70 einfließt. Am inneren Ende das Wasser 66 der Wanne 14 eintaucht. Die Folie 72 der Vertiefungen kann die Temperatur etwa dem bewegt sich hierbei weiterhin auf der Oberfläche der Fließpunkt entsprechen oder ein wenig tiefer sein.

Hierdurch ist ein gutes Einfließen des Folienmaterials in die Vertiefungen 70 gewährleistet. Wenn daraufhin die Folie mit dem Wasser des Sprühkopfes 62 in Berührung kommt, wird sie abgekühlt, und die haar- oder fadenförmigen Vorsprünge 74 beginnen sich an ihrer Basis zu verfestigen. Wenn schließlich die Walze zusammen mit der Folie in das Bad 66 eintaucht, werden auch die Vorsprünge auf ihrer gesamten Länge verfestigt. Man kann auf diese Weise sehr lange und feine Vorsprünge 74 erzeugen, so daß eine weiche und elastisch nachgiebige Oberfläche der Folie 72 entsteht. Die beschriebene Ware kann schnell und kontinuierlich nach dem erläuterten Verfahren durch die beschriebene Vorrichtung hergestellt werden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform, sondern im Rahmen des Erfindungsgedankens können noch verschiedene Änderungen und Ergänzungen vorgenommen werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verformen einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff nach Art des Prägens, wobei die Folie vorgewärmt und einer in ein Bad eintauchenden, mit einer Oberflächenprofilierung versehenen Formwalze zugeführt und anschließend gekühlt wird, dadurchgekennzeichnet, daß zur Erzielung eines plüsch- oder teppichartigen Prägemusters die vorgewärmte Folie zunächst mit einem heißen Teil der Formwalze zusammentrifft, worauf sie unmittelbar danach, vorzugsweise noch auf der Walze befindlich, wenigstens auf der verformten Außenseite gekühlt und anschließend die gesamte Folie gekühlt, abgezogen und aufgewickelt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenprofilierung der in ein Kühlbad eintauchenden, in ihrem Hohlraum ein Heizmittel enthaltenden Formwalze aus dicht nebeneinander liegenden konischen oder pyramidenförmigen Vertiefungen besteht, deren Länge ein Vielfaches ihrer Durchmesser ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwalze auf dem Umfangsbereich, in der Umlaufrichtung gesehen, vor der Einlaufstelle der Folie liegt und von einem Infrarotstrahler umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufstelle der Folie an der Formwalze außerhalb des Kühlbades liegt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufstelle der verformten Folie an der Formwalze innerhalb des Kühlbades liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 726 536;
Zeitschrift »Kunststoffe«, Heft 11/1960, S. 357 und 358.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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