DE3021022A1

DE3021022A1 - Cp-components kunststoffbauteile

Info

Publication number: DE3021022A1
Application number: DE19803021022
Authority: DE
Inventors: Horst 8225 Traunreut Custor
Original assignee: CP COMPONENTS KUNSTSTOFFBAUTEI
Current assignee: CP COMPONENTS KUNSTSTOFFBAUTEI
Priority date: 1980-06-03
Filing date: 1980-06-03
Publication date: 1981-12-10
Also published as: DE8015402U1

Description

Die Erfindung betrifft einen bedruckten Skibelag aus Nieder-
druck-R»yäthylen sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger Skibeläge.
Die Laufflächen moderner Skier werden überwiegend durch an der Unterseite der Skier angeklebte Laufbeläge aus Kunststoff gebildet, die in zunehmendem Maße transparent ausgebildet sind. Als Belagmaterial haben sich wegen dr guten Laufeigenschaften HD-Rlyäthylen, nämlich Niederdruck-Polyäthylen, und auch Polytetrafluorätylen durchgesetzt. Die Dicke derartiger Laufbeläge beträgt etwa 1 bis 2 mm.
Bei Verwendung eines transparenten Laufbelages wird die der Ski zugewandte Seite des Belages dekorativ bedruckt.
Dieser Druck soll durch den transparenten Belag zu erkennen sein. Der Druck hat die Aufgabe, den Hersteller des Skis, Typenbezeichnungen, etc. kenntlich zu machen. Zusätzlich können Farbstreifen, Firmenembleme oder dgl. aufgedruckt werden, wobei man sich meistens zur Aufbringung des Druckes des Siebdruckverfahrens bedient (DE-OS 2 804 943).
Dabei erfolgt das Bedrucken der Beläge stückweise, also nicht endlos. Vor dem Aufbringen der Druckfarben (Epoxid-Druckfarben) werden die Beläge idR zur Verbesserung der Haftung vorbehandelt, z.B. thermisch (Beflammen), elektrisch (Korona-Entladung) oder chemisch (putzen).
Nach der Bedrucken muß der Belag etwa 10 bis 20 Stunden lang getrocknet werden, bevor die bedruckte Seite mit einer Klebschicht versehen werden kann. Es muß sichergestellt sein, daß das Lösungsmittel aus der Druckfarbe vollständig entwichen ist. Die Klebschicht kann in Form einer organischen Lösung oder einer Folie aufgetragen werden.
Die Praxis hat gezeigt, daß trotz dieses sehr aufwendigen Herstell ,Iigsverfahrens es bisher nicht gelungen ist, a) eine gleichbleibende Druckqualität beim fertigen Ski, und b) eine absolut sichere Haftung des Ski-Belages am Skikörper zu sichern.
Die Haftung des Ski-Belages am Skikörper wird dabei in erster Linie durch die unzureichende Haftung zwischen Rlyäthylen und der Druckmasse beeinträchtigt. Die Fehler treten dabei erst nach längerer Zeit auf, insbesondere wenn der Ski extremen Witterungseinflüssen ausgesetzt ist. Offenbar kann die Druckmasse den Temperaturdehnungen aufgrund mangelnder Elastizität nicht folgen und löst sich vom PE unter Bildung unerwünschter heller Flecken. Auch durch anfänglich mangelhaftes Abdunsten des Lösungsmittels aus den verwendeten Epoxid-Druckfarben können Blasen entstehen, die zur Ablösung des Polyäthylen-Belages oder zumindest zur Bildung der erwähnten hellen Flecken führen.
Schließlich hat sich gezeigt, daß trotz allen Aufwands die bestenfalls erreichbare Druckqualität sehr beschränkt ist auf nur relativ grob strukturierte Druckbilder. Der Druck von Photographien mit Halbtönen ist praktisch unmöglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen bedruckten Ski-Belag aus Niederdruck-Polyäthylen zu schaffen, der sich durch hohe Druckqualität und Beständigkeit hinsichtlich des Druckes und der Haftung am Skikörper auszeichnet, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Skibelages zu schaffen, das bzw. die zudem ein bedeutend einfacheres, insbes. kontinuierliches Bedrucken gestatten. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen beschriebenen Maßnahmen gelöst.
Besonders hervorragende Ergebnisse werden durch ein Verfahren erzielt, das sich durch folgende Merkmale auszeichnet: - Vor dem Bedrucken der Ski-Beläge aus Niederdruck-Polyäthylen werden diese elektrisch (Korona-Entladung) oder chemisch (Atzen) behandelt, - der derart vorbehandelte Belag wird dann erwärmt und - unter Verwendung eines schmelzflüssigen Materials bedruckt, wobei - das schmelzflüssige Material hochtemperaturbeständige Farbstoffe und ein thermoplastisches, niedrig-viskoses, durch einen UV-Katalysator schnell härtbares PU-Harz aufweist, - anschließend wird zum Fixieren der Farbschmelze der bedruckte Belag beheizt und - schließlich UV-gehärtet.
Es sich sich überraschenderweise gezeigt, daß bei Anwendung dieses Verfahrens die Druckfarbe in das Belagsmaterial eindringt und mit diesem sich innig verbindet. Diese innige Verbindung gewährleistet zum einen eine hohe Druckqualität, zum anderen eine hohe Haftfestigkeit zwischen dem Belag und dem Ski-Körper. Versuche haben gezeigt, daß mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Photographien mit Halbti;.-en auf die Ski-Beläge druckbar sind.
Schließlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren einen kontinuierlichen Arbeitsablauf, mit der Folge, daß die Produktivität erheblich erhöht wird.
Vorzugsweise wird der zu bedruckende Belag als Folie kontinuierlich zur Vorbehandlung und Bedruckung zugeführt.
Von besonderem Interesse für die Festigkeit des Aufdruckes ist noch die Nachbehandlung nach der UV-Härtung, nämlich die Kühlung in einem Kühlkanal bzw. in einer Kühlkammer und die Korona-Behandlung. Durch die Korona-Behandlung erhält man eine Versiegelung des Aufdruckes. Ferner wird dadurch der Belag an der Druckseite gut klebfähig.
Das beschriebene Verfahren läßt sich vorzugsweise mittels einer Vorrichtung durchführen, die sich durch eine Station zur elektrischen oder chemischen Vorbehandlung und eine Siebdruck-Einrichtung auszeichnet, die eine beheizte Siebdruckwalze und eine Gegenwalze umfaßt, zwischen denen der zu bedruckende Belag hindurch bewegbar ist, wobei die Siebdruckwalze mit einer Zuführung für eine Farbstoff-Bindemittel-Schmelze versehen ist.
Vorzugsweise ist auch die Gegenwalze beheizt, um innere Spannungen des zu bedruckenden Belages und damit Planlagefehler zu vermeiden.
Vorteilhafterweise ist im Inneren der Siebdruckwalze ein staticproducer bekannter Bauart angeordnet, der ein linien- bzw. bandförmiges Auspressen der Farbschmelze durch das Siebgewebe der Siebdruckwalze hindurch auf den zu bedruckenden Belag unterstützt.
Dadurch wird der Aufdruck intensiviert.
Ferner wird durch den static-producer die Farbstärke der Bedruckung (Farbkraft) erhöht bzw. ein besserer Farb-Kontrast erzielt.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren bzw.
Herstellung erfindungsgemäß ausgebildeter Ski-Beläge anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Aus einem Extrusions-Werkzeug 1 tritt eine Folie 2 thermoplastischen Kunststoffs (Niederdruck-Polyäthylen) in Form einer Schmelzefahne aus. Zur Stabilisierung der extrudierten Folie wird diese vor der Weiterbehandlung über Walzen 13 geführt.
Von dort wird die Folie 2, aus der der Ski-Belag gebildet wird, durch eine Korona-Vorbehandlungsstation 3 und weiter an IR (Infrarot)-Strahlern 4 vorbeigeführt und dann in einen Walzenspalt 5c zwischen einer Siebdruckwalze 5a und Gegenwalze Sb eingeführt. Die Siebdruckwalze 5a ist beheizt, wobei zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Temperatur während der gesamten Betriebsdauer eine Temperaturregeleinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Die Siebdruckwalze Sa ist mit einer ebenfalls nicht dargestellten Zuführung für eine Farbstoff-Bindemittel-Schmelze versehen.
Diese Schmelze weist hochtemperaturbeständige Farbstoffe und ein thermoplastisches, niedrig-viskoses, durch einen UV-Katalysator schnellhärtbares PU (Polyurethan)-Harz auf. Als UV-Katalysator dienen bekannte, auf UV-Strahlen reagierende Radikalbildner, so daß durch Einwirkung von UV-Strahlen eine Polymerisation (Aushärtung) bewirkt wird. Als Farbstoffe dienen vorzugsweise lipophile Farbstoffe.
Die Farbstoff-Bindemittel-Schmelze-Zuführung ist mit einer Dosiervorrichtung 6 gekoppelt, die eine kontinuierliche Beschick>ng der Siebdruckwalze 5a mit einer vorbestimmten Menge Farbstoff-Bindemittel-Schmelze gewährleistet. ber den Umfang der Siebdruckwalze 5a ist ein Sieb entsprechend dem herzustellenden Druckbild gespannt.
Zum Auspressen der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze und Auftragen derselben auf die der Siebdruckwalze zugewandte Seite der Folie 2 ist innerhalb der Siebdruckwalze ein sogenannter static-producer 7 angeordnet. Dieser static-producer 7 erlaubt durch sein Kraftfeld eine völlig gleichförmige Auftragung der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze auf die Folie 2, mit der Folge, daß eine lokal konzentrierte Bedruckung erfolgt. Durch die auf ungefähr 1500 C erwärmte Folienoberhälfte (Oberfläche) i.V.
mit der speziellen heißen, (ungefähr 1300 C) Farbstoffschmelze erfolgt eine innige Verbindung des Druckbildes bzw. der bedruckten Fläche mit der Folienoberfläche.Die Farbstoff-Bindemittel-Schmelze und der Folienwerkstoff zerfließen an den Auftrags stellen in gewisser Weise ineinander.
Nach dem Bedrucken durchläuft die Folie 2 einen Heiz- bzw.
Trockenkanal 8 mit verschiedenen Temperaturzonen, wobei die Temperatur vom Eingang in Richtung zum Ausgang stufenweise abnimmt. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise durch Warmluftdüsen. Um ein Verziehen oder ein Verwerfen der bedruckten Folie 2 im Heizkanal 8 zu verhindern, ist in diesem eine mitlaufende Bahnbreithalte-Vorrichtung bekannter Bauart (nicht dargestellt) angeordnet. In dem Heiz- bzw. Trockenkanal 8 erfolgt eine Fixierung der aufgetragenen Farbstoff-Bindemittel-Schmelze.
Anschließend wird die bedruckte Folie 2 unter einem UV-Strahler 9 durchgeführt, der eine Härtung der bedruckten Folie 2 bewirkt. Die UV-Strahlen bewirken dabei eine Härtung sowohl der aufgebrachten Farbstoffschmelze.
Nach der UV-Härtung wird die bedruckte Folie 2 einem Kühlkanal 10 zugeführt. Anschließend erfolgt eine elektrische Nachbehandlung in einer Korona-Station 11. Die elektrische Nachbehandlung bewirkt eine Versiegelung der bedruckten Oberfläche und macht diese gut klebfähig.
Der bedruckte Ski-Belag ist dann fertiggestellt und wird auf eine Aufwickelrolle 12 aufgewickelt. Von dieser kann er dann wieder stückweise abgenommen werden.
Die Aufwickelrolle 12 ist mit einer nicht dargestellten Regeleinrichtung für eine spannungskontrollierte Bewegung der Folie 2 durch die vorgenannten Stationen und Einrichtungen hindurch ausgerüstet. Die Aufwickeltrommel 12 soll eine gewisse Zugspannung auf die Folie 2 ausüben. Die Aufwickeltrommel 12 ist dabei mit einer Regeleinrichtung bekannter Bauart ausgerüstet.
Die Folie 2 wird kontinuierlich durch die beschriebenen Einrichtungen hindurchbewegt, wobei das Bedrucken der Folie einschließlich Vor- und Nachbehandlung entsprechend der gewünschten Farbenzahl wiederholt werden kann, wobei dann der Kühlstation weitere Serien von Korona-Station, IR-Station, Druckstation, Heizstation, UV-Station, Kühlstation entsprechend der Anzahl der Farbdrucke nachgeschaltet sind.
Zur Festlegung einer bestimmten Relativlage zwischen den nacheinander aufgebrachten Druckbildern ist eine Positioniereinrichtung vorgesehen, mittels der die Winkelstellungen der Druckwalzen aufeinander abstimmbar sind.
In der Vorwärmstation bzw. -zone (IR-Strahler) 4 wird die Belagfolie 2 zumindest an der zu bedruckenden Seite etwa 2 Minuten auf etwa 1500 C erwärmt.
Die Temperatur der Siebdruckwalze 5a beträgt 1500 C, so daß der scimelzflüssige Zustand der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze beim Auftragen auf die Folie 2 gewährleistet ist.
Die Fixierung der aufgetragenen Farbstoff-Bindemittel-Schmelze in dem Heiz- bzw. Trockenkanal 8 dauert etwa 5 Minuten bei einer Temperatur von etwa 100 bis 1500 C. Vorzugsweise herrscht am Eingang des Heiz- bzw. Trockenkanals 8 eine Temperatur von 1500 C und am Ausgang eine Temperatur von etwa 1000 C.
Die anschließende UV-Bestrahlung dauert abhängig von der Zusammensetzung der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze etwa 4 bis 5 Minuten.
Nach der UV-Bestrahlung wird die bedruckte Folie 2 in dem -4O0C Kühlkanal 10 auf etwa 300C/abgekühlt, wobei die Temperatur der bedruckten Folie am Eingang des Kühlkanals 10 etwa 850C beträgt. Die Verweilzeit in dem Kühlkanal 10 beträgt etwa 4 bis 5 Minuten.
Durch entsprechende Wahl der Längen der Stationen 4, 8, 9 und 10 können die oben angegebenen Verweilzeiten mit den zweckmäßigen Temperaturen und der notwendigen UV-Einwirkungsintensität auf die Farbstoff-Bindemittel-Schmelze erreicht und gegebenenfalls auch variiert werden.

Claims

Skibelag Patentansprüche 1. Bedruckter Skibelag aus Niederdruck-Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß an den bedruckten Stellen die Druckfarbe, die als schmelzflüssiges Material aufgebracht ist, das hochtemperaturbeständige Farbstoffe und ein thermoplastisches, niedrigviskoses PU-Harz als Bindemittel enthält, eingedrungen ist.
2. Skibelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgebrachte Material zusätzlich einen UV-Katalysator enthält, so daß es durch UV-Strahlen schnell härtbar ist.
3. Verfahren zum Bedrucken der Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere eines Skibelages aus Niederdruck-Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag zunächst zumindest an der zu bedruckenden Seite erwärmt und dann unter Verwendung eines schmelzflüssigen Materials bedruckt wird, das hochtemperaturbeständige Farbstoffe und ein thermoplastisches, niedrigviskoses Bindemittel enthält, und daß anschließend zum Fixieren der Farbschmelze der bedruckte Belag beheizt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag vor der Erwärmung elektrisch oder chemisch vorbehandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag im Siebdruck-Verfahren bedruckt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein einen UV-Katalysator enthaltendes PU-Harz verwendet wird, das durch UV-Strahlen schnell härtbar ist, wobei die UV-Härtung sich an das Fixieren der Farbschmelze anschließt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag durch IR-Strahlen erwärmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag ca. 1 bis 4 Minuten, vorzugsweise etwa 2 Minuten, auf ca. 150 bis 2500C, vorzugsweise etwa 2000C, erwärmt wird, um die zu bedruckende Oberfläche des Belages anzuschmelzen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bedruckte Belag nach der UV-Härtung gekühlt und durch Korona-Entladung versiegelt und klebfähig gemacht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Härtung für ca. 2 bis 7 Minuten, vorzugsweise 4 Minuten, erfolgt, und daß der Belag bei der anschließenden Kühlung auf ca. 300C abgekühlt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum mehrmaligen Bedrucken des Belages dieser wiederholt der in den Ansprüchen 3 bis 10 beschriebenen Vor- und Nachbehandlung unterworfen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag als endlose Folie kontinuierlich zugeführt und bedruckt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag unmittelbar vor dem Bedrucken extrudiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der unbedruckte Belag von einer Vorratstrommel abgezogen und der bedruckte Belag auf eine Aufwickeltrommel aufgewickelt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der bedruckte Belag zugspannungskontrolliert auf die Aufwickeltrommel aufgewickelt wird.
16. Vorrichtung zum Bedrucken der Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere von Ski-Belägen aus Niederdruck-Polyäthylen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 15 bzw. zur Herstellung eines Ski-Belages nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorwärmstation zur Erwärmung der zu bedruckenden Seite des Ski-Belages (2) oder dergleichen sowie ine Druckstation bestehend aus einer beheizten Druckwale (5a) und einer Gegenwalze (5b) umfaßt, zwischen denen der zu bedruckende Belag (2) hindurch bewegbar ist, wobei der Druckwalze (Sa) eine Zufuhreinrichtung für eine Farbstoff-Bindemittel-Schmelze zugeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalze (5a) eine Siebdruckwalze ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmstation eine Station zur elektrischen oder chemischen Vorbehandlung des zu bedruckenden Belages (2), vorzugsweise eine Koronastation, vorgeschaltet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dosiereinrichtung (6) zur kontinuierlichen Versorgung der Siebdruckwalze (5a) mit der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Temperatur der Siebdruckwalze (5a) eine Temperatur-Regel-Einrichtung vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Siebdruckwalze (5a) ein static-producer (7) bekannter Bauart angeordnet ist, der ein linien- bzw. bandförmiges Auspressen der Farbschmelze durch das Siebgewebe der Siebdruckwalze hindurch auf den zu bedruckenden Belag (2) unterstützt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Siebdruck-Einrichtung (5a, 5b) ein Heizkanal (8) zur Fixierung der aufgetragenen Farbschmelze auf dem Belag (2), ein UV-Strahler (9) zur Aushärtung der aufgetragenen Farbschmelze, ein Kühlkanal (10) sowie eine Korona-Station (11) anschließen.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugeinrichtung (Aufwickeltrommel 12) zur spannungskontrollierten Bewegung des Belages (2) durch die Vorbehandlungs-, Druck- und Nachbehandlungsstation hindurch vorgesehen ist.