DE3329868A1

DE3329868A1 - Device for embossing product webs made of thermoplastics material and process for producing the embossing tool

Info

Publication number: DE3329868A1
Application number: DE19833329868
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: KILLAR ERICH
Current assignee: KILLAR ERICH
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1985-03-07

Abstract

The invention relates to a device for embossing the surface of product webs made of thermoplastics material by the continuous process. According to the invention the embossing tool consists of a plate web made of a suitably embossed paper-based laminate having release effect, which has the pattern to be embossed on the front side and is smoothly shaped on the reverse side. After the embossing process the plate web is guided at least temporarily through the calender together with the product web. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Prägen von Warenbahnen aus thermoplastischem Material sowie Verfahren zur Herstellung des Prägewerkzeuges Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prägen der Oberfläche von#Warenbahnen und Beschichtungen aus thermoplastischem Material sowie zur Nachbildung des chemischen Prägens im kontinuierlichen Durchlaufverfahren und auf ein Verfahren zur Herstellung des in der Vorrichtung nach der Erfindung zu verwendenden neuartigen Prägewerkzeuges. Device for embossing webs of thermoplastic material and methods of making the embossing tool. The present invention relates to on a device for embossing the surface of # material webs and coatings made of thermoplastic material as well as to simulate chemical embossing in continuous Continuous process and a process for producing the in the device novel embossing tool to be used according to the invention.

Es ist bekannt, die Oberfläche von Folien aus thermoplastischem Material und Beschichtungen zu prägen, um beispielsweise bestimmte Muster aufzubringen, Lederimitationen herzustellen usw Beim Prägen wird die Warenbahn zunächst über eine Heiztrommel und/oder mittels Infrarotstrahlen erhitzt und dabei zumindest auf der Oberfläche plastisch gemacht Die so erwärmte Bahn wird dann mittels einer ebenfalls im allgemeinen temperierten Gravurwalze, gegen die die zu prägende Bahn gedrückt wird, in ihrer Oberfläche verformt. Dabei hat die Gravurwalze wahlweise eine matte oder glänzende Oberfläche, was sich entsprechend auch auf die Oberfläche der Warenbahn überträgt Die Temperatur der Gravurwalze muß dabei so eingestellt werden, daß beim Abziehen der Warenbahn von der Walze das Muster, also beispielsweise bei einer Lederimitation die Narbe, erhalten bleibt, ebenso der Matt- oder Glanzausfall. Bei Abziehen der Warenbahn, die in diesem Zustand relativ weich und plastisch ist, schrumpft oder verzieht sich diese jedoch, wobei die Temperatur der Gravurwalze so genau eingestellt sein muß, daß beim Schrumpfen und Verziehen ein gewisser -Satz nicht überschritten wird Bei Überschreiten dieses Grenzwertes muß die Bahn gegebenenfalls später getempert werden.It is known the surface of films made of thermoplastic material and embossing coatings, for example to apply certain patterns, imitations of leather manufacture etc. When embossing, the material web is first over a heating drum and / or heated by infrared rays and at least plastic on the surface The web heated in this way is then made by means of a likewise generally tempered The surface of the gravure roller, against which the web to be embossed is pressed, is deformed. The engraved roller has either a matt or glossy surface, whatever The temperature of the The gravure roller must be set so that when the material web is pulled off the roller receives the pattern, for example the grain in the case of an imitation leather remains, as does the matt or gloss loss. When pulling off the web in this Condition is relatively soft and plastic, however, it shrinks or warps, the temperature of the gravure roller must be set so precisely that when shrinking and warping a certain rate is not exceeded when this is exceeded Limit value, the web may have to be tempered later.

Die so geprägte Bahn wird anschließend wieder bis auf Wickeltemperatur abgekühlt und gegebenenfalls aufgerollt.The web embossed in this way is then brought back up to the winding temperature cooled and rolled up if necessary.

Beim herkömmlichen Prägeverfahren ist noch auf folgendes zu achten: - je matter die Narbe und je tiefer (schmal/breit) sie werden soll, desto langsamer muß geprägt werden.With the conventional embossing process, the following must also be observed: - the duller the scar and the deeper (narrow / wide) it should be, the slower must be stamped.

Ein derartiges Verfahren hat verschiedene Nachteile.Such a method has several disadvantages.

Die Präge- bzw. Gravurwalze ist verhältnismäßig teuer und empfindlich, was bedeutet, daß, sobald durch einen Fremdkörper die Walze beschädigt wird, sich dies ständig wiederholend als Fehler auf der Warenbahn auswirkt, was eine Reinigung der Walze bei laufender Produktion notwendig macht, wenn nicht nur Abfall produziert werden soll. Gelingt die Reinigung nicht, muß die Produktion unterbrochen werden. Die Walze wird dann ausgebaut und es wird nochmals versucht, diese zu reinigen.The embossing or engraving roller is relatively expensive and sensitive, which means that as soon as the roller is damaged by a foreign body, it will this has the effect of repeating this as a fault on the material web, which leads to cleaning which makes the roller necessary during ongoing production, if not only produces waste shall be. If cleaning does not succeed, production must be interrupted. The roller is then removed and another attempt is made to clean it.

Gelingt dies auch dann nicht, muß die Walze sandgestrahlt werden, bis die Walzenoberfläche wieder ein gleiches Aussehen erhält. Um Gravurwalzen vor Rost zu schützen, wird die Oberfläche hartverchromt. Wird nun die Gravur d.h. die Verchromung durch einen Fremdkörper verletzt, so muß die Walze abgedreht, neu graviert und verchromt werden. Um den Produktionsprozeß in solchen Fällen nicht zu unterbrechen, empfiehlt es sich von einer Gravur mehrere Walzen bereit zu halten, was außer einer großen Lagerhaltung auch großen Kapitaleinsatz erfordert.If this still does not work, the roller must be sandblasted, until the roller surface has the same appearance again. To engrave rollers in front To protect rust, the surface is hard chrome-plated. If the engraving, i.e. the Chrome plating damaged by a foreign body, the roller must be turned off and re-engraved and be chrome-plated. In order not to interrupt the production process in such cases, It is advisable to have several rollers ready for an engraving, apart from one large stocks also require a large investment of capital.

Da beim Prägen mit einer Walze die Warenbahn im wesentlichen nur auf der Oberfläche heiß und plastisch sein darf, wird diese mit einem IR-Strahler schockbehandelt.Since when embossing with a roller, the material web is essentially only up the surface may be hot and plastic, it is shock-treated with an IR radiator.

Dabei ist folgendes zu beachten: Die Warenbahn muß so plastisch sein, daß die Gravur eingedrückt werden kann, die Bahn auf der Gravurwalze zunächst gut haftet sich,aber nach einem gewissen Drehwinkel leicht von dieser trennt ohne zu verformen, keinen Breitenschwund hat, die Schrumpfwerte im Rahmen bleiben, die Bahn eine gute Planlage hat, der Matt-/Glanzeffekt der Vorlage entspricht, die Dicke im Toleranzbereich bleibt und sich auf der Prägewalze kein Belag (Patina) bildet Ferner ist auf gleichbleibende Raumtemperatur bzw. Luftfeuchtigkeit zu achten. An der Anlage darf keine Zugluft sein Eine Automatisierung des Prägevorgangs ist wegen der notwendigen ständigen Überwachung praktisch nicht zu realisieren Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Prägen der Oberfläche von Folien und Beschichtungen vorgenannter Gattung anzugeben, bei der die vorgenannten Nachteile nicht auftreten Die Prägevorrichtung nach der Erfindung soll dabei mit einem Prägewerkzeug ausgestattet sein, das preiswert und robust ist, das leicht austauschbar ist und von dem die geprägte Folie bzw. Beschichtung erst im abgekühlten Zustand abgezogen wird. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst Auf diese Weise entfällt für den Prägevorgang die bisher übliche Gravurwalze.Please note the following: The material line must be so plastic that that the engraving can be impressed, the path on the engraved roller is good at first adheres, but easily separates from it after a certain angle of rotation without closing deform, has no shrinkage, the shrinkage values remain within limits, the web has a good flatness, the matt / gloss effect corresponds to the original, the thickness remains in the tolerance range and there is no coating (patina) on the embossing roller forms It is also important to ensure that the room temperature and humidity remain constant. At There must be no drafts in the system An automation of the embossing process is due the necessary constant monitoring practically impossible to realize the task of Invention is a device for embossing the surface of foils and coatings of the aforementioned type, in which the aforementioned disadvantages do not occur The embossing device according to the invention is intended to be equipped with an embossing tool that is inexpensive and robust, that is easily interchangeable and of which the embossed film or coating is only peeled off when it has cooled down. These The object is achieved with a device with the features of claim 1 In this way, the previously usual gravure roller is no longer required for the embossing process.

An deren Stelle tritt die Klischeebahn, die für einen kontinuierlichen Betrieb Stoß an Stoß geklebt wird, auf die Warenbahn unter Druck laminiert und zusammen mit dieser über Leit- und Umlenkwalzen definiert abgekühlt, von der Warenbahn abgezogen und zur Aufwicklung gebracht wird.In their place comes the cliché path, which for a continuous Operation is glued butt to butt, laminated to the web under pressure and together with this cooled down in a defined manner via guide and deflection rollers, pulled off the material web and is wound up.

Dabei kann das Abzeihen wahlweise bei der Aufwicklung oder bei der Endkontroll erfolgen.The pulling off can either be when winding or when Final inspection take place.

Mit einer dertigen Vorrichtung können Warenbahnen geprägt werden, ohne daß sich die Narbe beim Abzug verformt, die Bahn hat keinen Breitenschwund, die Schrumpfwerte sind gleich 0, die Planlage bleibt in Ordnung, der Matt-oder Glanzausfall entspricht genau der Vorlage, die MAterialstärke ist genau definiert und es bildet sich auch kein Belag (Patina), welcher beim temperierten Abzug entsteht.With such a device, material webs can be embossed, without the scar deforming when it is pulled, the web has no shrinkage, the shrinkage values are equal to 0, the flatness remains in order, the matt or gloss loss corresponds exactly to the template, the material thickness is precisely defined and it forms there is also no coating (patina), which occurs with the temperature-controlled fume cupboard.

Der Einfluß der Raumtemperatur ist wesentlich verringert.The influence of room temperature is significantly reduced.

Sofern wirklich durch Verschmutzung an einer Stelle der Klischeebahn ein Fehler in der Prägung entsteht, wird dieser nur einmal auf der Bahn und nicht etwa wie bei einer Prägewalze immer wiederkehrend wiedergegeben.If really due to pollution at one point on the cliché path If an error occurs in the embossing, it will only appear once on the web and not reproduced over and over again, as is the case with an embossing roller.

Die Temperatur zur Zeit der Prägung kann so gewählt werden, daß die Warenbahn im thermoplastischen Bereich keine Stabilität mehr hat. Dadurch ist es einfach eine hitzebeständige Narbung herzustellen.The temperature at the time of embossing can be chosen so that the Web no longer has any stability in the thermoplastic area. This is how it is easy to produce a heat-resistant grain.

Über die Klischeebahn wird die plastische Warenbahn, ohne daß Zug auf diese ausgeübt würde, durch die Anlage geführt.The plastic web of material is transferred over the cliché web without any tension exercised on this would be guided by the plant.

Beim Prägen mit der Klischeebahn ist ein IR-Strahler nicht notwendig.An IR radiator is not necessary when embossing with the cliché web.

Dadurch ist dieses Verfahren zum Prägen im Ex-Bereich geeignet, also im Verbund mit Bedruckungsanlagen. Bis heute war es nicht möglich bei Druckgeschwindigkeit zu prägen und im besonderen nicht ohne IR-Strahler.This makes this process suitable for embossing in Ex areas, i.e. in conjunction with printing systems. Until today it was not possible at print speed to emboss and in particular not without IR emitters.

Durch Verwendung von zwei Klischeebahnen kann eine Folie sogar in einem einzigen Durchlauf bei ausreichender Folienstärke beidseitig geprägt werden.By using two cliché tracks, a film can even be used in can be embossed on both sides in a single pass if the film is thick enough.

Dabei kann ein Prägen mit einem Klischeeband auch unmittelbar bei der Folienherstellung durchgeführt werden.Embossing with a cliché tape can also be used directly be carried out during the production of the film.

Weitere Einzelheiten des Verfahrens nach der Erfindung und insbesondere auch über den Aufbau des Klischeebandes werden im folgenden in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung erläutert.Further details of the method according to the invention and in particular The structure of the cliché tape is also discussed below in connection with the attached drawing.

In dieser Zeichnung zeigen: Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Prägekalanders und Fig. 2 eine Schnittdarstellung in vergrößertem Maßstab einer Prägevorrichtung.In this drawing: FIG. 1 shows schematically the structure of an embossing calender and FIG. 2 shows a sectional illustration on an enlarged scale of an embossing device.

Dabei ist in der anliegenden Zeichnung in Fig. 1 nur schematisch ein Prägekalander wiedergegeben, wie er dem Grundaufbau nach für die Zwecke der Erfindung eingesetzt werden kann. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Oberfläche einer von einem Wickel 1 abgezogenen Warenbahn mit einer Narbe versehen werden soll Hierzu wird die Oberfläche der Warenbahn zunächst längs einer Heizwalze 2 geführt und dann der Prägestation bestehend aus einer Führungswalze 3 und einer Andruckwalze 4 zugeführt. In der Prägestation selbst wird ein von einem Wickel 5 abgezogenes Klischeeband auf die mittels der Heizwalze 2 erwärmte Warenbahn gedrückt. Hierbei kann die Führungswalze 3 und/oder die Andruckwalze 4 sowie die zusätzlich vorhandenen Druckrollen 6 aufgeheizt sein, um eine gute Plastizität der Warenbahn zu erhalten.In the accompanying drawing in FIG. 1, a is only schematically Embossing calender reproduced as it is the basic structure for the purposes of the invention can be used. It is assumed that the surface is one of A web of material withdrawn from a roll 1 is to be provided with a scar for this purpose the surface of the web is first guided along a heating roller 2 and then the embossing station consisting of a guide roller 3 and a pressure roller 4 is supplied. In the embossing station itself, a cliché tape pulled from a roll 5 is made pressed onto the material web heated by means of the heating roller 2. Here, the guide roller 3 and / or the pressure roller 4 and the additional pressure rollers 6 are heated in order to obtain a good plasticity of the material web.

Die Einheit von Warenbahn und Klischeebahn wird dann über Kühlwalzen 7, von denen lediglich zwei angedeutet sind, geführt, wobei der Zug von dem Klischeeband selbst aufgenommen wird, das nach Abkühlen der Warenbahn unter die Plastizitätstemperatur oder auf Raumtemperatur abgezogen und auf dem Wickel 8 aufgerollt wird, während die oberflächengeprägte Warenbahn einem Wickel 9 zugeführt wird.The unit of web and cliché web is then over cooling rollers 7, of which only two are indicated, out, the train from the cliché tape itself is recorded after cooling the web of material below the plasticity temperature or is peeled off to room temperature and rolled up on the roll 8 while the surface-embossed web of material is fed to a roll 9.

Es darf an dieser Stelle wiederholt werden, daß selbstverständlich im Rahmen der Erfindung auch ein gemeinsames Aufwickeln der Einheit aus Warenbahn und Klischeebahn durchgeführt werden kann, wobei die Klischeebahn dann erst bei der Endkontrolle von der Warenbahn abgezogen wird.It may be repeated at this point that of course within the scope of the invention also a common winding of the unit of material web and cliché path can be carried out, the cliché path only then at the final inspection is removed from the web.

Es wurde schon darauf hingewiesen, daß der in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellte Kalander zur Realisierung des Verfahrens nach der Erfindung nur schematisch wiedergegeben ist, wobei auch nur die für das Verständnis des Zusammenwirkens der einzelnen Stationen im Kalander notwendige Umlenkwalzen dargestellt sind. Dementsprechend sind eine Reihe von weiteren Ausbildungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It has already been pointed out that in the drawing in Fig. 1 shown calender for implementing the method according to the invention only schematically is reproduced, also only for the understanding of the interaction of the individual stations in the calender necessary guide rollers are shown. Accordingly a number of further trainings and additions are possible without the frame to leave the invention.

So kann insbesondere zum Erwärmen der Warenbahn jede andere Art der Wärmezuführung, z.B. über Heißluft usw. eingesetzt werden. Auch die Ausbildung und Anordnung der Kühlstation, die schematisch nur durch zwei Kühlwalzen 7 angedeutet ist, kann in manigfacher. Weise abgewandelt werden. In jedem Fall wird erreicht, daß die Einheit aus Klischeebahn und Warenbahn gemeinsam durch den Kalander geführt wird und dabei die Warenbahn auf eine ausreichende Temperatur abgekühlt wird.In particular for heating the web of material, any other type of Heat supply, e.g. via hot air, etc. can be used. Also the training and Arrangement of the cooling station, which is indicated schematically only by two cooling rollers 7 is can in manifold. Way to be modified. In any case it is achieved that the unit of cliché web and web of material passed through the calender together and the material web is cooled to a sufficient temperature.

Soll mit einem Kalander mit einem Aufbau nach Fig. 1 eine Warenbahn beidseitig an der Oberfläche behandelt werden, dann kann ein zweites Klischeeband, das beispielsweise von einem Wickel 10 abgezogen wird, im Ausführungsbeispiel auf der Unterseite unmittelbar durch die aus den Walzen 3, 4 und 6 bestehende Prägestation geführt werden, was aus #bersichtlichkeitsgründen nur durch den Pfeil 11 angedeutet ist. Dieses vom Wickel 10 kommende Klischeeband wird dann nach Abkühlung der Einheit aus Warenbahn und zwei Klischeebändern nach Verlassen der Abkühlstation, wie durch den Pfeil 12 angedeutet, abgezogen und einem Wickel 13 zugeführt.Should a web of material with a calender with a structure according to FIG are treated on both sides of the surface, then a second cliché tape, which is withdrawn from a roll 10, for example, in the exemplary embodiment the underside directly through the embossing station consisting of rollers 3, 4 and 6 are performed, which is only indicated by the arrow 11 for reasons of clarity is. This cliché tape coming from the roll 10 is then after the unit has cooled down from the web and two cliché tapes after leaving the cooling station, like through indicated by arrow 12, peeled off and fed to a roll 13.

Für Prägungen mit besonders großen Prägetiefen (Überhöhungen) empfiehlt es sich gem. einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens eine Vakuumprägung anzuwenden. Dies kann bei dem Verfahren nach der Erfindung und mit einem Kalander im Grundaufbau nach Fig. 1 einfach dadurch erreicht werden, daß die Walze 4 und gegebenenfalls bei einem beidseitigen Prägen die Walze 3 als Saugwalze ausgebildet wird und in der Klischeebahn feine Perforierungen in Bereichen der großen Tiefen, also im Bereich der späteren Überhöhungen auf der Warenbahn vorgesehen werden, wobei dann durch den Unterdruck in diese Vertiefungen das plastische Material der Warenbahn voll eingesaugt wird.Recommended for embossing with particularly large embossing depths (elevations) According to another further development of the inventive concept, it is vacuum embossing apply. This can be done with the method according to the invention and with a calender can be achieved in the basic structure of FIG. 1 simply in that the roller 4 and optionally in the case of embossing on both sides, the roller 3 is designed as a suction roller and fine perforations in the cliché path in areas of great depth, So be provided in the area of the later cant on the web, wherein then the plastic material of the web of material through the negative pressure in these depressions is fully sucked in.

Da, wie schon ausgeführt, die Warenbahn selbst sehr viel plastischer gemacht werden kann, als bei einem Prägen mit einer Gravurwalze, weil ja Verformungen, Breitenschwund usw.wegfallen,kann dann auch selbst bei einer Vakuumprägung mit sehr viel höherer Geschwindigkeit gefahren werden als bei einer Prägung mit einer Gravurwalze, weil das Fließen in die Vertiefungen schon durch die höhere Erwärmung erleichtert wird.As already mentioned, the web itself is much more plastic can be made than when embossing with an engraved roller, because deformations, Shrinkage, etc., can be eliminated even with vacuum embossing with very much higher speed than when embossing with an engraved roller, because the flow into the depressions already facilitated by the higher heating will.

So, wie mit der Darstellung der Wickel 10 und 13 angedeutet, eine beidseitige Prägung durchführbar ist, kann natürlich auch eine Kombination mit Bedruckung der Warenbahn vorgesehen werden, wobei es mit dem Verfahren nach der Erfindung erstmals möglich ist, mit Druckgeschwindigkeit auch zu prägen, da das Prägewerkzeug, wie erläutert, bis zur Verfestigung der Warenbahn mitgeführt wird. Die Kombination einer Druckmaschine mit einer Prägemaschine, wie erläutert, kann von dem auf dem Gebiet tätigen Fachmann ohne Besonderheit aufgebaut werden.So, as indicated with the illustration of the winding 10 and 13, one Embossing on both sides can of course also be combined with printing the material web are provided, with the method according to the invention for the first time it is possible to emboss with printing speed, because the embossing tool, like explained, is carried along until the material web solidifies. The combination of a Printing machine with an embossing machine, as explained, can be different from that in the field working specialist can be built up without any special features.

Die Fig. 2 der anliegenden Zeichnung zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Klischeebandes gem. dem Vorschlag nach der Erfindung. Das Klischeeband 21 besteht aus einem relativ harten Papier mit Release-Effekt, wobei die Rückseite mit einer streichbaren Masse 22 so ausgefüllt ist, daß eine glatte Oberfläche entsteht. Über diese glatte Oberfläche wirken die Anpressrollen 4 bzw. 6 (Fig. 1) und sorgen dafür, daß die unebene Bandvorderseite voll in die Oberfläche der Warenbahn gedrückt wird.Fig. 2 of the accompanying drawings shows the basic structure a cliché tape according to the proposal according to the invention. The cliché band 21 consists of a relatively hard paper with a release effect, with the reverse side is filled with a paintable mass 22 that a smooth surface is created. The pressure rollers 4 and 6 (FIG. 1) act via this smooth surface and ensure that the uneven front side of the tape is pressed fully into the surface of the web will.

- L e e r s e i t e -- L e r s e i t e -

Claims

Device for embossing webs of thermoplastic material and a method for producing the embossing tool. Patent claims t device for embossing the surface of webs made of a thermoplastic material in continuous process using an embossing tool, wherein the web to be embossed before the actual embossing process and during the same one Subjected to heat treatment and cooled again after the embossing process is, characterized in that a cliché web is provided as the embossing tool that bears the pattern to be embossed on the embossing side and on the back is smooth and that the cliché web at least temporarily on the web pressed and transported with this continuously.

2 Apparatus according to claim 1, characterized in that the cliché path after it has been pressed onto the heated web, it is guided over cooling rollers with it is

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cliché path formed from a paper film, preferably hard paper film, with a release effect is, the back of the web is filled with a paintable mass and the The surface of the filling is smoothed.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cliché track, is preferably perforated in the deepest points of the embossing pattern and that im A suction roller is provided as a pressure roller in the area of the embossing station.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that 2 cliché tracks are provided, between which the web to be embossed for simultaneous, double-sided embossing is performed.

6 Process for the production of a cliché web for use in one Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that one initially smooth sheet of paper with release effect deformed between a pair of embossing rollers, then the back of the thus embossed paper web is filled with a pasty filler material and the surface of the filler material is smoothed