<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zum Prägen eines thermoplastischen Filmes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen eines thermoplastischen Filmes sowie eine Vorrich- tung zur Durchführung des Verfahrens. Bei derartigen Verfahren wird der thermoplastische Film auf einer sich drehenden Walze geprägt und von dieser Prägewalze durch eine weitere Walze abgezogen. Beim
Prägen wird auf den Film eine Saugwirkung ausgeübt, wobei man bisher bestrebt war, diese Saugwirkung nur auf einen Teil des Umfanges der Prägewalze bzw. der vor-oder nachgeschalteten Walze wirken zu lassen, um das Abziehen des Filmes von den Walzen zu erleichtern.
Dies bedingte relativ komplizierte Vorrichtungen, damit sich der Saugzug nicht auch auf den übrigen
Teil der Walzen auswirkt.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, die für derartige Verfahren notwendigen Einrichtungen und damit das Verfahren selbst zu vereinfachen. Überdies soll durch das erfindungsgemässe Verfahren eine ausreichende Kühlung des thermoplastischen Filmes gewährleistet werden.
Dies wird bei einem Verfahren zum Prägen eines thermoplastischen Filmes, wobei der Film durch Saugwirkung von einer sich drehenden Walze, auf der er geprägt wird, auf eine zweite parallel dazuangeordnete übergeleitet wird, dadurch erreicht, dass zur Festigung des geprägten Filmes auf seine freie Oberfläche während seiner Berührung mit der Prägewalze Kühlflüssigkeit aufgebracht wird, welche durch die Saugwirkung der zweiten Walze, die gleichzeitig den Film von der Prägewalze abnimmt, entferntwird.
Um ein Aufwinden des Filmes auf der Prägewalze sicher zu vermeiden, wird bei einer Vorrichtung mit einer eine Prägefläche aufweisenden Prägewalze zum Prägen eines thermoplastischen Filmes und einer zweiten parallel dazu angeordneten glatten Walze die zweite Walze regelbar angetrieben, wobei ihre Umfangsgeschwindigkeit gleich oder grösser als die der Prägewalze ist und die glatte Walze an ihrem Umfang in an sich bekannterWeise mit Öffnungen versehen ist, welche mit einer Vakuumeinrichtung in Verbindung stehen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei in der Zeichnung eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemässen Prägeeinrichtung gezeigt ist.
In der Zeichnung ist der thermoplastische Film mit 20 bezeichnet. Er wird von einer Vorratsrolle 21 abgezogen und zuerst über eine Spannvorrichtung 22 geleitet. Die Spannvorrichtung 22 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei im Abstand voneinanderstehenden Stäben 23, zwischen denen der Film 20 gleitet und deren Stellung gegenüber der durch dieVorratsrolle21 und eine Führungswalze 24 bestimmten Bahn des Filmes 20 verstellbar ist. Durch die jeweilige Stellung der Stäbe 23 gegenüber der Bahn des Filmes 20 wird die auf den Film zur Einwirkung kommende Spannung geregelt. Die Führungswalze 24 sowie eine Spannwalze 25 und eine Druckwalze 26 sind drehbar zwischen zwei um den Drehpunkt 28 schwenkbaren Gelenkarmen 27 gelagert, von denen nur der eine Arm dargestellt ist.
Die Spannwalze 25 weist mehrere lange Leisten oder Stäbe 29 auf, die auf dem Umfang der Walze derart gelagert sind, dass benachbarte Leisten bzw. Stäbe eine begrenzte Relativverschiebung in ihrer Längsrichtung zueinander ausführen können. Bei Bewegung des Filmes 20 um die Spannwalze 25 werden benachbarte Leisten oder Stäbe abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen parallel zur Oberfläche des Filmes verschoben, so dass sie, da sie mit dem Film in Berührung stehen, denselben in Seitenrichtung ausdehnen und dabei Falten entfernen und das Filmmaterial in begrenztem Ausmasse strecken. Von der Spannwalze 25 läuft der Film 20 zur Druckwalze 26, deren Oberfläche mit Gummi oder einem andern
<Desc/Clms Page number 2>
zweckdienlichen Material, das einen verhältnismässig hohen Reibungskoeffizienten hat, überzogen ist.
Nach einem Teilumlauf um die Druckwalze 26 legt sich der Film an die Oberfläche einer Heizwalze 30, die verhältnismässig gross ist und über einen Drehzahlregler angetrieben wird, so dass eine Änderung der
Winkelgeschwindigkeit dieser Walze aus Gründen erfolgen kann, die später noch angegeben werden. In der Praxis erzeugt das Gewicht der Arme 27 zusammen mit den von ihnen getragenen Bauteilen einen ge- nügendenDruck, um einen Schlupf zwischen dem Film 20 und der Oberfläche der Walze 30 zu verhüten.
Die Walze 30 hat vorzugsweise eine auf der Achse gelegene Einlassöffnung und Auslassöffnung, so dass die
Einführung eines Heizmittels in den Innenraum der hohlen Walze möglich ist. Der Einfachheit halber ist nur der Einlass 31 in der Zeichnung dargestellt, es ist jedoch, auch ein entsprechender Auslass vorhanden.
Zweckdienliche Heizmittel für die Walze 30 sowie für die nachfolgenden Heizwalzen sind Dampf, er- wärmtes Öl oder erwärmtes Wasser.
Der Film 20 wird sodann nacheinander von den drehbar gelagerten Heizwalzen 32 und 33 aufgenom- men, von denen die Heizwalze 32 den Film von der Heizwalze 30 abnimmt, während Heizwalze 33 den
Film von der Heizwalze 32 abnimmt. Die nächste Walze 34 ist ebenfalls drehbar gelagert und bildet die Endheizwalze, von der aus der Film 20 um einen Teil des Umfanges einer Prägewalze 35 herumläuft.
Bestehen die thermoplastischen Filme auS'Polyvinylchlorid, so werden alle Heizwalzen 30,32, 33 und 34, die, wie in Verbindung mit Heizwalze 30 beschrieben, mit zweckdienlichen Einlässen und Auslässen für ein
Heizmittel versehen sind, geheizt, um den Film zu erwärmen, so dass der Film bei seiner Berührung mit der Prägewalze 35 bereits eine Temperatur hat, bei der ein Prägen erfolgen kann. Alle Heizwalzen 32-34 werden zwangsläufig angetrieben und können über Ketten und Kettenräder von demselben Antrieb ange- trieben werden, der für die erste Heizwalze 30 vorgesehen ist, wobei den folgenden Walzen jedoch eine kleine Voreilung gegeben wird, um den Film bei seinem Erwärmen unter Spannung zu halten und auf die- se Weise zu verhüten, dass der Film infolge seines Ausdehnens faltig wird.
Die Prägewalze35 wird in ähnlicher Weise mit einer Umfangsgeschwindigkeit betrieben, die gleich der Geschwindigkeit des sich verschiebenden Filmes ist. Der Innenraum der Prägewalze 35 ist an eine
Pumpe (nicht dargestellt) angeschlossen, die die Luft aus der Prägewalze absaugt. Das im Innenraum der
Prägewalze erzeugte Teilvakuum wirkt durch die Prägeschicht hindurch und verursacht das Prägen des
Filmes. Die Prägewalze 35 wird nicht geheizt, liegt jedoch in solcher Nähe der Endheizwalze 34, dass nur ein Kleinstabstand zwischen diesen beiden Walzen von dem erwärmten thermoplastischen Film 20 über- brückt werden muss. Da der Film 20 S-förmig um die Heizwalze 34 und die Prägewalze 35 geführt ist, ist der Wärmeverlust beim Übergang des Filmes von der Heizwalze 34 auf die Prägewalze 35 gering.
Das Prä- gen des Filmes erfolgt auf den ersten Zentimetern seiner Bewegung um die Prägewalze 35, worauf der Film an Ort und Stelle auf eine genügend niedrige Temperatur abgekühlt wird.
Zum Kühlen und Festigen des Filmes 20 nach seinem Prägen und während seines Verbleiben auf der
Prägewalze 35 wird auf die freie Oberfläche des Filmes Kühlflüssigkeit (beispielsweise Wasser) aufge- bracht. Das Wasser kann beispielsweise mittels gelochter Rohre 42 auf die freiliegende Fläche des Filmes aufgespritzt oder aufgesprüht werden.
Die Abnahmewalze 36 ist an ihrem Umfang ebenfalls mit Öffnungen versehen, welche mit einer Va- kuumeinrichtung in Verbindung stehen. Dadurch wird die auf die Prägewalze aufgebrachte Kühlflüssig- keit durch die Saugwirkung der Abnahmewalze entfernt. Von dem Film abtropfende Flüssigkeit wird von einer Sammelschale 43 aufgefangen.
Der Film 20 will infolge der beim Prägen des Filmes entstehenden kräftigen Berührung an der Prä- geschicht anhaften. Würde der thermoplastische Film der Prägetrommel so weit folgen, dass wieder die
Linie erreicht wird, auf der er von der Heizwalze 34 auf die Prägewalze aufläuft, so müsste die Maschine stillgesetzt werden und dieser Zustand behoben werden, um eine Beschädigung des Filmes zu vermeiden.
Um dies zu verhüten, ist die Abnahmewalze 36 mit der Antriebsvorrichtung über zweckdienliche Ketten und Kettenräder unter Zwischenschaltung eines Drehzahl- oder Geschwindigkeitsreglers 83 so verbunden, dass die Abnahmewalze 36 mit einer grösseren Geschwindigkeit angetrieben wird, als die Umfangsge- schwindigkeit der Prägewalze 35 beträgt. Es wird daher eine zwangsläufige Zugwirkung auf denthermo- plastischen Film ausgeübt, der das Aufwickeln des Filmes auf der Prägewalze 35 über die zulässige Ab- zugslinie hinaus verhütet.
Der von der Abnahmewalze 36 auf den thermoplastischen Film 20 zur Einwirkung gebrachte Saugzug ist wesentlich geringer als der Saugzug, der auf die Prägewalze 35 zur Einwirkung gebracht wird. In der Abnahmewalze 36 wird beispielsweise ein Teilvakuum verwendet, das einer Wassersäule von annähernd 10 cm oder 12,5 cm entspricht, während das Vakuum in der Prägewalze 35 ungefähr 337 - 412 cm Wassersäule betragen kann. Von der Abnahmewalze 36 läuft der Film über die Führungswalzen 37 zu den
<Desc/Clms Page number 3>
Nachkühlwalzen 38,39, dann über eine Vorrichtung 40 zum Entfernen des flüssigen Kühlmittels zur Aufwickelwalze 41.
Jede Nachkühlwalze 38,39 hat einen Einlass 107 zum Zuführen eines zweckdienlichen Kühlmittels, z. B. von kaltem Wasser, und hat auch entsprechende Auslässe (nicht dargestellt). Die zum Entfernen des Kühlmittels vom Film 20 dienende Vorrichtung 40 weist geschlitzte Rohre 108,109 auf, die das Wasser von dem Film 20 entfernen. Eine Auffangschale 110 fängt das von der Aussenseite der Rohre abtropfende Wasser auf. Von den geschlitzten Rohren 108,109 läuft der Film über die Führungswalze 111 zu der gelochten Saugwalze 112, deren axialer Einlass 113 mit einer Saugpumpe (nicht dargestellt) verbunden ist, die in der Walze 112 ungefähr das gleiche Teilvakuum aufrechterhält wie in der Abnahmewalze 36.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Prägen eines thermoplastischen Filmes, wobei der Film durch Saugwirkung von einer sich drehenden Walze, auf der er geprägt wird, auf eine zweite, parallel dazu angeordnete übergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festigung des geprägten Filmes auf seine freie Oberfläche während seiner Berührung mit der Prägewalze Kühlflüssigkeit aufgebracht wird, welche durch die Saugwirkung der zweiten Walze, die gleichzeitig den Film von der Prägewalze abnimmt, entfernt wird.