DE102005028661A1

DE102005028661A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Zweischichtfolie und eine damit hergestellte Zweischichtfolie

Info

Publication number: DE102005028661A1
Application number: DE102005028661A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Kreis
Original assignee: KIV KREIS GmbH
Current assignee: KIV KREIS GmbH
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: DE102005028661B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zweischichtfolie und eine damit hergestellte Zweischichtfolie. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen es möglich ist, Zweischichtfolien aus dem gleichen thermoplastischen Material kontinuierlich herzustellen, wobei eine stärkere Folie mit einer wesentlich dünneren zweiten Folie untrennbar miteinander verbunden werden soll. DOLLAR A Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung einer Zweischichtfolie durch Verbinden von zwei thermoplastischen Kunststofffolien gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Einzelfolie aus einem thermoplastischen Material kontinuierlich mit einer zweiten Einzelfolie aus thermoplastischem Material, aber geringerer Foliendicke, mit ihren zu verbindenden Folienoberflächen an Wärmestrahlungsquellen vorbei geführt werden, wobei die Energiezuführung so erfolgt, dass die zu verbindenden Oberflächen beider Einzelfolien zwischen 1 und 50% der Foliendicke erweicht oder angeschmolzen werden und die erweichten oder angeschmolzenen Folienoberflächen über die gesamte Breite zusmamengeführt und unter Druck miteinander verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Zweischichtfolie und eine damit hergestellte Zweischichtfolie.
Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen eine kontinuierliche Herstellung der miteinander verbundenen Zweischichtfolien. Mittels des Verfahrens ist es möglich, die Erwärmung der Einzelfolien bis zum Anschmelzen der Oberfläche derart zu steuern, dass die Geometrie der Folien nicht verändert und die Verbindung zwischen den Einzelfolien mechanisch unlösbar gestaltet wird.

Das Verschweißen von Folien gleicher, meist jedoch unterschiedlicher Art ist bekannt. Auch das flächige Verschweißen von Kunststoffbahnen unterschiedlicher Materialien wird in technischen Lösungen gelehrt. So betrifft z. B. die DE-OS 36 06 204 eine Vorrichtung zum fortlaufenden Verschweißen von übereinanderliegenden Lagen aus thermoplastischer Kunststofffolie, die zwischen zwei sich gegenüberliegenden, einander zugerichteten Heizkörpern hindurchgeführt werden, wobei jeder Heizkörper als ein in einem Gehäuse gelagerter Wärmestrahler ausgebildet ist, das an seiner der Kunst stofffolie zugewandten Seite einen sich über die Länge des Wärmestrahlers erstreckenden Schlitz aufweist. Auch in der DE-OS 21 45 870 ist eine solche Vorrichtung beschrieben. Offensichtlich besteht der Nachteil der beiden Verfahren darin, dass die Schweißleistung zu gering ist, um mehrere Folienlagen im schnellen Durchlauf miteinander sicher zu verbinden. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtungen und Verfahren liegt darin, dass die Wärmeabgabe an die Folie nicht der Durchlaufgeschwindigkeit der Schweißvorrichtung bei flächigem Verschweißen angepasst werden kann.

Weiterhin ist die Herstellung von Dreischichtfolien auf der Basis von Polystyrol, einem Trägermaterial und einem hochschmelzenden Kunststoff nach der DE-OS 39 21 677 bekannt. Bei dieser technischen Lehre ist der Einsatz eines höher als Polystyrol schmelzenden Materials und ein Trägermaterial erforderlich, um siegelfähige Kunststofffolien zu erhalten. Nach der DE-OS 199 17 076 werden Dreischichtfolien hergestellt, indem auf eine Basisfolie eine Schicht aus Triazin oder Melamin aufgedampft und danach die Folie mit einer zweiten, aus einem anderen Material bestehenden, verbunden wird.

Die DE-OS 38 13 373 lehrt ein Verfahren zum kontinuierlichen Kaschieren von optisch nutzbaren Folien über die kontinuierliche Regelung der Temperatur der Kaschierwalze und die Durchlaufgeschwindigkeit (d. h. die Verweilzeit auf der Walze). Die DE-OS 41 38 577 lehrt ein Verfahren sowie eine dafür geeignete Vorrichtung zur Herstellung von festen Verbunden mit erwärmten Folien thermoplastischer Kunststoffe. Die DE-OS 42 02 920 lehrt ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchlauflaminieren von Folienmaterial. Die DE-OS 199 53 552 stellt eine Vorrichtung zum Verbinden eines thermoplastischen Bandes mit einem Trägerkörper durch Wärmestrahlung zur Verfügung. In der DE-OS 36 35 928 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtfolie auf Basis Polypropylen durch eine Coronabehandlung beschrieben, die mit sich selbst siegelbar ist. Die DE-OS 198 10 680 lehrt die Herstellung einer Mehrschichtfolie mittels Verpressen in einem Walzenspalt, wobei die Walzen unterschiedliche Temperaturen aufweisen können.

Die wesentlichen Funktionen der Mehrschichtfolien können unter den Oberbegriffen Siegelung, Barriereschichten und Identifizierung zusammengefasst werden. Diese drei Eigenschaften spielen bei der Herstellung von Verpackungen eine die Funktionalität bestimmende Rolle. Viele Verpackungen werden mit einer Siegelfolie versiegelt, die vor dem Gebrauch des Inhalts der Verpackung leicht entfernbar sein muss. Folglich werden diese Siegelfolien in der Regel nur mit einer sehr schmalen Bahn mit dem Verpackungskörper thermisch oder durch Klebstoff verbunden.

Eine weitere Funktion der Verpackung ist die Identifizierbarkeit des Produktes einmal im Prozess der Lagerhaltung und Logistik und zum anderen für den Kunden. Während die Funktionalität in der Logistik durch Strichcodes oder durch integrierte Mikrochips hergestellt werden kann, wird die Funktion der Erkennung durch den Kunden durch Bedrucken mit Texten und/oder Bildern hergestellt. Das Bedrucken der Folien erfolgt in der Regel separat von der Verpackung entweder auf die einzelnen Verpackungen oder durch nachträgli ches Verbinden von bedruckten Materialien mit der Trägerfolie für die Verpackung. Im letzteren Falle ist die bedruckte Folie von wesentlich geringerer Stärke als die ursprüngliche Trägerfolie. Sind beide Folien aus dem gleichen Material, treten bei ihrer Verbindung sowohl durch Verkleben als auch durch thermische Verfahren beträchtliche Schwierigkeiten bei einer schnellen und kontinuierlichen Herstellung auf, meist durch ein Verrutschen den Bahnen, durch Verluste auf Grund von Randbahnen oder unvollständiger Verbindung. Solche siegelfähigen, mehrschichtigen, mit Keramik als Barriereschicht biaxial verstreckten Polyesterfolien sind nach der DE-OS 102 31 594 bekannt. In der DE-OS 103 24 969 werden mehrschichtige, tiefziehfähige und siegelbare Folien auf der Basis von Polyamid, Polyolefinen und einer Haftschicht beschrieben.

Als dritte Funktion ist es oftmals erforderlich, dass die Folien eine Barriere gegenüber der Umwelt darstellen, d. h. Gase einschließlich Gerüche dürfen die Folien nicht verlassen oder in diese hineindiffundieren. Die Herstellung solcher Verpackungsmittel mit Barriereeigenschaften ist bekannt, so z. B. die Herstellung von Getränkeflaschen aus PET mit einer Innenbeschichtung aus Polyamid oder Silikat, um ein Entweichen des Kohlendioxids zu verhindern. Ebenfalls bekannt ist z. B. die Herstellung von Folien aus Polyvinylalkohol, Cellulosetriacetat, Polyester (PET oder PBT) oder Polyolefinen mit einer Gasbarriereschicht, vorzugsweise als Barriere gegen Sauerstoff. So wird z. B. in der EP 700 731 ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungsmitteln mit Sauerstoffbarriere beschrieben, bei dem ein Substrat mit einer Dispersion eines Copolymerisats mit Carbonsäuregruppen beschichtet wird. In der DE-OS 41 28 820 wird eine Verbundfolie mit guten Sauerstoffbarriereeigenschaften auf der Basis eines Blends von Polypropylen und Ethylen-Propylen-Copolymerisaten und Siliziumdioxid beschrieben. Eine weitere technische Lösung wird in der DE-OS 43 28 767 beschrieben, indem eine Verbundfolie mit einer Funktionszwischenschicht hergestellt wird.

In der DE-OS 35 12 843 wird ein Verfahren zur Erwärmung einer thermoplastischen Kunststoffbahn beschrieben. Die Kunststoffbahn wird mit hoher Genauigkeit durch Bestrahlung durch Wärmestrahler gleichförmig erhitzt. Dabei kann die Kunststoffbahn ein bestimmtes Temperaturprofil quer zu ihrer Längserstreckung erhalten. Im Inneren einer jeden Strahlungserwärmungsvorrichtung befindet sich wenigstens eine Reihe von Heizkörpern, die rechtwinklig zur Fortbewegungsrichtung der Kunststoffbahn angeordnet ist. Die Temperatur wird durch Thermometer mit einem Rechner gesteuert.

In der DE-OS 39 08 443 wird eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines längslaufenden Objektes mittels einer Bestrahlungseinrichtung beschrieben, für welche eine langgestreckte Lampe und ein elliptischer Spiegel vorgesehen sind, mit einer Zentriervorrichtung und einer Vorschubeinrichtung, wobei vorgesehen ist, dass mehrere Lampen mit elliptischen Reflektoren vorgesehen sind, dass die Lampen in den äußeren Brennlinien der Reflektoren angeordnet sind und dass ihre jeweils zweite Brennlinie nahe der Oberfläche des zu bestrahlenden Objekts angeordnet ist. Die Vorrichtung bezieht sich allerdings auf die Härtung von Polyesteracrylatlacken mittels UV-Strahlung.

Eine weitere technische Lösung der Erwärmung durch Bestrahlung von Objekten mittels IR-Lampe und zwei Brennpunkten wird in der DE-OS 198 50 865 beschrieben. Diese Erfindung betrifft eine Lampen- und Reflektoranordnung zur Bestrahlung von Objekten in Richtung einer Vorderseite der Anordnung, insbesondere zur Strahlungserwärmung von Objekten, mit einer Kombination einer Infrarotlampe und eines Reflektors. Die IR-Lampe ist dabei eine langgestreckte IR-Strahlungsquelle und eine langgestreckte strahlungsdurchlässige Umhüllung. Der Reflektor dient der Reflexion von nicht in Richtung der Vorderseite emittierter -Strahlung und erstreckt sich entlang der Infrarotlampe in deren Längsrichtung. Die Reflektoroberfläche weist quer zur Längsrichtung ein zweischenkliges, sich beidseitig der Mittelebene der IR-Lampe erstreckendes Querschnittsprofil auf, gemäß dem die Schenkel der Reflektoroberfläche von einem in der Mittelebene liegenden Scheitel aus zunächst in rückwärtige, von der Vorderseite der Anordnung wegweisende Richtungen verlaufen, mit zunehmendem Abstand zur Mittelebene jedoch umkehren und zur Vorderseite verlaufen.

Die hier genannten Folien, Verfahren zu ihrer Herstellung und die Vorrichtungen sind dann nicht geeignet, wenn die zu verbindenden Schichten aus dem gleichen thermoplastischen Material bestehen und zusätzlich sehr unterschiedliche Schichtstärken aufweisen, trotzdem aber miteinander verbunden werden und mindestens eine der oben genannten Funktionen zusätzlich erfüllen sollen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen es möglich ist, Zweischichtfolien aus dem gleichen thermoplastischen Material kontinuierlich herzustellen, wobei eine stärkere Folie mit einer wesentlich dünneren zweiten Folie untrennbar miteinander verbunden werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung einer Zweischichtfolie durch Verbinden von zwei thermoplastischen Kunststofffolien gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Einzelfolie aus einem thermoplastischen Material kontinuierlich mit einer zweiten Einzelfolie aus thermoplastischem Material, aber geringerer Foliendicke, mit ihren zu verbindenden Folienoberflächen an Wärmestrahlungsquellen vorbei geführt werden, wobei die Energiezuführung so erfolgt, dass die zu verbindenden Oberflächen beider Einzelfolien zwischen 1 und 50 % der Foliendicke erweicht oder angeschmolzen werden und die erweichten oder angeschmolzenen Folienoberflächen über die gesamte Breite zusammengeführt und unter Druck miteinander verbunden werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung werden als Wärmestrahlungsquellen Infrarotstrahlungsquellen verwendet, deren Strahlungsfrequenzbereich auf die maximale Absorption des als Einzelfolien verwendeten Materials eingestellt ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die erweichten oder angeschmolzenen Einzelfolien innerhalb von 0,1 bis 10 Sekunden nach der Erwärmung unter Druck zusammengepresst, wobei während des Zusammenführens keine weitere Wärmezuführung erfolgt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden mittels eines Strahlenteilers zwischen 50 und 90% der Wärmestrahlungsleistung auf die dickere Einzelfolie und zwischen 50 und 10% der Wärmestrahlungsleistung auf die dünnere Einzelfolie gelenkt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Transportgeschwindigkeit der Einzelfolien an der Wärmestrahlungsquelle und beim Zusammenführen der Einzelfolien in Abhängigkeit von Erweichungs- bzw. Aufschmelzgrad gesteuert und geregelt.

Darüber hinaus erfolgt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Herstellung von Zweischichtfolien, die dadurch gekennzeichnet ist, dass auf einem Gestell drehbar gelagerte Folienvorratsrollen, obere und untere Vorschubeinheiten und ein, an ihren Mantellinien einen Presswalzenspalt bildend, drehbar gelagertes Presswalzenpaar für das Zusammenpressen der Einzelfolien angeordnet sind, dass die zwei zusammenzufügenden Einzelfolien durch entsprechende beabstandete Anordnung der oberen und unteren Vorschubeinheiten getrennt in das Presswalzenpaar einführbar sind und dass vor einem Folieneintrittsspalt des Presswalzenspaltes des Presswalzenpaares zwischen den beiden zu verbindenden Einzelfolien eine sich über die Breite der Einzelfolien erstreckende steuer- und regelbare Wärmestrahleneinheit angeordnet ist.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gekennzeichnet dadurch, dass die Wärmestrahleneinheit eine Wärmequelleneinheit mit mindestens einer oberen und unteren Wärmequelle, die von einer Strahlungsreflektoreinheit umgeben sind, und einen im Strahlungsbereich der Strahlungsreflektoreinheit angeordneten Strahlungsteiler aufweist.

Eine weitere Ausgestaltung zeigt, dass die Strahlungsreflektoreinheit elliptisch geformte obere und untere Strahlungsreflektoren aufweist, wobei der obere und untere Strahlungsreflektor mit einer sich über die Folienbreite erstreckende Reflektormitte-Drehachse miteinander separat schwenkbar verbunden sind.

Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die obere und untere Wärmequelle in Brennpunkten der elliptisch geformten Strahlungsreflektoren angeordnet sind.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Strahlungsreflektoreinheit mittels einer als doppeltes Gelenkviereck ausgebildeten Reflektoreinstellung über die Reflektormitte-Drehachse einzeln justierbar ist, wobei ein gemeinsames Standglied zwischen Reflektormitte-Drehachse und Kurbeldrehpunkt angeordnet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Strahlungsteiler einen sich über die Breite der Basisfolie und der Deckfolie erstreckenden Oberreflektor und Unterreflektor aufweist, die unter einem einstellbaren Winkel zueinander angeordnet sind, wobei die Winkelspitze in einer Strahlenteiler-Drehachse und das andere Ende des Oberreflektors in einer oberen Höhenverstellung und das andere Ende des Unterreflektors in einer unteren Höhenverstellung verstellbar gehaltert sind, und dass der Strahlenteiler in einem Drehpunkt(Strahlenteiler) schwenkbar gelagert ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass der Drehpunkt(Strahlenteiler) mit dem zweiten Ellipsenbrennpunkt auf einer Mittellinie der Wärmestrahleneinheit zusammenfällt.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als obere und untere Wärmequellen stabförmige Infrarotstrahlungsquellen angeordnet.

Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die oberen und unteren Wärmequellen aus einzeln regelbare Segmente bestehen.

Darüber hinaus erfolgt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Zweischichtfolie aus thermoplastischen Materialien, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Foliendicken der miteinander verbundenen Einzelfolien ein Verhält nis von 1 : 2 bis 1 : 50 aufweisen und dass sich zwischen den Einzelfolien eine durch Verschweißen von Oberflächen oder von Oberflächenteilen der Einzelfolien entstandene gemeinsame Verbindungsschicht befindet.

Die durch das Verschmelzen der Einzelfolien entstandene Verbindungsschicht wird aus den verschmolzenen Polymeren gebildet, die je nach Art der Polymeren ein Blend oder eine Legierung darstellt. Die verwendeten Polymeren sollen wenigstens zu 1 % ineinander löslich oder miteinander kompatibel sein. Beispiele für eine Verbindungsschicht aus zu 100 miteinander verträglichen Polymeren sind identische Polymerfolien, z. B. aus Polystyrol oder Polyethylen, oder aus sehr ähnlichen Polymeren, z. B. aus Polyethylen und Polypropylen. Werden z. B. Polyesterfolien und Polyurethanfolien miteinander verbunden, kann der Kompatibilitätsgrad zwischen 100 und 25 % liegen. Im Falle Polyvinylacetatfolien mit Polisobutylenfolien verbunden werden, ist der Kompatibilitätsgrad in der Regel weniger als 10 %. Unverträgliche Polymere, z. B. Polystyrolfolien und Poly-pmethylstyrolfolien oder PVC-Folien werden auf diesem Wege nicht miteinander verbunden, wenn nicht spezielle Verträglichkeitsmodifikatoren (z. B. nach der DE 100 37 434.4 A1 eingesetzt werden). Die Verwendung von verträglichkeitsmodifizierten Folien ist eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zur Herstellung erfindungsgemäßer Produkte.

Eine Ausgestaltung der Zweischichtfolie zeigt, dass die gemeinsame Verbindungsschicht Unterbrechungen aufweist und dass die Unterbrechungen andere Materialien enthalten, z.B. Farbpigmente.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zweischichtfolie enthaltne die Unterbrechungen Materialien, die die Eigenschaften einer Gasbarriere aufweisen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen keramische Materialien sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zweischichtfolie weitere Außenschichten aufweist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Zweischichtfolie einen vorher auf der Außenseite einer der zu verbindenden Folien aufgebrachten Farbdruck auf.

Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Farbaufdruck auf der dünneren der zu verbindenden Folien aufgebracht ist.

Eine als Funktionsschicht der Zweischichtfolie bezeichnete Schicht, die vorab auf die Einzelfolien aufgetragen wird, befindet sich auf deren Außenseiten. Die Erfindung beinhaltet folglich auch Zweischichtfolien mit Funktionsschichten, die beispielsweise durch Drucken, Tauchen, Sprühen, Streichen oder Aufdampfen aufgebracht werden.

Ein vorteilhaftes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Einsatz einer Strahlungsquelle mit einer Frequenz der Strahlung, die chemische Gruppen des thermoplastischen Materials so zur Schwingung anregt, dass das Material dadurch effektiv erwärmt wird. So kann diese Strahlung z. B. eine Infrarotstrahlung mit breitem Frequenzspektrum sein, aber auch eine Strahlung im nahen Infrarot, wenn das zu verbindende Material in diesem Frequenzbereich absorbiert. Außerdem sind Mikrowellenstrahlungen oder Coronastrahlungen aus elektrischer Entladung sowie Elektronenstrahlen denkbar. Als Beispiele und bevorzugte Ausführungen werden Infrarotstrahler und Strahler im NIR-Bereich eingesetzt. Der Einsatz eines bestimmten Spektralbereiches hängt von der Art des thermoplastischen Materials ab, so dass im Falle von Polystyrol z. B. in erster Linie Infrarotstrahlung in Frage kommt, da die aromatischen Gruppen im Infrarot bei mehreren Wellenlängen absorbieren. Im Falle von Polypropylen werden ebenfalls Infrarotstrahlungen bevorzugt, obwohl hier NIR-Strahlungen ebenfalls eingesetzt werden können. Im Falle von Polyesterfolien (PET- oder PBT-Folien) werden vorzugsweise Coronastrahlungen aus elektrischer Entladung verwendet.

Die Funktion der Zweischichtfolie kann in einer Barriere gegenüber gasförmigen Stoffen bestehen. In diesem Falle wird auf eine der beiden Einzelfolien vorab mindestens eine zusätzliche Funktionsschicht aufgebracht. Diese Funktionsschicht kann ein Kunststoff mit Barriereeigenschaften sein, aber auch ein Silikat oder eine Keramik oder eine niedermolekulare Verbindung, die zu einer Barriereschicht verschmolzen werden kann. Bevorzugt werden diese Barriereschichten aus Silikaten, z. B. Kieselsäure, Alkalisilikaten, Erdalkalisilikaten, Silikaten anderer Elemente, z. B. Aluminium, oder Mischsilikate, Siloxane, Silikone, oder aus Copolymeren vor allem des Ethylens mit anderen ungesättigten Verbindungen, z. B. Dienen, Vinylestern, Vinylalkohol, Vinylacetat und/oder Propylen ggf. mit einer Nachbehandlung wie Verseifen von Estergruppen, kontinuierlich auf einer der beiden zu verbindenden Folien vor dem erfindungsgemäßen Verbinden der beiden Folien aufgebracht. Durch den Verbindungsvorgang wird diese Funktionsschicht in ihrer Funktion nicht eingeschränkt und die Mehrschichtfolie bleibt tiefziehfähig.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist als wesentliches Merkmal eine über die Breite der Folie sich erstreckende Strahlungsquelle auf, die sich in einem Brennpunkt eines ellipsoiden Spiegels befindet, wobei die Folien im Bereich des zweiten Brennpunkts der Ellipse angeordnet sind. Sie durchlaufen den Strahlengang eines Strahlungsteilers, der die vom ellipsoiden Spiegel reflektierte Strahlung derart teilt, dass auf die Folie mit der größeren Foliendicke ein größerer Anteil der Strahlungsleistung trifft als auf die zweite Folie mit der geringeren Foliendicke, wodurch beide in einem Bereich zwischen 1 und 50 % ihrer Dicke angeschmolzen werden.

Sobald die Folien angeschmolzen oder erweicht sind, werden sie innerhalb kurzer Zeit, d. h. zwischen 0,1 und 10 Sekunden nach dem Anschmelzen, durch den Presswalzenspalt geführt. Dieser Spalt wird durch zwei sich gleichsinnig drehende Presswalzen gebildet. Der Durchmesser der Presswalzen wird im Wesentlichen durch die Geschwindigkeit des Durchlaufs der Folien bestimmt und kann nur 1 m/min, aber auch bis zu 100 m/min betragen. Der Presswalzenspalt wird so ausgebildet, dass er der Stärke der Zweischichtfolie (d. h. Stärke der Basisfolie plus Stärke der Deckfolie) minus 5 entspricht, so dass einerseits ein Druck auf zu verbindende Einzelfolien ausgeübt, andererseits aber ein Verrutschen oder Verziehen der Zweischichtfolie ausgeschlossen wird.

Beide Einzelfolien weisen in vorteilhaften Ausgestaltungen äußere Funktionsschichten auf. Diese Funktionsschicht kann ein Druck sein, ein Farbauftrag, eine Kodierung durch Strichcodes oder eine Barriereschicht gegenüber bestimmten, von außen einwirkenden Gasen oder Flüssigkeiten. Insbesondere kann die Deckfolie einen Farbdruck aufweisen, der beim Zusammenführen der Einzelfolien vorteilhafterweise nicht beschädigt, verändert oder verzerrt wird.

Die Basisfolie kann sowohl innen als auch außen eine Funktionsschicht aufweisen, die zusätzlich zu den Barriereeigenschaften das Abziehen einer weiteren Folie erlaubt oder mit sich selbst eine Verbindung eingehen kann. Dazu wird die Basisfolie z. B. mit einem Copolymeren mit einer niedrigeren Schmelztemperatur bedruckt, wodurch eine Siegelfolie aufgebracht werden kann. Weiterhin kann diese zusätzliche Funktionsschicht als eine elastische Keramikschicht von 1 bis 100 μm, vorzugsweise 5 bis 30 μm bestehen, durch die die Diffusion von Kohlendioxid nach außen und von Sauerstoff nach innen behindert wird.

Die hergestellte Zweischichtfolie weist gemäß elektronenmikroskopischer Untersuchung eine verbundene Grenzschicht zwischen Basisfolie und Deckfolie von 0,0016 mm auf. Die Basisfolie und die Deckfolie sind in ihrer Form nicht deformiert und nach wie vor dimensionsstabil. Die Funktions schicht der Deckfolie, die beispielsweise ein Farbaufdruck sein kann, ist zu 100 geometrisch erhalten und ist verschiebungsstabil auf der Zweischichtfolie fixiert, so dass während eines möglicherweise nachfolgenden Tiefziehprozesses auf jedem Teilprodukt eine exakte Funktionsschicht erhalten bleibt.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Querschnittsdarstellung der Vorrichtung,
2 die Einzelheit „Z" aus 1,
3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
4 die Einzelheit „Z" aus 1 mit Presswalzenpaar-Temperierung sowie Wärmeeintragszone und
5 eine Schnittdarstellung A-A von 4 mit Randabschaltung.
1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihren Hauptteilen. Auf einem Gestell 1 sind eine Basisfolienvorratsrolle 2 und eine Deckfolienvorratsrolle 3 drehbar angeordnet, auf denen sich eine aufgewickelte Basisfolie 91 und eine Deckfolie 92 befinden. Die Basisfolie 91 wird über eine obere Vorschubeinheit 4 einem Presswalzenpaar 7 zugeführt. Die Zuführung der Deckfolie 92 erfolgt über eine untere Vorschubeinheit 5 zum Presswalzenpaar 7. Die Basisfolie 91 und die Deckfolie 92 treffen winklig in einem Folieneintritt 84 auf einen Presswalzenspalt 73 des Presswalzenpaares 7. Zwischen der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 ist eine Wärmestrahleneinheit 6 angeordnet. Eine Zweischichtfolie 9 verlässt das Presswalzenpaar 7 zur weiteren Verarbeitung.
Mittels der oberen Vorschubeinheit 4 und der unteren Vorschubeinheit 5 wird die Laufgeschwindigkeit der Einzelfolien, nämlich der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 eingestellt. Eine Unterwalze 71 des Presswalzenpaares 7 wird mittels eines Getriebemotors(Unterwalzenantrieb) 74 angetrieben. Eine darüber angeordnete Andruckwalze 72 des Presswalzenpaares 7 ist mit einer Vertikal-Verschiebungseinheit 8 gekoppelt, mit deren Hilfe der Abstand zwischen der Unterwalze 71 und der Andruckwalze 72 geregelt wird. Sowohl die Unterwalze 71 als auch die Andruckwalze 72 besitzen die gleichen Umfangsgeschwindigkeiten wie die obere Vorschubeinheit 4 und die untere Vorschubeinheit 5, so dass der kontinuierliche Durchzug der im Presswalzenspalt 73 zu verbindenden Deckfolie 92 und Basisfolie 91 gewährleistet ist.
Die aus dem Presswalzenpaar 7 austretende Zweischichtfolie 9 wird über Umlenkwalzen 75 einer Vorschubeinheit 76 zugeführt, die die Zweischichtfolie 9 in eine hier nicht näher dargestellte Verarbeitungsmaschine, die z. B. eine Tiefziehanlage sein kann, einführt.
In 2 ist die Einzelheit „Z" von 1 detaillierter dargestellt. Zwischen der winklig zusammenzuführenden Basisfolie 91 und Deckfolie 92 ist die Wärmestrahleneinheit 6 angeordnet. Sie besteht im Wesentlichen aus einer Strahlungsreflektoreinheit 61, aus einer Wärmequelleneinheit 62 mit einer oberen Wärmequelle 621 und einer unteren Wärmequelle 622 und einem Strahlenteiler 66. Die Strahlungsreflektoreinheit 61, verantwortlich für die definierte Zuführung von Wärmeenergie auf die zu verbindenden Innenflächen der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92, weist einen oberen Strahlungsreflektor 611 und einen unteren Strahlungsreflektor 612 auf, die beide elliptisch geformt sind. Der obere Strahlungsreflektor 611 und der untere Strahlungsreflektor 612 sind mit je einer ihrer elliptisch geformten Reflexionsflächen an einer Reflektormitte-Drehachse 63 befestigt. In einem Brennpunkt des elliptisch geformten oberen Strahlungsreflektors 611 und des elliptisch geformten unteren Strahlungsreflektors 612 ist eine obere Wärmequelle 621 und eine untere Wärmequelle 622 angeordnet. Beide sind stabförmig, sich über die Folienbreite erstreckend, ausgebildet. Im Strahlungsbereich der Strahlungsreflektoreinheit 61, insbesondere im Bereich des zweiten Brennpunktes einer gedachten Ellipse, ist der Strahlenteiler 66, der aus einem winklig zueinander angeordneten Oberreflektor 661 und Unterreflektor 662 besteht, die an einer Strahlenteilerdrehachse 663 zusammengeführt sind. Mittels einer oberen Höhenverstellung 664 und einer unteren Höhenverstellung 665 ist eine veränderte Stellung sowohl des Oberreflektors 661 als auch des Unterreflektors 662 mit dem Ziel einer Änderung der Reflexionswinkel an den der Deckfolie 92 und Basisfolie 91 zugewandten Reflexionsflächen erreichbar.
Die Basisfolie 91 und Deckfolie 92 werden im Folieneintritt 84 in den Presswalzenspalt 73 des Presswalzenpaares 7 geführt. Hierbei ist vorgesehen, mit der Vertikalverschiebungseinheit 8 in Abhängigkeit z.B. von den Foliendicken erforderliche Veränderungen der Größe des Presswalzenspaltes 73 einzustellen. Eine Lagerung 81 der Andruckwalze 72 wird mittels eines Führungsklotzes 82 und einer vertikalen Führung 83 vertikal verschiebbar gestaltet. Durch diese Anordnung wird eine linienförmige Pressung der Andruckwalze 72 auf die Unterwalze 71 über die gesamte Folienbreite erzeugt, die aus der Masse der Andruckwalze 72 und zusätzlich einstellbarer Gewichts- oder Federbelastung F resultiert.
Die Justierung und Einstellung der Höhe und der Parallelität des Presswalzenspaltes 73 erfolgen durch die am Gestell 1 jeweils unter den Führungsklötzern 82 auf der rechten und linken Seite des Presswalzenpaares 7 befindlichen verstellbaren Anschläge 85. Dadurch wird die maximale Absenkung der Andruckwalze 72 durch das Eigengewicht und die Federbelastung F zur Unterwalze 71, mit der zusammen der Presswalzenspalt 73 gebildet wird, begrenzt.
Die Voreinstellung der Höhe und der Parallelität des Presswalzenspaltes 73 erfolgt im statischen Zustand mit einer Lehre aus Parallelendmaßen. Hinter dem Presswalzenpaar 7 erfolgt die Kontrolle des Flächengewichtes der Zweischichtfolie 9 in unterschiedlichen Bereichen über die Folienbreite. Im laufenden Betrieb der Anlage kann stetig die Foliendicke pneumatisch gemessen werden.
Die Wärmequelleneinheit 62 mit der oberen Wärmequelle 621 und der unteren Wärmequelle 622 erstreckt sich über die gesamte Folienbreite. Beide Wärmequellen 621 und 622 sind da bei so angeordnet, dass sie mit den Brennpunkten f11 und f21 der elliptisch gekrümmten oberen und unteren Strahlungsreflektoren 611 und 612 zusammenfallen. Die mittels der Wärmequellen 621 und 622 erzeugte Wärmestrahlung wird zum größten Teil über die Strahlungsreflektoreinheit 61 zu einem Strahlenteiler 66 reflektiert. Die durch die Strahlungsreflektoreinheit 61 reflektierte Wärmestrahlung würde sich normalerweise aufgrund der doppelelliptischen Ausbildung des Strahlungsreflektors 61 in einem zweiten oberen Ellipsen-Brennpunkt f12 und einen zweiten unteren Ellipsen-Brennpunkt f22 konzentrieren. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Strahlungsteilers 66 werden der zweite obere Ellipsen-Brennpunkt f12 und der zweite untere Ellipsen-Brennpunkt f22 abgelenkt. Durch eine Reflektoreinstellung 64 im Zusammenwirken mit einer Lageveränderung der Strahlungsreflektoreinheit 61 um eine Reflektormitte-Drehachse 63 ist eine Justierung dieser Ablenkung möglich. Über den Strahlenteiler 66, der sich über die gesamte Folienbreite erstreckt, und der aus einem Oberreflektor 661 und einem Unterreflektor 662 besteht, die über eine Strahlenteilerdrehachse 663 und eine obere Höhenverstellung 664 und eine untere Höhenverstellung 665 einzeln verstellt werden können, wird die Wärmestrahlung mit ihrem zweiten oberen Ellipsen-Brennpunkt f12 und zweiten unteren Ellipsen-Brennpunkt f22 nach außen reflektiert, mit dem Ziel, auf der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 einen abgelenkten reflektierten oberen Ellipsen-Brennpunkt f11' und einen abgelenkten reflektierten unteren Ellipsen-Brennpunkt f21' mit einer hohen Wärmedichte zu bilden. Die Ellipsen-Brennpunkte f12 und f22 des Systems sind als fester Drehpunkt 67 des Strahlenteilers 66 ausgebildet. Dadurch kann der Drehpunkt des Strahlenteilers 66 zu den Einzelachsen der Strahlungsreflektoreinheit 61 geschwenkt werden und da mit die unterschiedliche Energieverteilung zur Basisfolie 91 und Deckfolie 92 reguliert werden.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden beispielsweise als Ausgangsmaterial zwei Polystyrenfolien verwendet. Die Basisfolie 91 hat eine Stärke von 0,200 mm und die Deckfolie 92 eine Stärke von 0,020 mm bei einer Breite von 900 mm. Die Deckfolie hat auf einer Seite eine Funktionsschicht in Form eines Farbdruckes.
Die Basisfolie 91 wird auf eine Basisfolienachse 21 der Basisfolienvorratsrolle 2 aufgebracht. Die Deckfolie 92 wird auf eine Deckfolienachse 31 der Deckfolienvorratsrolle 3 aufgebracht. Von der Basisfolienvorratsrolle 2 und der Deckfolienvorratsrolle 3 werden mindestens 250 m in der Weise abgerollt, dass eine Funktionsschicht der Deckfolie 92 der Basisfolie 91 abgewendet ist. Die Basisfolienachse 21 und die Deckfolienachse 31 liegen beidseitig durch das Eigengewicht lose auf dem prismatisch gestalteten Folienrollenlager 11 auf, die an der Oberseite des Gestells 1 angebracht sind. Die Basisfolie 91 und die Deckfolie 92 werden von der Basisfolienvorratsrolle 2 und der Deckfolienvorratsrolle 3 durch die zugeordnete obere Vorschubeinheit 4 und die untere Vorschubeinheit 5, die durch einen drehzahlgesteuerten, oberen Antrieb 41 einer oberen Vorschubeinheit 41 und einen drehzahlgesteuerten, unteren Antrieb 51 einer unteren Vorschubeinheit 5 angetrieben werden, kontinuierlich abgewickelt. Die Steuerung der Drehzahlen der als Getriebemotoren ausgebildeten Antriebe, des oberen Antriebs 41 und des unteren Antriebs 51 erfolgt durch einen Drehzahlregler(Vorschubeinheiten und Walzenantrieb) 100.
Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit der Signalgebung einer Lichtschrankeneinheit 77 (1) und einer Abdunklung der Lichtschranke(oben) 771 und der Lichtschranke (unten) 772 mittels einer Abdunkelungsfolie 78. Die Abdunkelung der Lichtschrankeneinheit 77 wird durch die Drehzahl der Vorschubeinheit(Verarbeitungsmaschine) 76, die zusammen mit der Drehzahl des Presswalzenpaares 7 durch das Absenken der Abdunkelungsfolie 78 in eine durch die Anordnung von Umlenkwalzen 75 erzeugten Schlaufe 79 der Zweischichtfolie 9 erreicht. Das Presswalzenpaar 7 besteht aus der Andruckwalze 72, die durch ihr Eigengewicht und einer Belastung F im Presswalzenspalt 73 einen Anpressdruck zur Unterwalze 71 von 2,5 N/mm² erzeugt. Die Unterwalze 71 wird durch einen drehzahlgesteuerten Getriebemotor(Unterwalzenantrieb) 74 angetrieben.
Die Basisfolie 91 und die Deckfolie 92 werden mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 75 m/min an der Wärmestrahleneinheit 6 vorbeigeführt. Die Heizleistung der Wärmestrahleneinheit 6, die aus der Wärmequelleneinheit 62, mit der oberen Wärmequelle 621 und der unteren Wärmequelle 622 (vgl. auch 5) besteht, ist auf einen Arbeitspunkt von insgesamt 3150 W eingestellt. Die maximale Leistung der oberen Wärmequelle 621 und der unteren Wärmequelle 622 beträgt jeweils 2000 W. Durch die Strahlungsreflektoreinheit 61 mit dem oberen Strahlungsreflektor 611 und dem unteren Strahlungsreflektor 612, die über die Reflektormitte-Drehachse 63 und einen Kurbeldrehpunkt 67 ein Standglied 671 der Reflektoreinstellung 64 bildet, werden die abgelenkten, reflektierten oberen und unteren Brennpunkte f11' und f21' in einen Bezug zur Folie von 32,5° bzw. 8,5° so eingestellt, dass auf die oben laufende Basisfolie 91 78% und auf die unten laufende Deckfolie 92 22% der Heizleistung abgestrahlt werden. Die Folien werden unmittelbar nach der Wärmebestrahlung zum Presswalzenspalt 73, der durch die Unterwalze 71 und die Andruckwalze 72 gebildet wird, geführt und dort miteinander zur Zweischichtfolie 9 verbunden.
Die Winkeleinstellung der Strahlungsreflektoreinheit 61 kann unabhängig für den oberen Strahlungsreflektor 611 und den unteren Strahlungsreflektor 612 erfolgen. An das gemeinsame Standglied 671 ist am Kurbeldrehpunkt 67 drehbar jeweils eine obere Kurbel 672 mit einem Drehgelenk(Koppel-Kurbel, oben) D11 und eine untere Kurbel 673 mit einem Drehgelenk(Koppel-Kurbel, unten) D21 angebracht. Eine obere Schwinge 676 wird aus der Reflektormitte-Drehachse 63 und einem Drehgelenk(Schwinge-Koppel, oben) D1 über einem Scheitel(Strahlungsreflektor, oben) S1 gebildet. Eine untere Schwinge 677 wird aus der Reflektormitte-Drehachse 63 und dem Drehgelenk(Schwinge-Koppel, unten) D1 über einen Scheitel(Strahlungsreflektor, unten) S2 gebildet. Über eine obere Koppel 674 und die Drehgelenke D1 und D11 sind obere Kurbel 672 und obere Schwinge 676 miteinander verbunden. Über die untere Koppel 675 und die Drehgelenke D2 und D21 sind untere Kurbel 673 und untere Schwinge 677 miteinander verbunden.
Durch die Lageveränderung einer oberen Verstellung 678 kann die Winkelverstellung des oberen Strahlungsreflektors 611 mit der oberen Wärmequelle 621 vorgenommen werden.
Durch die Lageveränderung einer unteren Verstellung 679 kann die Winkelverstellung des unteren Strahlungsreflektors 612 mit der oberen Wärmequelle 622 vorgenommen werden.
Die Lageveränderung und damit die unterschiedliche Verteilung der Wärmestrahlungsintensität des Strahlenteilers 66 zu der Basisfolie 91 und Deckfolie 92 erfolgt durch das Schwenken um einen Drehpunkt(Strahlenteiler) 666. Der Oberreflektor 661 kann durch eine obere Höhenverstellung 664 um eine Strahlenteiledrehachse 663 geschwenkt werden und damit der abgelenkte reflektierte obere Ellipsenbrennpunkt f11' an der vorbeilaufenden Basisfolie 91 verschoben werden. Der Unterreflektor 662 kann durch eine untere Höhenverstellung 665 um die Strahlenteiledrehachse 663 geschwenkt werden und damit der abgelenkte reflektierte untere Ellipsenbrennpunkt f21' an der vorbeilaufenden Deckfolie 92 verschoben werden.
In einem oberen Streustrahlungsbereich St1, der sich durch die direkte Wärmestrahlung der oberen Wärmequelle 621 und der unteren Wärmequelle 622 im Bereich der oberen Folie ergibt, wird im vorliegenden Fall die Basisfolie 91 im Bereich vor dem abgelenkten reflektierten oberen Ellipsenbrennpunkt f11' vorgewärmt. In Richtung Folieneintritt 84, hinter dem abgelenkten reflektierten oberen Ellipsenbrennpunkt f11', an dem die Folienoberfläche je nach Intensität des Wärmeeintrags bis in eine definierte Tiefe aufgeschmolzen wird, wird über den verbleibenden Streustrahlungsbereich St1 durch den weiteren Energieeintrag die Abkühlung und Erstarrung der Folienoberfläche verzögert.
In einem unteren Streustrahlungsbereich St2, der sich durch die direkte Wärmestrahlung der oberen Wärmequelle 622 und der unteren Wärmequelle 621 im Bereich der unteren Folie ergibt, wird im vorliegenden Fall die Funktionsfolie 92 im Bereich vor dem abgelenkten reflektierten oberen Ellipsenbrennpunkt f21' vorgewärmt. In Richtung Folieneintritt 84, hinter dem abgelenkten reflektierten unteren Ellipsenbrennpunkt f21', an dem die Folienoberfläche je nach Intensität des Wärmeeintrags bis in eine definierte Tiefe aufgeschmolzen wird, wird über den verbleibenden Streustrahlungsbereich St2 durch den weiteren Energieeintrag die Abkühlung und Erstarrung der Folienoberfläche verzögert.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, aus der die Anordnung der Hauptteile der Vorrichtung erkennbar ist. Auf dem Gestell 1 sind nacheinander die Basisfolienvorratsrolle 2 und die Deckfolienvorratsrolle 3 angeordnet. Die sich von ihnen kontinuierlich abwickelnden Basis- und Deckfolien werden über die obere Vorschubeinheit 4 und die untere Vorschubeinheit 5 dem Presswalzenpaar 7 zugeführt, aus dem dann die Zweischichtfolie 9 zur Weiterverarbeitung austritt. Die Wärmequelleneinheit 62 und die Strahlenteilerdrehachse sind unmittelbar vor dem Presswalzenpaar 7 angeordnet.
1. Änderungsmöglichkeiten des Einlaufwinkels der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 durch Änderung von Umschlingungswinkel(oben) 721 und Umschlingungswinkel(unten) 711 der Deckfolie 92 und der Basisfolie 91 am Presswalzenpaar 7
Durch die vertikale Verschiebung des Presswalzenpaares 7 oder die vertikale Verschiebung der oberen Vorschubeinheit 4 zusammen mit der unteren Vorschubeinheit 5 oder die gleichzeitige gegenläufige Verschiebung des Presswalzenpaares 7 und den Vorschubeinheiten 4 und 5 wird die Lage des Folieneintritts 84 zur Lage der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 verändert. Dadurch verändern sich die Umschlingungswinkel(unten) 711 der Basisfolie 91 auf der Andruckwalze 72 und der Umschlingungswinkel(oben) 721 der Deckfolie 92 auf der Unterwalze 71 (2).
Durch die vertikale Verschiebung des Presswalzenpaares 7 nach oben wird der Umschlingungswinkel(unten) 711 für die Basisfolie 91 auf der Andruckwalze 72 verringert und der Umschlingungswinkel(oben) 721 für die Deckfolie 92 auf der Unterwalze 71 vergrößert.
2. Temperaturstabilisierung am Presswalzenpaar 7 (4)
Im Bereich des Abstandes einer Wärmeeintragzone W zum Folieneintritt 84 und den Umschlingungswinkeln 711 und 721 auf der Unterwalze 71 und der Andruckwalze 72 kommt es zu einer Wärmeumverteilung in der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 in Richtung der Folienrückseite. Mit dem Kontakt der jeweiligen Folienrückseite und der Unterwalze 71 und der Andruckwalze 72, verursacht durch die Größe des jeweiligen Umschlingungswinkels(unten) 711 und Umschlingungswinkels(oben) 721, wird die Wärme an diesen Stellen durch eine Wärmeisolationsschicht, bzw. durch eine Temperaturregelung Andruckwalze 102 und eine Temperaturregelung Unterwalze 103 auf ein vorgegebenes Temperaturniveau eingestellt und stetig nachgeregelt.
3. Lage der Strahlenteilerdrehachse 663
Als optimale Einstellung des Strahlenteilers 66 für eine gleichmäßige Verteilung der Wärmestrahlung hat sich die beispielhafte Anordnung der Lage der Strahlenteilerdrehachse 663 im Bereich einer Blendenöffnung 613 der Strahlungsreflektoreinheit 61 und einer Mittellinie 65 des Strahlenteilers 66 ergeben. Wird die Strahlenteilerdrehachse 663 um den Drehpunkt(Strahlenteiler) 666 geschwenkt, so verändert sich die Verteilung der Energiedichte aus dem oberen Streustrahlungsbereich St1 und dem unteren Streustrahlungsbereich St2 zum Wärmeeintrag auf der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 gegenläufig.
Wird der Oberreflektor 661 durch die obere Höhenverstellung 664 um den Drehpunkt der Strahlenteilerdrehachse 663 geschwenkt, so verschiebt sich der abgelenkte reflektierte obere Ellipsenbrennpunkt f11' mit der höchsten Wärmeenergiedichte auf der Basisfolie 91.
Wird der Unterreflektor 662 durch die untere Höhenverstellung 665 um den Drehpunkt der Strahlenteilerdrehachse 663 geschwenkt, so verschiebt sich der abgelenkte reflektierte obere Ellipsenbrennpunkt f21' mit der höchsten Wärmeenergiedichte auf der Deckfolie 92.
Wie in 5 (Schnitt A-A von 4) dargestellt, können zur Beeinflussung des Bandlaufes in der Vorrichtung die Randzonen der Basisfolie 91 und der Deckfolie 92 während des Durchlaufes durch die Wärmeeintragszone W in einer einstellbaren Breite mit einer Randabschattung 68 abgeschattet werden. Die Randabschattung 68 vermindert den definierten Wärmeeintrag in den Randzonen und ermöglicht die Justierung der Lage des Bandlaufes im Presswalzenpaar 7 und den Umlenkwalzen 75.

1: Gestell
11: Folienrollenlager
2: Basisfolienvorratsrolle
21: Basisfolienachse
3: Deckfolienvorratsrolle
31: Deckfolienachse
4: obere Vorschubeinheit
41: oberer Antrieb
5: untere Vorschubeinheit
51: unterer Antrieb
6: Wärmestrahleneinheit
61: Strahlungsreflektoreinheit
611: oberer Strahlungsreflektor
612: unterer Strahlungsreflektor
613: Blendenöffnung
62: Wärmequelleneinheit
621: obere Wärmequelle
622: untere Wärmequelle
63: Reflektormitte-Drehachse
64: Reflektoreinstellung
641: oberer Einstellmechanismus
642: unterer Einstellmechanismus
65: Mittellinie
66: Strahlenteiler
661: Oberreflektor
662: Unterreflektor
663: Strahlenteilerdrehachse
664: obere Höhenverstellung
665: untere Höhenverstellung
666: Drehpunkt(Strahlenteiler)
67: Kurbeldrehpunkt
671: Standglied
672: obere Kurbel
673: untere Kurbel
674: obere Koppel
675: untere Koppel
676: obere Schwinge
677: untere Schwinge
678: obere Verstellung
679: untere Verstellung
68: Randabschattung
7: Presswalzenpaar
71: Unterwalze
711: Umschlingungswinkel(unten)
72: Andruckwalze
721: Umschlingungswinkel(oben)
73: Presswalzenspalt
74: Getriebemotor(Unterwalzenantrieb)
75: Umlenkwalze
76: Vorschubeinheit(Verarbeitungsmaschine)
77: Lichtschrankeneinheit
771: Lichtschranke (oben)
772: Lichtschranke (unten)
78: Abdunkelungsfolie
79: Schlaufe
8: Vertikalverschiebungseinheit
81: Lagerung
82: Führungsklotz
83: Vertikale Führung
84: Folieneintritt
85: Anschlag
9: Zweischichtfolie
91: Basisfolie
92: Deckfolie
100: Drehzahlregler(Vorschubeinheiten und Unterwalze)
101: Temperaturregler obere und untere Wärmequelle
102: Temperaturregler
103: Temperaturregler
D1: Drehgelenk(Schwinge-Koppel, oben)
D2: Drehgelenk(Schwinge-Koppel, unten)
D11: Drehgelenk(Koppel-Kurbel, oben)
D21: Drehgelenk(Koppel-Kurbel, unten)
f11: oberer Ellipsen-Brennpunkt
f11': abgelenkter reflektierter oberer Ellipsen-Brennpunkt
f12: zweiter oberer Ellipsen-Brennpunkt
f21: unterer Ellipsen-Brennpunkt
f21': abgelenkter reflektierter unterer Ellipsen-Brennpunkt
f22: zweiter unterer Ellipsen-Brennpunkt
F: Gewichts- oder/und Federbelastung
S1: Scheitel(Strahlungsreflektor, oben)
S2: Scheitel(Strahlungsreflektor, unten)
St1: oberer Streustrahlungsbereich
St2: unterer Streustrahlungsbereich
W: Wärmeeintragszone

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Zweischichtfolie durch Verbinden von zwei thermoplastischen Kunststofffolien, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzelfolie aus einem thermoplastischen Material kontinuierlich mit einer zweiten Einzelfolie aus thermoplastischem Material, aber geringerer Foliendicke, mit ihren zu verbindenden Folienoberflächen an Wärmestrahlungsquellen vorbei geführt werden, wobei die Energiezuführung so erfolgt, dass die zu verbindenden Oberflächen beider Einzelfolien zwischen 1 und 50 der Foliendicke erweicht oder angeschmolzen werden und die erweichten oder angeschmolzenen Folienoberflächen über die gesamte Breite zusammengeführt und unter Druck miteinander verpresst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmestrahlungsquellen Infrarotstrahlungsquellen verwendet werden, deren Strahlungsfrequenzbereich auf die maximale Absorption des als Einzelfolien verwendeten Materials eingestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erweichten oder angeschmolzenen Einzelfolien innerhalb von 0,1 bis 10 Sekunden nach der Erwärmung unter Druck zusammengepresst werden, wobei während des Zusammenführens keine weitere Wärmezuführung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Strahlenteilers zwischen 50 und 90% der Wärmestrahlungsleistung auf die dickere Einzelfolie und zwischen 50 und 10% der Wärmestrahlungsleistung auf die dünnere Einzelfolie gelenkt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit der Einzelfolien an der Wärmestrahlungsquelle und beim Zusammenführen der Einzelfolien in Abhängigkeit von Erweichungs- bzw. Aufschmelzgrad gesteuert und geregelt wird.
Vorrichtung zur Herstellung von Zweischichtfolien, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Gestell (1) drehbar gelagerte Folienvorratsrollen (2, 3), obere und untere Vorschubeinheiten (4, 5) und ein, an ihren Mantellinien einen Presswalzenspalt (73) bildend, drehbar gelagertes Presswalzenpaar (7, 8) für das Zusammenpressen der Einzelfolien (91, 92) angeordnet sind, dass die zwei zusammenzufügenden Einzelfolien (91, 92) durch entsprechende beabstandete Anordnung der oberen und unteren Vorschubeinheiten (4, 5) getrennt in das Presswalzenpaar (7, 8) einführbar sind und dass vor einem Folieneintrittsspalt (84) des Presswalzenspaltes (73) des Presswalzenpaares (7, 8) zwischen den beiden zu verbindenden Einzelfolien (91, 92) eine sich über die Breite der Einzelfolien (91, 92) erstreckende steuer- und regelbare Wärmestrahleneinheit (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmestrahleneinheit (6) eine Wärmequelleneinheit (62) mit mindestens einer oberen und unteren Wärmequelle (621, 622), die von einer Strahlungsreflektoreinheit (61) umgeben sind, und einen im Strahlungsbereich der Strahlungsreflektoreinheit (61) angeordneten Strahlungsteiler (66) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsreflektoreinheit (61) elliptisch geformte obere und untere Strahlungsreflektoren (611, 612) aufweist, wobei der obere und untere Strahlungsreflektor (611, 612) mit einer sich über die Folienbreite erstreckende Reflektormitte-Drehachse (63) miteinander separat schwenkbar verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Wärmequelle (621, 622) in Brennpunkten (f11, f21) der elliptisch geformten Strahlungsreflektoren (611, 612) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsreflektoreinheit (61) mittels einer als doppeltes Gelenkviereck ausgebildeten Reflektoreinstellung (64) über die Reflektormitte-Drehachse (63) einzeln justierbar ist, wobei ein gemeinsames Standglied (671) zwischen Reflektormitte-Drehachse (63) und Kurbeldrehpunkt (67) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsteiler (66) einen sich über die Breite der Basisfolie (91) und der Deckfolie (92) erstreckenden Oberreflektor (661) und Unterreflektor (662) aufweist, die unter einem einstellbaren Winkel zueinander angeordnet sind, wobei die Winkelspitze in einer Strahlenteiler-Drehachse (663) und das andere Ende des Oberreflektors (661) in einer oberen Höhenverstellung (664) und das andere Ende des Unterreflektors (662) in einer unteren Höhenverstellung (665) verstellbar gehaltert sind, und dass der Strahlenteiler (66) in einem Drehpunkt(Strahlenteiler) (666) schwenkbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt(Strahlenteiler) (666) mit dem zweiten Ellipsenbrennpunkt (f12, f22) auf einer Mittellinie (65) der Wärmestrahleneinheit (6) zusammenfällt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als obere und untere Wärmequellen (621, 622) stabförmige Infrarotstrahlungsquellen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen und unteren Wärmequellen (621, 622) aus einzeln regelbare Segmente bestehen.
Zweischichtfolie aus thermoplastischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass die Foliendicken der miteinander verbundenen Einzelfolien ein Verhältnis von 1 : 2 bis 1 : 50 aufweisen und dass sich zwischen den Einzelfolien eine durch Verschweißen der Oberflächen oder Oberflächenteilen der Einzelfolien entstandene gemeinsame Verbindungsschicht befindet.
Zweischichtfolie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Verbindungsschicht Unterbrechungen aufweist.
Zweischichtfolie nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen andere Materialien enthalten.
Zweischichtfolie nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen Farbpigmente enthalten.
Zweischichtfolie nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen Materialien enthalten, die die Eigenschaften einer Gasbarriere aufweisen.
Zweischichtfolie nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen keramische Materialien sind.
Zweischichtfolie nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweischichtfolie weitere Außenschichten aufweist.
Zweischichtfolie nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweischichtfolie einen vorher auf der Außenseite einer der zu verbindenden Folien aufgebrachten Farbdruck aufweist.
Zweischichtfolie nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbaufdruck auf der dünneren der zu verbindenden Folien aufgebracht ist.