DE102017101284A1 - Two layer rolls - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzen-Anordnung für eine Anlage zur Corona-Behandlung von bahnförmigen Materialien, insbesondere Kunststoff-Folien, mit einer Behandlungswalze, und einer Anpresswalze, die mit der Behandlungswalze zusammenwirkt. Die Walzen-Anordnung kennzeichnet sich dadurch aus, dass die Anpresswalze eine äußere Beschichtung aufweist, die kompressibel ist, so dass sie ungleichmäßige Kontaktlinien (Nip) auf der Oberfläche der Behandlungswalze beim Anpressen der Folie ausgleicht.The present invention relates to a roller arrangement for a plant for corona treatment of web-like materials, in particular plastic films, with a treatment roller, and a pressure roller, which cooperates with the treatment roller. The roller arrangement is characterized in that the pressure roller has an outer coating which is compressible, so that it balances non-uniform contact lines (nip) on the surface of the treatment roller when pressing the film.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzen-Anordnung für eine Anlage zur Corona-Behandlung von bahnförmigen Materialien, insbesondere Kunststoff-Folien mit einer Behandlungswalze und einer Anpresswalze, die mit der Behandlungswalze zusammenwirkt. Die Erfindung betrifft ferner eine Anpresswalze für eine Anlage zur Corona-Behandlung von bahnförmigen Materialien mit einem Walzenkern und einer äußeren Beschichtung, die antistatische Eigenschaften aufweist. Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer solchen Anpresswalze.The present invention relates to a roller arrangement for a plant for the corona treatment of web-like materials, in particular plastic films with a treatment roller and a pressure roller, which cooperates with the treatment roller. The invention further relates to a pressure roller for a plant for the corona treatment of sheet-like materials with a roll core and an outer coating having antistatic properties. Finally, the invention also relates to the use of such a pressure roller.
Eine Vorrichtung zur Corona-Behandlung eines um eine Behandlungswalze geführten bahnartigen Materials ist beispielsweise aus dem Dokument
Zur elektrischen Behandlung der Oberfläche wird das bahnartige Material zwischen einer schnell rotierenden Behandlungswalze und einer Elektrodenanordnung vorbeigeführt. Die Elektrodenanordnung wird mit einer hochfrequenten Hochspannung gespeist, um in dem Behandlungsspalt zwischen Behandlungswalze und Elektrodenanordnung eine Corona-Behandlung zu erzeugen. Hierdurch wird die Oberfläche für eine nachfolgende Bearbeitung, insbesondere ein Bedrucken mit Farbe, vorbehandelt. Die Vorbehandlung dient insbesondere dazu, die Oberfläche der Kunststofffolie besser haftfähig für Farbe zu machen, so dass die danach aufgetragene Farbe besser haftet.For electrical treatment of the surface, the web-like material is passed between a rapidly rotating treatment roller and an electrode assembly. The electrode assembly is fed with a high frequency high voltage to produce a corona treatment in the treatment gap between the treatment roller and the electrode assembly. As a result, the surface for a subsequent processing, in particular a printing with paint, pretreated. The pretreatment serves, in particular, to make the surface of the plastic film more adhesive to paint, so that the paint applied thereafter adheres better.
Im Betrieb einer solchen Vorrichtung ergeben sich jedoch immer wieder Probleme beim Bedrucken der Kunststofffolie, beispielsweise dadurch, dass sich aufgedruckte Farbe wieder von der Kunststofffolie löst, weil sie nicht ausreichend gut haftet.In the operation of such a device, however, there are always problems in printing the plastic film, for example, the fact that printed ink dissolves again from the plastic film because it does not adhere sufficiently well.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Walzen-Anordnung für eine Anlage zur Corona-Behandlung so weiterzubilden, dass das Aufbringen von Farbe ohne Qualitätsverlust möglich ist.Against this background, the object of the present invention is to develop a roller arrangement for a system for corona treatment so that the application of color without loss of quality is possible.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Walzen-Anordnung dadurch gelöst, dass die Anpresswalze eine äußere Beschichtung aufweist, die kompressibel ist, so dass sie ungleichmäßige Kontaktlinien auf der Oberfläche der Behandlungswalze beim Anpressen der Folie ausgleicht.This object is achieved in the aforementioned roller arrangement in that the pressure roller has an outer coating which is compressible, so that it compensates for uneven contact lines on the surface of the treatment roller during pressing of the film.
Die Erfinder haben überraschenderweise festgestellt, dass die auftretenden Fehler bei der Bedruckung durch Ungleichmäßigkeiten bei der vorangegangenen Corona-Behandlung entstehen. Diese Ungleichmäßigkeiten bei der Corona-Behandlung können sich dadurch ergeben, dass der Behandlungsspalt zwischen der Behandlungswalze und der Elektrodenanordnung nicht konstant ist bzw. die Kunststofffolie im Behandlungsbereich nicht vollflächig auf der Behandlungswalze aufliegt. Dies kann die Folge von kleinen Beschädigungen in der Walzenoberflächen der Behandlungswalze sein.The inventors have surprisingly found that the errors occurring in the printing caused by unevenness in the previous corona treatment. These irregularities in the corona treatment can result from the fact that the treatment gap between the treatment roller and the electrode assembly is not constant or the plastic film in the treatment area does not rest on the treatment roller over the entire surface. This can be the result of small damages in the roll surfaces of the treatment roll.
Durch die spezielle Ausgestaltung der Anpresswalze mit einer äußeren Beschichtung, die kompressibel ist, wird erreicht, dass die Kunststofffolie selbst dann auf die Oberfläche der Behandlungswalze gedrückt wird, wenn Ungleichmäßigkeiten in der Oberfläche vorhanden sind. Diese Ungleichmäßigkeiten werden durch das kompressible Material der Anpresswalze ausgeglichen. Das heißt mit anderen Worten, dass die Anpresswalze die Kunststofffolie entlang der gesamten Kontaktlinie an die Oberfläche drückt.Due to the special design of the pressure roller with an outer coating that is compressible, it is achieved that the plastic film is pressed onto the surface of the treatment roller even if there are irregularities in the surface. These irregularities are compensated by the compressible material of the pressure roller. In other words, the pressure roller presses the plastic film along the entire contact line to the surface.
Dies hat zur Folge, dass keine Bereiche mit Luft zwischen Folie und Behandlungswalze entstehen können. Die Corona-Behandlung liefert somit ein gleichmäßiges Behandlungsergebnis, so dass die Haftfähigkeit für Farbe ebenfalls gleichmäßig ist.This has the consequence that no areas with air between the film and treatment roller can arise. The corona treatment thus provides a uniform treatment result, so that the adhesion to paint is also uniform.
Die Qualität des nachfolgenden Farbauftrags auf die Kunststofffolie wird damit deutlich verbessert.The quality of the subsequent ink application to the plastic film is thus significantly improved.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung weist die äußere Beschichtung der Anpresswalze zumindest eine erste äußere Schicht und eine zweite innere Schicht auf. Vorzugsweise ist die äußere Schicht aus einem Elastomer, vorzugsweise Gummi oder Polyurethan hergestellt, während vorzugsweise die innere Schicht aus einem kompressiblen Material, vorzugsweise Zellgummi oder Moosgummi gefertigt ist.In a preferred embodiment, the outer coating of the pressure roller on at least a first outer layer and a second inner layer. Preferably, the outer layer is made of an elastomer, preferably rubber or polyurethane, while preferably the inner layer is made of a compressible material, preferably cell rubber or sponge rubber.
Dieser zweischichtige bzw. zweilagige Aufbau der äußeren Beschichtung hat den Vorteil, dass die mit der Kunststofffolie in Kontakt kommende Oberfläche sehr robust und langlebig ist, während die innere Schicht die erforderliche Nachgiebigkeit bzw. Komprimierbarkeit bereitstellt.This two-layer or two-layer structure of the outer coating has the advantage that the surface coming into contact with the plastic film is very robust and durable, while the inner layer provides the required flexibility or compressibility.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Härte von 30 - 90 Shore A, vorzugsweise 45 - 60 Shore A für die äußere Schicht herausgestellt. Für die innere Schicht hat sich eine Härte von 10 - 60 Shore A, vorzugsweise 25 - 40 Shore A als vorteilhaft herausgestellt.A hardness of 30 to 90 Shore A, preferably 45 to 60 Shore A for the outer layer, has proven particularly advantageous. For the inner layer, a hardness of 10 to 60 Shore A, preferably 25 to 40 Shore A has been found to be advantageous.
Die äußere Schicht hat dabei in einer bevorzugten Weiterbildung eine Oberflächenrauheit von kleiner 1,0 µm.The outer layer has a surface roughness of less than 1.0 .mu.m in a preferred embodiment.
Diese Oberflächenrauheit hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt. This surface roughness has been found to be particularly advantageous.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die äußere Schicht, vorzugsweise alle Schichten der Anpresswalze antistatisch ausgebildet, vorzugsweise mit einem Durchgangswiderstand von kleiner 108 Ohm/cm.In a preferred embodiment, the outer layer, preferably all layers of the pressure roller antistatic, preferably with a volume resistivity of less than 10 8 ohm / cm.
Weiter bevorzugt weist die Behandlungswalze eine äußere Schicht auf, die ein dielektrisches Material, vorzugsweise Silikon, Epoxidharz oder Keramik aufweist. Bevorzugt weist die Behandlungswalze eine äußere Schicht auf, die eine Härte von 50 - 60 Shore A hat.More preferably, the treatment roller has an outer layer comprising a dielectric material, preferably silicone, epoxy or ceramic. Preferably, the treatment roller has an outer layer having a hardness of 50-60 Shore A.
Die Schichtdicke der Beschichtung der Anpresswalze liegt vorzugsweise im Bereich von 10 - 30 mm, bevorzugt bei 20 mm.The layer thickness of the coating of the pressure roller is preferably in the range of 10 to 30 mm, preferably 20 mm.
Diese Schichtdicke hat sich im Hinblick auf Nachgiebigkeit bzw. Kompressibilität und Langlebigkeit als besonders vorteilhaft herausgestellt.This layer thickness has proven to be particularly advantageous in terms of compliance or compressibility and longevity.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch von einer Anpresswalze für eine Anlage zur Corona-Behandlung von bahnförmigen Materialien, insbesondere Kunststoff-Folien, mit einem Walzenkern und einer äußeren Beschichtung, die antistatische Eigenschaften aufweist, dadurch gelöst, dass die Beschichtung kompressibel ist.The object underlying the invention is also achieved by a pressure roller for a system for corona treatment of web-like materials, in particular plastic films, with a roll core and an outer coating having antistatic properties, characterized in that the coating is compressible.
Die äußere Beschichtung der Anpresswalze weist bevorzugt zumindest eine erste äußere Schicht und eine zweite innere Schicht auf, wobei das Material der äußeren Schicht bevorzugt ein Elastomer, vorzugsweise Gummi oder Polyurethan ist. Weiter bevorzugt ist das Material der inneren Schicht ein kompressibles Material, vorzugsweise Zellgummi oder Moosgummi.The outer coating of the pressure roller preferably has at least a first outer layer and a second inner layer, wherein the material of the outer layer is preferably an elastomer, preferably rubber or polyurethane. More preferably, the material of the inner layer is a compressible material, preferably cellular rubber or sponge rubber.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch Verwendung einer Walze mit einer äußeren kompressiblen Beschichtung mit einer Härte von 10 - 60 Shore A, vorzugsweise 25 - 40 Shore A als Anpresswalze in einer Anlage zur Corona-Behandlung von bahnförmigen Materialien, insbesondere Kunststoff-Folien gelöst.The object underlying the invention is also achieved by using a roller with an outer compressible coating having a hardness of 10 to 60 Shore A, preferably 25 to 40 Shore A as a pressure roller in a plant for corona treatment of web-like materials, in particular plastic films ,
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Walzen-Anordnung, die Teil einer Anlage zur Corona-Behandlung ist; -
2 eine schematische Darstellung einer Anpresswalze im Querschnitt; -
3a eine schematische Darstellung der Walzenanordnung in einem Längsschnitt; und -
3b einen Bereich A der3a in vergrößerter Darstellung.
-
1 a schematic representation of a roller assembly which is part of a plant for corona treatment; -
2 a schematic representation of a pressure roller in cross section; -
3a a schematic representation of the roller assembly in a longitudinal section; and -
3b an area A of3a in an enlarged view.
In
Bei der Corona-Behandlung wird eine Folienbahn einer elektrischen Hochspannungs-Entladung ausgesetzt. Diese trifft zwischen einer geerdeten, bspw. einer Kunststoff-Folie, Walze aus Stahl und Aluminium und einer eng anliegenden isolierten Elektrode auf. Die Folie liegt dabei auf der Walze auf, so dass nur die der Elektrode zugewandte Seite behandelt wird. die Elektrode wird üblicherweise durch einen Hochfrequenzgenerator mit einer Wechselspannung von 10 - 20 kV und einer Frequenz zwischen 10 und 60 kHz versorgt.The corona treatment exposes a film web to a high voltage electrical discharge. This occurs between a grounded, for example. A plastic film, steel and aluminum roller and a close-fitting insulated electrode. The film rests on the roller, so that only the side facing the electrode is treated. The electrode is usually powered by a high frequency generator with an AC voltage of 10 - 20 kV and a frequency between 10 and 60 kHz.
Das Ergebnis dieser Corona-Behandlung liegt in einer Erhöhung der Oberflächenspannung (Dynung) auf einen Wert von 38 - 44 mN/m.The result of this corona treatment is an increase in the surface tension (dynung) to a value of 38-44 mN / m.
Die in
Die Behandlungswalze
Die Behandlungswalze
In
Eine Kunststofffolie
Die Anpresswalze
Nach einer gewissen Betriebsdauer können sich auf der Oberfläche der Behandlungswalze
Durch die spezielle Ausgestaltung der Anpresswalze
Die Anpresswalze besitzt hierfür eine äußere Beschichtung, die kompressibel bzw. nachgiebig ist, so dass sie eine ungleichmäßige Kontaktlinie auf der Oberfläche der Behandlungswalze ausgleichen kann.The pressure roller for this purpose has an outer coating which is compressible so that it can compensate for a non-uniform contact line on the surface of the treatment roller.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Anpresswalze, wie sie in
Die innere Schicht
Die äußere Schicht ist hingegen aus einem Elastomer, vorzugsweise Gummi oder Polyurethan hergestellt und besitzt eine Härte von 30 - 90 Shore A, vorzugsweise 45 - 60 Shore A. Bei diesem zweischichtigen Aufbau liefert die innere Schicht
Die beiden Schichten
Die Dicke der beiden Schichten
Obgleich sich der zweischichtige Aufbau als besonders vorteilhaft herausgestellt hat, ist es auch möglich, einen einschichtigen Aufbau zu wählen, so dass das kompressible Material die äußere Schicht bildet.Although the two-layered structure has been found to be particularly advantageous, it is also possible to choose a single-layered structure so that the compressible material forms the outer layer.
Darüber hinaus ist es selbstverständlich auch denkbar, mehr als die beiden in
Diese Funktionsweise wird nachfolgend nochmals mit Bezug auf die
In
Weist nun die Oberfläche der Behandlungswalze
Wird die Folie
Das gleichmäßige Behandlungsergebnis führt dann wiederum dazu, dass die später aufzutragende Farbe gleichmäßig haftet. Bereiche auf der Oberfläche der Folie, an denen sich die Farbe ablöst, können so wirkungsvoll vermieden werden.The uniform treatment result then in turn means that the later to be applied color adheres evenly. Areas on the surface of the film, where the color peels off, can be effectively avoided.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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