DE1177324B - Verfahren und Vorrichtung zum Praegen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Prägen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen und eine zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung. Soweit nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt ist, soll im folgenden unter der Bezeichnung »Folie« stets eine solche aus thermoplastischem Kunststoff verstanden werden.
• Es ist bekannt, die zu prägende Folie in plastischem Zustand stetig über eine sich gleichsinnig mit ihr bewegende Prägefläche zu führen und mit ihrem jeweils auf dieser Fläche aufliegenden Teilstück in das Reliefmuster der Prägefläche einzupressen.
• Während bei den üblichen Prägekalandern dieses Einpressen mit Hilfe einer Gegenwalze oder eines endlos umlaufenden Druckbandes erfolgt, das auf die Prägefläche einwirkt, hat man auch schon vorgeschlagen, ein strömendes Medium als Druckmittel zu verwenden, das innerhalb einer Druckzone auf die Außenseite des jeweils auf der Prägefläche aufliegenden Folienstückes einwirkt.
• Bei dem bekannten Vorschlag dient als strömendes Medium eine Druckflüssigkeit, die innerhalb eines offenen und daher unter Atmosphärendruck stehenden Raumes in Gestalt zahlreicher aus Düsenrohren austretender Sprühkegel auf die Folienaußenseite aufgespritzt wird. Die Düsenrohre bzw. die düsenartigen Öffnungen sind dabei so angeordnet, daß die Mittelachsen der einzelnen Sprühkegel etwa lotrecht auf der Folienaußenseite stehen, die Sprühfiüssigkeit also mehr oder weniger im rechten Winkel auf diese Folienseite auftrifft. Die Sprühfiüssigkeit bleibt nur ganz kurze Zeit mit der Folie in Berührung, wobei auch nur ihr dynamischer Druck zur Einwirkung auf die Folie gebracht wird. Ferner schreibt der bekannte Vorschlag auch nicht vor, die zu prägende Folie vor ihrem Zulauf zur Prägefläche in plastischen Zustand zu versetzen. Aus all diesen Gründen ist der bekannte Vorschlag nicht geeignet, um in der Folie eine saubere und dauerhafte- Prägung zu erzielen.
• Die Erfindung bezweckt, die Mängel des vorgenannten bekannten Vorschlags in überraschend einfacher und wirkungsvoller Weise zu beseitigen. Sie geht von der sowohl bei dem üblichen Prägekalander als auch bei der sogenannten Vakuumprägung gewonnenen Erfahrung aus, daß sich eine saubere Prägung der stetig durchlaufenden Folie nur dann erreichen läßt, wenn die Folie einerseits bei ihrem Zulauf zur Prägefläche durch entsprechende Vorwärmung möglichst weitgehend plastifiziert worden war und andererseits sowohl dieser Zulauf als auch der Prägevorgang selbst zerrungsfrei erfolgen. Die Sprühkegel der Druckflüssigkeit, die bei dem bekannten Vorschlag mindestens angenähert unter rechtem Winkel zur Folienaußenseite liegen, üben naturgemäß eine erhebliche Bremswirkung auf die Folie aus. Diese würde dadurch gefährliche Zerrungen erleiden, wenn sie sich in plastischem Zustand befände und infolgedessen nur sehr geringe Zugfähigkeit hätte. Für das bei dem bekannten Vorschlag anzunehmende Kaltprägen reicht aber der dynamische Druck der auf die Außenseite der Folie aufgespritzten Flüssigkeit nicht aus, um in der Folie saubere Abdrücke eines beispielsweise scharfkantigen Prägemusters hervorzurufen. Demzufolge schlägt die Erfindung vor, den Strom des als Druckmittel verwendeten Mediums innerhalb einer geschlossenen Druckkammer unter einem spitzen Winkel zur Laufrichtung der Folie gegen diese zu richten und das Medium gemeinsam mit der Folie aus der Druckkammer herauszuführen. Innerhalb der Druckkammer wird erfindungsgemäß neben dem dynamischen auch der statische Druck des Mediums zur Einwirkung auf die Folie gebracht.
• Den Auftreffwinkel des strömenden Mediums auf die Folie innerhalb der geschlossenen Druckkammer kann man bei vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit der Folie oder umgekehrt diese Geschwindigkeit bei vorgegebenem Auftreffwinkel des Mediums so wählen, daß die Folie durch das Auftreffen des Mediums keine Zugspannungen erleidet. Durch das weitere Erfindungsmerkmal, daß innerhalb der Druckkammer auch der statische Druck des Mediums neben dem dynamischen Druck auf die Folie einwirkt, erreicht man einen wesentlich gleichmäßigeren Prägedruck als bei dem bekannten Vorschlag und infolgedessen auch eine saubere Einprägung des Reliefmusters in die Folieninnenseite. Die Herausführung des- strömenden Melfiums gemeinsam mit der Folie aus der durch die geschlossene Druckkammer gebildeten Druckzone gewährleistet eine vergleichsweise lange Berührungsdauer des strömenden Mediums mit der Folie, so daß also der auf die Folie ausgeübte Prägedruck wesentlich länger auf diese einwirkt als bei dem bekannten Vorschlag.
• Die vergleichsweise lange Einwirkungsdauer ruft eine entsprechend dauerhafte Prägung hervor, weil zunächst in plastischem Zustand befindliche Folie Zeit genug hat, um alle Winkel und Ecken des Reliefmusters auszufüllen, und danach durch die von dem strömenden Medium ausgehende Kühlwirkung bis zur nachfolgenden Trennung von diesem Medium außerhalb der Druckkammer wieder hinreichend verfestigt wird; daher kann sich das in der Folie eingepreßte Prägemuster nicht mehr nachträglich verzerren.
• Bei Verwendung eines Gemisches aus einer Flüssigkeit und aus feinkörnigen Feststoffen als Druckmittel wird das Gemisch erfindungsgemäß nach seiner außerhalb der geschlossenen Druckkammer erfolgenden Trennung von der Folie im Kreislauf durch einen Verdichter wieder zur Druckzone geführt.
• Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung mit einer als Prägefläche dienenden angetriebenen Prägewalze kennzeichnet sich im wesentlichen durch eine von einer Druckpumpe aus mit einem hydraulischen Medium zu speisende geschlossene Kammer, die mit einer schlitzartigen Öffnung den Drucksektor des Prägewalzenmantels überdeckt. Die Druckkammer weist an den Längsrändern dieser Öffnung je eine elastisch nachgiebige Dichtungsleiste auf, die in Laufrichtung des jeweils auf der Prägefläche aufliegenden Folienteilstücks gekrümmt ist. Ferner ist erfindungsgemäß hinter der geschlossenen Druckkammer eine an die Saugleitung der Druckpumpe angeschlossene Abzugskammer für das hydraulische Medium vorgesehen, das die erstgenannte Druckkammer zusammen mit der Folie verläßt. In der Abzugskammer kann eine als rotierende Bürste ausgebildete Abstreifeinrichtung angeordnet sein, die zum Entfernen von Resten des vorerwähnten Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches dient, die etwa noch an der Folienaußenseite anhaften. Zweckmäßig sind die beiden Kammern innerhalb einer Haube vorgesehen, die in Richtung auf die Prägewalze hin verschiebbar im Vorrichtungsgestell angeordnet ist. Die erstgenannte Kammer, nämlich die geschlossene Druckkammer, liegt dabei mindestens angenähert lotrecht unter der Drehachse der Prägewalze.
• In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung beispielsweise veranschaulicht.
• Die zu prägende, mit 1 bezeichnete Folie läuft über Heizwalzen 2 stetig einer Prägewalze 3 zu und wird dabei mit Hilfe der Heizwalzen 2 in plastischen Zustand versetzt. Unterhalb der Prägewalze 3 befindet sich eine aus zwei getrennten Kammern 4 und 5 bestehende, am Vorrichtungsgestell angeordnete Haube 4, 5, die sich über die ganze Breite der Prägewalze 3 erstreckt und einen Sektor von deren gravierter Mantelfläche 3 a überdeckt. Die nur im Überdeckungsbereich - nach der Prägewalze 3 hin offene Haube läßt zwischen dieser Walze 3 und sich einen engen, von der Folie 1 durchwanderten Spalt frei. Die in Bewegungsrichtung der Folie 1 vordere Kammer 4 der Haube, die zur Zuleitung einer unter regelbarem Druck stehenden Füssigkeit auf die Außenseite der Folie 1 dient, liegt angenähert lotrecht unter der Drehachse 6 der Prägewalze 3. Die hintere Kammer 5 der Haube steht mit der vorderen Kammer 4 über eine Umwälzpumpe 7 für die Druckflüssigkeit in Verbindung und enthält eine Einrichtung zum Abstreifen der Flüssigkeit von der Außenseite der Folie 1, beispielsweise in Gestalt einer rotierenden Bürste 8.
• Die Ränder der Haubenöffnung, mindestens die Ränder der Öffnung der vorderen Kammer 4, tragen Dichtungsleisten 9 und 9 a, die sich mit elastischem Andruck auf die Außenseite der durchlaufenden Folie 1 legen und ein Abströmen der in der Haube 4, 5 kreisenden Druckflüssigkeit nach außen verhindern. Die in Bewegungsrichtung der Folie 1 hintere Dichtungsleiste 9a ist so nachgiebig, daß sie ein Uberströmen der Flüssigkeit aus der vorderen Kammer 4 in die hintere Kammer 5 ermöglicht.
• Die Haube 4, 5 kann ortsfest oder auch in Richtung auf die Prägewalze 3 hin verstellbar am Gestell der Prägevorrichtung angeordnet sein, bleibt aber auch bei verstellbarer Anordnung während des Prägens der durchlaufenden Folie 1 in der einmal eingestellten Lage. Sie kann ferner gegebenenfalls Heiz- oder Kühleinrichtungen für die in ihr kreisende Druckflüssigkeit enthalten, mit deren Hilfe sich die Druckflüssigkeit vor ihrem Auftreffen auf die Außenseite der durchlaufenden Folie 1 auf die jeweils günstigste Temperatur bringen läßt. Weiterhin kann die Haube4, 5 mit Einrichtungen ausgerüstet sein, um die in ihr kreisende tropfbare oder gasförmige Druckflüssigkeit mit feinkörnigen Feststoffen anzureichen. Dadurch wird die kinetische Energie der aus der Kammer 4 auf die Außenseite der Kunststoffolie 1 aufgeblasenen oder aufgesprühten Druckflüssigkeit wesentlich erhöht.
• Bei Verwendung von gasförmigen, nicht mit Feststoffen angereicherten Druckmitteln braucht im wesentlichen nur die beispielsweise an eine regelbare Druckluftquelle angeschlossene Kammer 4 mit den Dichtungsleisten 9, 9 a ihrer Offnungsränder vorgesehen zu werden. Nachdem die Druckluft die Kunststoffolie 1 mit hinreichendem Andruck auf die Mantelfläche 3 a der Prägewalze 3 gepreßt hat, kann die Druckluft in den Raum entweichen.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Prägen von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem die zu prägende Kunststoffolie in plastischem Zustand stetig über eine sich gleichsinnig mit ihr bewegende Prägefläche geführt und mit ihrem jeweils auf dieser Fläche aufliegenden Teilstück innerhalb einer Druckzone mittels eines auf die Außenseite dieses Folienstückes einwirkenden Druckmittels und unter Verwendung eines strömenden Mediums als Druckmittel in das Reliefmuster der Prägefläche eingepreßt wird, d a -durch gekennzeichnet, daß der Strom des als Druckmittel verwendeten Mediums in der Druckzone unter einem spitzen Winkel zur Laufrichtung der Folie gegen diese gerichtet und daß ferner durch Verwendung einer geschlossenen Druckkammer als Druckzone neben dem dynamischen auch der statische Druck des Mediums auf die Folie zur Einwirkung gebracht wird, die gemeinsam mit dem Medium aus der Druckkammer herausgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Gemisches aus einer Flüssigkeit und feinkörnigen Feststoffen als Druckmittel das Gemisch nach Trennung von der Folie im Kreislauf durch einen Verdichter wieder zur Druckzone geführt wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer als Prägefläche dienenden angetriebenen Prägewalze, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einer Druckpumpe (7) aus mit einem hydraulischen Medium zu speisende Kammer (4), die mit einer schlitzartigen Öffnung den Drucksektor des Prägewalzenmantels (3 a) überdeckt, an den Längsrändern dieser Öffnung je eine elastisch nachgiebige, in Laufrichtung des jeweils auf der Prägewalze (3) aufliegenden Folienstückes gekrümmt Dichtungsleiste (9 bzw. 9 a) aufweist und daß hinter dieser Kammer eine an die Saugleitung der Druckpumpe angeschlossene Abzugs- kammer (5) für das die erstgenannte Kammer (4) zusammen mit der Folie verlassende hydraulische Medium vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abzugskammer (5) eine als rotierende Bürste (8) ausgebildete Abstreifeinrichtung vorgesehen ist, die zum Entfernen von etwa noch an der Folienaußenseite anhaftenden Resten eines als hydraulisches Medium verwendeten Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches dient.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (4 und 5) innerhalb einer Haube (4, 5) vorgesehen sind, die in Richtung auf die Prägewalze (3) hin verschiebbar am Vorrichtungsgestell angeordnet ist, wobei die erstgenannte Kammer (4) mindestens angenähert lotrecht unter der Drehachse (6) der Prägewalze liegt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 506 599.