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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folienbahnen aus thermoplastischem
Kunststoff nut einem in Längsrichtung verlaufenden Linsenraster Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Folienbahnen aus thermoplastischem Kunststoff
mit einem in Längsrichtung verlaufenden Linsenraster unter Verwendung eines Extruders
mit einer Breitschlitzdüse und einem aus einer Prägewalze und einer glatten Gegenwalze
bestehenden Prägewalzenpaar, durch das der aus der Breitschlitzdüse kommenden Folie
das Linsenraster bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes jedoch oberhalb
des Erweichungspunktes des Kunststoffes eingeprägt wird.
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Die Erfindung geht von der Herstellung endloser Rasterfolien mit
Längslinsen insbesondere zur Verwendung in der optischen Industrie, zur Herstellung
plastisch wirkender Bilder und für Reklamezwecke aus, bei denen unter die Rasterfolien
ein Mehrfachdruck gelegt wird, dessen eines Bild durch die Lichtbrechung jeweils
zum Verschwinden gebracht wird.
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Zwecks Erzielung eines einwandfreien Effektes ist hierbei große Maßgenauigkeit
der Längslinsen und eine gute Trennung der optischen Wirkungen zwischen den einzelnen
Linsen erforderlich, um Randwirkungen auszuschließen.
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Es ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
flächenhafter Gebilde bekannt, bei welchem hinter einer Strangpresse Walzen frei
drehbar angeordnet sind, die durch das aus der Strangpresse austretende Material
angetrieben werden. Hierdurch sollen die bei anderen derartigen Vorrichtungen, bei
denen die Walzen angetrieben sind, auftretenden Nachteile in Form von Richtungseffekten
hinsichtlich der mechanischen und physikalischen Eigenschaften vermieden werden.
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Die Anordnung von durch das Material verdrehbaren Walzen eignet sich
aber allenfalls zur Herstellung flächenhafter Gebilde, deren Oberflächenbeschaffenheit
nicht strengen Toleranzen unterworfen ist. Infolge des sich ergebenden Materialstaus
vor dem Walzenspalt entsteht ein im Querschnitt ungleichmäßiges Gefüge, das nach
der Verformung, die im plastischen Zustand erfolgt, fließt.
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Unter diesem Gesichtspunkt sind im übrigen auch die bekannten Herstellungsverfahren
für fotografische Filme mit linsenförmigen Rasterelementen zu beurteilen. Bei diesen
bekannten Filmen werden radialsymmetrische Rasterlinsen erzeugt, welche infolge
der kreisförmig einwirkenden Verformungsprofile auch bei einer nach der Verformung
auftretenden Entspannung infolge der auch von benachbarten Linsenrastern auftretenden
Kräfte allseitig gleichmäßig derart beeinflußt werden, daß die geprägte Form im
wesentlichen erhalten bleibt. Diese bekannte Ausführung ist, insbesondere wenn Prägewalzen
verwendet
werden, nicht zur Herstellung von Längslinien geeignet.
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Bei einer ferner bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Folienbahnen
aus thermoplastischem Kunststoff mit eingeprägtem Raster wird die Folie praktisch
gertde durch das Prägewalzenpaar hindurchgeführt, so daß die Berührung der Folie
mit der Prägewalze nur linienförmig ist. Ferner ist bei dieser Vorrichtung eine
Regelung der Drehzahl des Prägewalzenpaares in Abhängigkeit von den Eigenschaften
der geprägten Rasterfolie nicht möglich.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile bei einem Verfahren eingangs
erwähnter Art dadurch beseitigt, daß die Folie an die Prägewalze mit einem einstellbaren
Umsclingungswinkel angedrückt wird und daß die in an sich bekannter Weise einstellbare
Drehzahl des Prägewalzenpaares in Abhängigkeit von der Dicke und/oder den optischen
Eigenschaften der geprägten Rasterfolie geregelt wird. Gerade in Verbindung mit
einem einstellbaren Umschlingungswinkel ist eine Drehzahlregelung des Prägewalzenpaares
erforderlich, da dieses bei jedem Umschlingungswinkel anders auf die zu bearbeitende
Folie einwirkt.
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Zweckmäßig wird die Rückseite der Rasterfolie während der Prägung
in an sich bekannter Weise auf eine höhere Temperatur erwärmt als die zu prägende
Vorderseite.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem die
Drehzahl des Prägewalzenpaares in Abhängigkeit von der Dicke der geprägten Rasterfolie
geregelt wird, bestehend aus einem Extruder mit einer Breitschlitzdüse und einem
temperaturgeregelten Prägewalzenpaar und einem hinter diesem angeordneten unit dem
PrägewalzerSpaar in einem bestimmten Geschwiaikeitsverhältnis laufenden Zugwalzenpaar
und
einer zwischen den Walzenpaaren angeordneten, die Dicke der geprägten Folie messenden
Kontrollwalze, weist das Kennzeichen auf, daß hinter dem Prägewalzenpaar eine in
der Höhe verstellbare Umlenkwalze angeordnet und daß die Drehzahl des Prägewalzenpaares
durch die Kontrollwalze steuerbar ist.
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Vorzugsweise wirkt die Kontrollwalze auf die Temperaturregeleinrichtung
des Prägewalzenpaares ein.
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Beispielsweise befindet sich auf dem Umfang der Kontrollwalze eine
Rasterfotografie, an Hand welcher die optische Güte der Rasterfolie überwacht wird.
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Für die Dickenmessung können bekannte Einrichtungen, wie beispielsweise
auf kapazitiver oder induktiver Grundlage arbeitende Geräte verwendet werden.
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Die Kontrollwalze ist zur Anpassung an den jeweiligen Verlauf bzw.
die Stärkeneinstellung der Folie allseitig verstellbar eingebaut.
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Zweckmäßig ist der Abstand zwischen der Umlenkwalze und dem Zugwalzenpaar
einstellbar undZoder ist eine auf die Folie einwirkende Kühleinrichtung zwischen
der Umlenkwalze und dem Zugwalzenpaar vorgesehen.
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Der Walzenspalt des Prägewalzenpaares kann in an sich bekannter Weise
einstellbar sein.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Die Figur zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung
nach der Erfindung, wobei die Temperaturregeleinrichtung für das Prägewalzenpaar
fortgelassen ist.
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Mit 1 ist ein Extruder bekannter Bauart bezeichnet. Es handelt sich
beispielsweise um eine Ausführungsform mit einer Schnecke mit Einfülltrichter 2.
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Am Ausgang des Extruders ist eine Breitschlitzdüse 3 angeordnet, aus
welcher das thermoplastische Material, beispielsweise Acetylcellulose, in Form einer
Folie austritt. Diese Folie läuft zwischen ein Prägewalzenpaar 4, 5. Dieses Prägewalzenpaar
ist mit einer Temperaturregeleinrichtung versehen, die über ein Aggregat 26 bzw.
über Wärmefühler derart gesteuert wird, daß in dem Walzenspalt eine Temperatur herrscht,
die unter dem Schmelzpunkt des zu bearbeitenden Materials liegt; beispielsweise
beträgt diese Temperatur bei dem genannten Material etwa 800 C.
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Die Temperaturregeleinrichtung muß daher das Prägewalzenpaar bei Beginn
der Bearbeitung zunächst aufheizen und später ständig kühlen. Die Walzen 4, 5 werden
auf verschiedene Temperaturen derart gebracht, daß die mit einer Profilierung versehene
Prägewalze auf einer etwas geringeren Temperatur gehalten wird als die auf die Rückseite
der Folie einwirkende Gegenwalze. Beispielsweise ist die Walze 4 mit rillenförmigen
Profilierungen versehen. Es ist zweckmäßig, die Profilierung an der obenliegenden
Seite der Folie anzuordnen, damit sie unter der am Ende der Vorrichtung angeordneten
Schneideinrichtung mit ihrer Rückseite über einen Tisch läuft.
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Im Gestell 6 ist hinter dem Prägewalzenpaar 4, 5 eine höhenverstellbare
Umlenkwalze 7 angeordnet, über die die Folienbahn8' läuft. Durch senkrechte Verstellung
der Umlenkwalze 7 kann der Umschlingungswinkel vergrößert bzw. verkleinert werden.
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Hinter der Umlenkwalze 7 ist eine Kontrollwalze 8 in dem Gestell
gelagert. Diese Kontrollwalze ist beispielsweise mit einer Meßeinrichtung 9 zur
Kontrolle der Folienstärke, insbesondere auch der Stärkenver-
teilung in der Profilierung
ausgestattet. Diese Meßo'inrichtung 9 kann mit einer Meßwertskala 10 versehen sein,
so daß eine Kontrolle durch Beobachtung möglich ist. Es sei darauf hingewiesen,
daß zusätzlich zu der oder auch an Stelle der obenerwähnten bekhahten Meßeinrichtung
eine fotografische AbtastungYder durchlaufenden Folie durchgeführt werden kann.
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In Vorschubrichtung hinter der Kontrollwalze 8 ist ein Zugwalzenpaar
11, 12 gelagert. Dieses Zugwalzenpaar hat eine elastische, beispielsweise aus Gummi
bestehende Oberfläche, so daß die hergestellte Profilierung nicht mehr beeinflußt
wird. Insbesondere wirkt das Zugwalzenpaar 11, 12 erst an einer Stelle auf die Folie
ein, an welcher die Temperatur der Folie auf etwa 300 gesunken ist.
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Das Prägewalzenpaar 4, 5 ist in einem vorteilhaft auf Rollen gelagerten,
d. h. in Längsrichtung der Vorrichtung verschiebbaren Gestell 13 gelagert. Auch.
das Zugwalzenpaar 11, 12 ist in einem entsprechend ausgebildeten, auf Rollen geführten
Gestell 14 gelagert.
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Der Maschinengestellteil 6, welcher die Gestellel3, 14 verbindet und
ein cntsprechender Gestellteil15 sind durch im einzelnen nicht dargestellte Mittel,
beispielsweise Spindelverbindungsstücke 16, 17, in ihrer Länge einstellbar, so daß
der Abstand zwischen den Gestellen 13, 14 und damit zwischen den Walzenpaaren 4,
5 bzw. 11, 12 verändert werden kann. Das Gestell 13 ist im übrigen durch Längssct
ienen 18 mit dem Extruder 1 einstellbar verbunden.
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Die Walzenpaare 4, 5 und 11, 12 halbe' je einen einstellbaren Walzenspalt,
indem beispielsweise die oberen Walzen 4, 11 höhenverstellbar gelagert sind.
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Zur Verstellung dienen beispielsweise Handräderl9 bzw. 20. Die Umlenkwalze7
ist in einer Vertilcalführung 21 an dem Maschinengestellteil 6 gelagert.
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Zur Höhenverstellung dient beispielsweise ein Handrad 22. Die Vertikalführung'
21 kann auch in Vorschubrichtung der Folie auf dem Gestellteil 6 eingestellt werden.
An den Gestellen 13, 14 befinden sich ferner Anzeigevorrichtungen 23, 24, die mit
dem Antrieb der Walzen 4, 5 bzw. 11, 12 gekuppelt sind und eine Überwachung des
Gleichlaufs bzw. des Notlaufs der Walzen 11, 12 zulassen. Die Antriebsmotoren sind
zweckmäßig in den Gestellen 13, 14 angeordnet, Die Gleichlaufregelung kann in bekannter
Weise erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von feldregelbaren Gleichstrommotoren
oder unter Anwendung einer an sich bekannten Röhrensteuerung. Zweckmäßig wird die
Regeleinrichtung an die Meßeinrichtung 9 an der Kontrollwalze 8 angeschlossen, so.
daß automatisch Nachregelungen erfolgen. -.
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Beispielsweise befindet sich zwischen der Kontrollwalze 8 und dem
Gestell 14 eine Seitenschneideinrichtung 25, die an dem Gestellteil 6 gelagert ist
und die Folie mit zwei Messerscheiben auf eine gewünschte Breite schneidet.
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Das Ergebnis der an der Kontrollwalze 8 gefundenen Meßwerte kann
zugleich dem Aggregat 26 zwecks Änderung der Temperaturen an den Walzen 4, 5 zugeführt
werden. Die Einspeisung der an der Kontrollwalze 8 gefundenen Werte erfolgt zweckmäßig
auf elektrischem Wege in den Steuerungskreis derWärmefühler an den Walzen 4, 5 auf
Grund der zur Extrudersteuerung vorübergehenden Veränderung des eingestellten Sollwertes.
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Hinter dem Gestell 14 ist ein Querschneidetisch 27 angeordnet. Auf
diesem Tisch befindet sich ein an sich bekannter Querschneider 28 mit einem in senkrechter
Richtung
bewegbaren Messer. Die Steuerung des Messers kann beispielsweise dadurch erreicht
werden, daß auf der Folie ein Meßrad umläuft, welches an seinem Umfang einen Kontakt
besitzt, der das Messer nach einmaligem Umlauf des Meßrades auslöst.
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Die aus dem Zugwalzenpaar kommende Rasterfolie kann auf eine Rolle
aufgewickelt werden; bei Verwendung des Querschneiders werden die abgeschnittenen
Folienstücke in einem Behälter 29 gelagert.