DE1301463B - Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schichtkoerpern aus einem thermoplastischen Kunststoff und einem als Unterlage dienenden, chemisch andersartigen Werkstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kon- paare geführt wird. Soll nun mit einer derartigen tinuierlichen Herstellen von Schichtkörpern aus Vorrichtung Kunststoff-Rohmaterial äußerst untereinem thermoplastischen Kunststoff und einem als schiedlicher Körnung, z. B. als Mischung von Pulver, Unterlage dienenden, chemisch andersartigen Werk- Körnchen und Plättchen, verarbeitet werden, bei dem stoff, wie beispielsweise Metall oder Faserstoff, bei 5 das Volumen des größten der nach Form und Größe der das Kunststoff-Rohmaterial in Form eines Pul- stark unterschiedlichen Einzelteilchen ein Mehrvers, von Körnchen oder von Plättchen, wobei das faches des Volumens des kleinsten Einzelteilchens beVolumen des größten der nach Form und Größe trägt, so läßt es sich nicht verhindern, daß die Einzelstark unterschiedlichen Einzelteilchen ein Mehr- teilchen unterschiedlicher Größe auch unterschiedfaches des Volumens des kleinsten Einzelteilchens io lieh von dem oder den Preßwalzenpaaren erfaßt werbeträgt, auf die zusammenhängende Unterlage auf- den, d. h., die Masse wird während des Preßvorganbringbar, dort über den Erweichungspunkt erwärm- ges unterschiedlich gestreckt werden und auf ihrer bar und zusammen mit der Unterlage durch ein oder Unterlage auch unterschiedlich weiterwandern,
mehrere gegebenenfalls temperierbare Preßwalzen- Aufgabe der Erfindung ist es also, bei der vorgepaare führbar ist. 15 nannten Art des Kunststoff-Rohmaterials ein Strek-Schichtkörper aus einer Oberschicht aus thermo- ken undWeiterwandern der Teilchen auf ihrer Unterplastischem Kunststoff und einer Unterlage sind von lage während des Preßvorganges überhaupt zu vergroßer wirtschaftlicher Bedeutung, so z. B. als Fuß- hindern, um auf diese Weise im Bedarfsfall auch bodenbeläge. Bei den bisher üblichen Herstellungs- richtungsmäßig nicht gebundene Muster in der verfahren wird aus gepulvertem Kunststoffmaterial 20 Kunststoffschicht vorsehen zu können,
unter Anwendung des üblichen Kalandrierverfahrens Nach der Erfindung wird diese Aufgabe im weeine Bahn hergestellt, die dann auf eine getrennt her- sentlichen dadurch gelöst, daß die der Unterlage zugestellte Unterlage aufgeklebt wird. Damit die der- gekehrte, als Stützwalze dienende Preßwalze des art hergestellten Bahnen bei der weiteren Verarbei- Preßwalzenpaares in an sich bekannter Weise eine tung nicht reißen oder faltig werden, müssen sie not- 25 elastische Oberfläche aufweist,
wendigerweise ziemlich fest sein. Dieses Verfahren Mit einer solchen elastischen Stützwalze ist es bei ist umständlich und aufwendig. Arbeitsbeginn mit einer einmaligen Einstellung der Bei der Herstellung von mit dekorativen Mustern Walzenspaltbreite, die einem Kunststoff-Rohmaterial versehenen Schichtkörpern, ζ. B. Fußbodenbelägen, zwar unterschiedlicher Körnung, aber im wesenttreten weitere Schwierigkeiten auf, weil durch den 30 liehen für längere Zeit in aller Regel gleichbleibender Streckeffekt der Preßwalzen die Farbstoffteilchen, die Korngrößenverteilung derart angepaßt ist, daß das das gewünschte Ziermuster ergeben sollen, auf der Material zwar zum Zweck der Behebung des Zwi-Unterlage weiterwandern. Deshalb müssen solche schenraumes zwischen diesen Teilchen zusammengedekorativen Oberschichten unter Anwendung zusatz- preßt, aber nicht gestreckt wird, möglich, daß das licher Verfahrensschritte aufgebracht werden. 35 durch ungleichmäßige Korngrößen hervorgerufene Es ist auch schon vorgeschlagen worden, feinteilige Strecken und Weiterwandern des Kunststoffes wäh-Kunststoffmassen auf eine Unterlage aufzubringen rend des Preßvorganges nicht mehr eintritt,
und in erweichtem Zustand durch eine Flachdruck- Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch die presse zu führen, um den Kunststoff mit der Unter- Zeichnungen näher erläutert, wobei
lage zu verbinden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es 40 Fig. 1 eine Anordnung gemäß der Erfindung und nicht möglich ist, thermoplastische Massen in Form F i g. 2 eine weitere Ausführungsform zeigt,
einer kompakten Oberschicht auf eine starre, unnach- F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgiebige Unterlage aufzubringen, weil der in Flach- gemäßen Vorrichtung. Auf die Unterlage 2 wird das druckpressen unvermeidliche Streckeffekt die Ver- feinteilige Material 3 aufgetragen. Die Heizvorrichbindung zwischen der neugebildeten Kunststoffbahn 45 tungen4 erhitzen das thermoplastische Gemisch bis und der Unterlage zerstört. Ein solches Verfahren zum Erweichungspunkt, bevor es in den Spalt 5 der könnte allenfalls dann erforderlich sein, wenn das Verdichtungswalze eingeführt wird. Das Walzenfeinteilige Kunststoffmaterial eine streng einheitliche paar 6 besteht aus einer Metallplanwalze 7 und einer Teilchengröße hätte, so daß bei entsprechend großer Metallstützwalze 8, die mit einer elastischen Gummi-Dimensionierung der Preßwalzen und sorgfältiger 50 oberfläche 9 versehen ist. Vorzugsweise werden die Abmessung der auf die Unterlage aufgebenen Kunst- Heizvorrichtungen 4 oberhalb und unterhalb der das stoffteilchenschicht eine bloße Verdichtung ohne zerkleinerte Material tragenden Unterlage ange-Streck- und Scherwirkung möglich erscheint. Eine bracht.

solche einheitliche Teilchengröße liegt jedoch bei Während das thermoplastische Material mittels des dem feinteiligen Kunststoffmaterial im allgemeinen 55 Walzenpaares verfestigt wird, verursacht der auf dem selten vor, so daß eine Streckung der Teilchen und Gemisch ausgeübte Druck ein leichtes Zusammenein Weiterwandern auf der Unterlage während des drücken der Gummioberfläche 9, wie bei 15 darge-Preßvorganges nicht vermieden werden kann. Ins- stellt. Dieser auf den Gummiüberzug der Stützwalze besondere ist auf diese Weise die Erzeugung beliebi- ausgeübte Druck verhindert eine Streckung des therger dekorativer Muster in der Kunststoffbahn nicht 60 moplastischen Gemisches auf der Unterlage,
möglich. F i g. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform Wie bereits erwähnt, kennt man Vorrichtungen, einer anderen Vorrichtung gemäß der Erfindung. Die bei denen das Kunststoffrohmaterial in Pulver- oder Unterlage 2 trägt so viel zerkleinertes Material 3, wie Plättchenform auf eine sich kontinuierlich vorwärts zur Herstellung einer verfestigten Platte der gebewegende, zusammenhängende Unterlage aus Nicht- 65 wünschten Stärke erforderlich ist. Eine Strahlheizkunststoff aufgebracht, dort über dem Erweichungs- vorrichtung 4 erhitzt das zerkleinerte Material 3 vor punkt erwärmt und zusammen mit der Unterlage dessen Einführung in den Walzenspalt 5 des Walzendurch eine oder mehrere beheizbare Preßwalzen- paares 6, das aus einer Metallplanwalze 7 und einer

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mit elastischem Gummibelag 9 versehenen Metall- genüber Temperaturen von etwa 177° C bestän-

stützwalze 8 besteht. dig ist.

Zur Erzielung der gewünschten Oberflächeneigen- Der Gummiüberzug der Walze muß notwendiger-

schaften wird ein zweites Walzenpaar 10 verwendet, weise so dick sein und der harten Stahlwalze so viel das eine Planwalze 11 und eine gummiüberzogene 5 Widerstand entgegensetzen, daß der auf die thermo-

Stützwalze 12 besitzt. Die Platte 13 macht eine kurze plastische Masse ausgeübte Druck ausreicht, um der-

Drehung der Planwalze 11 mit und läuft dann über selben Festigkeit und zugleich eine kontinuierliche

die Leerwalze 14. Beschaffenheit zu verleihen. Falls der Gummiüberzug

Zur Ausschaltung eines Streckeffektes ist es zu- zu hart ist, tritt eine Streckwirkung auf, und das nächst erforderlich, die Menge des auf der starren, io Walzenpaar wirkt als Kalander. Diese Streckwirkung nicht nachgiebigen Unterlage aufzubringenden fein- ist, wie oben erwähnt, von Nachteil, weil durch das teiligenden Materials sorgfältig abzumessen, um eine Rutschen die Verbindung zwischen der neugebildeten ausreichende Menge für die Bildung eines festen Kunststoffschicht und der starren Unterlage unter-Uberzugs in der erwünschten Stärke bereitzustellen. brachen wird. Wenn die Gummioberfläche der Walze Es darf aber auch kein Überschuß an Material auf- 15 zu weich ist, dann findet keine zufriedenstellende gebracht werden, da hierdurch eine Streckwirkung Verdichtung statt, und die Schichtstärke variiert. Es hervorgerufen wird, die ihrerseits die zwischen dem ist deshalb wichtig, daß die als Überzug der Stützthermoplastischen Überzug und der starren Unterlage walze verwendete Gummiart sehr sorgfältig ausgebestehenden Verbindung zerstören würde. Es ist des- wählt wird.

halb erforderlich, eine genau bemessene Menge des so Es wurde gefunden, daß bei der Aufbringung von

Materials auf die feste Unterlage vor deren Einfüh- Polyvinylchloridmischungen auf feste Unterlagen eine

rung in den Walzenspalt zu bringen. solche Stützwalze am besten geeignet ist, die mit

Bei Kunststoff-Fußbodenbelägen ist diese Menge Gummi einer Shore-Härte von 45 bis 75 überzogen z. B. in einer Schicht enthalten, die die dreifache ist. Falls zähere thermoplastische Massen verwendet Dicke der gewünschten fertigen Oberschicht aufweist. 25 werden, kann es erforderlich sein, härteren Gummi Natürlich hängt es von der Teilchengröße der Körn- zu verwenden, und andererseits kann bei der Verdien ab, in welcher Dicke die Kunststoffmasse auf- arbeitung von weichen Kunststoffmassen zur Erziezutragen ist, wobei die Teilchengröße der Körnchen lung der gewünschten Verdichtung die Verwendung ihrerseits die Größe der in der Masse vorhandenen eines weicheren Gummis erforderlich sein. Die Dicke Poren bestimmt. Bei Verwendung von kleinen Körn- 30 des die Walze bedeckenden Gummis ist auch wegen chen wird eine Verfestigung auf weniger als ein Drit- der isolierenden Wirkung, die sie auf die temperaturtel benötigt. Größere Körnchen bedingen einen star- regelnde Flüssigkeit ausübt, von Wichtigkeit. Wenn keren Verfestigungsgrad. Das Eindrittel-Verhältnis der Überzug zu dünn ist, wird der gewünschte Polstegilt für Teilchen einer Größe von 0,30 mm bis 1,3 cm rungseffekt nicht erzielt, und wenn er zu dick ist, Länge bei einer Dicke von höchstens 0,2 cm. 35 bleibt die temperaturregelnde Flüssigkeit wirkungs-

Es kann erforderlich sein, vor dem Auftragen des los. Zufriedenstellende Ergebnisse werden bei Verzerkleinerten Materials auf die Unterlage diese zu wendung von Überzügen einer Dicke von 0,65 bis reinigen und dann mit einem geeigneten Klebemittel 2,54 cm erzielt,
zu überziehen. Ferner ist es erwünscht, eine temperaturregelnde

Nachdem die feinteilige thermoplastische Masse 40 Flüssigkeit auch durch die Planwalze laufen zu las-

auf die Unterlage mittels einer Dosierungsvorrich- sen, um sie so kühl zu halten, daß kein Festkleben

tung aufgetragen worden ist, wird sie bis zum Erwei- der thermoplastischen Masse an der Metallwalze er-

chungspunkt erhitzt. In diesem Zustand wird sie dann folgt. Bei Polyvinylchloridmischungen sollte diese bei

zwischen den Walzenspalt gebracht. einer Temperatur von etwa 132° C gehalten werden.

Das Walzenpaar verarbeitet die erhitzten Körn- 45 Die geeignete Temperatur für das zu verarbeitende chen zu einer Platte der gewünschten Dicke, die Material, die Ausbildung der gummiüberzogenen durch die jeweilige Einstellung des Walzenspaltes be- Stützwalze und die der metallenen Planwalze hängt stimmt wird, ohne daß dabei eine Streckwirkung auf- von der Art der verwendeten Kunststoffmasse ab.
tritt. Dies wird durch die elastische Gummiwalze im Da es bei Kunststoff-Rohmaterialien stark unter-Zusammenwirken mit der Unterlage ermöglicht, weil 50 schiedlicher Körnung praktisch unmöglich ist, eine die Gummiwalze leicht nachgibt, wodurch ein Strek- völlig exakte Dosierung auf der Oberfläche der starken oder ein Weiterwandern von Kunststoffmaterial ren Unterlage durchzuführen, und da zur Erzielung auf der Unterlage verhindert wird. einer Platte mit der gewünschten Festigkeit ein ge-

Da die eine Walze des Walzenpaares mit Gummi wisses Arbeiten des Materials erforderlich ist, muß überzogen ist, muß sie bei einer Temperatur betrie- 55 Vorsorge getroffen werden, daß das Kunststoffmateben werden, die für Gummi unschädlich ist. Da die rial während der Verdichtungsstufe gegebenenfalls auf die Unterlage aufgebrachte Kunststoffmasse eine etwas arbeiten oder fließen kann. Zu diesem Zweck Temperatur zwischen 149 und 232° C aufweist, wird hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Oberfläche die Hitze durch die Unterlage auf die Gummiober- der Planwalze zu ätzen oder sonstwie aufzurauhen, fläche der Walze geleitet. Deshalb ist es erwünscht, 60 wodurch die Oberfläche des auf die Unterlage aufeine Kühlflüssigkeit durch die mit Gummi überzogene gebrachten Kunststoffüberzugs ein unregelmäßiges Walze zirkulieren zu lassen, um so die Gummiober- Muster, ähnlich einer feinen Fältelung, erhält. Falls fläche bei einer für Gummi unschädlichen Tempera- das Endprodukt eine glatte Oberfläche besitzen soll, tür zu halten. Die Zusammensetzung des Gummi- kann dies dadurch erzielt werden, daß der verfestigte Überzuges der Walze kann variieren. Sowohl natür- 65 Überzug erhitzt und durch eine zweite Verdichtungslicher als auch künstlicher Gummi ergaben befriedi- walze geführt wird. Ebenso kann bei der Behandlung gende Ergebnisse. Vorzugsweise wird ein hitze- von nicht mit Füllstoffen versehenen Kunststoffmasbeständiger, synthetischer Gummi verwendet, der ge- sen ein außerordentlich guter Glätteffekt dadurch

erzielt werden, daß die rauhe Oberfläche einfach auf eine Temperatur erhitzt wird, die zur Erweichung ausreicht, wobei durch das Fließen an der Oberfläche dem Überzug ein Aussehen erhalten wird, das dem von gesintertem Metall oder keramischem Material ähnlich ist.

Das zu verarbeitende thermoplastische Gemisch kann mit jedem beliebigen Farbstoff pigmentiert werden; verschiedenfarbige Körnchen können vermischt werden, um ein gesprenkeltes Aussehen zu erzielen. Gewünschtenfalls können auch geometrische Muster dadurch erzielt werden, daß das lose, zerkleinerte Material mittels einer Schablone auf die feste Unterlage aufgetragen wird. Die auf diese Weise hergestellten Muster erstrecken sich durch die volle Tiefe des thermoplastischen Überzugsstoffes, und da bei dem Festigungsvorgang eine Streckwirkung vermieden wird, erfolgt kein Verziehen des vorgegebenen Musters.

Die vorliegende Vorrichtung kann auch zur Her- ao stellung von mit Füllstoffen versehenen Kunststoffüberzügen auf Metall- oder anderen festen Unterlagen dienen. Bei Verwendung von nicht mit Füllstoffen versehenen Kunststoffen ist es möglich, eine sehr dünne Schicht zu erzielen, die die Unterlage völlig bedeckt. Falls Färbungen oder Muster gewünscht werden, können Füllstoff-Pigment-Gemische verwendet werden. Die Biegsamkeit der auf die Unterlage aufgebrachten thermoplastischen Schicht erlaubt es, den Schichtkörper ohne Beschädigung der Schicht zu biegen.

Sowohl bei Verwendung einer metallenen als auch einer andersartigen Unterlage besteht die Oberfläche der Stützwalze der Verdichtungsvorrichtung aus einem elastischen Material, wie z. B. Gummi. Sie wird auf einer Temperatur gehalten, die für Gummi nicht schädlich ist, z. B. bei Verwendung von Naturgummi etwa 82° C oder darunter und bei Verwendung eines hitzebeständigen synthetischen Gummis bei Temperaturen bis zu 149° C.

Andere Ausführungsformen, z. B. die Verwendung einer gefederten Verdichtungswalze, liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung.

Im allgemeinen genügt zwar ein einziger Durchgang durch die Verdichtungsvorrichtung, jedoch hat es sich bei einigen Arten von thermoplastischen Gemischen als zweckmäßiger erwiesen, das Material zweimal durch die Verdichtungsvorrichtung laufen zu lassen. Hierbei wird das körnige Material vor seiner Einführung in den ersten Walzenspalt erhitzt und das teilweise verdichtete Material vor seinem Durchgang durch die zweite Verdichtungsvorrichtung erneut erhitzt. Bei Verwendung von zwei Verdichtungsvorrichtungen (vgl. Fig. 2) wird die erste zweckmäßigerweise bei einer Temperatur betrieben, die niedriger ist als die der zweiten. So werden z. B. bei der Verfestigung von nicht mit Füllstoffen versehenen Gemischen befriedigende Ergebnisse erzielt, wenn die Temperatur der Planwalze der ersten Verdichtungsvorrichtung zwischen 30 und 32° C und die der zweiten zwischen 49 und 115° C gehalten wird. Bei der Verarbeitung gefüllter Gemische wird die erste Verdichtungsvorrichtung bei einer Temperatur zwischen 60 und 120° C und die zweite zwischen 120 und 132° C gehalten. In beiden Walzenpaaren wird die Temperatur der unteren Walze so niedrig gehalten, daß sie für Gummi unschädlich ist. Bei Anwendung dieser Doppel-Verdichtungsvorrichtung wird die Stützrolle der ersten Vorrichtung mit einem Gummigemisch einer Shore-Härte von 45 und die der zweiten mit einem Gummi einer Shore-Härte von 75 überzogen. Das gepulverte Material wird auf eine Temperatur zwischen 149 und 205° C erhitzt, bevor es in den ersten Walzenspalt gelangt, und wird zwischen der ersten und der zweiten Verdichtungsanlage auf die gleiche Temperatur gebracht. Die Ausbildung eines erhabenen oder plastischen Musters auf ,der Oberfläche des verdichteten Produkts kann dadurch erreicht werden, daß eine Planwalze eingesetzt wird, die ein Relief des gewünschten Musters trägt.

Als besonders zweckmäßig haben sich als Kunststoff-Rohmaterialien Gemische von Polyvinylchlorid erwiesen. Auf die gleiche Weise kann jedoch auch jedes beliebige thermoplastische Gemisch auf eine Unterlage aufgebracht werden, z. B. Polystyrol, Polyäthylen, Polyvinylacetat und andere Polymerisate aus Vinylchlorid, sowie Mischpolymerisate auf Vinylchlorid und Vinylacetat. Die besondere Bedeutung der Erfindung beruht auf der hier erstmalig erschlossenen Möglichkeit, thermoplastische Gemische ohne den Eintritt einer Streckwirkung mit Hilfe eines Preßwalzenpaares zu verdichten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schichtkörpern aus einem thermoplastischen Kunststoff und einem als Unterlage dienenden, chemisch andersartigen Werkstoff, wie beispielsweise Metall oder Faserstoff, bei der das Kunststoff-Rohmaterial in Form eines Pulvers, von Körnchen oder von Plättchen, wobei das Volumen des größten der nach Form und Größe stark unterschiedlichen Einzelteilchen ein Mehrfaches des Volumens des kleinsten Einzelteilchens beträgt, auf die zusammenhängende Unterlage aufbringbar, dort über den Erweichungspunkt erwärmbar und zusammen mit der Unterlage durch ein oder mehrere gegebenenfalls temperierbare Preßwalzenpaare führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Unterlage (2) zugekehrte, als Stützwalze (8, 12) dienende Preßwalze des Preßwalzenpaares (6,10) in an sich bekannter Weise eine elastische Oberfläche aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalze (8,12) mit einem Belag (9) aus einem elastischen Werkstoff, z. B. Gummi, versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen