DE1479317C - Verfahren zum formhaltigen Aufwickeln thermoplastischer Folien - Google Patents
Verfahren zum formhaltigen Aufwickeln thermoplastischer FolienInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum form- - beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
haltigen Aufwickeln thermoplastischer Folien hoher dadurch gelöst, daß die Folie vor dem Aufwickeln
Elastizität mit einer auf der Oberfläche aufgebrach- in mechanisch unbeanspruchtem Zustand 20 bis
ten Funktionsschicht, insbesondere zum Herstellen 170 Stunden einer konstanten Temperatur zwischen
von Kohlebandspulen. 5 30 und 60° C ausgesetzt wird, wobei zwischen der
Thermoplastische Folien der genannten Art finden gewählten Temperatur und der Vorbehandlungsdauer
in den verschiedensten Bereichen Anwendung. Eine eine Wechselbeziehung besteht, danach gelagert und
bevorzugte Form ihrer Anwendung ist ein Band dann unter einer unterhalb der Elastizitätsgrenze des
relativ geringer Breite, das einen hier als Funktions- Folienwerkstoffes liegenden Zugspannung und einer
schicht bezeichneten Überzug aufweist und ent- ίο Temperatur von etwa 30 bis 40° C verbrauchsfertig
sprechend dessen Zusammensetzung und Eigenschaf- aufgewickelt wird.
ten Verwendung findet als Farbband für Druckwerke, Das Verfahren nach der Erfindung wird in der
als Klebeband, als Magnetband, zu Schutzzwecken folgenden Beschreibung erläutert und an Hand von
oder zu Schmuckzwecken. einigen Beispielen veranschaulicht.
Besondere Bedeutung haben derartige Bänder, die 15 Das erfindungsgemäße Verfahren setzt sich zwei
mit einer Carbonschicht versehen sind und in Schreib- voneinander getrennten Verfahrensschritten zusamwerken,
insbesondere Schreibmaschinen, Verwen- men: Der thermischen Vorbehandlung und dem
dung finden, da sie dank ihren Eigenschaften eine eigentlichen Aufwickelvorgang. Die thermische Vorgroße
Zahl von Nachteilen beseitigen, die den vorher behandlung dient der Entspannung des Materials
verwendeten Textilfarbbändern bzw. Carbonfarb- 20 und kann vorgenommen werden entweder an der
bändern mit Papier als Trägermaterial zu eigen sind. Folie selbst oder aber an den bereits vorher durch
Die Vorzüge insbesondere gegenüber den zuletzt Aufschneiden der Folie entstandenen einzelnen
genannten liegen in der großen Dehnungsfähigkeit, Streifen, die nach ihrer Vorbehandlung unter bedie
bei einer erhöhten Zugbeanspruchung ein Reißen stimmten Bedingungen auf eine Walze oder eine
des Bandes verhindert und auch bei starker Inan- 25 Spule aufgewickelt werden. Es ist jedoch nicht erforspruchnahme
mit plastischer Verformung des Bandes derlich, daß dieser zweite Verfahrensschritt unmittelohne
Einfluß auf die Güte des Abdruckes ist; weiter- bar im Anschluß an den ersten stattfindet, sondern
hin gewährleisten solche Bänder ein gestochen klares, er kann zu einer beliebigen späteren Zeit ausgeführt
auch bei starker Vergrößerung saubere Kanten auf- werden.
weisendes Schriftbild und vermeiden das gefürchtete 30 Art und Stärke der Folie sowie Art und Stärke
Verschmutzen der Drucktypen. Die äußerst geringe der Funktionsschicht werden entsprechend der be-Dicke
des Bandes ermöglicht es, auf einer Spule absichtigten Verwendung des fertigen Bandes gegegebener
Größe mehr Länge aufzuwickeln, so daß wählt. Soll das Band ζ. B. als Farbband in Schreibdie
Zeitabstände zwischen dem Farbbandwechsei maschinen benutzt werden, so kann die Folie aus
vergrößert sind. 35 einem dehnbaren thermoplastischen Material, wie Außerdem tritt bei solchen Bändern kein Ver- z. B. Zelluloseazetat, Zelluloseazetatbutyrat, PoIyschmutzen
der Hände bei der Handhabung und kein äthylen, Nylon, Polyterephthalat od. dgl. bestehen.
Verwischen des Abdruckes auf; auch besteht die Die Funktionsschtcht, die beispielsweise durch
Möglichkeit, auf einfache Weise jede beliebige ge- Kaschieren aufgebracht worden sein kann, enthält
wünschte Druckfarbe aufzubringen. 40 beispielsweise als Grundsubstanz ein schwer schmelz-Zweck
der Erfindung ist, Folien bzw. Bänder der bares polykristallines Wachs, ein harzartiges Material
oben aufgeführten Art auf einen als Nabe dienenden od. dgl. Der Werkstoff der Folie, die sowohl als
Rotationskörper, z. B. eine Spule, aufwickeln zu Träger für den daran haftenden Überzug als auch
können, ohne daß die gewickelte Rolle, wenn keine zur Verstärkung des Bandes selbst dient, hat vorzugs-Flansche
sie führen, nachträglich verrutscht oder 45 weise die folgenden Kennwerte: Elastizitätsmodul
ihre Form verliert. Solche nachträglichen Verformun- 3,0 · 104 kg/cm2, Längsdehnungsfaktor von mindegen
entstehen häufig infolge Veränderung der Um- stens lO°/o, linearer thermischer Dehnungskoeffizient
gebungstemperatur, und zwar insbesondere durch maximal 7 · 1O~5/0 C sowie eine Dicke von maximal
die Kräfte, die die Funktionsschicht auf das Band 0,05 mm. Die gewählte untere Grenze der Stärke des
ausübt, da beide Temperaturausdehnungskoeffizien- 50 Films ist im wesentlichen abhängig von der vorausten
sich voneinander unterscheiden. Dadurch oder sichtlichen Beanspruchung des Bandes. Je geringer
durch mechanische Einwirkungen kann eine axiale die zulässige Mindeststärke gewählt werden kann,
Verschiebung der Bandlagen, ein Aufwerfen der um so größer ist selbstverständlich die auf eine Spule
Rolle in eine Schüsselform und eine Zerstörung der vorgegebenen Außendurchmessers aufwickelbare
einheitlichen Wicklung des Bandes auftreten. Auch 55 Bandlänge.
löst sich häufig das Band vom Spulenkern. Man hat Die aufkaschierte Funktionsschicht hatvorzugsdiese
Erscheinungen durch zahlreiche Maßnahmen weise eine Dicke von nicht unter 0,0012 mm und
zu verhindern gesucht, indem man Spezialnaben nicht über 0,05 nun. Die praktische Anwendung des
vorsah, die federnde Elemente enthielten, gekerbte Bandes erfolgt beispielsweise in einer Bandbreite
Naben oder solche verhältnismäßig großen Durch- 60 von 8 mm und einer Länge von 270 m für eine
messers. Die dadurch erreichbare Ausgleichswirkung Spule. Beim Durchlaufen der Maschine, in der das
ist jedoch größtenteils auf den auf der Nabe auf- Band verwendet wird, wickelt man im allgemeinen
liegenden innersten Teil des Bandes begrenzt, so den verwendeten Anteil wiederum in Rollenform auf.
daß die erwähnten Schwierigkeiten im äußeren Teil Die Vorbehandlung gemäß dem erfindungsder
Bandrolle nicht beseitigt waren. 65 gemäßen Verfahren, die zur Entspannung des Mate-Die
der F.rfindung zugrunde liegende Aufgabe rials dient, erstreckt sich über einen Zeitraum von
besteht nun darin, diese Schwierigkeiten durch eine mindestens 20 Stunden bei einer Temperatur von
entsprechende Behandlung des Materials selbst zu mindestens 30" C und höchstens 6O0C; dabei ist
3 4
die erforderliche Vorbehandlungsdauer um so kürzer, messer von 38 mm und ist für einen Außendurchje
höher die gewählte Temperatur ist, unter der die messer der Rolle von 100 mm vorgesehen.
Folie gehalten wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß . .
der Zeitraum von 20 Stunden nicht unterschritten Beispiel la
werden darf, wenn die notwendige Wirkung zuver- 5 Das gleiche im Beispiel 1 beschriebene Bandlässig erzielt werden soll. Bei Temperaturen unter- material wird bei einer Temperatur von 30° C halb 60° C ist demnach eine längere Behandlungs- 48 Stunden lang vorbehandelt und sodann unter zeit erforderlich, jedoch wird, wie Versuche ergeben einer Spannung von 40 g/cm Bandbreite bei einer haben, keine zusätzliche Wirkung erzielt, wenn bei Verarbeitungstemperatur von 30° C aufgewickelt, einer Vorbehandlungstemperatur von 30° C die Zeit io Das Ergebnis dieses Versuches entspricht etwa dem über mehr als 170 Stunden ausgedehnt wird. des im Beispiel 1 beschriebenen.
Folie gehalten wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß . .
der Zeitraum von 20 Stunden nicht unterschritten Beispiel la
werden darf, wenn die notwendige Wirkung zuver- 5 Das gleiche im Beispiel 1 beschriebene Bandlässig erzielt werden soll. Bei Temperaturen unter- material wird bei einer Temperatur von 30° C halb 60° C ist demnach eine längere Behandlungs- 48 Stunden lang vorbehandelt und sodann unter zeit erforderlich, jedoch wird, wie Versuche ergeben einer Spannung von 40 g/cm Bandbreite bei einer haben, keine zusätzliche Wirkung erzielt, wenn bei Verarbeitungstemperatur von 30° C aufgewickelt, einer Vorbehandlungstemperatur von 30° C die Zeit io Das Ergebnis dieses Versuches entspricht etwa dem über mehr als 170 Stunden ausgedehnt wird. des im Beispiel 1 beschriebenen.
Diese Vorbehandlung gemäß der Erfindung kann . .
in einem beliebigen Raum oder auch in einem Ofen Beispiel Z
bekannter Bauart ausgeführt werden, in dem eine Das Band besteht aus 0,02 mm dickem PoIyvon mechanischen Beanspruchungen freie Lagerung 15 äthylen mit einem spezifischen Gewicht von 0,95 und eine Konstanthaltung der gewählten Temperatur und ist mit einer aus Pflanzenwachsgrundmaterial sichergestellt ist. Nach Ende dieser Vorbehandlung bestehenden Funktionsschicht versehen, in die ein kann das so entspannte Band nunmehr entweder Farbstoff für Druckzwecke, beispielsweise in einer sofort dem nachstehend beschriebenen weiteren Schreibmaschine, dispergiert ist; die aufgetragene Verfahrensschritt oder zwecks späterer Verarbeitung 20 Schicht hat eine Stärke von 0,005 mm. Die Vorbeliebig lange gelagert werden. behandlung dauert 36 Stunden und wird bei einer
in einem beliebigen Raum oder auch in einem Ofen Beispiel Z
bekannter Bauart ausgeführt werden, in dem eine Das Band besteht aus 0,02 mm dickem PoIyvon mechanischen Beanspruchungen freie Lagerung 15 äthylen mit einem spezifischen Gewicht von 0,95 und eine Konstanthaltung der gewählten Temperatur und ist mit einer aus Pflanzenwachsgrundmaterial sichergestellt ist. Nach Ende dieser Vorbehandlung bestehenden Funktionsschicht versehen, in die ein kann das so entspannte Band nunmehr entweder Farbstoff für Druckzwecke, beispielsweise in einer sofort dem nachstehend beschriebenen weiteren Schreibmaschine, dispergiert ist; die aufgetragene Verfahrensschritt oder zwecks späterer Verarbeitung 20 Schicht hat eine Stärke von 0,005 mm. Die Vorbeliebig lange gelagert werden. behandlung dauert 36 Stunden und wird bei einer
Im zweiten Verfahrensabschnitt wird das Material Temperatur von 40° C ausgeführt. Das Aufwickeln
auf einen Rotationskörper aufgewickelt, wobei, wenn des entspannten Bandes erfolgt unter einer Spannung
nicht schon vor der Vorbehandlung das Trennen in von 120 g/cm Bandbreite und einer Verarbeitungseinzelne Bänder ausgeführt wurde, gleichzeitig das 25 temperatur von 40° C. Die Formbeständigkeit der
Aufschneiden in die Bandform durchgeführt werden so hergestellten Rolle entspricht dem Ergebnis der
kann. Das Aufwickeln kann in jedem beliebigen in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen
Wickelgerät erfolgen, bei dem das Band während des Verfahrensweisen.
Wickelvorgangs unter einer vorgeschriebenen, kontrollierten Spannung und einer bestimmten konstan- 30 Beispiel2a
ten Temperatur gehalten werden kann. Wird die Der gleiche Werkstoff wie im Beispiel 2 wird bei entspannte Folie erst während des Wickelvorgangs einer Temperatur von 4O0C 56 Stunden lang vorzu einzelnen Bändern aufgeschnitten, ist es möglich, behandelt und anschließend unter einer Spannung gleichzeitig eine größere Anzahl von Bandrollen von 60 g/cm Bandbreite und bei einer Verarbeitungsherzustellen. Um die erzielbare Formbeständigkeit 35 temperatur von 35° C aufgewickelt. Maßhaltigkeit nach dem Wickelvorgang zu gewährleisten, ist es und Formbeständigkeit entsprechen wiederum der notwendig, daß das Band während des Aufwickeins in den vorhergehenden Beispielen genannten Rollen, nicht nur unter einer bestimmten Spannung gehalten
Wickelvorgangs unter einer vorgeschriebenen, kontrollierten Spannung und einer bestimmten konstan- 30 Beispiel2a
ten Temperatur gehalten werden kann. Wird die Der gleiche Werkstoff wie im Beispiel 2 wird bei entspannte Folie erst während des Wickelvorgangs einer Temperatur von 4O0C 56 Stunden lang vorzu einzelnen Bändern aufgeschnitten, ist es möglich, behandelt und anschließend unter einer Spannung gleichzeitig eine größere Anzahl von Bandrollen von 60 g/cm Bandbreite und bei einer Verarbeitungsherzustellen. Um die erzielbare Formbeständigkeit 35 temperatur von 35° C aufgewickelt. Maßhaltigkeit nach dem Wickelvorgang zu gewährleisten, ist es und Formbeständigkeit entsprechen wiederum der notwendig, daß das Band während des Aufwickeins in den vorhergehenden Beispielen genannten Rollen, nicht nur unter einer bestimmten Spannung gehalten
wird, sondern auch einer erhöhten Temperatur aus- Beispiel 3
gesetzt ist. Die Vorrichtung zum Beheizen des 40 Das Bandmaterial besteht aus Polyäthylen von
Bandes braucht lediglich so bemessen zu sein, daß 0,023 mm Stärke mit einem spezifischen Gewicht
sie während des etwa 3 Minuten andauernden Auf- von 0,96; die Basis für die Funktionsschicht bildet
wickel Vorgangs eines Bandes von etwa 270 m Länge wiederum ein Pflanzenwachsgrundmaterial, in das
dieses auf der vorgeschriebenen Temperatur hält. ein Farbstoff zum Abdruck in einer Schreibmaschine
Werden die in den folgenden Beispielen für die 45 dispergiert ist; die Stärke dieser Funktionsschicht
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt 0,05 mm. Die Vorbehandlung dauert 48 Stun-
angegebenen Werte eingehalten, so ist eine form- den und erfolgt bei einer Temperatur von 40° C. Im
haltige Stabilität der Bandrolle, die gemäß dem Ver- zweiten Verfahrensschritt wird das Band unter einer
fahren hergestellt wurde, bei Dehnung, Kontraktion Spannung von 160 g/cm Bandbreite und bei einer
und ähnlichen Erscheinungen, die später auftreten, 50 Temperatur von 40° C aufgewickelt. Das qualitative
gewährleistet, auch wenn das Band Temperaturen Ergebnis ist wiederum nahezu identisch mit den in
im Bereich zwischen 10 und 60° C ausgesetzt wird. den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Aus-
_ . . , Λ führungen des Verfahrens.
Ein Band besteht aus einer Folie von Zellulose- 55 Beispiel 3a
azetatbutyrat in einer Stärke von 0,022 mm; die Das gleiche Material wie im Beispiel 3 wird Funktionsschicht besteht aus einem Petrolwachs- 60 Stunden lang bei einer Temperatur von 4O0C grundmaterial in einer Stärke von 0,004 mm, in dem vorbehandelt und anschließend unter einer Zug-Farbstoff zum Drucken, beispielsweise in einer beanspruchung von 80 g/cm Bandbreite und bei Schreibmaschine, dispergiert ist. Die Vorbehandlung 60 einer Temperatur von 40° C zu Rollen aufgewickelt, dieses Bandes erfolgt bei einer Temperatur von Durch die Beispiele wurde auch gezeigt, daß nach 40° C 24 Stunden lang. Das entspannte Material dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Anwenwird anschließend auf kleine Rollen aufgeteilt und dung unterschiedlicher Temperaturwerte, Vorbehandunter einer Spannung von 60 g/cm Bandbreite, ent- lungszeiten und Spannungswerte, die gemäß der sprechend einer Zugbeanspruchung von 48 g bei 65 Erfindung in einer gegenseitigen Wechselwirkung 8 mm Bandbreite, und bei einer Verarbeitungs- stehen, gleiche Ergebnisse hinsichtlich der Formtemperatur von 30° C aufgewickelt. Die Nabe, auf beständigkeit der aufgewickelten Rolle erzielbar die das Band aufgewickelt wird, hat einen Durch- sind; die gewickelten Rollen zeigen eine absolut
azetatbutyrat in einer Stärke von 0,022 mm; die Das gleiche Material wie im Beispiel 3 wird Funktionsschicht besteht aus einem Petrolwachs- 60 Stunden lang bei einer Temperatur von 4O0C grundmaterial in einer Stärke von 0,004 mm, in dem vorbehandelt und anschließend unter einer Zug-Farbstoff zum Drucken, beispielsweise in einer beanspruchung von 80 g/cm Bandbreite und bei Schreibmaschine, dispergiert ist. Die Vorbehandlung 60 einer Temperatur von 40° C zu Rollen aufgewickelt, dieses Bandes erfolgt bei einer Temperatur von Durch die Beispiele wurde auch gezeigt, daß nach 40° C 24 Stunden lang. Das entspannte Material dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Anwenwird anschließend auf kleine Rollen aufgeteilt und dung unterschiedlicher Temperaturwerte, Vorbehandunter einer Spannung von 60 g/cm Bandbreite, ent- lungszeiten und Spannungswerte, die gemäß der sprechend einer Zugbeanspruchung von 48 g bei 65 Erfindung in einer gegenseitigen Wechselwirkung 8 mm Bandbreite, und bei einer Verarbeitungs- stehen, gleiche Ergebnisse hinsichtlich der Formtemperatur von 30° C aufgewickelt. Die Nabe, auf beständigkeit der aufgewickelten Rolle erzielbar die das Band aufgewickelt wird, hat einen Durch- sind; die gewickelten Rollen zeigen eine absolut
zuverlässige Fonnbeständigkeit gegen Beanspruchungen
mechanischer Art und gegen Temperaturschwankungen, die in dem Bereich zwischen + 10
und + 60° C liegen. Die angegebenen Werte für die Zugbeanspruchung des Bandes beim Aufwickeln auf
die Nabe^ sind so gewählt, daß die Dehnungsfähigkeit des Bandes im elastischen Bereich nicht vollständig
ausgenutzt ist, sondern nur zu einem Teil, so daß auch nach dem Aufwickeln des Bandes dieses noch
eine nennenswerte Elastizität hinsichtlich seiner Zugbeanspruchung aufweist.
Claims (4)
1. Verfahren zum formhaltigen Aufwickeln thermoplastischer Folien hoher Elastizität mit
einer auf der Oberfläche aufgebrachten Funktionsschicht, insbesondere zum Herstellen von Kohlebandspulen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Folie vor dem Aufwickeln in mechanisch unbeanspruchtem Zustand 20 bis 170 Stunden
einer konstanten Temperatur zwischen 30 und 60° C ausgesetzt wird, wobei zwischen der gewählten
Temperatur und der Vorbehandlungsdauer eine Wechselbeziehung besteht, danach gelagert und dann unter einer unterhalb der Elastizitätsgrenze
des Folienwerkstoffes liegenden Zugspannung und einer Temperatur von etwa 30 bis 40° C verbrauchsfertig aufgewickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch die gegenseitige Abhängigkeit von Vorbehandlungsdauer und -temperatur, derart, daß die
Vorbehandlung bei 60° C konstanter Temperatur über mindestens 20 Stunden und bei der Mindesttemperatur
von 30° C bis zu 170 Stunden erstreckt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufwickeln des
vorbehandelten Werkstoffes bei 30° C unter einer Zugbeanspruchung zwischen 20 und 40 kg/cm2
erfolgt und bei 40° C unter einer Zugspannung zwischen 40 und 70 kg/cm2.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie nach der
Vorbehandlung während des Aufwickeins kontinuierlich in Streifen geschnitten wird, so daß
eine Bandrolle entsteht.
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