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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines auf der
Oberfläche gemusterten Gießbrandes, wobei das Gießband aus einem mit einer Schicht
eines Silikonelastomers versehenen Trägergrundstoff besteht.
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Kunststoffolien und mit Kunststoff beschichtete Gewebe werden im
allgemeinen mit Hilfe eines ununterbrochenen, gewöhnlich aus Metall bestehenden
Gießbandes hergestellt. Das Band ist mit einem Antrieb versehen, der es in gleichmäßiger
und nicht schwingender Bewegung hält, und es hat eine Oberflächenausführung, welche
das Negativ der auf der Kunststofffolie gewünschten Oberfläche ist. Diese Oberflächenausführung
wird auf dem Band nach üblichen Methoden, z. B. im Falle einer gemusterten Oberfläche
durch Gravierung aufgebracht.
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Die ununterbrochene Kunstoffolie kann hergestellt werden, indem man
eine thermoplastische Paste auf das sich bewegende Band gleichmäßig aufträgt. Die
Bedingungen z. B. der Geschwindigkeit und der Viskosität der Masse werden derartig
eingestellt, daß Ausnehmungen in der Bandoberfläche vollständig gefüllt werden.
Die Masse wird durch Erhitzen geliert und die entstandene Folie kann vom Band leicht
abgenommen werden. Die Oberfläche der Folie ist das Positiv der Oberflächenausführung
des Bandes. Die bei einem solchen Bandverfahren erzielte Wiedergabe ist im allgemeinen
ausgezeichnet.
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Abgesehen von den hohen Kosten zur Herstellung solcher Metallbänder
treten bei ihrer Verwendung jedoch zahlreiche Schwierigkeiten auf. Da Metallbänder
unelastisch sind, benötigt man teure Einrichtungen, um sie in gleichmäßiger und
nicht schwingender Bewegung zu halten. Ein anderer Nachteil ist der zur Auswechslung
der Bänder erforderliche Aufwand und Zeitverlust, um Folien mit verschiedener Oberflächenmusterung
herzustellen.
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In der deutschen Patentschrift 1 105 834 ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Gießbandes beschrieheu, das aus einem feinfädigen, enggewebten und appretierten
Baumwollgewebe besteht, das mit einer dünnen Schicht eines Silikonelastomers beschichtet
ist. Ein solches Band kann jedoch nur zur Herstellung von Kunststoffolien mit stoffähnlicher
Oberflächenstruktur verwendet werden.
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Die deutsche Patentschrift 853 066 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung
von gemusterten Folien oder Bändern aus plastischen Kunststoffen mit Gitter-oder
Spitzenmustern u. dgl. Bei diesem Verfahren wird zunächst eine glatte Papierbahn
zwischen miteinander korrespondierenden M usterwalzen hindurchgeführt, so daß die
Papierbahn auf beiden Seiten mit Erhöhungen oder Vertiefungen versehen wird. Die
so gemusterte Oberfläche wird dann an einer Streichvorrichtung vorbeigeführt, wodurch
die Vertiefungen der Oberfläche mit dem Kunststoff glatt ausgefüllt werden, der
dann einer Wärmebehandlung unterworfen wird, um ihn in einen dauerhaften Belag überzuführen.
Der Papierbelag auf der anderen Seite der Oberfläche kann dann abgezogen oder belassen
werden. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß nur Folien mit relativ
grober Oberflächenstruktur hergestellt werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren
dahingehend zu verbessern, daß beliebige, vor allem auch sehr feine Negativmuster
in die Oberfläche des Gießbandes eingebracht werden können.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf ein Mustermodell ein kontinuierlicher
Belag einer Organopolysiloxankautschukmasse aufgebracht wird, die zunächst teilweise
vulkanisiert wird, auf die dann eine Trägerstoffschicht aufgebracht wird, und die
Kautschukmasse vollständig vulkanisiert und von dem Mustermodell abgezogen wird.
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Da die Oberfläche des Gießbandes aus einem Organopolysiloxan besteht,
erhält die darauf aufgegossene Plastikbahn ein Oberflächenmuster, das eine vollkommene
Wiedergabe des ursprünglichen Mustermodells darstellt. Die Art des Musters kann
also von vornherein bestimmt und durch entsprechende Auswahl des ursprünglichen
Mustermodells verändert werden.
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Der Trägergrundstoff kann aus gewebtem oder gewirktem Material oder
Filmmaterial, Metallband oder -gaze oder aus Glasfaserbahnen oder -gaze bestehen.
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Doppeltgewebte Gewebe sind als Trägergrundstoffe besonders geeignet.
Die Oberfläche des Trägergrundstoffes, die von der Gießoberfiäche entfernt ist,
kann z. B. mit einer Elastomerschicht versehen werden.
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Abgesehen von der Verbesserung der Zugeigenschaften des Bandes verhindert
eine solche Schicht eine Verformung, d. h. eine Wellung des Bandes während des Betriebes.
Die Elastomerschicht kann zweckmäßig aus einem Silikonelastomer bestehen, das auf
den Trägerstoff in Form einer Organopolysiloxankautschukmasse aufgebracht und anschließend
vulkanisiert werden kann. Andererseits kann man den Trägerstoff mit einer fertigen
Folie aus Silikonelastomer in jeder geeigneten Weise kaschieren.
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Ein Mustermodell ist ein Material mit glatter, mit Konturen versehener
oder genarbter Oberfläche, das auf dem thermoplastischen Folienmaterial wiedergegeben
werden soll. Das Material, aus dem das Mustermodell besteht, kann ein natürlicher
oder synthetischer Stoff und gegebenenfalls mit einem Trägermaterial versehen sein.
Beispiele für solche Materialien sind Gewebe z. B. aus Polyamid oder Polyäthylenglykolterephthalat,
genarbte thermoplastische Folien, glattes oder genarbtes Papier.
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Zur Herstellung eines Gießbandes der Erfindung wird ein Mustermodell
mit einer Organopolysiloxankautschukmasse in an sich bekannter Weise beschichtet,
beispielsweise mit Hilfe einer Rakel oder einer Aufwalzvorrichtung oder durch Anstreichen
oder Aufspritzen. Die Kautschukmasse wird bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur
zu einem Elastomer vulkanisiert, welches man vom Mustermodell in teilweisem oder
vollständig vulkanisiertem Zustand abnehmen kann.
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Bei Herstellung des Gießbandes trägt man vorzugsweise die Kautschukmasse
auf das Mustermodell in mindestens zwei getrennten Arbeitsgängen auf. Der erste
Auftrag kann mit Hilfe einer Rakel oder durch Aufstreichen oder -spritzen auf das
Mustermodell erfolgen. Die Auftragsgcsehwindigkeit und die Viskosität der verwendeten
Organopolysiloxanmasse werden so eingestellt, daß die Ausnehmungen in dem Muster
völlig angefüllt werden. Typische Organopolysiloxanmassen sind in dem Ausführungsbeispiel
angegeben. Ein zweiter Auftrag und gegebenenfalls ein dritter Auftrag der Paste,
die gegebenenfalls eine andere Zusammensetzung haben kann, als die beim ersten Auftrag
verwendete, wird z. B. mit Hilfe eines Rakels mit festem Abstand bis zu jeder gewünschten
Stärke vorgenommen. Die Organopolysiloxankautschukmasse
wird entsprechend
dem verwendeten Härter bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur vulkanisiert.
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Das Gießband kann vom Mustermodell unbeschädigt abgenommen werden.
Im Falle eines endlosen Bandes zeigt die Gießoberfläche nach innen, und das Gießband
muß umgekehrt werden, damit die Gießoberfläche außen liegt. In bestimmten Fällen,
beispielsweise wenn das Mustermodell die Form von wimpernartigen Fasern hat, kann
es notwendig sein, das Gießband aufzuscheniden, um es leichter vom Mustermodell
abzunehmen. In diesem Falle kann man das Band anschließend derartig wieder vereinigen,
daß die Gießoberfläche nach außen zeigt.
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Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gießbandes kann man für das
Mustermodell jedes Material verwenden. Vorzugsweise wird im Falle von genarbten
Mustern normaler Tiefe oder matter Oberfläche Papier verwendet. Dieses kann genarbt
oder ungenarbt sein. Die Oberfläche des verwendeten Papiers kann beispielsweise
durch Beschichten mit einer Mischung von Stärke und Natriumalginat behandelt werden,
um die Trenneigenschaften des Mustermodells zu verbessern. Bei Verwendung von Stärke-Natriumalginat
als Trennmittel trägt man vorzugsweise etwa 10 g/m2 auf. Eine derartige Beschichtung
zeigt keine Neigung vom Mustermodell abzugehen, wenn die Silikonelastomer-Narbungsoberfläche
von diesem abgezogen wird. Andere auf das Papier auftragbare Trennmittel sind Polymethylmethacrylat,
Carboxymethylcellulose, Nitrocellulose und Polyvinylchlorid.
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Ein solches Mustermodell aus Papier kann in üblicher Weise mit einer
Narbung bzw. einem Prägemuster versehen werden. Ein geeignetes Verfahren besteht
darin, eine Papierbahn durch den Spalt eines Paares von Prägewalzen zu führen, wie
sie normalerweise verwendet werden, um in üblicher Weise hergestelltes beschichtetes
Gewebe mit einem Muster zu versehen.
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Es wurde festgestellt, daß man mit Hilfe eines solchen Mustermodells
ein Gießband mit ausgezeichneter Oberflächenausführung herstellen kann. Die Verwendung
eines Mustermodells aus Papier ist besonders günstig, wenn man ein Gießband mit
glatter, matter Oberfläche herstellen will. Mit üblichen Gießoberflächen aus Metall
war es bisher nicht möglich, eine solche Oberflächenausführung zu erzielen. Dies
kann nunmehr mit einem Mustermodell aus Papier mit einer glatten, matten Oberfläche
erreicht werden.
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Mit einem erfindungsgemäß hergestellten Gießband aus einem Silikonelastomer
kann man dann ein thermoplastisches Folienmaterial mit ähnlich glatter, glatter
Oberfläche wie bei dem Muster herstellen.
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Einer der Vorzüge der Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten
Gießbandes ist die ausgezeichnete Trenneigenschaft dieser Bänder. Das heiße thermoplastische
Material klebt nicht am Gießband, wie es bei Verwendung üblicher Gießbänder der
Fall ist.
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Bei den bisher bekannten Gießoberflächen kann die thermoplastische
Folie nicht leicht abgenommen werden, da sie an der Gießoberfläche klebt. Diese
Schwierigkeit tritt bei Oberflächen aus Silikonelastomer nicht auf. Deshalb ist
es möglich, das Material bei höheren Temperaturen als üblich verarbeiten zu können.
Dies hat den Vorteil, daß man Kunststoffe verwenden kann, die sich zur Herstellung
von genarbten Produkten eignen, welche ihre Narbung bei viel höheren Temperaturen
beibehalten als es bei üblicher
Verarbeitung möglich ist. Weiterhin kann man bei
Verwendung von Gießbändern aus Siliconelastomer das Material bei höheren Laufgeschwindigkeiten
verarbeiten als es nach üblichen Methoden der Fall ist.
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Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Gießbänder besteht darin,
daß sie bei normaler oder anormaler Verwendung nicht ohne weiteres beschädigt werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Gießbänder haben den weiteren Vorteil, verhältnismäßig
billig herstellbar zu sein, und sie können mit einem einfacheren Antrieb verwendet
werden als Metallbänder, da sie elastisch sind. Somit ermöglicht die Erfindung wegen
dieses verhältnismäßig niedrigen Aufwandes an Einrichtungen eine billigere Herstellung
von thermoplastischem Folienmaterial, als es bisher möglich war.
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Die Lebensdauer eines erfindungsgemäßen Gießbandes hängt hauptsächlich
von dem in der thermoplastischen Masse verwendeten Weichmacher ab.
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Bestimmte Weichmacher, wie Di-Alphanylphthalate, schädigen Silikonelastomere.
In diesen Fällen ist es zweckmäßig, die Oberfläche des Gießbandes mit einer dünnen
Schutzschicht aus einem geeigneten Material zu versehen. Hierfür eignen sich Polytetrafluoräthylen
und Metalle, wie Nickel oder Molybdän. Eine geiegnete Stärke für eine metallische
Schutzschicht beträgt etwa 0,13 bis 0,25 mm.
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Ein Metallüberzug in einer solchen Stärke kann nach an sich bekannten
Methoden, z. B. durch Elektroplattieren, Aufdampfen im Vakuum, Aufspritzen oder
Galvanisieren auf nassem Wege erfolgen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen mit einem Silikonelastomer
beschichteten Trägergrundstoff; F i g. 2 zeigt einen Schnitt eines Mustermodells,
das mit einer Organopolysiloxankautschukmasse beschichtet ist; F i g. 3 zeigt schematisch
eine Vorrichtung zum Aufbringen des beschichteten Grundstoffes auf das beschichtete
Mustermodell; F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch den auf der Vorrichtung nach F
i g. 3 hergestellten Schichtstoff; F i g. 5 zeigt einen Schnitt durch das in F i
g. 4 dargestellte Material nach dem Aufbringen einer weiteren Schicht einer Organopolysiloxankautschukmasse
auf die unbeschichtete Oberfläche des Substrats; F i g. 6 zeigt einen Schintt durch
ein fertiges Gießband.
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F i g. 1 zeigt einen endlosen Trägergrundstoffl aus Gewebe oder einem
anderen geeigneten Material, der mit einer Organopolysiloxankautschukmasse 2 beschichtet
und unter Bildung eines Elastomerträgergrundstoffes 3 vulkanisiert worden ist.
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Fig.2 zeigt ein Mustermodell 4 mit genarbter Oberfläche 5, das mit
einer Organopolysiloxankautschukmasse 6 beschichtet und unter Bildung eines Elastomers
vulkanisiert worden ist, das ein zusammengesetztes Mustermodell 7 bildet.
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In der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung wird das Mustermodell
7 gemäß F i g. 2 unter einer Rakel 20 hindurchgeführt, wobei die Organopolysiloxankautschukmasse
6 zuoberst liegt, so daß eine Organopolysiloxankautschukmasse 14 auf der Silikonelastomerschicht
verteilt wird. Der in F i g. 1 dargestellte, beschichtete Elastomerträgergrundstoff
3 wird nun mit nach außen liegender Kautschukmasse 2 von einer
Vorratswalze
15 abgespult und durch den von den Walzen 11, 13 gebildeten Spalt hindurchgeführt,
wodurch der Elastomerträgergrundstoff 3 gegen die Organopolysiloxankautschukmasse
14 gedrückt wird, welche vorher auf das Mustermodell 7 aufgetragen worden ist. Der
so erhaltene Verbundstoff wird nun durch eine Kammer 16 geführt, in welcher eine
solche Temperatur herrscht, daß sämtliche Organopolysiloxanzwischenschichten vulkanisiert
werden und einen Schichtstoff bilden, wie er in F i g. 4 dargestellt ist.
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Der in F i g. 4 gezeigte Verbundstoff besteht aus dem endlosen Trägergrundstoff
1, den Organopolysiloxankautschukmassen 2, 14 und 6 und dem Mustermodell 4. Die
Bindung zwischen dem Trägergrundstoff 1 und den drei Kautschukmassen 2, 14, 6 ist
bleibend, während die Bindung zwischen dem Mustermodell 4 und der Kautschukmasse
6 nur eine vorläufige ist, da man das Mustennodell4 von dem Schichtstoff leicht
abziehen kann und die gemusterte Oberfläche der Kautschukmasse 6 hierbei frei liegt
(s. F i g. 6). Zur Verstärkung des Trägergrundstoffes 1 und zur Vermeidung einer
Wellung während der Verwendung des gemusterten Gießbandes kann es erwünscht sein,
den Trägergrundstoff 1 an der Rückseite des Gewebes auch noch mit einer Organopolysiloxankautschukmasse
zu beschichten. Die Kautschukmasse wird bei erhöhter Temperatur vulkanisiert. Ein
derartiges Mehrschichtenmaterial ist in F i g. 5 im Schnitt dargestellt. Das in
F i g. 4 gezeigte Schichtstoffgebilde ist hierbei mit einer Verstärkungsschicht
18 aus einem Silikonelastomer auf der Rückseite des Trägergrundctaffes 1 versehen.
Abgesehen von der Verstärkung des Trägergrundstoffes 1 unter Vermeidung von Wellungen
verbessert die Verstärkungsschicht 18 auch noch die Zugeigenschaften des Bandes
während des Betriebes.
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Das Gießband ist nunmehr fertiggestellt, doch haftet es noch am Mustermodell.
Das Mustermodell kann vom Band leicht abgezogen werden, wobei eine gemusterte Oberflächenschichtl9
aus Silikonelastomer freigelegt wird (s. F i g. 6). Die Oberflächenschicht 19 ist
die Arbeitsoberfläche des Bandes, auf die eine Paste einer thermoplastischen Masse
zu einer Folie gegossen werden kann.
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Das nachfolgende Beispiel beschreibt eine Masse, die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Die angegebenen Teile beziehen
sich auf das Gewicht.
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Es wurde eine Masse aus 100Teilen eines durch Hydroxylendgruppen
blockierten Polydimethylsiloxans einer Viskosität von 6000asc bei 25 C, 50 Teilen
Calciumcarbonat, 25Teilen Zinkoxyd und 3 Teilen Kieselsäureäthylester hergestellt.
Unmittelbar vor der Verwendung wurden 0, 5 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat zugesetzt.
Nach Zugabe dieses Härters hatte die Masse eine Viskosität von etwa 700cSt.
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Gleichzeitig mit der Herstellung dieser Masse wurde ein Mustermodell
hergestellt. 0,13 mm dickes Papier wurde mit einem Trennmittel auf Basis Stärke-Natriumalginat
in einer Menge von etwa 10 im beschichtet. Das beschichtete Papier wurde durch den
von einer Metallprägewalze und einer mit Stärke imprägnierten Baumwollgegenwalze
gebildeten Spalt geführt.
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Der erforderliche Prägedruck lag in der Größenordnung von 3,9 kg/mm2.
Hierdurch wurde die beschichtete Oberfläche des Papiers mit einer leder-
ähnlichen
Narbung versehen und bildet so das Mustermodell.
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Die Organopolysiloxankautschukmasse wurde anschließend auf die gemusterte
Seite des Mustermodells in zwei Arbeitsgängen verteilt. Im ersten Arbeitsgang wurden
etwa 67,8 g/m° und im unmittelbar darauffolgenden zweiten Arbeitsgang etwa 152,6
glm2 aufgetragen. Der erste Auftrag wurde mit einer Rakel und der zweite mit einer
Rakel mit festem Abstand vom Mustermodell vorgenommen. Der Organopolysiloxanauftrag
wurde unter Bildung eines Elastomers bei Rautemperatur etwa 8 Stunden gehärtet.
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Es wurde ein Trägerstoff hergestellt, indem man die gleiche Silkonkautschukmasse,
wie sie auf das Mustermodell aufgebracht wurde, auf eine endlose Länge eines 140
cm breiten Gewebes mit einem Gewicht von etwa 237, 3 glm : auftrug. Der Auftrag
wurde zweckmäßig in zwei hintereinander erfolgenden Arbeitsschritten durchgeführt,
und es wurden insgesamt etwa 203, 4 gXm2 der Kautschukmasse aufgebracht. Der Organopolysiloxanauftrag
wurde bei Raumtemperatur etwa 8 Stunden zu einem Elastomer vulkanisiert.
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Der beschichtete Trägergrundstoff und das beschichtete Mustermodell
wurden hierauf aneinander verklebt, indem das beschichtete Mustermodell und der
beschichtete Trägergrundstoff mit aneinander liegenden Silikonelastomerflächen durch
den Spalt eines Druckwalzenpaares geführt wurden. Zur Erzeugung einer starken Bindung
zwischen diesen beiden Schichten wurde eine weitere Schicht der oben verwendeten
Organopolysiloxankautschukmasse auf die Silikonseite des beschichteten Mustermodells
unmittelbar vor der Berührung mit dem beschichteten Trägergrundstoff aufgetragen.
Das Gewicht der Organopolysiloxankautschukmasse, die auf das beschichtete Mustermodell
aufgebracht wurde, betrug etwa 135, 6 glm2. Der Verbundstoff wurde dann in eine
Vulkanisierzone eingebracht, in der er etwa 8 Stunden bei Raumtemperatur verblieb,
um die Vulkanisation zu vervollständigen.
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Nunmehr wurde eine weitere Schicht der oben verwendeten Organopolysiloxankautschukmasse
auf die freie Gewebeoberfläche des Verbundstoffes aufgetragen (die andere Ofläche
ist die Rückseite des Modellmusters). Diese Beschichtung erfolgte in einem einzigen
Arbeitsgang. Es wurden etwa 135,6 gtm2 der Masse aufgetragen, und die Masse wurde
bei Raumtemperatur 8 Stunden vulkanisiert. Nunmehr mußte lediglich noch das Mustermodell
vom Gießband abgezogen werden, um die gemusterte Oberfläche des Silikonelastomers,
das Negativ des Musters auf dem Mustermodell ! freizulegen. Um sicherzustellen,
daß alle Silikonelastomerschichten vollständig vulkanisiert sind, wurde das Band
nochmals durch eine auf etwa 200CC erhitzte Kammer geführt und dieser Vorgang viermal
wiederholt. Das Band konnte nun verwendet werden.
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Im vorliegenden Fall wurde die Kautschukmasse zwar im Streichverfahren
aufgetragen, doch kann dies auch durch Spritzen, Aufwalzen oder Anstreichen erfolgen.
In diesen Fällen kann es erforderlich sein, die Viskosität der Masse und möglicherweise
die Härtungsmethode entsprechend der Aufbringungsart zu variieren. Man kann sogar
eine teilweise vulkanisierte, vorgebildete Folie aus Silikonelastomer auf den Trägergrundstoff
kleben, doch ist ersichtlich, daß es zur Durchdringung der Erhebungen und
Vertiefungen
im Mustermodell erwünscht ist, eine flüssige oder pastöse Masse zu verwenden.
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Für das Mustermodell können die verschiedensten Materialien verwendet
werden. In einigen Fällen liefert die Oberfläche des Materials, z. B. eines Gewebes,
das Muster desselben, und es ist keine weitere Narbung erforderlich. Ein Vorteil
dieses Verfahrens besteht darin, daß man eine hochglänzende Oberfläche auf dem Gießband
und damit auf der thermoplastischen Folie unter Verwendung eines stark glänzenden
Mustermodells, z. B. aus einem kalendrierten Kunstdruckpapier, herstellen kann.
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Obwohl im vorliegenden Fall der Trägergrundstoff mit einer Schicht
aus einem Silikonelastomer versehen worden war, bevor man ihn mit dem beschichteten
Mustermodell verklebte, ist ersichtlich, daß der unbeschichtete Trägergrundstoff
unmittelbar mit dem beschichteten Mustermodell verklebt werden kann.
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Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines auf der Oberfläche
gemusterten Gießbandes, wobei das Gießband aus einem mit einer Schicht eines Silikonelastomers
versehenen Trägergrundstoff besteht, dadurch gekennzeichne t, daß auf ein Mustermodell
ein kontinuierlicher Belag einer Organopolysiloxankautschukmasse aufgebracht wird,
die zunächst teilweise vulkanisiert wird, auf die dann eine Trägerstoffschicht aufgebracht
wird, und die Kautschukmasse vollständig vulkanisiert und von dem Mustermodell abgezogen
wird.