DE1504662A1

DE1504662A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von flaechenhaftem Material

Info

Publication number: DE1504662A1
Application number: DE19621504662
Authority: DE
Inventors: Jerome Hochberg
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1961-07-05
Filing date: 1962-07-05
Publication date: 1969-10-16
Also published as: GB967864A; CH415534A; LU41991A1; BE619783A; US3157723A; DE1504662B2; DK112971B; NL280552A

Description

Patentanwalt

DR.-ING. WALTER ABITZ Mönchen

5c Juli 1962 FED-718

Eo Io DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 1Qth and Market Streets, Wilmington 98, Delaware, V₀ St

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von flächenhaftem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von fläehenhaftem Plastnaterial. und eine zu seiner Durchführung ge= eignete Vorrichtung, insbesondere zum Zwecke daa Prägens, Po= lierens, Härtens und bzw., oder Laminierenso

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Zur Druckbehandlung von Plastfolien sind schon verschiedene Verfahren und Vorrichtungen in grossem Unfang verwendet wordene Beispielsweise sind Druckplatten oder -walzen, deren eine auf ihrer Oberfläche eine Gravierung beeitzt, in grossem Unfang zum Prägen von Plastfolien verwendet.worden· Man ■ ' hat auch glatte Walzen und Platten 21m Polieren solcher Folien verwendet« In den USA-Patentsehriften 1 956. 545» 2 039 258, 2 039 271, 19 660 (Reissue) und 20 037 (Reissue) ist eine als "Rotocure" bekannte Vorrichtung zur kontinu- ierlichen, langzeitigen Druckaueübung auf Plastfolie unter Verwendung eines Stahlbandes und einer beheizten Troanel mit fein polierter Oberfläche beschrieben» Nach der jüngeren USA-Patentschrift 2 970 343 wird sum stetigen Prägen und Jjuf tdurchlässigmachen von harsübersogenen Faserstoffen ein Drahtriemen in Verbindung mit einen Stahlband und einer beheizten Trommel verwendet·

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine. Vorrichtung zur Anwendung von Wärme und einem gleiohmässigen Druck eines fliessfähigen Mediums auf flächenhafte Materialien, wie Folien, insbesondere zum kontinuierlichen Prägen, Perforieren, Laminieren oder Polieren eines warnfornbaren Materials bei verlängerter Verweilzeit_β Eine weitere, besondere Auegestaltung der Erfindung ist auf eine kontinuierliche Härtung durch Wärme unwandelbarer flüchenhafter Materialien unter dem Druck fliessfähiger Medien gerichtet*

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Die Vorrichtung nach der Erfindung umfasst ein bewegliches, starres oder unnachgiebiges Glied, welches mit einer nachgiebigen, ortsfesten, aufblasbaren Unfassung, welche durch ein starres, ortsfestes Halteglied .gestützt vird, einen Spalt von ausgedehnter Lan^e und Breite bildet· Das bewegliche, unnachgiebige Glied kann zu einer Walze oder einem Riemen bzw. Band ausgebildet sein, wobei diese eine glatte oder gemusterte Oberfläche besitzen können. Der Riemen bzw. das Band kann aus einem flachen Blech- oder Drahtgewebe gebildet werden«

Bei einer bevorzugten AuufUhrungsforn der Erfindung wird zwischen den beweglichen starren Glied und der aufblasbaren ortsfesten Umfassung, welche zwischen sich den Spalt von ausgedehnter Länge und Breite bilden, eine ortsfeste Gleitfolie aus einem Material mit niedrigem Reibungsbeiwert angeordnetο Bei der bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung läuft das einer Wärme- und Druckbehandlung zu unterwerfende Material zwischen dem beweglichen starren Glied und der orte- I festen Gleitfolie hindurch, welche von der aufgeblasenen Umfassung gestützt wird, die ihrerseits uuf dem starren, ortsfesten Halteglied ruht. Die Gleitfolie besteht vorzugsweise aus einem Faserstoff, wie Gewebe, hoher Zugfestigkeit, welcher zumindest einseitig mit einem "fettigen" Fluorkohlenstoffhara, wie Polymerisaten und Copolymerisaten von Tetrafluorethylen,

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Monochlortrifluorttthylen und Vinylidenfluorid» beschichtet iet.

Die Erfindung kann auch ohne die Gleitfolie ausgeführt werden; in diesen Fall ist es aweckraiissig, swisohen den der V/änae- und Druckbehandlung unterliegenden Material und der aufgeblasenen Unfaesung feste oder flüssige Sohniermittel aneuwenden. Zu brauchbaren festen Sohnieraitteln gehören Glinner, Graphit oder Talkum und eu den flüssigen Schmiermitteln öle, V/asaer und andere Flüssigkeiten, die für das Behandlungsgut und das Material, welches die. naohg£ebige . aufgeblasene Umfassung bildet, unschädlich sind.

Das bewegliche, unnachgiebige Glied kann entweder eine glatte oder eine genusterte Oberfläche besitsen. Die aufgeblasene Umfassung, v/elche ait dem unnachgiebigen Glied den Spalt bildet, ist vorzugsweise aus einem hochfesten Fasenaaterlal, wie Gewebe, hergestellt und auf jeder Seite nit einer un-

durchlässigen Schicht überzogen.

Bei einer Abwandlung der bevorzugten Aueführunjeform der Erfindung kann das bewegliche, unnachgiebige Glied ein endloses Stahlband (wie beispielsweise bei der oben erwähnten "Rotocure"-Vorrichtung) oder ein Drahtband sein, welches um Pührungswalzen ltiuft, die auseinandergedrückt werden und

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auf diese Weise das Bund unter Bildung einer in wesentlichen unnachgiebigen OberfIUohe straff halten ο Da die aufgeblasene Uofassung eine flexible Oberfläche besitat, welohe von des in der Unfassung befindlichen Druoknittel gegen das unnachgiebige Glied gepresst wird, wird auf das Behandlungegut während des Durchlaufens des Spaltes, der von den beweglichen Glied und der ortsfesten Unfassung gebildet wird, ein gleichförmiger Druck ausgeübt.

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Sie Grundmerkmale und die praktische Durchführung der Erfindung sind nachfolgend im einzelnen an Hand einer bevorsugten AU·« fUhrungsform in Verbindung mit den Zeichnungen weiter erläutert» In den Zeichnungen zeigt: .

?ig. 1 an Hand eines Ausfiihrungsbeisplela der Vorrichtung naoh der Erfindung, teilweise aufgebrochen» dl« relativ· Anordnung und Besiehung der verschiedenen Teile In perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 in Endansicht, wobei ein Bereich vergröeeert dargeeteilt ist» die relative Lage der beweglichen, unnachgiebigen Waise 1, des Behandlungsgutes 6, der Gleitfolie 5» der beiden Seiten der aufblasbaren Umfassung 3a und 3b, des starren Haltegliedes 2 und des mit einem (nicht dargestellten) Ventils ausgerüsteten Durchlasses 4 für das fliessfähige Medium, bevor die verschiedenen feile miteinander in Druckberührung gebracht werden,

71g. 3 in einer Endansicht ähnlich flg. 2 das Ab» und Aufwickeln ) des Behandlungsgutes sowie die relative Lage der in Druokberährung befindlichen verschiedenen Elemente bei in Betrieb befindlicher Vorrichtung,

flg. 4 das starre Halteglied 2 in perspektivischer Darstellung und

Figo 5 in Endansicht die relativen Stellungen der verschiedenen Elemente bei einer abgeänderten Ausfuhrungsfom der Erfindung, wobei das bewegliche, unnachgiebige Olifd 1 die For« ein*·

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Siemens besltst und die ortsfeste, aufblasbar* atf aasung 9 το· eine· flaohen Bett 2 gehalten wird«

Die bevorsugte AuefUhrungsf or« einer Torrlohtung star Ausführung der Erfindung umfasst eine Prägewalse 1 auf der Aohse It Ii Oestell Ib und eine aufgeblasene Umfassung 3, welohe τοη eine· starren Haltesohuh 2 gehalten wird, weloher an einen fell der Omfangsfläohe der Frageweise 1 angrenet. Der 8ehuh 2 wird von 8tegen 2a gestttttt, welohe ihrerstits duroh einen hydraulischen λ Stempel 10 unterstutst sind· Der Schuh 2 reloht bei der bevorsugten Aueftthmngefom um etwa die Hälfte der Umfangsfläehe der Prägewale· 1, um ihn leicht anbringen und abnehmen su kennen, kann die Umfangafläohe der Prägewaise 1 aber auoh au ■ehr ala 90 t umgeben, wobei man beim Aufbau der Torrlohtung In der Art rerfährt, in der ein Zylinder in den andern eingeaetst wird.

Zwleohen der Prägewaise 1 und dem starren Halteschuh 2 ist eine aufblasbare, flexible Umfassung 3 mit Seitenwänden 3a und 3b aus einem kunstgummlttbersogenen fasermaterlal angeordnet· Die Omfassung 3 1st an dem Halteglied 2 duroh Bolaen 11 in Offnungen 12 befestigt« Die Sndkantea des Haltegliedes 2 Bind surttokversetst, um Raum für die Muttern auf den Bolsen su schaffen, welohe die Umfaaeung 3 feetlegen (fig· 4)· Die Umfassung 3 beeitst einen mit einem (nloht dargestellten) Tent11 Tereehenen Durohlaas 4 fttr die Ilnftthrung der flleme*

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fähigen Medien ale Druckiibertragungsmittel. Dae fließfähige Medium, das zum Aufblasen der Umfassung 3 und aid Druoklibertragungsmittel eingesetzt wird, ist vorzugsweise Luft» aber man kann auoh Flüssigkeiten, wie Wasser, öle usw., verwenden* Nach der besonders bevorzugten Ausftihrungsform der Erfindung ist eine Gleitfolie aus mit einem Fluorkohlenetoffpolymerieat beschichteten Glasfaserstoff, wie dem Polytetrafluoräthylen beschichteten Glasfaserstoff 5» zwischen der Prägewalze 1 und der aufgeblasenen Umfassung 5 angeordnet. Die (»leitfolie 5 ' brauoht lediglich am Eingangeende des Spaltes (wie bei 9 in Figo 2) befestigt zu werden. Bas mit den Fluorkohlenstoffpolymerisat beschichtete Glasfaseraaterlal ergibt eine Fläche mit niedriger Reibung«

Das wärme- und bzw. oder druokzubehandelnde, warmformbare Folienmaterial 6 wird von einer Vorratsrolle 7 abgewickelt und Über eine Führungsrolle 8a duroh den Spalt, der durch dl· Prägewalze 1 und den Haltesohuh 2 gebildet wird, und Über eine Führungsrolle 8b zur Aufwicklung 8 geführt. Zwieohen den Sohuh und dem warmformbaren Folienmaterial 6 liegt dl· aufgeblasen· Umfassung 3» Bei der besonders bevorzugten Auefilhrungefor· 1st zwisohen die aufgeblasene Umfassung 5 und das follenaaterial 6 ferner die Öleitfolle eingefügt, welche einen sehr niedrigen Reibungsbeiwert besitzt. Pur die Öleitfolie 6 hat sich ein mit Polytetrafluoräthylen überzogener Faserstoff alt einen

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niedrigen Reibungsbeiwert und flir den Aufbau der Umfassung 3 ein Baumwolldruok, der beidseitig dick mit einer undurchlässigen synthetisohen Gummimasae beschichtet ist, als besondere geeignet erwiesen. Die Umfassung 3 wird vorzugsweise mit Luft aufgeblasen, welche durch den Durchläse 4 eingeführt wird· Der Druck in der Umfassung beträgt etwa 0,7 bis 1,1 at; das Pollenmaterial wird durch die Aufblasung der Umfaesung und die AnpresBung des starren Schuhs 2 duroh den Hydraulikstempel 10 an die Umfassung 3 gegen die Prägewaise 1 gedrUokt. Das Ver- ™ fahren und die Vorrichtung sind schon bei einem sehr geringen Druck der Umfassung 3, wie 0*035 at, arbeitsfähig. Eine besondere obere Grenze flir den Druck der Umfassung, der hohe Werte, wie 1,4 at oder höher haben kann, gibt es nioht. Der Schuh 2 begrenzt die Ausdehnung der aufgeblasenen Umfassung 3· Bei einer Abwandlung der bevorzugten Ausfuhrung kann der Schuh 2 die Aussenwand der Umfassung 3 bilden (Figo 5)ο

Im Betrieb sind das Haltglied 2 und das Prägeelement 1 so. an- j geordnet, dass sie einen festen Abstand voneinander aufweisenο

Die aufgeblasene Umfassung 3 kann in Abschnitte oder Abteil· unterteilt sein derart, dass man in die Abteile Medien unterschiedlicher Temperatur, d. h. in den ersten Abschnitt heiss und in den zweiten Abschnitt kalt, einführen kann, um die geprägte Fläche abzukühlen, bevor sie von dem Prägeeleaent getrennt wird«

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Man kann auch ein poliertes biegsames BIeQh₉ wie AluminloBrfolie, zwischen der Gleitfolie 5 und der aufgeblasenen tA§- fassung 3 oder anstelle der QIeitfolle 5 verwenden, OB die Umfassung 3 vor einer Lochbildung infolge ubereäeeiger Ab» scheuerung zu schützen. Wenn ein biegsames Bleoh ale öleitfolie verwendet wird» kann man der Seite dee Jolieneateriale 6» welche mit dem ortsfesten Bleoh in Verbindung etent, «in Poliermittel zuführen, während die andere Seit· von dee) w eine Oberflächenmusterung aufweisenden fell 1 geprftgt wird»

Nach einer anderen Aueführungeform der Vorrichtung der Erfindung wird eine unter Druck stehend· Umfassung 5 angewandt, welche eich mit dem au behandelnden Material 6 neon Art eines endlosen Bandes bewegt, wobei somit die Oberseite 3a der UkfasBung 3, welche das zu behandelnde Material berührt, sieh in Bezug auf das Material nioht bewegt. Die Oleitfolie 5 wird hier zwischen der Bodenseite 3b der Umfassung 3 und den 8OhUh angeordnet, um die Reibung zwischen diesen fellen su vermindern.

Die Umfassung 3 kann auch von einer kontinuierlichen Hinge eines undurchlässigen Sohlauohs gebildet werden, welcher auf einer Rolle aufgewickelt ist und in den Spalt der Vorrichtung eingeführt und nach dem Wiederaustritt aus des 8palt auf einer anderen Rolle aufgewickelt wird. Bei dieser AuefUhrungsfore

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werden aa Eingang und Ausgang dee Spalte Quetschwalzenpaare angeordnet, utt das Druckmittel in dem Sohlauchabschnitt einzusohlleesen, welcher den Spalt durchläuft. Das Hälttglled fUr den aufgeblasenen Schlauch kann entweder ein ortsfester Sohuh genäse 91g. 1 bis 4 oder ein Bett in dichtem Abstand angeordneter Walzen gegenüber dem beweglichen, unnachgiebigen Glied 1 aein.

Das in die Umfassung 3 eingeführte Medium kann erhitzt oder ¹ gekühlt sein. Um die aufgeblasene Umfassung 3 und die Gleitfolie 5 zu. ktlhlen, um die Reibung zu vermindern und die Lebensdauer der Umfassung 3 sowie der Gleitfolie 5 zu verlängern, kann das in die Umfassung eingeführte Medium zur Temperaturregelung in einem Kreislauf geführt werden.

Zu den erfindungsgemäse zu behandelnden flächenhaften Materialien gehören warmformbare flächenhafte Materialien, wie diejenigen, welohe thermoplastische Harze als Filmbildner enthalten, eineohlieselioh Polyvinylchlorid, Mischpolymerisat von Vinyl» Chlorid und anderen mit ihm misohpolymerisierbareq äthylenartig ungesättigten Monomeren, Nylon und andere thermoplastische Polyamide, Cellulosederivate, wie Cellulosenitrat, Celluloseacetat und 'Cellulooeacetobutyrat, Polyurethane, wie die Reaktionsprodukte eines Polyätherglykole oder Hydroxylendgruppen aufweisenden Polyesters und eines Diisocyanates und Gemisohe

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thermoplastischer Harze. Die warmformbaren fläohenhaften Materialien können die Form von selbsttragenden folien» Faserstoffen, wie Geweben, oder eines Überzuges auf einem flexiblen Träger, wie Papier, Fasermaterial oder Metall» besiteen.

Die Erfindung eignet eich besondere zur Prägung lederähnlicher flächenhafter Materialien mit einem warmformbaren Polyurethanüberzug auf einem Fasermaterialträger, wie dem In der Auslegesohrift 1 110 607 beschriebenen Materialο

Die Erfindung eignet sich auch zur Härtung von in der Wärme, umwandelbaren Schichten, wie selbsttragenden, folienartigem ' Material aus Kunst- und Naturgummi, oder beschichteten Trägern, in der Wärme unwandelbaren Harzen, wie Harnstoff-» Melamin- und Phenol-Aldehyd-Harzen.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, eine kontinuierliche Behandlung mit Wärme und Druck bei einer ausgedehnten Einwirkungszeit unter Verwendung einer.vereinfachten und wenig aufwendigen Vorrichtung zu ermöglichen. Sin weiterer Vorteil ist die sehr genaue Druckregelung, besonders In den Niederdruckbereichen, wie 0,033 bis 1,4 at oder höher.

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Ein weiterer Vorteil liegt in der Anwendung eines gleichförmigen Druckes Über die gesamte Druckzone, wobei jegliohe Exzentrizitäten des Prfigegliedes 1 und bzw. oder des starren Haltegliedes 2 ausgeglichen werdenο

Sie Erfindung ermöglicht das Prägen von flächenhaften Materialien in einem weiten Bereich von Materialatärken.

Bei Materialien, welche keine genügende Soherfestlgkelt besitzen, um den Scherkräften zu widerstehen, die sioh aus der Reibung zwischen ihrer Rückseite und der ortsfesten Oleitfolie ergeben, wird ein mitlaufendes, kontinuierliches Zwischenblatt, das sich mit der!'gleichen Geschwindigkeit wie die Ober» fläche des PrägeZylinders bewegt, zwischen die Rüokseite des Behandlungsgutes und der Fläche der Gleltfelie eingeführt. Zu diesem Zweck eignet sich besonders ein Glasfaserstoff, der nur einseitig mit Polytetrafluoräthylen beschichtet 1st, und mit seiner nicht beschichteten Seite dem Behandlungegut und seiner beschichteten Seite der aufgeblaeenen Umfassung zugewandt ist ο

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Claims

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ntanaprüche

Verfuhren zur Druokbeliandlung, gegebenenfalls auch Wärmebehandlung, eines fliiohenhaften Materials, dadurch gekennzeichnet, dass nan das flächenhafte Material"auf einer ausgedehnten Strecke swisohen einer beweglichen, unnachgiebigen, gegebenenfalls beheizten, Flüche und einer nachgiebigen, unter den Druck eines flieesfUhigen Druckmittels angedrückten, au/, der abgewandten Seite starr unterstützten Flüche hindurchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daes wan • das fliiohenhafte Material auf einer bogenförmigen Bahn zwischen einer einer Zylinderfitlohe angehörenden, unlaufenden, unnachgiebigen PlUche und einer die*· umfassenden, ortsfesten, nachgiebigen Fläche hindurchführt.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nan auf der nachgiebigen, ortsfesten Fläohe ein Gleitmittel anwendet.

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4« Verfahren zur Durchführung dee Verfahrens genäse Anspruch 1 ble 3t gekennzeichnet durch ein bewegliches, unnachgiebiges Glied, welches nit einer nachgiebigen, aufblasbaren UnfasBung, die von einen starren Halteglied unterstützt wird« einen Spalt von ausgedehnter LUnge und Breite bildet. .·.-■·
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

das unnachgiebige Glied su einer umlaufenden.Wales ausge- f bildet ist« dis nachgiebig* Unfaeeung und das Halteglied ortsfest angeordnet sind und die Umfassung zumindest einen fell des Unfangee der Waise unglbt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 t daduroh gekennzeichnet» dass das unnachgiebige Glied su einer umlaufenden Walze ■it einer Musterung auf ihrer Oberfläche ausgebildet ist, welche alt der Umfassung einen bogenförmigen Spalt bildet.
7β Vorrichtung nach Anapruoh 4, daduroh gekennzeichnet, dass das unnachgiebige Glied su einem Band ausgebildet 1st.
6. Vorrichtung nach Anapruoh 4, daduroh gekennzeichnet, dass die Unfassung undurohliiesig 1st.
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Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Halteglied eine Seite der aufblasbaren Umfassung bildete
1Oo Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der beweglichen unnachgiebigen Fläche und der ortsfesten aufblasbaren Umfassung eine Gleitfolie mit niedrigen Reibungsbeiwert angeordnet iste
ο Verfahren zur Anwendung von Wurme und Druck auf ein warmfornbares flächenhaftes Material, dadurch gekennzeichnet, dass nan das flächenhafte Material durch einen ausgedehnten Spalt zwischen einer beheizten, beweglichen, starren Fläche und der Fläche einer nachgiebigen, aufgeblasenen Umfassung, die von einer starren Unterstützung gehalten wird, hindurchführte
12o Verfahren zum Prägen eines warmformbaren fliiehenhaften Materials, dadurch gekennzeichnet, dass man das fläohenhafte Material durch einen ausgedehnten, bogenförmigen Spalt zwischen einer beheizten, umlaufenden, unnachgiebigen Walze, die eine Musterung auf ihrer Oberfläche besitzt, und einer ortsfesten, nachgiebigen aufgeblasenen Umfassung, welche von einer starren Unterstützung gehalten wird, hindurchführto
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13o Verfahren zur Anwendung von Warne und Brück eines flieasfähigen Mediums uuf v/arnforiabares flächenhuftes Material, dadurch gekennzeichnet, dass nan das flächenhafte Material durch einen ausgedehnten Spalt zwischen einer beweglichen« unnachgiebigen Fläche und einer Gleitfolie, welche durch eine aufgeblasene Umfassung gehalten ist, die ihrerseits von einer starren Unterstützung gehalten wird, hindurchführt»
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