DE1504662C - Method and device for embossing webs made from a thermoplastic material - Google Patents
Method and device for embossing webs made from a thermoplastic materialInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen von Bahnen aus einem thermoplastischen Kunststoff, bei dem eine Bahn in den Spalt zwischen einer in Laufrichtung der Bahn bewegten, starren, geheizten Prägefläche und einer nachgiebigen, ortsfesten Andruckfläche geführt wird, wobei die von der Bahn abgewandte Seite der Andruckfläche mit einem Druckmedium beaufschlagt wird.The invention relates to a method for embossing webs made of a thermoplastic material, in which a web moves into the gap between a rigid, heated one that is moved in the direction of travel of the web Embossing surface and a resilient, stationary pressure surface is guided, the one facing away from the web Side of the pressure surface is acted upon with a pressure medium.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem in Laufrichtung der Bahn bewegbaren, als starre Walze oder starres Band ausgebildeten, beheizbaren Prägeelement und mit einer biegsamen, die Prägefläche zumindest teilweise überdeckenden Andruckfläche aus einem biegsamen Material, wobei über der Andruckfläche auf der von dem Prägeelement abgewandten Seite ein Raum zur Aufnahme eines Druckmediums ausgebildet ist.The invention also relates to a device for carrying out the method with a running direction the web movable, designed as a rigid roller or rigid belt, heatable embossing element and with a flexible pressure surface that at least partially covers the embossing surface a flexible material, with over the pressure surface on the facing away from the embossing element Side is formed a space for receiving a print medium.
Zum Prägen von Bahnen sind schon verschiedene Verfahren und Vorrichtungen in großem Umfang verwendet worden, beispielsweise gravierte Prägeplatten oder -walzen, oder auch glatte Walzen und Platten zum Polieren der Kunststoffbahnen.Various methods and devices are already in use on a large scale for embossing webs been used, for example engraved embossing plates or rollers, or smooth rollers and Plates for polishing the plastic sheets.
Es ist ferner bekannt, eine Bahn aus thermoplastischem Material in den Spalt zwischen einer in Laufrichtung der Bahn bewegten, starren, geheizten Prägefläche und einer nachgiebigen, ortsfesten Andruckfläche zu führen, wobei die von der Bahn abgewandte Seite der Andruckfläche mit einem Druckmedium beaufschlagt wird. In der bekannten Vorrichtung erfolgt dabei die Druckanwendung diskontinuierlich mittels eines mittelbar auf die Andruckfläche einwirkenden Druckkolbens, so daß die Bahn mit Druckstößen beaufschlagt wird, wodurch das an der Bahn erhaltene Muster über die gesamte Bahnlänge nicht völlig gleichmäßig ist.It is also known to insert a web of thermoplastic material into the gap between one in the machine direction the moving, rigid, heated embossing surface and a flexible, stationary pressure surface to lead, the side of the pressure surface facing away from the web being acted upon by a pressure medium will. In the known device, the pressure is applied discontinuously by means of a pressure piston acting indirectly on the pressure surface, so that the web is subjected to pressure surges as a result of which the pattern obtained on the web is not completely over the entire length of the web is even.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prägeverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, bei welchem Schwankungen des Prägedrucks vermieden werden, da bereits kleinste Schwankungen bei sehr feinen Prägemustern, die ohne Vergrößerung vom Auge nicht mehr wahrgenommen werden, im Endprodukt Glanzstellen oder Unregelmäßigkeiten ergeben.The invention is based on the object of an embossing method and an apparatus for the same To create implementation in which fluctuations in the embossing pressure are avoided, as already Smallest fluctuations in very fine embossed patterns which the eye can no longer perceive without magnification will result in shiny spots or irregularities in the end product.
Diese Aufgabe wird nach dem eingangs dargelegten Verfahren dadurch gelöst, daß die Bahn mit gleichförmiger Geschwindigkeit durch den Spalt gei führt und die Andruckfläche mit einem konstanten Druck beaufschlagt wird.This object is achieved according to the method set out at the beginning in that the web with uniform speed through the gap gei and the pressure surface with a constant Pressure is applied.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Andruckfläche und dem Prägeelement eine Gleitfolie angeordnet ist.The device for carrying out the method according to the invention is characterized in that a sliding film is arranged between the pressure surface and the embossing element.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Gleitfolie aus einem mit einem salbenartigen Fluorkohlenstoffharz getränkten Glasgewebe hergestellt.According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the sliding film is made of a glass cloth soaked in an ointment-like fluorocarbon resin.
Durch die Erfindung werden unerwünschte Schwankungen des Prägedrucks vermieden, und die zu prägende Bahn kann kontinuierlich ohne vorübergehendes Anhalten während des Prägevorgangs durch die Prägevorrichtung geführt werden.The invention prevents unwanted fluctuations in the embossing pressure, and the The web to be embossed can be continuous without stopping temporarily during the embossing process be passed through the embossing device.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigtThe invention is described using an exemplary embodiment in conjunction with the drawings. It shows
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Prägevorrichtung,Fig. 1 is a perspective view of an inventive Embossing device,
F i g. 2 eine Endansicht der Prägevorrichtung, wobei ein Bereich vergrößert dargestellt ist,F i g. Figure 2 is an end view of the embossing device with a portion shown enlarged;
F i g. 3 in einer Endansicht ähnlich F i g. 2 das Ab- und Aufwickeln der Bahn sowie die relative Lage der in Druckberührung befindlichen verschiedenen Elemente bei in Betrieb befindlicher Vorrichtung,F i g. 3 in an end view similar to FIG. 2 the unwinding and winding of the web and the relative position of the various elements in pressure contact with the device in operation,
F i g. 4 die starre Halterung der Vorrichtung in perspektivischer Darstellung undF i g. 4 shows the rigid mounting of the device in a perspective view and
F i g. 5 in einer Endansicht die relativen Stellungen der verschiedenen Elemente bei einer abgeänderten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. F i g. Figure 5 is an end view of the relative positions of the various elements in a modified one Embodiment of the device according to the invention.
Die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prägevorrichtung umfaßt ein Prägeelement 1 auf einer Achse 1 a, die in einem Rahmen 1 b angeordnet ist und eine Andruckvorrichtung 3, welche an einer starren Halterung 2 befestigt ist. Die Halterung 2 wird von Stegen 2 a gestützt, welche ihrerseits auf einem Hydraulikkolben 10 ruhen. Die Halterung 2 umfaßt bei der bevorzugten Ausführungsform etwa die Hälfte der Umfangsfläche des Prägeelements 1. Zur Erleichterung des Ausbaus kann die Halterung 2 die Umfangsfläche des Prägeelements 1 aber auch zu mehr als 90% umgeben.The preferred embodiment of the embossing device according to the invention comprises an embossing element 1 on an axis 1 a, which is arranged in a frame 1 b , and a pressure device 3 which is attached to a rigid holder 2. The holder 2 is supported by webs 2 a, which in turn rest on a hydraulic piston 10th In the preferred embodiment, the holder 2 comprises approximately half of the circumferential surface of the embossing element 1. To facilitate expansion, the holder 2 can also surround the circumferential surface of the embossing element 1 to more than 90%.
Zwischen dem Prägeelemcnt 1 und der starren Halterung 2 ist eine nachgiebige Andruckvorrichtung 3 mit einer Andruckfläche 3 a und einer Bodenseite 3 b aus einem kunstgummiüberzogenen Fasermaterial angeordnet, für welches die Andruckvorrichtung 3 an der Halterung 2 durch Bolzen 11 in öffnungen 12 befestigt ist.Between the embossing element 1 and the rigid holder 2 there is a flexible pressure device 3 with a pressure surface 3 a and a bottom side 3 b made of a synthetic rubber-coated fiber material, for which the pressure device 3 is attached to the holder 2 by bolts 11 in openings 12.
Die Endkanten der Halterung 2 sind zurückversetzt, um Raum für Muttern auf den Bolzen 11 zu schaffen, welche die Andruckvorrichtung 3 festlegen.The end edges of the bracket 2 are set back to provide space for nuts on the bolt 11 create, which define the pressure device 3.
Die Andruckvorrichtung 3 besitzt einen mit einem (nicht dargestellten) Ventil versehenen Durchlaß 4 für die Einführung des Druckmediums, für welches vorzugsweise Luft verwendet wird, obwohl sich auch Flüssigkeiten, wie Wasser oder öle eignen. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Gleitfolie 5 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem Fluorkohlenstoffpolymerisat beschichteten Glasfaserstoff, etwa einem mit Polytetrafluorethylen beschichteten Glasfaserstoff, besteht und die zwischen dem Prägeelement 1 und der Andruckvorrichtung 3 liegt. Die Gleitfolie 5 braucht lediglich am Eingangsende des Spaltes (wie bei 9 in F i g. 2) befestigt zu werden. Das mit dem Fluorkohlenstoffpolymerisat beschichtete Glasfasermaterial ergibt eine Fläche mit niedriger Reibung.The pressure device 3 has a passage 4 provided with a valve (not shown) for the introduction of the pressure medium, for which air is preferably used, although there is also Liquids such as water or oils are suitable. In the invention Device a sliding film 5 is provided, which is preferably made of a fluorocarbon polymer coated fiberglass, such as a fiberglass coated with polytetrafluoroethylene, exists and which lies between the embossing element 1 and the pressing device 3. the Sliding film 5 only needs to be attached to the entrance end of the gap (as at 9 in FIG. 2). The Glass fiber material coated with the fluorocarbon polymer gives an area with a lower surface Friction.
Eine wärme- und/oder druckzübehandelnde Bahn 6 aus thermoplastischem Kunststoff wird von einer Vorratsrolle 7 abgewickelt und über eine Führungsrolle 8a durch den Spalt, der durch das Präge- so element 1 und die Halterung 2 gebildet wird, und über eine Führungsrolle 8 b zu einer Aufwickelrolle 8 geführt. Zwischen der Halterung 2 und der Bahn 6 liegt die Andruckvorrichtung 3. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen die Andruckvorrichtung 3 und die Bahn 6 die Gleitfolie 5 eingefügt, weiche einen sehr niedrigen Reibungswert besitzt. Für die Gleitfolie 5 hat sich ein mit Polytetrafluoräthylen überzogener Faserstoff mit einem niedrigen Reibungswert und für die Andruckvorrichtung 3 ein Baumwollgewebe, das beidseitig dick mit einer andurchlässigen synthetischen Gummimasse beschichtet ist, als besonders geeignet erwiesen. Der Druck in der Andruckvorrichtung 3 beträgt etwa 0,7 bis 1,1 kp/cm2; die Bahn wird durch die beaufschlagte Andruckvorrichtung 3 und den Druck der starren Halterung 2 als Folge der Einwirkung des Hydraulikkolbens 10 gegen das Prägeelement 1 ge-Jrückt. Das Verfahren und die Vorrichtung sind ichon bei einem sehr geringen Druck der Andruck-/orrichtung 3, wie 0,035 kp/cm2, arbeitsfähig. Eine oesondere obere Grenze für den Druck der Andruck-/orrichtung, der hohe Werte, wie 1,4 kp/cm2 oder löher, haben kann, gibt es nicht. Die Halterung 2 begrenzt die Ausdehnung der aufgeblasenen Andruck-/orrichtung 3. Bei einer Abwandlung der bevorzugen Ausführung kann die Halterung 2 die Außenwand der Andruckvorrichtung 3 bilden (F i g. 5).A heat and / or pressure to be treated web 6 made of thermoplastic material is unwound from a supply roll 7 and via a guide roller 8a through the gap formed by the embossing element 1 and the holder 2, and via a guide roller 8b to one Take-up roll 8 out. The pressure device 3 is located between the holder 2 and the web 6. In the preferred embodiment of the invention, the sliding film 5, which has a very low coefficient of friction, is inserted between the pressure device 3 and the web 6. A fiber material coated with polytetrafluoroethylene with a low coefficient of friction has proven to be particularly suitable for the sliding film 5 and a cotton fabric which is thickly coated on both sides with a permeable synthetic rubber compound for the pressure device 3. The pressure in the pressure device 3 is about 0.7 to 1.1 kgf / cm 2 ; the web is pressed against the embossing element 1 by the applied pressure device 3 and the pressure of the rigid holder 2 as a result of the action of the hydraulic piston 10. The method and the device are capable of working even at a very low pressure of the pressing device 3, such as 0.035 kgf / cm 2 . There is no special upper limit for the pressure of the pressure device, which can have high values such as 1.4 kp / cm 2 or less. The holder 2 limits the expansion of the inflated pressure device 3. In a modification of the preferred embodiment, the holder 2 can form the outer wall of the pressure device 3 (FIG. 5).
Im Betrieb sind die Halterung 2 und das Prägeele-■nent 1 so angeordnet, daß sie einen festen Abstand /oneinander aufweisen.The holder 2 and the embossing element are in operation 1 arranged so that they have a fixed distance / from each other.
Die Andruckvorrichtung 3 kann in Abschnitte >der Abteile unterteilt sein, derart, daß man in die \bteile Druckmedien unterschiedlicher Temperatur, :twa in den ersten Abschnitt heißes und in den zweien Abschnitt kaltes Druckmedium, einführen kann, im die geprägte Fläche abzukühlen, bevor sie vom >Jrägeelement 1 getrennt wird.The pressure device 3 can be subdivided into sections of the compartments in such a way that print media of different temperatures can be introduced into the sections, hot print medium in the first section and cold print medium in the second section, in order to cool the embossed area before it is separated from the> J rägeelement 1.
Man kann auch ein poliertes biegsames Blech, wie Muminiumfolie, zwischen der Gleitfolie 5 und der ^druckvorrichtung 3 oder an Stelle der Gleitfolie 5 verwenden, um die Andruckvorrichtung 3 vor einer .ochbildung infolge übermäßiger Abscheuerung zu chützen. Wenn ein biegsames Blech als Glcitfolie 5 erwendet wird, kann man die Seite der Bahn 6, velche mit dem ortsfesten Blech in Verbindung steht, in Poliermittel zuführen, während die andere Seite von dem eine Oberflächen<nusterung aufweisenden Prägeelement 1 geprägt wild.You can also use a polished, flexible sheet, such as aluminum foil, between the sliding foil 5 and the ^ Use pressure device 3 or instead of the sliding film 5 to press the pressure device 3 in front of a To protect education as a result of excessive abrasion. If a flexible sheet metal is used as a glass foil 5 is used, the side of the track 6, velche is in connection with the stationary sheet, in the polishing agent, while the other side of the one with a surface pattern Embossing element 1 embossed wild.
Nach einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine unter Druck stehende Andruckvorrichtung 3 verwendet, welche sich mit der Bahn 6 nach Art eines endlosen Bandes bewegt, wobei sich die Andruckfläche 3 a der Andruckvorrichtung in bezug auf das Material nicht bewegt. Die Gleitfolie 5 wird hier zwischen der Bodenseite 3 b der Andruckvorrichtung 3 und der Halterung 2 angeordnet, um die Reibung zwischen diesen Teilen zu vermindern.According to another embodiment of the device according to the invention a pressurized pressing device 3 is used, which moves with the web 6 in the manner of an endless belt, wherein the contact surface 3 a of the pressing device with respect to the material does not move. The sliding film 5 is arranged here between the bottom side 3 b of the pressure device 3 and the holder 2 in order to reduce the friction between these parts.
Die Andruckvorrichtung 3 kann auch von einer kontinuierlichen Länge eines undurchlässigen Schlauchs gebildet werden, welcher auf einer Rolle aufgewickelt ist und in den Spalt der Vorrichtung eingeführt und nach dem Wiederaustritt aus dem Spalt auf einer anderen Rolle aufgewickelt wird. Bei dieser Ausführungsform werden am Eingang und Ausgang des Spalts Quetschwalzenpaare angeordnet, um das Druckmittel in dem Schlauchabschnitt einzuschließen, welcher den Spalt durchläuft. Die Halterung 2 für den aufgeblasenen Schlauch kann entweder ortsfest sein (gemäß F i g. 1 bis 4) oder durch ein Bett in dichtem Abstand angeordneter Walzen gegenüber dem beweglichen, unnachgiebigen Prägeelement 1 gebildet werden. Das in die Andruckvorrichtung 3 eingeführte Druckmedium kann erhitzt oder gekühlt sein. Um die Andruckvorrichtung 3 und die Gleitfolie 5 zu kühlen, um die Reibung zu vermindern und die Lebensdauer der Teile zu verlängern, kann das Druckmedium zur Temperaturregelung in einem Kreislauf geführt werden.The pressing device 3 can also be of a continuous length of an impermeable Hose are formed, which is wound on a roll and inserted into the gap of the device and is wound up on another roll after exiting the gap. At this Embodiment are arranged at the entrance and exit of the nip squeeze roller pairs to the To include pressure medium in the hose section which passes through the gap. The bracket 2 for the inflated tube can either be stationary (according to FIGS. 1 to 4) or through a bed in closely spaced rollers with respect to the movable, rigid embossing element 1 formed will. The printing medium introduced into the pressure device 3 can be heated or cooled being. In order to cool the pressure device 3 and the sliding film 5 in order to reduce friction and To extend the life of the parts, the pressure medium can be used for temperature control in one Cycle.
Zu den erfindungsgemäß zu behandelnden Bahnen aus thermoplastischem Kunststoff gehören Materialien, welche thermoplastische Kunststoffe als Filmbildner enthalten, einschließlich Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate und Vinylchlorid und anderen mit ihm mischpolymerisierbaren äthylenartig ungesättigten Monomeren, Polyamide, Cellulosederivate, wie Cellulosenitrat, Celluloseacetat und Celluloseacetobutyrat, Polyurethane, wie die Reaktionsprodukte eines Polyätherglykols oder Hydorxylendgruppen aufweisenden Polyesters und eines Diisocyanates und Gemische thermoplastischer Harze. Die warmformbaren flächenhaften Materialien können die Form von selbsttragenden Folien, Faserstoffen, wie Geweben, oder eines Überzuges auf einem flexiblen Träger, wie Papier, Fasermaterial oder Metall, besitzen.The thermoplastic material webs to be treated according to the invention include materials which contain thermoplastics as film formers, including polyvinyl chloride, Copolymers and vinyl chloride and other ethylenically unsaturated copolymers with it Monomers, polyamides, cellulose derivatives such as cellulose nitrate, cellulose acetate and cellulose acetobutyrate, Polyurethanes, such as the reaction products of a polyether glycol or hydroxyl end groups Polyester and a diisocyanate and mixtures of thermoplastic resins. The thermoformable sheet-like materials can take the form of self-supporting foils, fibrous materials such as fabrics, or a coating on a flexible support such as paper, fiber material or metal.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Prägung lederähnlicher flächenhafter Materialien mit einem warmformbaren Polyurethanüberzug auf einem Fasermaterialträger.The invention is particularly suitable for embossing leather-like flat materials with a thermoformable polyurethane coating on a fiber material carrier.
Bei Materialien, welche keine genügende Scherfestigkeit besitzen, um den Scherkräften zu widerstehen, die sich aus der Reibung zwischen ihrer Rückseite und der ortsfesten Gleitfolie 5 ergeben, wird ein mitlaufendes, kontinuierliches Zwischenblatt, das sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Oberfläche des Prägeelements 1 bewegt, zwischen die Rückseite der Bahn 6 und der Fläche der Gleitfolie 5 eingeführt. Zu diesem Zweck eignet sich besonders ein GlasfaserStofT, der nur einseitig mit Polytetralluoräthylen beschichtet ist, und mit seiner nicht beschichteten Seite dem Bchandlungsgut und seiner beschichteten Seite der aufgeblasenen Andruckvorrichtung zugewandt ist.For materials that do not have sufficient shear strength to withstand the shear forces, which result from the friction between its back and the stationary sliding film 5, is a moving, continuous interleaf that moves at the same speed as the surface of the embossing element 1 moved between the rear side of the web 6 and the surface of the sliding film 5 introduced. For this purpose a glass fiber material is particularly suitable, which is only one-sided with polytetralluoroethylene is coated, and with its non-coated side the goods and its coated Side facing the inflated pressure device.
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