DE1779204A1

DE1779204A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflaechenprofilierung thermoplastischer Folie

Info

Publication number: DE1779204A1
Application number: DE19681779204
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl-Ing Stefanow
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1968-07-18
Filing date: 1968-07-18
Publication date: 1971-09-23

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenprorilierung thermoplastischer Folie Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenprofilierung thermoplastischer Folie -mittels eines oder mehrerer Walzenpaare.
Bei der Bearbeitung derartiger Folien tritt, insbesondere wenn es sich um dUnne Folien handelt, die Schwierigkeit auf, die Oberfläche in gewünschter Weise zu verformen, ohne daß eine Verformung der gesamten Folie eintritt.
Es ist bekannt, eine Oberflächenprofilierung dadurch vorzunehmen, daß die Folie zwischen Walzenpaaren hindurchgeführt wird, wobei Sie gerade so weit erwärmt wird, daß entsprechend der an der Prägewalze vorhandenen Profilierung eine Oberflächenverformung an der Folie verbleibt. Zu diesem Zweck wird die Folie, bevor sie die Walzen passiert, vorerwärmt. Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß durch die Erwärmung der Folie bis auf eine Temperatur, bei der sie unter Aufwendung von Druck gerade noch verformbar ist, ein häufiges Ankleben an einer der Walzen unvermeidlich ist, wobei sich auch Bemhungen, dieses Ankleben durch geeignete Maßnahmen zu verhindern, nich-t bewährt haben.
Die Oberflächenprofilierung von Kunststoff-Folien kann ein- oder beidseitig der Folie vorgenommen werden und sie kann dazu dienen, die Folie für eine Verwendung in Verbundsicherheitsglas mit einer Blindprägung zu versehen, sie also undurchsichtig aber lichtdurchlässig zu machen. Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die Herstellung von mit einer Oberflächenprofilierung versehener Folie so vorzunehmen, daß ein Ankleben an den Prägewalzen vermieden wird, wobei der Profilierungsprozess wahlweise entweder im Anschluß an die Extrusion der Folie oder nach einem daran anschließenden Aufwickeln zu einer Rolle und ggf. einem Transport stattfinden kaml. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folie vor dem Prägevorgang auf etwa Raumtemperatur gebracht wird, daß eine Walze eines Walzenpaares als Prägewalze auf die Plastifizierungstemperatur des Materials der Folie, vorzugsweise aber auf höhere Temperaturen erwärmt ist, und daß die jeweils andere als Andruekwalze wirkende Walze gekühlt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht also von einer auf etwa Raumtemperatur gebrachten Folie aus, bei der die zur Oberflächenverformung aufgebrachte Walzentemperatur erheblich höher liegt als bisher üblich ist. Die Fördergeschwindigkeit der Folie beim Passieren des Walzenpaares muß dabei so gewählt werden, daß die Folie nicht zu lange an der Prägewalze zur Anlage kommt, so daß durch die plötzliche Wärmeeinwirkung und den dadurch das Walzenpaar aufgebrachten Druck lediglich eine Verformung der Oberfläche, nicht aber eine Erwärmung der gesamten Folie bis zum thermoplastischen Bereich hin erreicht wird. Die Erfindung macht dabei von der Wärmeträgheit des Folienmaterials Gebrauch, indem sie den Verformungsvorgang beendet, noch ehe die Folie in ihrer gesamten Stärke weich geworden ist. Weiterhin muß bei der Wahl der Fördergeschwindigkeit, der Walzentemperatur und des Anpreßdruckes der Walzen beachtet werden, daß die dadurch in der zu prägenden Schicht der Folie bedingte Temperatur und die Zeitdauer, während der sich das Material auf dieser Temperatur befindet, einander so zugeordnet sind, daß eine Zersetzung des Materials vermieden wird, beide Größen also unterhalb der für jeden Kunststoff charakteristischen Zersetzungskurve liegen. Die Zersetzungskurve gibt an, wie lange ein Kunststoff bestimmter Zusammensetzung auf den verschiedenen, jeweils konstanten Temperaturen gehalten werden kann, ohne daß es bereits zu einer Zersetzung des Materials kommt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur beidseitigen Profilierung der Folie die zunächst einseitig profilierte Folie auf etwa Raumtemperatur aDgerc'uhlt und darauf einem weiteren Walzenpaare zugeführt wird, dessen Prägewalze auf die PlastifiziSrungstemperatur des Materials der Folie, vorzugsweise aber auf höhere Temperaturen erwärmt und dessen Andruckwalze gekühlt ist, wobei die zweite Prägewalze die beim ersten Prägevorgang ungeprägte Seite der Folie bearbeitet. Da die Andruckwalze eines jeden Walzenpaares gekühlt und die Folie zwischen beiden Prägevorgängen ebenfalls wieder abgekühlt ist, Bann die Profilierung der zweiten Folienseite vorgenommen werden, ohne daß durch die nochmalige starke Erwärmung die zuerst aufgebrachte Profilierung wieder geglättet würde, da auch hier eine nur so kurzzeitige Erwärmung stattfindet, daß jeweils nur die Seite davon betroffen ist, die auch verformt werden soll.
Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zweckmäßig dem Walzenpaar eine die Folie auf etwa Raumtemperatur bringende: Vorrichtung vorgeschaltet und die Andruckwalze ist von außen mit Luft und von innen mit Wasser gekühlt.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt das Schema einer auch dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung.
Fig. 2 eine Ansicht einer Prägewalze, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch eine Prägewalze an der Stelle III der Fig. 2,.
Fig. 4 zeigt die Darstellung der Prägewalze nach Fig. 3, nachdem sie mit einem Sandstrahlgebläse bearbeitet wurde, Fig. 5 die Verarbeitung der Folie während des Prägevorganges, Fig. 6 die einseitig geprägte Folie, Fig. 7 die Folie während des Prägens der zweiten Seite, und Fig. 8 zeigt schließli¢h, die Folie im endgültigen Zustand.
Die im folgenden beschriebene Vorrichtung dient der Herstellung einer beidseitig mit einer Blindprägung versehenen Folie, die als Verbundelement zur Herstellung von Verbundsicherheitsglas Verwendung finden soll. Die aus dem Extruder 1 herausgestoßene Folie 2 wird zunächst zur Abkühlung einer Luftkühlvorrichtung 3 zugeführt. Hier wird sie während des Durchlaufens auf eine Temperatur von 15 - 25 °C gebracht, um anschlie#end zwischen den beiden gegenläufig gedrehten Walzen 5,6 verarbeitet zu werden.
Die Walze 5 dient dabei als Prägewalze. Sie ist auf eine Temperatur von etwa 150 0 350 °C erhitzt und besteht aus einem Metall. In Fig. 2 ist die Walze 5 bzw. die Walze 7 und in Fig. 3 eine Vergrößerung dieser Walze dargestellt. Die Prägewalzen 5,7 sind zur Oberflächenprofilie rung der Folie 2 mit Prägerillen 15 von einer Breite und einer Tiefe von etwa 0,2 mm und einem gegenseitigen Abstand von etwa 0,5 mm ausgestattet. Diese verhältnismäßig geringfügigen Vertiefungen sind in der Darstellung der Fig. 2 wegen des gewählten Maßstabes nicht erkennbar. Zwecks Ersiebung einer Blindprägung wird die Oberfläche durch eine weitere Bearbeitung mit einem Sandstrahlgebläse zusätzlich aufgerauht, wodurch eine ungleichmäßige und noch feinere Riffelung 16 erzielt wird. Falls es aus verfahrenstechnischen oder auch optischen GrUnden erwünscht sein sollte, können die Prägewalzen 5,7 statt mit umlaufenden Prägerillen 15 auch ohne weiteres mit einer anderen Negativprägung ausgebildet werden, beispielsweise mit unregelmäßig geformten Narben ungleicher Tiefe, die gegebenenfalls zwecks Vermeidung größerer Lufteinschlüsse zwischen den Prägewalzen 5,7 und der Folienoberfläche während des Prägevorganges noch untereinander in Verbindung stehen können.
Die Gegendruckwalzen 6,8 bestehen aus Gummi. Sie sind leicht verformbar und werden über Kühlvorrichtungen 9,10 von außen mit Luft und von innen über nicht gezeigte Zu-und Ableitungen mit Wasser gekühlt. Nach dem Passieren des ersten Walzenpaares 5,6 , in welchem die der Prägewalze 5 zugewandte Seite des Bandes 2 kurzzeitig stark erwärmt und damit verformt wird, gelangt die Folie 2 durch die Kühlkammer 11, in welcher sie wiederum auf 15 - 25 C abgekühlt wird, zum zweiten Walzenpaar 7,8. Dieses Walzenpaar besteht ebenso wie das erste aus einer Prägewalze 7 und einer Andruckwalze 8, Jedoch sind die Walzen 7,8 so angeordnet, daß die Prägewalze 7 dieses zweiten Walzenpaares die Unterseite der Folie durch Wärmeeinwirkung und Druck verformt, während vom ersten Walzenpaar 5,6 die Oberseite bearbeitet wurde. Die Andruckwalze 8 wird ebenfalls durch die Kühlvorrichtung 9 und die nicht gezeigte Innenkühlung mit Wasser auf etwa Raumtemperatur gehalten und das Band 2 in der anschließenden Kühlstrecke 12 wieder abgekühlt. Über eine Umlenkrolle 13 wird es auf die Vorratstrommel 14 aufgewickelt.
Die Fig. 5 bis 8 dienen der Verdeutlichung der Oberflächenverformung der Folie 2 während der verschiedenen Bearbeitungsstadien. Fig. 5 zeigt die Folie 2 und ihre Verformung durch das erste Walzenpaar 5,6. Die Prägewalze 5 ist auf eine Temperatur von 180 0- 350 °C gebracht, während die Folie selbst eine Temperatur von ca. 25 ° C aufweist.
Die Andruckwalze, auch 11Presseur1, genannt, hat eine Temperatur von 15 - 25 ° C. Fig. 6 zeigt die Folie 2 nach Verlassen des ersten Walzenpaares 5,6.
In Fig. 7 ist verdeutlicht, wie die Folie mit ihrer bereits verformten oberen Oberfläche zwischen dem zweiten Walzenpaar 7,8 liegt. Hier gelten die gleichen Temperaturverhältnisse für Prägewalze und Presseur entsprechend den vorherbeschriebenen Bedingungen am ersten Walzenpaar.
Fig. 8 zeigt schließlich das Endprodukt. Aus der Darstellung geht hervor, daß nunmehr beide Oberflächen profiliert sind, und zwar ist der gleichmäßig an den Walzen angebrachten Riffelung die durch das Sandstrahlgebläse erzeugte ungleichmäßige Oberflächengestaltung überlagert.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich insbesondere für die Bearbeitung dünner Folien eignet. Durch entsprechende Bemessung von Verarbeitungsgeschwindigkeit und Walzentemperatur kann ohne die empfindlichen, dünnen Folien der Gefahr der Zerstörung auszusetzen, wahlweise sowohl eine gleichmäßige als auch eine ungleichmäßige Formgebung der Folienoberflächen erzielt werden.
Stellt sich heraus, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Folie aus dem Extruder 1 zu groß oder zu gering für die Oberflächenbearbeitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, so kann die den Extruder verlassende Folie zunächst nach einer Abkühlung aufgewickelt werden, um zunächst gelagert oder transportiert zu werden und andann/schließend, ohne eine vorherige Wärmebehandlung, in entsprechender Weise einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden. In solchen Fällen ist es oftmals zweckmäßig, die aufzuwickelnde Folie mit einer Trennfolie, beispielsweise einer Polyäthylenfolie zusammen aufzuwickeln, um das Festkleben der frisch extrudierten Folie zu verhindern.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Oberflächenprofilierung thermoplastischer Folie mittels eines oder mehrerer Walzenpaare, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) vor dem Prägevorgang auf etwa Raumtemperatur gebracht wird, daß eine Walze (5) eines Walzenpaares als Prägewalze auf die Plastifizierungstemperatur des Materials der Folie, vorzugsweise aber auf höhere Temperaturen erwärmt wird, und daß die jeweils andere, als Andruckwalze wirkende Walze (6) gekühlt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur beidseitigen Profilierung der Folie die zunächst einseitig profilierte Folie auf etwa Raumtemperatur abgekühlt (11) und daraufhin einem weiteren Walzenpaar (7,8) zugeführt wird, dessen Prägewalze (7) auf die Plastifizierungstemperatur des Materials der Folie, vorzugsweise aber auf höhere Temperaturen erwärmt und dessen Andruckwalze (8) gekühlt (9) ist, wobei die zweite Prägewalze (7) die beim ersten Prägevorgang ungeprägte Seite der Folie (2) bearbeitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur einseitigen oder beidseitigen Blindprägung von Folie.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Walzenpaar (5,6) eine die Folie (2) auf etwa Raumtemperatur bringende Vorriohtung (3) vorgeschaltet ist, und daß die Andruckwalze; (6) von außen mit Luft und von innen mit Wasser gekühlt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur beidseitigen Profilierung der Folie (2) zwei Walzenpaare (5,6; 7,8) vorgesehen sind, deren Jedes eine Seite der Folie profiliert, und daß zwischen beiden Walzenpaaren eine die Folie (2) auf etwa Raumtemperatur abkühlende Vorrichtung (11) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalze (5,7) mit in gleichmäßigem Abstand angebrachten umlaufenden Rillen (15) versehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Prägewalze (Fig. 4) mit einem Sandstrahlgebläse aufgerauht ist.