DE1955607B2

DE1955607B2 - Verfahren und Vorrichtung zum vorübergehenden mechanischen Fixieren eines instabilen Flächengebildes

Info

Publication number: DE1955607B2
Application number: DE1955607A
Authority: DE
Inventors: David T. Komendat; Charles F. Reed
Original assignee: Avery Products Corp
Current assignee: Avery Products Corp
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1969-11-05
Publication date: 1979-01-04
Also published as: BE741210A; DE1955607A1; FR2022638A1; GB1287136A; JPS5323346B1; NL6916732A; DE1955607C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorübergehenden mechanischen Fixieren eines instabilen Flächeneebildes während dessen mechanischer Bearbeitung, bei dem das Flächengebilde unter Wärmezufuhr und Druckausübung mit einer auf einer Trägerlage aufgebrachten thermoplastischen Schicht verbunden und dabei in die Schicht eingebettet und abschließend das Flächengebilde von der Trägerlage abgezogen wird. Sie betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens in Form einer Trägerlage.

Aus der DE-AS 11 12 718 ist es bekannt, die (bleibende) Kaschierung einer gegen mechanische Verformung oder thermische Einwirkung empfindliche Stoffbahn auf einer dort, als Mitläufer bezeichneten Trägerlage vorzunehmen. Dabei wird zunächst das thermoplastische Material schichtförmig auf die Trägerlage aufgebracht und geliert, worauf die mechanisch oder thermisch empfindliche Stoffbahn auf die thermoplastische Schicht fortlaufend aufgebracht und mit dieser unter Wärmezufuhr verpreßt wird. Dadurch erfolgt eine vollständige Einbettung der Stoffbahn in die thermoplastische Schicht und eine bleibende Vereinigung der beiden Werkstofflagen, die nach Abkühlung gemeinsam von der Trägerlage abgezogen werden.

Demgegenüber iiegi der Erfindung die Aufgabe zugrunde, empfindliche Flächengebilde, insbesondere leichte Gewebe oder dünne Metall- sowie Kunststofffolien nicht nur im vorerwähnten Sinne vorübergehend — nämlich bis zur endgültigen, bleibenden Fixierung durch Erstarren der thermoplastischen Schicht — zu stabilisieren, sondern derart, daß die mechanische Fixierung im Anschluß an die mechanische Bearbeitung wieder aufgehoben wird und das Flächengebilde hinsichtlich seiner Stabilität die ursprünglichen Eigenschaften zurückerhält. Beispielsweise bei der Herstellung und Bearbeitung von Klebeetiketten aus dünnen, leichten Geweben, wie sie in der Bekleidungsindustrie Verwendung finden, soll das Gewebematerial nicht bleibend versteift werden, aber während des Bedrukkens, Unterteilens, Ausstanzens etc. sowie generell während des Transports zwischen diesen Bearbeitungsgängen eine ausreichende Stabilität erhalten.

Ausgehend von dem eingangs geschilderten bekannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die thermoplastische Schicht mit großer Adhäsion auf die Trägerlage und das Flächengebilde mit demgegenüber geringer Adhäsion auf die thermoplastische Schicht aufgebracht wird, daß hierauf die mechanische Bearbeitung z. B. durch Bedrucken, Schneiden od. dgl. erfolgt, und daß anschließend das Flächengebilde in seinem Aufbau unverändert und rückstandsfrei vor der thermoplastischen Schicht und der Trägerlage sowie der darauf verbleibenden thermoplastischen Schicht abgezogen wird. Auf diese Weise wird das instabile Flächengebilde unter geringfügiger Einbettung beispielsweise der Kett- und Schußfäden eines Gewebes in die durch Wärmezufuhr erweichte thermoplastische Schicht auf der Trägerlage fixiert, deren mechanische Festigkeit groß genug ist, den beim mechanischen Bearbeiten und Transportieren auftretenden Kräften zu widerstehen. Das angegebene Adhäsionsverhältnis der thermoplastischen Schicht einerseits zur Trägerlage, andererseits zum Flächengebilde ermöglicht es gleichwohl, das Flächengebilde (bzw, aus diesem ausgestanzte Teile desselben) nach der mechanischen Bearbeitung und den damit verbundenen Transportvorgängen in seiner Konsistenz unverändert wiederzugewinnen.

Die relativ größere Adhäsion der thermoplastischen Schicht zur Trägerlage kann dadurch gewährleistet werden, daß dazwischen eine Klebstoffschicht einge-

bracht wird.

Wenn damit zu rechnen ist, daß bei der wärmebehandlung des Laminats zum Zwecke der Fixierung des Flächengebildes auf bzw. teilweise in der Trägerlage Spannungen auftreten, die zu Verwerfungen des Laminats führen können, welche ihrerseits Fehler in den anschließenden Bearbeitungsvorgängen herbeiführen würden, dann kann nach einer Weiterbildung der Erfindung so vorgegangen werden, daß die thermoplastische Schicht zunächst auf eine erste Trägerlage mit geringer Adhäsion aufgebracht und nach dem Verbinden mit dem Flächengebilde zusammen mit diesem von der ersten Trägerlage abgezogen sowie einer spannungsmindernden Behandlung unterworfen wird, und daß hierauf die thermoplastische Schicht mit dem daran haftenden Flächengebilde auf eine zweite Trägerlage mit großer Adhäsion aufgebracht wird. Um in diesem Fall zu gewährleisten, daß sich die thermoplastische Schicht mit dem Flächengebilde von der ersten Trägerlage löst, jedoch an der zweiten Trägerlage mit der erwähnten großen Adhäsion haftet, wird vorzugsweise die thermoplastische Schicht mit der ersten Trägerlage und der zweiten Trägerlage Jurch eine Zwischenschicht aus Klebstoff verbunden und zwischen der Klebstoffschicht und der ersten Trägerlage ein Trennüberzug ausgebildet.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die die Form einer Trägerlage besitzt, zeichnet sich dadurch aus, daß auf der Trägerlage eine thermoplastische Schicht angeordnet und mit dieser so fest verbunden ist, daß die Stärke der Verbindung zwischen der thermoplastischen Schicht und der Trägerlage beträchtlich größer als die Stärke der Verbindung zwischen dem aufzubringenden und zu bearbeitenden Flächengebilde und der thermoplastischen Schicht ist, wobei die Kohäsion der thermoplastischen Schicht größer als deren Adhäsion zum Flächengebilde ist. Auf diese Weise wird auch sicher verhindert, daß sich beim Abziehen des Flächengebildes von der Trägerlage mit der daran verbleibenden thermoplasiischen Schicht aus dieser Teile lösen und an dem Flächengebilde verbleiben, was in aller Regel die beabsichtigte weitere Verwendung des Flä-;hengebildes unmöglich machen würde.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an Ausfiihrungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 1 in Seitenansicht ein erfindur.gsgemäß vorübergehend aul einer Trägerlage mechanisch fixiertes Flächengebilde, dessen linkes Ende wieder abgezogen ist;

Fig. 2 eine der Fig. I ähnliche Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels;

F i g. 3 in schemalischer Darstellung eine Vorrichtung zur Herstellung des in F i g. 1 gezeigten Laminats;

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung und

Fig.5 die schematische Darstellung der Herstellung eines vorübergehenden Laminats mit einem thermisch empfindlichen Flächengebilde.

Das Flächengebilde 10 in Fig. 1 kann ein Gespinst oder eine Folie aus Kunststoff oder einem anderen Material sein, welches für die übliche Handhabung oder Bearbeitung zu empfindlich ist. Es wurde deshalb auf eine thermoplastische Schicht Il beispielsweise aus Polyäthylen mit relativ geringer Adhäsion aufgebracht, die ihrerseits mit demgegenüber größerer Adhäsion an einer Trägerlage 12 haftet. Die Trägerlage 12 hat eine zur Handhabung oder Bearbeitung hinreichende mechanische Festigkeit und verleiht diese über die thermoplastische Schicht 11 auch dem Fläehengebilde 10, Die Trägerlage 12 kann beispielsweise aus einer Papierbahn mit einer Zugfestigkeit von 50 kg/mm² bestehen. Ihre Flexibilität ist so groß, daß sie um Führungsrollen geführt werden kann.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die thermoplastische Schicht 11 entlang der Kontaktfläche 13 unmittelbar auf der Trägerlage 12 auf.

Das gleiche gilt für die Verbindung der thermoplastischen Schicht 11 zum Fläehengebilde 10 entlang der Kontaktfläche 14. Ein solcher Aufbau reicht aus, wenn die natürliche Festigkeit der mechanischen Verbindung zwischen der thermoplastischen Schicht 11 und dem Fläehengebilde 10 geringer als die Festigkeit der Verbindung zwischen der thermoplastischen Schicht 11 und der Trägerlage 12 ist

Ein Beispiel für einen derartigen Aubau ist eine Aluminiumfolie von etwa 0,05 mm Dicke, eine thermoplastische Schicht 11 aus Polyäthylen mit einer Dicke von etwa 0,05 bis 0,1 mm und ein': Trägerschicht aus Papier (wie es für Etikettenannanger Verwendung findet) mit einer Zugfestigkeit von 45 kg/mm² und einer Dicke von etwa 0,2 mm. Die drei Werkstoffe dieses Aufbaus werden bei Temperaturen zwischen 55 und 180⁰C laminiert. Da das Papier im Vergleich zu der sehr glatten Oberfläche der Aluminiumfolie eine verhältnismäßig rauhe und poröse Oberfläche hat, verbindet sich die thermoplastische Schicht 11 aus Polyäthylen viel

ω stärker mit der Trägerlage 12 als mit dem Fläehengebilde 10.

Nach der Bearbeitung kann die Aluminiumfolie leicht von der der Trägerlage abgezogen werden, wobei die Trennung entlang der Kontaktfläche 14 erfolgt, wie am linken Ende von Fig. 1 dargestellt ist. Bei der Trennung bleibt kein Rückstand von Polyäthylen auf der Oberfläche der Aluminiumfolie. Das Abziehen erfolgt einfach dadurch, daß divergierende Kräfte auf die Aluminiumfolie und die Trägerlage ausgeübt werden.

Wenn ein üblicher Klebstoff mit einem Trennüberzug verwendet werden würde, um die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Klebstoff und der Aluminiumfolie zu verringern, würde an der Folie ein Rückstand verbleiben. Dies ist erfindiingsgemäß nich; der Fall, weil

π die Kohäsion der thermoplastischen Schichi 11 größer als ihre Adhäsion zur Folie 10, und weil die Adhäsion der thermoplastischen Schicht 11 zur Trägerlage 12 entlang der Kontaktfläche 13 beträchtlich größer als die Adhäsion der thermoplastischen Schicht 11 zum

"><> Fläehengebilde 10 entlang der Kontaktfläche 14 ist.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die thermoplastische Schicht 16 mit der Trägerlage 17 verklebt ist. Die thermoplastische Schicht 16 kann ebenfalls eine Polyäthylenschicht mit einer Dicke von

v> vorzugsweise etwa 0,05 bis 0,1 mm sein. Sie ist mit der Trägerlage 17 dirch eine Klebstoffschic!it 18 verbunden, die insbesondere aus druckempfindlichem Klebstoff besteht, der eine innige Verbindung mit der Trägerlage 16 gewährleistet und eine Dicke von etwa

■ 0,1 mm hat. Die 1 rägerlage 16 kann auch in diesem Falle aus dem vorerwähnten Papier für Anhängeretiketten bestehen.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird das empfindliche Flachengebilde 19 unter Wärmezufuhr mit der thermoplastischen Schicht 16 verbunden, wobei wiederum die Adhäsion entlang der Kontaktfläche 21 zwischen dem Fläehengebilde 19 und der thermoplastischen Schicht 16 geringer als die Verbindung ist, welche

die Klebstoffschicht 18 zwischen der thermoplastischen Schicht 16 und der Trägerlage 17 herstellt. Die Kohäsion der thermoplastischen Schicht 16 und der Klebstoffschicht 18 ist größer als die Adhäsion entlang der Kontaktfläche 21. Deshalb kann das Flächengebilde 19 nach der Bearbeitung entlang der Kontaktfläche 21 von der Trägerlage und der darauf verbleibenden thermoplastischen Schicht abgezogen werden. Auch hier ist entlang der Kontaktfläche 21 kein Trennüberzug erforderlich, und es verbleibt am Flächengebilde 19 beim Abziehen kein Rückstand von thermoplastischem Material.

F i g. 3 veranschaulicht anhand einer Vorrichtung das Verfahren zum Aufbringen des Flächengebildes 10 in Form einer Aluminiumfolie auf die Trägerlage 12. Dabei wird die thermoplastische Schicht 11 gleichzeitig einerseits mit dem Flächcngcbilde 10 und andererseits mit der Trägerlage 12 verbunden, wobei die drei Lagen zwischen beheizte walzen 22 und 2J geführt werden. Vorzugsweise ist eine der beiden Walzen eine hart ?n verchromte Stahlwalze, die mit öl, Dampf oder elektrisch erwärmt wird, während die andere Walze aus Naturkautschuk mit einer Härte von etwa 80 Shore besieht.

Von den Walzen wird ein Druck von normalerweise etwa 5.5 bis 10.3 bar ausgeübt, je nach der Oberfläche und der Textur der zu laminierenden Werkstoffe. Die Temperatur wird niedrig genug gehalten, um eine Beschädigung des Flächengebildes 10 zu vermeiden. Es wurde festgestellt, daß in den meisten Fällen eine zufriedenstellende !.aminierung bei einer Temperatur zwischen 65 und 180'C erreicht werden kann. Die erforderliche Wärmezufuhr hängt sowohl von der Geschwindigkeit als auch von der Temperatur ab. Besondere Gewebe oder Folien können eine besondere r> Temperatur erfordern, und es ist wichtig, daß jeweils die zur erstrebten Verbindung erforderliche Temperatur gewählt wird.

Wenn die Verbindung entlang der Kontaktfläche 14 zu stark isi. kann eine niedrigere Temperatur, eine jm höhere Geschwindigkeit und/oder ein geringerer Druck die Festigkeit der Verbindung verringern. Wenn eine größere Festigkeit der Verbindung erwünscht wird, kann eine höhere Temperatur, eine geringere Geschwindigkeit und/oder ein höherer Druck die Festigkeit der Verbindung erhöhen. Diese muß so groß sein, daß sie während der anschließenden Bearbeitung des Flächengebildes zusammen mit der Trägerlage aufrechterhalten bleibt. Sie muß andererseits aber so schwach sein, daß das Fl-.chengebilde nach der ">o Bearbeitung von Jer Trägeria =e und der thermoplastischen Schicht abgezogen werden kann, ohne daß Beschädigungen des Rächengebildes auftreten.

Das in F i g. 3 angedeutete Messer 24 kann beispielsweise bahnenförmige Flächengebilde 10 in bogenförmi- ge Zuschnitte unterteilen. An die Stelle des Messers kann auch jede andere Bearbeitungseinrichtung treten.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die thermoplastische Schicht auf die Trägerlage aufzutragen, bevor das Flächengebilde auf die thermoplastische Schicht «> aufgebracht wird.

Dies veranschaulicht die in Fig.4 dargestellte Vorrichtung, in der eine thermoplastische Schicht 26 aus Polyäthylen auf eine Trägerlage 27 aus Papier aufgetragen und dann das daraus gebildete Lamina¹; zusammen mit einem Flächengebilde 31 in Form einer Folie zvifischen Walzen 28, 29 geführt wird, um die Verbindung herzustellen. Ein derartiges Vorgehen empfiehlt sich beispielsweise dann, wenn die Oberflä cheneigcnschaften des zu fixierenden Gewebes so sind, daß bei gleichzeitiger Verbindung der thermoplastischen Schicht mit dem Gewebe und der Trägerlage gleichstarke Verbindungen erzeugt werden würden. lr> einem derartigen Fall kann die zunächst hergestellte Verbindung zwischen der Trägerlage 27 und der thermoplastischen Schicht 26 bei höherer Temperatur und mit höherem Druck hergestellt werden, als die Verbindiiing zwischen dem daraus gebildeten Laminat und dem Flächengebilde zwischen den Walzen 28, 29. Gegebenenfalls kann, um eine starke Adhäsion herbeizuführen, eine druckempfindliche Klebstoffschicht zwischen der thermoplastischen Schicht 26 und der Trägerschicht 27 vorgesehen werden. Auch kann die thermoplastische Schicht 26 auf der Trägerlage 27 als sehr dünner Überzug mit einer Dicke von etwa 0,01 bis 0.03 mm aufgetragen werden, der eine verhältnismäßig starke Klebverbindung ergibt.

Wenn das empfindliche Flächengebilde beim Erwärmen schrumpft, kann bei der Herstellung des Laminats die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung Verwendung finden. Hier wird eine druckempfindliche Klebstoffschicht 36 auf eine erste Trägerlage 37 derart aufgebracht, daß im Bereich der Kontaktfläche 38 nur eine schwache Verbindung entstellt. Dies kann mit Hilfe eines Trennüberzugs in Form einer Silikonbeschichtung bewerkstelligt werden. Das aus den Schichten 36, 27 gebildete Laminat wird dann zusammen mit einer thermoptastischen Schicht 39 zwischen Walzen 41, 42 geführt und verbunden. Im nachfolgenden Durchlauf zwischen beheizten Walzen 43, 44 wird ein Flächengebilde 4<! mit der thermoplastischen Schicht 39 verbunden. Hinter den nachfolgenden Walzen 47, 48 wird damn die erste Trägerlage 37 von der Klebstoffschicht 36 abgezogen. Dem wird kein Widerstand entgegengesetzt, weil die Verbindung entlang der Kontaktl'Iäche 38 sehr schwach ist.

Das aus dem Flächengebilde 46, der thermoplastisehen Schicht 39 und der Klebstoffschicht 38 gebildete Laminat wird alsdann einer Wärmebehandlung unterzogen, um die bei der voraufgegangenen Erwärmung aufgetretenen Spannungen zu beseitigen. Dazu wird das Laminat leicht zwischen den Walzen 47, 48 und dann zwischen den Walzen 5t, 52 hindurchgeführt. Dabei wird die Umdrehungszahl der Walzen so gesteuert, daß das Laminat im normalisierenden Bereich durchhängt und das Flächengebilde 46 auf einen im wesentlichen spannungsfreien Zustand schrumpft Alsdann wird eine zweite Trägerlage 53 mit der Klebstoffschicht 38 verbunden. Da zwischen dieser und der zweiten Trägerlage 53 kein Trennüberzug vorhanden ist, entsteht eine beträchtlich größere Adhäsion, als entlang der Konlaktfläche zwischen dem Flächengebilde46 und der thermoplastischen Schicht 39 besteht Deshalb kann das Fläcfoengebilde später von der thermoplastischen Schicht 39 und der Trägerlage 53 in der oben beschriebenen Weise abgezogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I.Verfahren zum vorübergehenden mechanischen Fixieren eines instabilen Flächengebildes während dessen mechanischer Bearbeitung, bei dem das Flächengebilde unter Wärmezufuhr und Druckausübung mit einer auf einer Trägerlage aufgebrachten thermoplastischen Schicht verbunden und dabei in die Schicht eingebettet und abschließend das Flächengebilde von der Trägerlage abgezogen wird, to dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht mit großer Adhäsion auf die Trägerlage und das Flächengebilde mit demgegenüber geringer Adhäsion auf die thermoplastische Schicht aufgebracht wird, daß hierauf die mechanisehe Bearbeitung z. B. durch Bedrucken, Schneiden od. dgl. erfolgt, und daß anschließend das Flächengebilde in seinem Aufbau unverändert und rückstandsfrei von der thermoplastischen Schicht und der Trägerlage sowie der darauf verbleibenden thermoplastischen Schicht abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Trägerlage und die thermoplastische Schicht eine Klebstoffschicht eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht zunächst auf eine erste Trägerlage mit geringer Adhäsion aufgebracht und nach dem Verbinden mit dem Flächengebilde zusammen mit diesem von der ersten Trägerlage abgezogen sowie einer spannungsminde..iden Behandlung unterworfen wird, und daß hierauf die thermcplastiiche Schicht mit dem daran haftenden Flächengebilde auf eine zweite Trägerlage mit großer Adiiäsio· aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht mit der ersten Trägerlage und der zweiten Trägerlage durch eine Zwischenschicht aus Klebstoff verbunden wird, und daß zwischen der Klebstoffschicht und der ίο ersten Trägerlage ein Trennüberzug ausgebildet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I in Form einer Trägerlage, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerlage (12; 17; 27; 53) eine thermoplastische Schicht (11; 16; 26; 39) angeordnet und mit dieser so fest verbunden ist, daß die Stärke der Verbindung zwischen der thermoplastischen Schicht und der Trägerlage beträchtlich größer als die Stärke der Verbindung zwischen dem ">o aufzubringenden und zu bearbeitenden Flächengebilde und der thermoplastischen Schicht ist, wobei die Kohäsion der thermoplastischen Schicht größer als deren Adhäsion zum Flächengebilde ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 5"i zeichnet, daß die Trägerlage (12; 17; 27; 53) aus Papier besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht (16; 39) mit der Trägerlage (17; 53) durch eine wi Klebstoffschicht (18;36) verbunden ist.