DE1955607C3

DE1955607C3 - Verfahren und Vorrichtung zum vorübergehenden mechanischen Fixieren eines instabilen Flächengebildes

Info

Publication number: DE1955607C3
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: 1979-08-30
Also published as: NL6916732A; DE1955607A1; BE741210A; FR2022638A1; JPS5323346B1; GB1287136A; DE1955607B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorübergehenden mechanischen Fixieren eines 'nstabilen Flschcn-Ksbiides 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 1112 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 schachtförmig 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 liegt 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 e>ne 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 von 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 Trägeriage kann dadurch gewährleistet werden, daß dazwischen '.'ire < leb·ί^!!schicht 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 Flächengebflde 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 durch 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 thermoplastischen Schicht aus dieser Teile lösen und an dem Flächengebüde verbleiben, was in aller Regel die beabsichtigte weitere Verwendung des Flächengebildes unmöglich machen würde.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an Ausführungsbeispielen. Es zeigt

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

Fig.2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels;

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

F i g. 4 eine gegenüber F i g. 3 abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung und

F i g. 5 die schematische Darstellung der Herstellung eines vorübergehenden Laminats mit eintm thermisch empfindlichen Flächengebilde.

Das Flächengebilde 10 in F i g. 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 11 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 Flächengebilde 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 FührungsroUen geführt werden kann.

Bei dem in F i g. 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 U zum Flächengebilde 10 entlang der Kontaktfläche 14. Ein solcher Aufbau reicht aus, wenn die natürliche Festigkeit der mechanischen Verbindung zwischen der thermoplastischen Schicht 11 und dem

is Flächengebilde 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 eine Trägerschicht aus Papier (wie es für Etikettenanhänger 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 65 und 180° C 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 stärker mit der Trägerlage 12 als mit dem Flächengebilde 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 F i g. 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 erfindungsgemäß nicht der Fall, weil

-si die Kohäsion der thermoplastischen Schicht 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

so Flächengebilde 10 entlang der Kontaktfläche 14 ist

F i g. 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 vorzugsweise etwa 0,05 bis 0,1 mm sein. Sie ist mit der Trägerlage 17 durch eine Klebstoffschicht 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 Trägerlage 16 kann auch in diesem Falle aus dem vorerwähnten Papier für Anhängeretiketten bestehen.

Auch bei diesen: Ausführungsbeispiel wird das empfindliche Flächengebilde 19unter Wärmezufuhr mit der thermoplastischen Schicht i6 verbunden, wobei wiederum die Adhäsion entlang der Kontaktfläche 21 zwischen dem Flächengebilde ?9 und der thermoplasti-

die Klebstoffschicht 18 zwischen der thermoplastischen Schicht 16 und der Trägerlage 17 herstellt. Die Kohäsicn der thermoplastischen Schicht 16 und der Klebstoffschichi i8 ist größer als die Adhäsion entlang der K->ntaktfläche 21. Deshalb kann das Flächengebilde 19 nach ■??: Bearbeitu Ij₁ entlang der komaktflächc 2i v^n der Trägerlage und der darauf verbleibenden inermoplastischen Schicht abgezogen werden. Auch bier ist entlang der Kontaktfläche 21 kein Trennüberzug erforderlich, und es verbleibt am Flächengebüde 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 Flächengebüde 10 und andererseits mit der Trägerlage 12 verbunden, wobei die drei Lagen zwischen beheizte Walzen 22 und 23 geführt werden. Vorzugsweise ist eine der beiden Walzen eine hart verchromte Stahlwalze, die mit öl. Dampf oder elektrisch erwärmt wird, während die andere Walze aus Naturkautschuk mit einer Härte von etwa 80 Shore besteht.

Von den Walzen wird ein Druck von normalerweise etwa 53 bis 103 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 Laminierung bei einer Temperatur zwischen 65 und 180⁰C erreicht werden kann. Die erforderliche Wärmezufuhr hängt sowohl von der Geschwindigkeit als auch von der Temperatur ab. Besondere Gewebe oder Folien können eine besondere 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 äst, kann eine niedrigere Temperatur, eine 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 Flächengebüde nach der Bearbeitung von der Trägerlage und der thermoplastischen Schicht abgezogen werden kann, ohne daß Beschädigungen des Flächengebildes auftreten.

Das in F i g. 3 angedeutete Messer 24 kann beispielsweise bahnenförmige Flächengebilde 10 in bogenförmige 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 mi 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 Laminat zusammen mit einem Flächer.gobilde 31 in Form einer Folie zwischen Walzen 28, 29 geführt wird, um die Verbindung herzustellen. F.in derartiges Vorgeher empfiehlt sich beispielsweise dann, wenn die Oberflächeneigenschalten des zu fixierenden Gewebes so sind daß bei gleichzeitiger Verbindung der thermoplastischen Schicht mit dem Gewebe und der Trägerlage gleirhc'r.rke Verbindungen erzeugt werden würden. In 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 Verbindung 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 F i g. 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 entsteht 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 thermoplastischen Schicht 39 zwischen Walzen 41, 42 geführt und verbunden. Im nachfolgenden Durchlauf zwischen beheizten Walzen 43,44 wird ein Flächengebilde 46 mit der thermoplastischen Schicht 39 verbunden. Hinter den nachfolgenden Walzen 47, 48 wird dann die erste Trägerlage 37 von der Klebstoffschicht 36 abgezogen. Dem wird kein Widerstand entgegengesetzt weil die Verbindung entlang der Kontaktfläche 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 51, 52 hindurchgeführt. Dabei wird die Umdrehungszahl der Walzen so gesteuert, daß das Laminat im normalisierenden Bereich durchhängt und das Flächengebüde 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 Kontaktfläche zwischen dem Flächengebilde 46 und der thermoplastischen Schicht 39 besteht Deshalb kann das Flächengebilde später von der thermoplastischen Schicht 39 und der Trägerlage 53 in der oben beschriebenen Weise abgezogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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 Träger lage abgezogen wird, ι ο 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 anschlieSend 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 spannungsmindernden Behandlung unterworfen wird, und daß hierauf die thermoplastische Schicht mit dem daran haftenden Flächengebilde auf eine zweite Trägerlage mit großer Adhäsion 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 ersten Trägerlage ein Trennüberzug ausgebildet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 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 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 gekennzeichnet, 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 w> Klebstoffschicht (18; 36) verbunden ist.