DE19925119A1 - Latten mit strukturierter Oberfläche zur Verwendung in einem Lattenförderband sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird eine Latte mit einer strukturierten Oberfläche zur Verwendung in einem Lattenförderband. Zur Herstellung dieser Latte wird zunächst ein Latten-Rohprofil hergestellt, welches eine in Profil-Längsrichtung im wersentlichen glatte Oberfläche aus einem thermoplastischen Kunststoff besitzt. Diese (im wesentlichen glatte) Oberfläche des Rohprofils wird dann bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs mit einem eine Vielzahl von Negativform-Elementen (Vertiefungen) aufweisenden Prägewerkzeug zusammengepreßt und dadurch umgeformt. Es ist darauf zu achten, daß ein Prägewerkzeug eingesetzt wird, dessen zahlreiche Negativfom-Elemente im wesentlichen gratfrei in eine metallische Prägefront des Prägewerkzeugs eingearbeitet sind. Bei Beachtung der genannten Vorschriften ergibt sich eine zumindest im wesentlichen gratfreie Profilierung der Lattenoberfläche. DOLLAR A Die Negativfom-Elemente können in die metallische Prägefront des Prägewerkzeugs eingeätzt sein, z. B. auf photochemischem Wege.

Description

Die Erfindung betrifft Latten mit strukturierter Oberfläche zur Verwendung in einem Lattenförderband sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Es sind bereits Latten mit einer strukturierten Oberfläche zur Verwendung in einem Lattenförderband bekannt, die nach einem Verfahren hergestellt werden, wobei zunächst ein Latten-Rohprofil hergestellt wird, das eine in Profil-Längsrichtung im wesentlichen glatte Oberfläche aus einem thermoplastischen Kunststoff besitzt.

Lattenförderbänder (Lattentransportbänder) werden in großem Umfang in der Textilindustrie bei der Herstellung von Faservliesen eingesetzt. Im Bereich der Vliesstoffindustrie dienen Lattenförderbänder als Zufuhrbänder, Abzugsbänder oder Übertragungsbänder vor, während oder nach verschiedenen Vlies-Verarbeitungsschritten. Insbesondere in den Bereichen der Vernadelung und der Vlieslegung übernehmen Lattentransportbänder nicht nur die Grund­ funktion des Weitertransportes, sondern auch weitere technische Funktionen, die eine bedeutende Rolle bei der Vliesherstellung spielen.

Zur Gewährleistung einer optimalen Vliesherstellung sollen Latten­ transportbänder folgende Eigenschaften aufweisen:

• 1. Beim Ablegen des Vlieses auf der Transportbandoberfläche soll eine punktgenaue zweidimensionale Fixierung auf der Lattenoberfläche erreicht werden, d. h. eine Fixierung des Vliesstoffes sowohl in Transportrichtung als auch in Querrichtung dazu,
• 2. Die Transportbandoberfläche (d. h. die Oberfläche der einzelnen Latten des Lattentransportbandes) soll so beschaffen sein, daß die Unter­ seite des abgelegten Vlieses nicht dauerhaft deformiert wird.

Aus der DE 34 48 542 C2 sind bereits Lattenförderbänder bekannt, deren Latten eine kordierte Lattenoberfläche besitzen und die vorstehend unter 1. und 2. geschilderten Anforderungen voll erfüllen.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß selbst bei Verwendung der besagten Latten mit kordierter Lattenoberfläche in Einzelfällen noch Probleme auftreten können.

So wurde beobachtet, daß bei Verwendung von Lattenförderbändern mit längs- oder quergeriffelter Oberfläche bei der Abgabe eines Vlieses am Transferpunkt in manchen Fällen einzelne Fasern oder kleinere Teile des Vlieses auf der Bandoberfläche verblieben. Dies wurde insbesondere bei der Herstellung von Vliesen festgestellt, deren Basismaterial aus sehr feinen, sich kräuselnden Kunstfasern besteht. Die auf dem Lattenförderband ver­ bleibenden Fasern laufen mit diesem um und reißen bei jedem weiteren Umlauf weiteres Fasermaterial aus den abgelegten Vliesen oder Floren heraus. Auf den Latten bilden sich daher im Laufe der Zeit größere Flocken von Faserma- . terial, und dieser Materialaufbau kann sich bei der Vliesherstellung störend bemerkbar machen.

Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das geschilderte Problem zu überwinden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Latte mit einer strukturierten Oberfläche zur Verwendung in einem Lattenförderband, die sich wie folgt herstellen läßt:

• - Es wird zunächst ein Latten-Rohprofil hergestellt, welches eine in Profil-Längsrichtung im wesentlichen glatte Oberfläche aus einem thermoplastischen Kunststoff besitzt;
• - Diese (im wesentlichen glatte) Oberfläche des Rohprofils wird dann bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des (die im wesentlichen glatte Oberfläche bildenden) thermoplastischen Kunst­ stoffs mit einem eine Vielzahl von Negativform-Elementen (Vertiefun­ gen) aufweisenden Prägewerkzeug zusammengepreßt und dadurch umge­ formt.
• - Dabei ist darauf zu achten, daß ein Prägewerkzeug eingesetzt wird, dessen zahlreiche Negativform-Elemente im wesentlichen gratfrei in eine metallische Prägefront des Prägewerkzeugs eingearbeitet sind.

Werden die vorstehenden Vorschriften beachtet, so ergibt sich beim Umformen der Rohprofil-Oberfläche (aus dem glatten Zustand) eine zumindest im wesentlichen gratfreie Profilierung der Lattenoberfläche.

Besonderer Wert ist darauf zu legen, daß das Prägewerkzeug auf geeignete Weise hergestellt ist. Die Negativform-Elemente müssen im wesentlichen gratfrei sein, da ansonsten beim Umform-Vorgang eine profi­ lierte Lattenoberfläche entsteht, die wiederum Grate aufweist. An diesen Graten können sich dann aber auf die oben beschriebene nachteilige Weise die Fasern eines abgelegten Vlieses verhaken.

Vorteilhafterweise sind die Negativform-Elemente, d. h. die formgeben­ den Vertiefungen, in die metallische Prägefront des Prägewerkzeugs einge­ ätzt, z. B. auf photochemischem Wege. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von Prägewalzen und Prägerädern für die kunststoffverarbeiten­ den Industrie sind die entsprechenden Ätzverfahren bekannt.

Die bisher zur Herstellung von Latten mit kordierter Lattenoberfläche (siehe oben) eingesetzten Rändelräder sind für die Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens nicht geeignet, und zwar auch dann nicht, wenn sie nach ihrer Herstellung, die spanend erfolgt, einer nachträglichen Ober­ flächenbehandlung unterzogen werden. Eine vollständige Gratfreiheit wird nämlich auch dann allenfalls zufällig einmal erreicht.

Der thermoplastische Kunststoff, der die Oberfläche des Lattenprofils bildet, ist vorzugsweise amorph. Amorphe Thermoplaste weisen oberhalb der sogenannten Glasübergangstemperatur (Einfriertemperatur) T_g eine Art gummielastischen Bereich auf, innerhalb dessen sie sich unter Anwendung relativ geringer Kräfte umformen lassen.

Je nach geplantem Einsatzgebiet einer erfindungsgemäßen Latte kann der thermoplastische, vorzugweise amorphe Kunststoff hart oder weich sein. Die Latten-Oberfläche kann also beispielsweise im wesentlichen aus Hart-PVC oder Weich-PVC bestehen. Andere thermoplastische (vorzugsweise amorphe) Kunststoffe können aber ebenfalls verwendet werden.

Wie bereits bei den Fertigungsverfahren für Latten mit kordierter Lattenoberfläche üblich, wird auch das Rohprofil einer erfindungsgemäßen Latte typischerweise im Wege der Extrusion hergestellt. Eine Herstellung im Spritzgußverfahren ist aber bei stofflich homogenen Latten ebenfalls möglich.

Wenn das Lattenrohprofil durch Extrusion hergestellt wird, handelt es sich bei dem Prägewerkzeug vorzugsweise um ein Prägerad, das kontinuierlich auf der Oberfläche des extrudierten Rohprofils abrollt und dabei die Umformung der Oberfläche bewirkt. Die Negativform-Elemente sind dann auf dem Radumfang angeordnet.

Anstelle eines Prägerades kann auch ein Prägestempel eingesetzt werden, der diskontinuierlich auf hintereinanderliegende Abschnitte der Rohprofil-Oberfläche einwirkt.

Insbesondere bei Verwendung thermoplastischer, amorpher Kunststoffe als Material für die Lattenoberfläche ist es wichtig, daß diese, nach der Einwirkung des Prägewerkzeugs, möglichst schnell abgekühlt und in den glasartigen Zustand überführt werden. Es kann deshalb vorteilhaft sein, die Prägefront des Prägewerkzeugs vor und/oder während des Zusammenpressens mit dem Latten-Rohprofil zu kühlen, um ein schnelles Abkühlen zumindest der umgeformten Lattenoberfläche, vorzugsweise aber der gesamten Latte, unter die Glasübergangstemperatur des Oberflächen-Kunststoffes zu erreichen.

In vielen Fällen, insbesondere wenn das Rohprofil einer erfindungs­ gemäßen Latte aus einem homogenen, harten Kunststoff wie Hart-PVC besteht, ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren so auszugestalten, daß das Rohprofil nach Austritt aus der Extrusionsdüse unmittelbar mit dem Präge­ werkzeug zusammengepreßt wird, so daß die Oberfläche des extrudierten Roh­ profils zwischenzeitlich nicht unter die Glasübergangstemperatur abkühlt.

Das Prägewerkzeug (vorzugsweise ein Prägerad) ist dann räumlich dem Extruder zugeordnet und kann als ein Bestandteil des Extruders aufgefaßt werden.

Besteht die Oberfläche einer erfindungsgemäßen Latte aber beispiels­ weise aus einem weichen thermoplastischen Kunststoff wie Weich-PVC, der im Wege der Co-Extrusion gemeinsam mit einem harten Latten-Basismaterial zum Rohprofil geformt wurde, so ist es im Regelfall günstiger, daß (co-)ex­ trudierte Latten-Rohprofil vor dem Zusammenpressen mit dem Prägewerkzeug zu kalibrieren und die Oberfläche des Latten-Rohprofils (erst) nach der Kalibrierung (wieder) auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstempera­ tur zu erwärmen. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, das Prägewerkzeug (z. B. ein Prägerad) nicht zu kühlen, sondern es zu erhitzen, um die Latten- Oberfläche durch den Kontakt mit dem Prägewerkzeug auf die erforderliche Temperatur zu bringen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 Prinzip-Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens mit in den Extruder integriertem Prägerad (Seitenansicht);

Fig. 2 Frontalansicht auf das Prägerad, den Extruder und das extru­ dierte Profil gemäß Fig. 1

Fig. 3 Prinzip-Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens mit einem einer Kalibriereinrichtung nach­ geordneten Prägerad (Seitenansicht)

Fig. 4 Frontalansicht auf das Prägerad und das extrudierte Profil gemäß Fig. 3.

Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Anlage zur erfindungsgemäßen Herstellung von Latten mit einer strukturierten Ober­ fläche zur Verwendung in einem Lattenförderband umfaßt einen üblichen Extruder 1 mit einem Profilspritzkopf 3. Dem Profilspritzkopf 3 zugeordnet ist jedoch ein Prägerad 5 mit einer Vielzahl von der Rad-Umfangs- oder Lauffläche zugeordneten Negativform-Elementen (Vertiefungen) 6, vergleiche insoweit insbesondere Fig. 2.

Dem Extruder 1 und dem Prägerad 5 in Extrusionsrichtung nachgeordnet ist eine Einrichtung 9 zur Wasserkühlung extrudierter und geprägter Latten­ profile 7; diese Wasserkühlungs-Einrichtung ist nur in Fig. 1 dargestellt.

Der Wasserkühlungs-Einrichtung in Extrusionsrichtung nachgeordnet ist eine Kalibriereinrichtung 11.

Die Negativform-Elemente 6 des Prägerades 5 sind auf photochemische Weise in die metallische Lauffläche (Prägefront) des Prägerades eingeätzt; sie sind daher im wesentlichen gratfrei.

Beispielsweise zur Herstellung eines stofflich homogenen Latten­ profils aus Hart-PVC wird im Extruder 1 bei einer Arbeitstemperatur von etwa 160°C bis 195°C ein Latten-Rohprofil 7 hergestellt, mit einer in Profil-Längsrichtung im wesentlichen glatten Oberfläche aus Hart-PVC.

Unmittelbar nach dem Verlassen des Spritzkopfes 3 wird die Oberfläche des Hart-PVC-Rohprofils 7 dann bei nahezu unveränderter Temperatur, also bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Hart-PVC- Kunststoffs, in Kontakt mit der Lauffläche des Prägerades 5 gezwungen. Unter Wirkung des beträchtlichen Anpressdrucks dringt das noch gut verformbare Hart-PVC im Oberflächenbereich des Rohprofils 7 in die Negativ­ form-Elemente (die Vertiefungen) 6 des Prägerades 5 ein. Das Prägerad 5 wird dabei durch das gemäß Fig. 1 nach links extrudierte Rohprofil 7 in Rotation versetzt. Seine Umfangsgeschwindigkeit entspricht der Vorschubge­ schwindigkeit des Rohprofils 7, und es dreht sich bei der Anordnung gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn (vergleiche den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeil). Die Negativform-Elemente 6 stehen also jeweils nur für kurze Zeit in Kontakt mit der Oberfläche des Rohprofils 7.

Das Prägerad 5 ist auf nicht dargestellte Weise luftgekühlt, was dazu beiträgt, das Lattenprofil 7 nach vollzogener Oberflächengestaltung schnell auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur (Elnfriertempera­ tur) abzukühlen.

Eine drastische Temperaturverringerung wird jedoch erst in der Einrichtung 9 zur Wasserkühlung des extrudierten und geprägten Rohprofils 7 erreicht.

Nach erfolgter Wasserkühlung wird das Lattenprofil 7 und insbesondere dessen dreidimensionale, gratfreie Oberflächenstruktur in einer Vakuum- Kalibriereinrichtung 11 bei einer Temperatur von etwa 50°C weiter ver­ festigt.

Im Anschluß an das Durchlaufen der Kalibriereinrichtung 11 wird das Lattenprofil 7 auf übliche Weise abgelängt und weiterverarbeitet.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anlage ermöglicht es vor­ teilhafterweise, das Lattenrohprofil 7 unmittelbar nach dem Austritt aus der Extrusionsdüse mit dem Prägerad 5 zu kontaktieren, so daß die umzufor­ mende Oberfläche des extrudierten Rohprofils zwischenzeitlich (d. h. im Zeitraum zwischen dem Austritt aus der Extrusionsdüse und der Kontaktierung mit dem Prägerad) nicht unter die Glasübergangstemperatur abkühlt. Die Anlage gemäß den Fig. 1 und 2 arbeitet daher besonders Zeit- und energiesparend.

In den Fig. 3 und 4 ist eine alternative Anlage zur erfindungs­ gemäßen Herstellung von Latten mit einer strukturierten Oberfläche schema­ tisch dargestellt.

Sie umfaßt einen Extruder 21 mit einem Profilspritzkopf 23, dem in Extrusionsrichtung eine nicht dargestellte Einrichtung zur Wasserkühlung extrudierter Rohprofile 27 sowie eine Kalibriereinrichtung 31 nachgeordnet sind.

In Extrusionsrichtung der Kalibriereinrichtung 31 nachgeordnet ist ein beheizbares Prägerad 25 mit einer Vielzahl von Negativform-Elementen 26, die der Rad-Umfangs oder -Lauffläche zugeordnet sind (vergleiche insoweit insbesondere Fig. 4). Die Negativform-Elemente 26 des Prägerades 25 sind auf photochemische Weise in die metallische Lauffläche (Prägefront) des Prägerades eingeätzt und absolut gratfrei.

Beispielsweise zur Herstellung eines Lattenprofils mit einer Hart- PVC-Basis und einer Weich-PVC-Oberfläche wird im Extruder 21 bei einer Arbeitstemperatur von etwa 760°C bis 195°C auf übliche Weise (Co-Extrusion) ein Latten-Rohprofil 27 hergestellt, mit einer in Profil-Längsrichtung im wesentlichen glatten Oberfläche aus Weich-PVC.

Nach dem Verlassen des Spritzkopfes 23 wird die Weich-PVC-Oberfläche des co-extrudierten Rohprofils 27 mit Wasser gekühlt und anschließend im Kalibrator 31 kalibriert. Nach dem Austritt aus dem Kalibrator besitzt das Profil 27 eine Temperatur von etwa 50°C, also eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur von Weich-PVC.

Die noch glatte Weich-PVC-Oberfläche des Rohprofils 27 wird dann in Kontakt mit der Lauffläche des Prägerades 25 gezwungen. Dieses ist auf eine Temperatur im Bereich zwischen 140°C und 175°C erhitzt, besitzt also eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Weich-PVC. Das Weich- PVC wird auf eine Temperatur oberhalb seiner Glasübergangstemperatur erhitzt und dringt durch den Kontakt mit dem erhitzten Prägerad, unter Wirkung des beträchtlichen Anpreßdrucks, im Oberflächenbereich des Profils 27 in die Vertiefungen 26 in der Lauffläche des Prägerades 25 ein. Das Prägerad 25 wird dabei durch das sich gemäß Fig. 3 nach links vorschiebende Rohprofil 27 in Rotation versetzt. Seine Umfangsgeschwindigkeit entspricht der Vorschubgeschwindigkeit des Rohprofils, und es dreht sich bei der Anordnung gemäß Fig. 3 im Uhrzeigersinn (vergleiche die in Fig. 3 einge­ zeichneten Pfeile). Die Negativform-Elemente stehen jeweils nur für kurze Zeit in Kontakt mit der Oberfläche des Rohprofils 27.

Die Hart-PVC-Basis des Rohprofils 27 wird durch den Kontakt der Lattenoberfläche mit dem Prägerad 25 nicht beträchtlich erhitzt. Eine Deformation der Lattenbasis findet deshalb während das oberflächlichen Umformvorgangs nicht statt.

Nach der Gestaltung der Weich-PVC-Oberfläche des Lattenprofils 27 wird dieses abgekühlt, auf übliche Weise abgelängt und weiterverarbeitet.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Latten mit einer strukturierten Ober­ fläche zur Verwendung in einem Lattenförderband, wobei

• - zunächst ein Latten-Rohprofil hergestellt wird, mit einer in Profil-Längsrichtung im wesentlichen glatten Oberfläche aus einem thermoplastischen Kunststoff,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Oberfläche des Rohprofils (7) bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Kunststoffs mit einem eine Vielzahl von Negativform-Elementen (6) auf­ weisenden Prägewerkzeug (5) zusammengepreßt und dadurch umge­ formt wird,
• - wobei die zahlreichen Negativform-Elemente (6) des Prägewerk­ zeugs (5) im wesentlichen gratfrei in eine metallische Präge­ front des Prägewerkzeugs eingearbeitet sind,
• - so daß sich beim Umformen eine zumindest im wesentlichen gratfreie Profilierung der Lattenoberfläche ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Negativ­ form-Elemente (6) in die metallische Prägefront des Prägewerkzeugs (5) eingeätzt sind.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff amorph ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff Hart-PVC oder Weich-PVC ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Latten-Rohprofil (7) durch Extrusion hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerk­ zeug ein Prägerad (5) ist, das kontinuierlich auf der Oberfläche des extrudierten Rohprofils (7) abrollt und dabei die Umformung der Ober­ fläche bewirkt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prägefront des Prägewerkzeugs vor und/oder während des Zusammenpressens mit dem Latten-Rohprofil gekühlt wird, um ein schnelles Abkühlen zumindest der umgeformten Lattenoberfläche unter die Glasübergangstemperatur zu erreichen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohprofil (7) nach Austritt aus der Extrusionsdüse unmit­ telbar mit dem Prägewerkzeug (5) zusammengepreßt wird, so daß die Oberfläche des extrudierten Rohprofils zwischenzeitlich nicht unter die Glasübergangstemperatur abkühlt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-6, dadurch gekennzeichnet, daß das extrudierte Latten-Rohprofil (7) vor dem Zusammenpressen mit dem Prägewerkzeug kalibriert und die Oberfläche des Latten-Rohprofils nach der Kalibrierung auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangs­ temperatur erwärmt wird.

10. Latte mit einer strukturierten Oberfläche zur Verwendung in einem Lattenförderband, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach einem Ver­ fahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche herstellbar ist.