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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines textilen
Flächengebildes
an einer Halterung mittels eines durch UV-Strahlung härtbaren
Klebstoffs, mit wenigstens einer UV-Leuchteneinrichtung, die an
einer Führungseinrichtung
aufgehängt
ist.
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Zur
Herstellung einer Siebdruckform sind mehrere Schritte erforderlich.
Zunächst
wird ein Siebdruckgewebe über
einen Siebdruckrahmen aufgespannt. Hierzu weist der Siebdruckrahmen
Spanneinrichtungen auf, wie sie beispielsweise aus der
DE 195 43 235 A1 ,
EP 0 925 195 B1 und
DE 196 46 987 A1 bekannt
sind. Nach dem Aufspannen wird das Siebdruckgewebe mit dem Siebdruckrahmen
verklebt. Hierzu wird auf das Siebdruckgewebe im Bereich des Siebdruckrahmens
ein Klebstoff aufgetragen und durch das Siebdruckgewebe bis zu dem Siebdruckrahmen
durchgedrückt.
Nach Aushärten des
Klebstoffs wird das Siebdruckgewebe mit einer wasserlöslichen,
lichtempfindlichen Emulsion – auch Schablonenmaterial
genannt – beschichtet.
Die Beschichtung wird anschließend
mit einer dem Druckbild entsprechenden Kopiervorlage belichtet.
Hierdurch härten
die belichteten Bereiche aus. Die nicht belichteten Bereiche bleiben
wasserlöslich
und werden anschließend
ausgewaschen. Hierdurch entsteht die Siebdruckschablone mit dem
Siebdruckgewebe als Schablonenträger.
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Im
Stand der Technik ist es bekannt, für die Befestigung des Siebdruckgewebes
an dem Siebdruckrahmen neben konventionellen Klebstoffen auch durch
UV-Strahlung härtbare
Klebstoffe (vgl. ULLMANN'S
ENCYCLOPEDIA OF INDUSTRIAL CHEMISTRY, 2003, 6. Aufl., Band 1, Seiten
411 und 412) zu verwenden. Nach dem Auftrag wird der Klebstoff mittels
UV-Blitzlicht belichtet und hierdurch gehärtet. Die Vorzüge eines
UV-härtbaren
Klebstoffs liegen darin, daß keine
Lösemittelemissionen
anfallen und der Klebstoff auch ohne Ablackierung lösemittelbeständig ist.
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Die
Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahren weist eine den Spannrahmen überdeckende Haube auf, innerhalb
der ein UV-Belichtungsbalken angeordnet ist, der sich über die
Breite des Spannrahmens erstreckt und über diese Breite strahlt. Er
ist parallel zum Siebdruckrahmen quer zu seiner Längsachse
verfahrbar. Zum Härten
des Klebstoffs bestreicht und belichtet die UV-Leuchteneinrichtung
die gesamte Fläche
des Siebdruckgewebes.
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Nachteilig
bei dieser Art der Härtung
des Klebstoffs ist, daß das
Siebdruckgewebe streifenförmig
und über
seine ge samte Breite erwärmt
wird und es somit zum Verziehen des Siebdruckgewebes mit der Folge
kommt, daß es
uneben wird.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art bereitzustellen, die ein Verziehen von textilen
Flächengebilden
wie Siebdruckgeweben oder dgl. und damit die Bildung von Unebenheiten
vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung gelöst,
bei der die UV-Leuchteneinrichtung wenigstens einen UV-Punktstrahler
aufweist. Unter einem Punktstrahler in diesem Sinne ist eine solche
UV-Leuchte zu verstehen, bei der die UV-Strahlung auf den bestimmungsgemäß vorgesehenen
Klebstoffauftrag konzentriert ist, die bestrahlte Fläche also
nicht wesentlich größer ist
als der Klebstoffauftrag. Aufgrund dieser Begrenzung der UV-Strahlung
wird das textile Flächengebilde,
beispielsweise das Siebdruckgewebe, mit UV-Strahlung dort beaufschlagt,
wo die Befestigung mit dem Klebstoff erfolgen soll. Ein Verziehen
des Flächengebildes
wird hierdurch vermieden. Grundgedanke der Erfindung ist es also,
die UV-Strahlung nur dort einwirken zu lassen, wo sie auch benötigt wird,
nämlich
im Bereich des Klebstoffauftrags, und dann die UV-Strahlung entlang
des Klebstoffauftrags zu bewegen. Hierdurch bleibt die Erwärmung des
textilen Flächengebildes
auf diesen Bereich beschränkt.
Die übrigen
Bereiche bleiben auf Umgebungstemperatur.
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Die
Konzentration der UV-Strahlen muß nach der Lehre der Erfindung
nicht auf den Klebstoffauftrag beschränkt sein, sondern kann auch
benachbarte Bereiche erfassen, um eventuell dorthin geflossenen
Klebstoff ebenfalls zu härten.
Wesentlich ist, daß das
Siebdruckgewebe ansonsten weitestgehend von der Beaufschlagung mittels
UV-Strahlung freigehalten wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist nicht nur für
die Befestigung von Siebdruckgeweben an Siebdruckrahmen geeignet,
sondern kann universell zur Befestigung von textilen Flächengebilden
an Halterungen angewandt werden. Ein alternativer Anwendungsbereich
ist z.B. die Befestigung eines Filtertuchs an einer Filterhaltung
beispielsweise in Form eines Filterrahmens.
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Für die Härtung des
Klebstoffauftrags kann ein einziger Einzelstrahl ausreichen. Es
besteht jedoch auch die Möglichkeit,
die UV-Strahlung der UV-Leuchteneinrichtung aus mehreren Einzelstrahlen
zusammenzusetzen. Sofern die Einzelstrahlen auf einen gemeinsamen
Mittelpunkt fokussiert werden, führt
dies zu einer Erhöhung
der Energiedichte und damit zu einer Beschleunigung der Härtung des Klebstoffs.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die
Einzelstrahlen nebeneinander oder sich teilweise überschneidend
auf den Klebstoffauftrag auftreffen zu lassen, um eine größere Fläche des
Klebstoffauftrags gleichzeitig mit UV-Strahlung zu beaufschlagen.
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Die
UV-Leuchteneinrichtung sollte sich zweckmäßigerweise parallel zu dem
Flächengebilde bewegen,
so daß beim
Verfahren der UV-Leuchteneinrichtung der Abstand zum Siebdruckrahmen
im wesentlichen gleich bleibt. Um eine möglichst hohe Energiedichte
zu erzielen, sollte die UV-Strahlung
im wesentlichen senkrecht auf den Klebstoffauftrag gerichtet werden.
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Als
Klebstoffe eignen sich Acrylester oder Kombinationen von Acrylaten
mit aliphatischen oder aromatischen Epoxidharzen, Urethanen, Polyester oder
Polyether sowie Kombinationen von hydroxylgruppenhaltigen Polymeren
mit cycloaliphatischen Epoxiden. Der Härtungsmechanismus kann sowohl radikalischer
als auch kationischer Natur sein. Die UV-Strahlung sollte innerhalb
eines Wellenlängenbereichs
von 250 bis 445 nm liegen.
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Die
Führungseinrichtung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sollte derart ausgebildet sein, daß die UV-Leuchteneinrichtung
in einer X-Y-Bewegungsebene bewegbar ist, wobei die X- und Y-Bewegungsrichtungen
vorzugsweise senkrecht zueinander stehen. Dies kann beispielsweise
dadurch verwirklicht werden, daß die
Führungseinrichtung
einen Träger
aufweist, der in einer X-Richtung bewegbar ist und an dem ein die
UV-Leuchteneinrichtung tragender Leuchtenwagen gelagert ist, der
an dem Träger
in Y-Richtung verschieblich geführt
ist. Der Träger
ist dabei zweckmäßigerweise
als Portal mit seitlichen Portalständern ausge bildet, die auf
parallelen Führungsschienen
gelagert sind.
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Die
UV-Leuchteneinrichtung kann mehrere UV-Punktstrahler aufweisen,
die in einer gemeinsamen Leuchtenhalterung aufgehängt sind,
um entweder die Energiedichte zu erhöhen oder eine größere zusammenhängende Fläche mit
UV-Strahlung zu
beaufschlagen. Dabei sollten die UV-Punktstrahler in einer zur Bewegungsebene
parallelen Ebene nebeneinander gruppiert und um jeweils zur Bewegungsebene
parallele Achsen verschwenkbar aufgehängt sein. Vorzugsweise sollen
die UV-Punktstrahler auf einem Kreis angeordnet sein und die Schwenkachsen
auf Tangenten zu diesem Kreis verlaufen oder parallel dazu. Auf
diese Weise kann die zu bestrahlende Fläche entsprechend den jeweiligen
Anforderungen eingestellt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
die Schwenkachsen mit einer Verstelleinrichtung verbunden sind, über die
sie gemeinsam in ihrer Neigung derart verstellbar sind, daß sie jeweils
den gleichen Winkel zur Senkrechten auf die Bewegungsebene einnehmen.
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Besonders
bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der die UV-Leuchteneinrichtung mit wenigstens einer
Klebstoffauftragseinrichtung verbunden ist, so daß mit Hilfe
der Vorrichtung sowohl der Klebstoff aufgetragen als auch anschließend gehärtet werden kann.
Sofern die UV-Leuchteneinrichtung
mehrere UV-Punktstrahler aufweist, ist die Klebstoffauftragseinrichtung
zweckmäßigerweise
zwischen den UV-Punktstrahlern angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann so ausgebildet sein, daß sie
mit der Abstützeinrichtung für die Halterung,
auf der das textile Flächengebilde befestigt
werden soll, kombinierbar ist. Eine solche Abstützeinrichtung kann jedoch auch
Teil dieser Vorrichtung sein, wobei die UV-Leuchteneinrichtung relativ
zu der Abstützeinrichtung
zweckmäßigerweise äquidistant
bewegbar ist.
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Die
Bewegung der UV-Leuchteneinrichtung erfolgt vorteilhafterweise über elektromotorische
Antriebe. Diese Antriebe sollten über eine Steuereinrichtung
steuerbar sein, so daß der
Vorgang der UV-Bestrahlung weitgehend, wenn nicht vollautomatisch
erfolgt.
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Als
UV-Punktstrahler können
die im Stand der Technik bekannten Lampen, wie Quecksilberdampflampen,
aber auch Xenon- und Wasserstofflampen verwendet werden. Besonders
günstig
ist die Verwendung von Leuchtdioden als Strahlungsquelle, die UV-Licht
ausstrahlen, da sie relativ kaltes und zudem nicht sichtbares Licht
im Wellenlängenbereich von
395 nm abstrahlen.
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Es
versteht sich, daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung
nicht nur eine UV-Leuchteneinrichtung mit einem oder mehreren UV-Punktstrahlern
aufweisen kann, sondern daß auch
mehrere solcher Leuchteneinrichtungen vorgesehen sein können, um
das Aushärten
des Klebstoffs und – sofern
mehrere Klebstoffauftragseinrichtung vorhanden sind – dessen Auftrag
schnell durchführen
zu können.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht.
Es zeigen:
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1 einen
Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne UV-Leuchten;
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2 eine
Ansicht der UV-Leuchteneinrichtung ohne UV-Leuchten von unten;
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3 eine
Draufsicht auf einen Siebdruckrahmen mit aufgespannten Siebdruckgewebe
mit den Fokussierungsbereichen der UV-Leuchten;
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4 einen
Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit UV-Leuchten
und
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5 eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte UV-Leuchteneinrichtung 1 weist
vier Einzelhalter 2, 3, 4, 5 auf,
die im Winkel von 90° zueinander
angeordnet sind. Sie weisen kreisrunde Öffnungen 6, 7, 8, 9 auf,
in denen UV-Leuchten eingebaut werden können.
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Die
Einzelhalter 2, 3, 4, 5 sind
in einem Rahmen 10 um horizontale Schwenkachsen 11, 12, 13, 14 entsprechend
den Doppelpfeilen A (1) verschwenkbar gelagert. Die
Schwenkachsen 11, 12, 13, 14 verlaufen
tangential zu einem Kreis, der durch die Mittelpunkte der Öffnungen 7, 8, 9 der
Einzelhalter 2, 3, 4, 5 gehen.
Die Schwenkachsen 11, 12, 13, 14 werden
an dem Rahmen 10 von Lagerblechen 15 und Lagerschrauben 15a gebildet.
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Die
Einzelhalter 2, 3, 4, 5 sind über Laschen 16, 17, 18, 19,
die an den Innenseiten 20 der Einzelhalter 2, 3, 4, 5 angreifen,
mit horizontalen Querstreben 21, 22, 23, 24 verbunden,
die mittig in einer Verstellmutter 25 zusammenlaufen. Die
Verstellmutter 25 weist eine vertikale Gewindebohrung 26 auf,
in die von oben eine sich senkrecht erstreckende Stellspindel 27 einfaßt. Die
Stellspindel 27 ist in einer Buchse 28 drehbar
gelagert, die in einer Platte 29 fixiert ist. In der Buchse 28 wird
die Stellspindel 27 axial unbeweglich geführt.
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Die
Stellspindel 27 weist Griffstücke 30, 31 auf, über die
die Stellspindel 27 von Hand verdreht werden kann. Durch
Verdrehen der Stellspindel 27 wird die Verstellmutter 25 in
den Richtungen des Doppelpfeils B auf- oder abbewegt und nimmt dabei die
Querstreben 21, 22, 23, 24 mit.
Diese Höhenverstellung
wird über
die Laschen 16, 17, 18, 19 auf
die Einzelhalter 2, 3, 4 übertragen,
mit der Folge, daß die Einzelhalter 2, 3, 4, 5 um
ihre Schwen kachsen 11, 12, 13, 14 jeweils
um gleiche Winkelbeträge
verschwenkt werden.
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Die
Platte 29 ist mit dem Rahmen 10 über Abstandsbolzen 32, 33, 34, 35 fest
verbunden. An der Platte 29 ist ein rohrartiger Aufnahmearm 36 befestigt,
der mit einem Führungsstück 37 verbunden ist, über den
die UV-Leuchteneinrichtung 1 mit einer sich aus 5 ergebenden
Führungseinrichtung
verbindbar ist.
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An
den Querstreben 21, 22 ist eine Klebstoffauftragseinrichtung 38 über eine
Halterung 39 befestigt. Untenseitig hat die Klebstoffauftragseinrichtung 38 eine
Auftragsdüse 40, über die
Klebstoff aus der Klebstoffauftragseinrichtung 38 auf ein
Werkstück 41 aufgetragen
werden kann. Der Klebstoff ist UV-härtbar, so daß er nach
dem Klebstoffauftrag mittels in die Öffnungen 6, 7, 8, 9 eingesetzten
UV-Leuchten gehärtet
werden kann.
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Das
Werkstück 41 besteht – wie 3 zeigt – aus einem
Siebdruckrahmen 42 und einem über den Siebdruckrahmen 42 gespannten
Siebdruckgewebe 43. Das Siebdruckgewebe 43 ist
mittels eines UV-härtbaren
Klebstoffs an der Oberfläche
des Siebdruckrahmens 42 befestigt. Der Klebstoff ist zuvor mittels
der Klebstoffauftragseinrichtung 38 in einem ersten Arbeitsgang
im wesentlichen streifenförmig auf
das über
den Siebdruckrahmen 42 gespannten Siebdruckgewebe 43 im
Bereich des Siebdruckrahmens 42 aufgetragen worden. Durch
die Kapillarwirkung durchdringt der Klebstoff das Siebdruckgewebe 43 bis
zu dem Siebdruckrahmen 42. In einem zweiten Arbeitsgang
wird der Klebstoff mittels UV-Strahlung von
den vier UV-Leuchten ausgehärtet.
Die UV-Leuchten
erzeugen auf dem Siebdruckgewebe 43 punktartige Strahlungsflächen 44,
die sich gegenseitig überschneiden
und seitlich etwas über
den Siebdruckrahmen 42 überstehen.
Durch die schräge Bestrahlung
wird auch Klebstoff, der seitlich am Siebdruckrahmen 42 heruntergelaufen
ist, mit ausgehärtet.
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In 4 ist
die UV-Leuchteneinrichtung 1 mit in die Einzelhalter 2, 3, 4 eingesetzten
UV-Leuchten 45, 46 – die beiden anderen UV-Leuchten
sind nicht dargestellt – gezeigt.
Die UV-Leuchten 45, 46 weisen – wie bei der UV-Leuchte 46 beispielhaft
zu sehen – eine
UV-Lampe 47 und ein axiales Kühlgebläse 48 auf, die innerhalb
eines Leuchtengehäuses 49 angeordnet
sind. Ein Kabel 50 dient der Stromversorgung. Die UV-Leuchte 46 weist
einen Spiegel 51 auf, der das von der UV-Lampe 47 erzeugte
UV-Licht aus der Horizontalen in die Vertikale umlenkt und damit
auf das Werkstück 41 richtet.
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Aus 5 ist
zu ersehen, daß die
UV-Leuchteneinrichtung 1 über den Aufnahmearm 36 und
das Führerstück 37 an
einem Schlitten 52 aufgehängt ist, der in den Richtungen
des Pfeils C (X-Richtung) an einer Traverse 53 horizontal
verschieblich geführt
ist. Die Traverse 53 ist Teil eines Portals 54.
Die Enden der Traverse 53 ruhen auf Portalstützen 55, 56,
die untenseitig in Schienen 57, 58 ge führt sind.
Die Schienen erstrecken sich senkrecht zur Zeichnungsebene, so daß das Portal 54 in
dieser (Y-)Richtung beweglich ist. Aufgrund der Beweglichkeit des
Portals 54 in der einen Richtung und des Schlittens 52 in der
anderen, senkrecht dazu verlaufenden Richtung kann die UV-Leuchteneinrichtung 1 zu
jedem Punkt des Werkstücks 41 bewegt
werden. Das Werkstück 41 selbst
ruht auf einem Abstütztisch 59.
Die Spanneinrichtungen zum Spannen des Siebdruckgewebes 43 sind
nicht näher
dargestellt.
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Die
im Unterschied zur Darstellung gemäß 4 geneigt
angeordneten UV-Leuchten 45, 46 erzeugen auf dem
Siebdruckrahmen 42 Strahlungsflächen 44, die im wesentlichen
auf die Rahmenfläche des
Siebdruckrahmens 42 konzentriert bzw. fokussiert sind.
Das Siebdruckgewebe 43 wird in dem Bereich der Öffnung des
Siebdruckrahmens 42 nicht oder nur in geringem Umfang im
Bereich der Rahmenfläche
mit UV-Strahlung beaufschlagt.
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Wie
aus 5 ebenfalls zu ersehen ist, gehen die von den
UV-Leuchten 45, 46 abgehenden Kabel 50 zu
Elektronikbauteilen 60, 61, die auf der Platte 29 angeordnet
sind.