DE202020005520U1 - Device for the production of a thermoplastic interlayer film of a laminated glass pane - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1; 1'; 1"), welche aufweist:
eine Transporteinrichtung zum Transportieren einer thermoplastischen Zwischenschichtfolie (F) durch die Vorrichtung,
eine Heizwalze (2) mit zugeordneten Führungswalzen, um die Zwischenschichtfolie (F) über einen Teilbereich des Umfangs der Heizwalze (2) zu führen und dort auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen und einen in Förderrichtung der Zwischenschichtfolie (F) nachgeordneten Reckkegel mit zugeordneten Führungswalzen, um die erwärmte Zwischenschichtfolie (F) mit vorbestimmtem Andruck über den Reckkegel oder eine Reckwalze (3) zu führen und hierdurch für den Einbau in eine Verbundglasscheibe zu konditionieren und zu konfigurieren, wobei zwischen der Heizwalze (2) und dem Reckkegel oder Reckwalze (3) kein Druckwalzenpaar angeordnet ist,
wobei der Heizwalze (2) Mittel (4; 5; 7; 8) zum Einbringen zusätzlicher Wärmeenergie und/oder einer Anpresskraft auf die der Heizwalze (2) abgewandte Oberfläche der Zwischenschichtfolie (F) zugeordnet sind.
Device (1; 1 '; 1 "), which has:
a transport device for transporting a thermoplastic interlayer film (F) through the device,
a heating roller (2) with assigned guide rollers in order to guide the intermediate layer film (F) over a partial area of the circumference of the heating roller (2) and there to heat it to a predetermined temperature and a stretching cone with assigned guide rollers downstream in the conveying direction of the intermediate layer film (F), in order to guide the heated intermediate layer film (F) with a predetermined pressure over the stretching cone or a stretching roller (3) and thereby condition and configure it for installation in a laminated glass pane, whereby between the heating roller (2) and the stretching cone or stretching roller (3) no pair of pressure rollers is arranged,
the heating roller (2) being assigned means (4; 5; 7; 8) for introducing additional thermal energy and / or a pressing force on the surface of the interlayer film (F) facing away from the heating roller (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer thermoplastischen Zwischenschichtfolie einer Verbundglasscheibe, welches die Schritte des Erwärmens der Zwischenschichtfolie durch Umlaufen einer Heizwalze und des anschließenden Reckens der Zwischenschichtfolie über einem Reckkegel oder eine Reckwalze einschließt.The invention relates to a device for carrying out a method for producing a thermoplastic interlayer film of a laminated glass pane, which includes the steps of heating the interlayer film by rotating a heating roller and then stretching the interlayer film over a stretching cone or a stretching roller.
Im Fahrzeugbau, insbesondere in der Automobilindustrie, aber auch bei der Herstellung von Bauelementen für das Bauwesen und die Inneneinrichtung, werden massenhaft Verbundglasscheiben eingesetzt. Zur Herstellung der benötigten Stückzahlen werden hochproduktive Fertigungsanlagen für die benötigten Komponenten sowie für die Montage und Konfigurierung der Verglasungseinheiten eingesetzt. Die Komponenten und montierten Verglasungseinheiten werden in diesen Anlagen mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit bzw. sehr kurzen Taktzeiten bearbeitet bzw. montiert, und eine Optimierung der Prozessabläufe ist eine wichtige Quelle von Produktivitätssteigerungen und Kostensenkungen in dieser Branche.Laminated glass panes are used en masse in vehicle construction, especially in the automotive industry, but also in the manufacture of components for the building trade and interior decoration. In order to produce the required quantities, highly productive manufacturing systems are used for the required components as well as for the assembly and configuration of the glazing units. The components and installed glazing units are processed or installed in these systems with high throughput speeds or very short cycle times, and an optimization of the process sequences is an important source of productivity increases and cost reductions in this industry.
Eine Verbundscheibe umfasst mindestens eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung beispielsweise eines Fahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Raums, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verbindung der beiden Scheiben, wie es bei Verbundscheiben üblich ist.A composite pane comprises at least one outer pane and one inner pane, which are connected to one another via an intermediate layer. The composite pane is provided for separating the interior space from the external environment in a window opening, for example of a vehicle, a building or a room. In the context of the invention, the inner pane is the pane facing the interior. The outer pane is the term used to describe the pane facing the external environment. The thermoplastic intermediate layer is used to connect the two panes, as is customary with composite panes.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt. Grundsätzlich können sie aber auch aus Kunststoff bestehen. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. Die Scheiben können klar sind, oder auch getönt oder gefärbt.The outer pane and the inner pane are preferably made of glass. In principle, however, they can also consist of plastic. The thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely and thus be adapted to the requirements in the individual case. The outer pane and the inner pane preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably 1 mm to 3 mm. The panes can be clear, tinted or colored.
Die Außenscheibe, die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht können geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen). Die Außen- und Innenscheibe werden durch Laminieren mit einer thermoplastischen Kunststofffolie, insbesondere einer PVB(Polyvinylbutyrin)-Folie, oder auch mit mehreren solchen Folien, miteinander verbunden. Die Dicke dieser Folien in der Verbundscheibe liegt üblicherweise im Bereich zwischen 0,3 und 1 mm, insbesondere zwischen etwa 0,5 und 0,8 mm. Nachfolgend wird eine solche Folie als Zwischenschichtfolie bezeichnet.The outer pane, the inner pane and / or the intermediate layer can have suitable coatings known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings). The outer and inner panes are connected to one another by lamination with a thermoplastic plastic film, in particular a PVB (polyvinyl butyrin) film, or with several such films. The thickness of these foils in the composite pane is usually in the range between 0.3 and 1 mm, in particular between approximately 0.5 and 0.8 mm. Such a film is referred to below as an interlayer film.
Um die Zwischenschichtfolie in ihren Eigenschaften für den Einbau in eine Verbundglasscheibe zu konditionieren und zugleich zu konfigurieren, also einen Zuschnitt auf die Form der Verbundglasscheibe und einen spannungsfreien Einbau in diese zu ermöglichen, wird die Folie einem Verfahren unterzogen, welches die eingangs erwähnten Verfahrensschritte umfasst.In order to condition the properties of the interlayer film for installation in a laminated glass pane and to configure it at the same time, i.e. to enable it to be cut to the shape of the laminated glass pane and tension-free installation in it, the film is subjected to a process that includes the process steps mentioned at the beginning.
Die internationale Patentanmeldung
Es hat sich bei diesen Verfahren herausgestellt, dass im Interesse einer hohen Produktivität der Folienherstellung und optimaler Einsatzmöglichkeiten auch bei komplex geformten Verbundglasscheiben noch Verbesserungsbedarf besteht. Mithin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung für ein verbessertes Verfahren der obengenannten Art bereitzustellen.It has been found in these processes that, in the interests of high productivity in film production and optimal application possibilities, there is still a need for improvement even with complex-shaped laminated glass panes. The invention is therefore based on the object of providing an apparatus for an improved method of the type mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a device with the features of
Die Erfindung schließt den Gedanken ein, im Rahmen der an sich bekannten Verfahrensführung in der Phase des Konditionierens und Vorkonfigurierens der Zwischenschichtfolie mittels eines Reckkegels (oder auch einfach einer im Wesentlichen zylindrischen Reckwalze) Maßnahmen zur verbesserten Vorerwärmung der Folie vorzusehen. Grundsätzlich sind dieser Gedanke und die Erfindung mit ihren wesentlichen Merkmalen auch zur Herstellung bzw. Behandlung anderer thermoplastischer Kunststofffolien, also solcher, die nicht für den Einbau in eine Verbundglasscheibe vorgesehen sind, geeignet.The invention includes the idea of providing measures for improved preheating of the film in the phase of conditioning and preconfiguring the interlayer film by means of a stretching cone (or simply an essentially cylindrical stretching roller) within the scope of the process management known per se. In principle, this idea and the invention with their essential features are also suitable for the production or treatment of other thermoplastic plastic films, that is to say those which are not intended for installation in a laminated glass pane.
Nach den Erkenntnissen der Erfinder ist eine sowohl über die Dicke als auch über die Länge der Zwischenschichtfolie möglichst uniforme Temperaturverteilung und präzise Erreichung der gewünschten Streck-Temperatur eine wesentliche Voraussetzung sowohl für die Bereitstellung einer optimal an komplexe Verbundglasscheiben-Geometrien angepassten Zwischenschichtfolie als auch für die Erreichung möglichst hoher Durchlaufgeschwindigkeiten in der Anlage. Daher schlagen die Erfinder Maßnahmen zum zusätzlichen Eintrag von Wärmeenergie im Vorwärmschritt vor. Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird hierzu speziell an der Heizwalze ein zusätzlicher Eintrag von Wärmeenergie und/oder das Aufbringen einer zusätzlichen Anpresskraft (neben der durch die normalen Führungs- bzw. Umlenkwalzen gelieferten Andruckkraft) vorgeschlagen. Die zusätzliche Anpresskraft verbessert und vergleichmäßigt ggfs. den thermischen Kontakt der Folie mit der Oberfläche der Heizwalze.According to the inventors' findings, a temperature distribution that is as uniform as possible over both the thickness and the length of the interlayer film and precise attainment of the desired stretching temperature is an essential prerequisite both for the provision of an interlayer film that is optimally adapted to complex composite glass geometries and for attainment Highest possible throughput speeds in the system. The inventors therefore propose measures for the additional input of thermal energy in the preheating step. According to a further concept of the invention, an additional input of thermal energy and / or the application of an additional pressing force (in addition to the pressing force supplied by the normal guide or deflecting rollers) is proposed specifically on the heating roller. The additional contact pressure improves and, if necessary, evened out the thermal contact of the film with the surface of the heating roller.
In einer ersten Ausführung ist vorgesehen, dass die zusätzliche Wärmeenergie und Anpresskraft durch eine Mehrzahl von an einem Teilbereich des Umfangs der Heizwalze angeordneten Hilfs-Heizwalzen aufgebracht wird. Vorrichtungsseitig bedeutet dies, dass die erwähnten Hilfs-Heizwalzen, verteilt über einen Teilbereich des Umfangs der eigentlichen Heizwalze, in die Vorrichtung eingebaut sind.In a first embodiment it is provided that the additional thermal energy and contact pressure are applied by a plurality of auxiliary heating rollers arranged on a partial area of the circumference of the heating roller. On the device side, this means that the mentioned auxiliary heating rollers, distributed over a partial area of the circumference of the actual heating roller, are built into the device.
In einer weiteren Ausführung kann die zusätzliche Strahlungswärme durch eine Bestrahlung der Zwischenschichtfolie mit IR-Strahlung (was auch breitbandige Strahlung mit einer IR- oder NIR-Komponente einschließt) erfolgen. Insbesondere kann diese Strahlungswärme in mehreren beabstandeten Strahlungseinwirkzonen aufgebracht und zwischen diesen jeweils ein Andrücken der Zwischenschichtfolie an den Umfang der Heizwalze vorgenommen werden. Es versteht sich, dass in einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung dann mindestens eine Wärmestrahlungsquelle, insbesondere eine Mehrzahl von in gewissen Abständen angeordneten IR-Strahlern, vorgesehen ist/sind.In a further embodiment, the additional radiant heat can take place by irradiating the interlayer film with IR radiation (which also includes broadband radiation with an IR or NIR component). In particular, this radiant heat can be applied in a plurality of spaced apart radiation exposure zones and between these the intermediate layer film can be pressed against the circumference of the heating roller. It goes without saying that at least one heat radiation source, in particular a plurality of IR radiators arranged at certain intervals, is / are provided in a device suitable for carrying out the method.
Um zusätzlich den erwünschen besseren Kontakt der Zwischenschichtfolie mit der Oberfläche der Heizwalze - insbesondere bei einem Durchlauf mit hoher Transportgeschwindigkeit - zu gewährleisten, können zusätzlich zu dem oder den Wärmestrahler/n Anpresselemente, insbesondere Anpresswalzen oder -stücke am Umfang der Heizwalze positioniert sein.In order to additionally ensure the desired better contact of the interlayer film with the surface of the heating roller - especially when passing through at high transport speed - pressure elements, in particular pressure rollers or pieces, can be positioned on the circumference of the heating roller in addition to the heat radiator (s).
In einer noch weiteren Ausführung der Erfindung ist anstelle mehrerer Hilfs-Heizwalzen über einen Teilbereich des Umfangs der Heizwalze eine einzelne Hilfs-Heizeinrichtung angeordnet, die eine zur Oberfläche der Heizwalze korrespondierende, also kreisabschnittsförmige, beheizte Oberfläche hat und nachfolgend als beheizter Walzenschuh bezeichnet wird. Dieser bildet mit dem Außenumfangsabschnitt der Heizwalze einen Umfangsspalt, durch den die zu bearbeitende Polymerfolie läuft. Sie wird in diesem langgestreckten Spalt also durchgehend von beiden Oberflächen her erwärmt, was für eine besonders gleichmäßige Durchwärmung sowohl in Dickenrichtung als auch in Längsrichtung der Folie sorgt.In yet another embodiment of the invention, instead of several auxiliary heating rollers, a single auxiliary heating device is arranged over a partial area of the circumference of the heating roller, which has a heated surface corresponding to the surface of the heating roller, i.e. circular segment-shaped, and is hereinafter referred to as a heated roller shoe. This forms a circumferential gap with the outer circumferential section of the heating roller, through which the polymer film to be processed runs. In this elongated gap, it is thus continuously heated from both surfaces, which ensures particularly uniform heating both in the thickness direction and in the longitudinal direction of the film.
Grundsätzlich kann die erwähnte gewünschte Anpresswirkung mit relativ zur Heizwalze fest gelagerten und eingestellten Hilfsmitteln erreicht werden. Dies wäre auch die einfachste Ausführung von Mitteln zur Beaufschlagung der Zwischenschichtfolie mit einem Anpressdruck. Wegen der höheren Flexibilität und der leichten Berücksichtigung von Toleranzen und Abnutzungserscheinungen ist jedoch eine einstellbare Positionierung der jeweiligen Andruckmittel in Bezug auf die Oberfläche der Heizwalze aus derzeitiger Sicht bevorzugt.In principle, the mentioned desired pressing effect can be achieved with aids that are fixedly mounted and adjusted relative to the heating roller. This would also be the simplest embodiment of means for applying a contact pressure to the interlayer film. Because of the greater flexibility and the ease with which tolerances and signs of wear can be taken into account, an adjustable positioning of the respective pressure means in relation to the surface of the heating roller is currently preferred.
In einem speziellen Anwendungsfall hat die zu bearbeitende Polymerfolie eine in Breitenrichtung nicht-konstante Dicke, wobei sich die Dicke insbesondere kontinuierlich von einer Seitenkante zur anderen hin vergrößert. Zur erfindungsgemäßen Bearbeitung einer derart beschaffenen Zwischenschichtfolie wird eine Verfahrensführung vorgeschlagen, bei der entsprechend einem Dickenprofil der Zwischenschichtfolie mit über deren Breite nicht-konstanter Dicke ein Umfangsspalt mit nicht-konstanter Breite zwischen dem Umfang der Heizwalze und den Umfängen der Hilfs-Heizwalzen bzw. der Oberfläche des Walzenschuhs eingestellt wird.In a special application, the polymer film to be processed has a non-constant thickness in the width direction, the thickness in particular increasing continuously from one side edge to the other. For the processing according to the invention of such an interlayer film, a method is proposed in which, according to a thickness profile of the interlayer film with a non-constant thickness over its width, a circumferential gap with a non-constant width between the circumference of the heating roller and the circumference of the auxiliary heating rollers or the surface of the roller shoe is set.
In einer für die Durchführung des Verfahrens ausgestalteten Vorrichtung sind entsprechend Einstellmittel zur Einstellung eines solchen Führungsspaltes mit nicht-konstanter Breite, etwa zum Kippen der Hilfs-Heizwalzen oder des beheizten Walzenschuhs bezüglich der Oberfläche bzw. Achse der Heizwalze vorgesehen. Derartige Einstellvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt und bedürfen daher hier keiner genaueren Beschreibung.In a device designed for carrying out the method, setting means are provided for setting such a guide gap with a non-constant width, for example for tilting the auxiliary heating rollers or the heated roller shoe with respect to the surface or axis of the heating roller. Adjustment devices of this type are known to the person skilled in the art and therefore do not require a more detailed description here.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem damit durchgeführten Verfahren wird die Kunststofffolie von einer Vorratsrolle abgewickelt und der Heizwalze unmittelbar zugeführt, d.h. es befindet sich keine weitere beheizte Rolle oder Walze zwischen der Vorratsrolle und der Heizwalze. Die Heizwalze ist somit nicht Bestandteil eines beheizten Druckwalzenpaars, das einer Heizwalze (Heiztrommel) nachgeschaltet ist, wie dies in der eingangs genannten internationalen Patentanmeldung
Zwischen der Heizwalze und dem Reckkegel oder Reckwalze befinden sich nur (einzelne) Führungs- bzw. Umlenkwalzen. In aller Regel wird an den Führungs- bzw. Umlenkwalzen die Transportrichtung der Kunststofffolie geändert. Die Führungs- bzw. Umlenkwalzen sind stets Einzelwalzen und nicht paarweise als Druckwalzenpaar zusammenwirkend angeordnet, d.h. dienen insbesondere nicht dazu, der Kunsstofffolie eine Keilform zu vermitteln, sondern dienen ausschließlich dem Führen bzw. Umlenken der Kunststofffolie von der Heizwalze zum Reckkegel oder Reckwalze. Benachbarte Führungs- bzw. Umlenkwalzen formen somit keine lichte Weite, durch welche die Kunststofffolie transportiert wird, um der Kunststofffolie eine bestimmte Form, insbesondere Keilform, zu vermitteln. Insbesondere befindet sich demnach kein Druckwalzenpaar zwischen Heizwalze und Reckkegel oder Reckwalze.There are only (individual) guide or deflection rollers between the heating roller and the stretching cone or stretching roller. As a rule, the transport direction of the plastic film is changed on the guide or deflection rollers. The guide or deflection rollers are always single rollers and not arranged in pairs as a pair of pressure rollers, i.e. they do not serve in particular to give the plastic film a wedge shape, but serve exclusively to guide or deflect the plastic film from the heating roller to the stretching cone or stretching roller. Adjacent guide or deflection rollers thus do not form a clear width through which the plastic film is transported in order to impart a certain shape, in particular a wedge shape, to the plastic film. In particular, there is accordingly no pair of pressure rollers between the heating roller and the stretching cone or stretching roller.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Hilfs-Heizwalzen konisch ausgebildet oder alternativ zylindrisch ausgebildet und in Bezug auf die Drehachse der Heizwalze schräg angestellt, und werden so gegen die Heizwalze gedrückt, dass die an der Heizwalze transportierte Kunststofffolie mit einem keilförmigen Querschnittsprofil versehen wird.In an advantageous embodiment of the invention, the auxiliary heating rollers are conical or alternatively cylindrical and inclined with respect to the axis of rotation of the heating roller, and are pressed against the heating roller in such a way that the plastic film transported on the heating roller is provided with a wedge-shaped cross-sectional profile.
Die Erfindung wird anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung, -
2 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung, und -
3 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung.
-
1 a schematic sectional view of a device according to a first embodiment of the invention, -
2 a schematic sectional view of a device according to a second embodiment of the invention, and -
3 a schematic sectional view of a device according to a third embodiment of the invention.
Zur Erzeugung eines zusätzlichen Andrucks auf die PVB-Folie im Umschlingungsbereich der Heizwalze
Bevorzugt erfolgt diese Halterung über Verstellmittel, die eine gewisse Einstellung der Relativposition der Hilfs-Heizwalzen
In
Die Anlage
Die Ausführung der Erfindung ist insgesamt nicht auf die oben hervorgehobenen Aspekte und oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen der anhängenden Ansprüche liegen.The implementation of the invention is not limited overall to the aspects highlighted above and the examples described above, but is also possible in a large number of modifications which are within the scope of the appended claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1; 1'; 1"1; 1'; 1"
- Anlage zum Konditionieren und Konfigurieren einer Zwischenschichtfolie (PVB-Folie)System for conditioning and configuring an interlayer film (PVB film)
- 22
- HeizwalzeHeating roller
- 2a2a
-
Umschlingungsfläche der Heizwalze 2Wrapping surface of the
heating roller 2 - 33
- Streckwalze bzw. -kegelStretching roller or cone
- 44th
- Hilfs-HeizwalzeAuxiliary heating roller
- 55
- beheizter Walzenschuhheated roller shoe
- 5a5a
- Wirkfläche des beheizten WalzenschuhsEffective area of the heated roller shoe
- 66th
- Einstell- und AndruckvorrichtungAdjustment and pressure device
- 77th
- IR-StrahlerIR emitter
- 7a7a
- StrahlungswirkzoneRadiation zone
- 88th
- AnpressstückPressure piece
- FF.
- PVB-Folie (Zwischenschichtfolie)PVB film (interlayer film)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2017/153167 A1 [0007, 0019]WO 2017/153167 A1 [0007, 0019]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: OBERMAIR, CHRISTIAN, DR. RER. NAT., DE |