DE2265248A1 - Verfahren zur herstellung eines bogenfoermigen materials - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 6 FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (0611)

287014 GB. ESCHENHEIMER STRASSS

Gu/ki P 22 65 248.8 25. Januar 1977

Case: FDN-305/I DIV II

GAF Corporation

140 West 51 st Street

New York, N.Y., USA

Verfahren zur Herstellung eines bogenförmigen Materials

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-T-

Die Erfindung betrifft die Herstellung von*Material, das zum Belegen von Oberflächen dient, insbesondere von Fußbodenbelag, wobei in das Material eine Schicht von verschäumtem Harz eingearbeitet ist, die eine gedruckte Verzierung sowie ein erhabenes bzw. geprägtes Muster in Übereinstimmung mit dem Druckmuster aufweist. Bei einem typischen Produkt dieser Art ist die ver~ schäuinte Schicht auf eine Unterlage oder ein Substrat aufgebracht, normalerweise eine Filzunterlage, und zusätzlich ist eine transparente Abnutzungsschicht auf das Produkt aufgetragen.

Es sind bestimmte Verfahren zur Herstellung von derartigen

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Produkten bekanntgeworden, die miteinander übereinstimmende Druck- und Prägemuster aufweisen. Bei dem eigenen älteren US-Patent 3, 048,248 wird, das verschäumte Material zunächst in Zonen von unterschiedlicher Stärke aufgetragen und geliert; anschließend v/ird das Material bedruckt, und zwar so, daß die Druckmuster mit den Erhebungen und Vertiefungen der ver~ schäumten Schicht übereinstimmen. Dieses Produkt wird schließlich erhitzt, so daß es expandiert bzw. einen Schaum entwickelt.

Gem. der US-Patentanmeldung Rugg vom 6.6. 1966 enthält die verschäumte Schicht, welche auf die Unterlage aufgebracht ist, sowohl einfßlts^nbiiciendes Mittel als auch einen Katalysator zum Herabsetzen der Abbautemperatur dieses Mittels, und während des Farbdruckvorganga vird in selektiven Zonen des Musters ein Mittel zum Deaktivieren des Katalysators zugegeben. Nach dem nachfolgenden Erhitzen zur Entwicklung des Schaums wird das schaumerzeugende Mittel selektiv abgebaut, und zwar in den dem Druckmuster entsprechenden Bereichen, wodurch ein reliefartiges Muster entsteht, das mit dem Druckmuster übereinstimmt.

Es sind auch verschiedene mechanische Prägeverfahren bekanntgeworden, die jedoch bezüglich einer zufriedenstellenden Herstellung eines mit einem Druckmuster übereinstimmenden reliefartigen Musters auf einem zum Bedecken von Oberflächen dienenden verschäumten Material nicht ausreichen. Wegen der beachtlichen Stärke bzw. Dicke der verschäumten Schicht, die aus fließbarem bzw. zusammendrückbarem Material besteht, ist es sehr schwierig, eine genaue Übereinstimmung zwischen der Prägewalze und den gedruckten Mustern herzustellen. Weiterhin brechen die Luft- bzw. Gaszellen in der Schaumstruktur infolge des Prägens der verschäumten Schicht zusammen, so daß beim Prägen von verschäumtem Material Schwierig-

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keiten auftreten, insofern als sich aufgrund des zwangsweisen Entweichens des Gases aus den Schaumzellen leicht Blasen in dem Produkt bilden. Dies ist besonders nachteilig bei einem Produkt, das, wie allgemein üblich, eine transparente obere Abnutzungsschicht aufweist, die über der mit Verzierungen bedruckten verschäumten Schicht aufgetragen ist. In derartigen Fällen entstehen durch mechanisches Prägen leicht blasenhaltige oder faltige Zonen in der Abnutzungsschicht, die durch das Entweichen des Gases der zusammengebrochenen Zellen in den durch das Prägen zusammengepreßten Bereichen entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mittels Prägewalzen das Prägen von zum Belegen von Oberflächen dienendem Material aus verschäumten Harzen zu ermöglichen. Hierzu schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die· ein Antriebssystem für die Prägewalzen besitzt, das die Übereinstimmung des reliefartigen bzw. geprägten Musters mit einem zuvor aufgebrachten gedruckten Muster auf einfache V/eise herstellt. Weiterhin schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die der Ausbildung von Blasen oder Falten in dem fertigen Produkt entgegenwirkt.

Darüber hinaus schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, das nicht nur das kontinuierlichen Prägen eines Musters durch eine Prägewalze vorsieht, welches Muster mit dem Muster eines Druckes auf der verschäumten Harzschicht übereinstimmt, sondern auch ein tieferes Prägen als bisher erlaubt, so daß ein reliefartiges Muster entsteht, das mit einem auf die verschäumte Schicht gedruckten Muster übereinstimmt.

V/eitere wichtige Merkmale der Erfindung werden in den folgenden Ausführungsbeispielen verdeutlicht. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Weiterführen der Rollenware einer Unterlage bzw. eines Substrats durch

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eine Reihe von Behandlungsstufen einschl. des Aufbringens der verschäumten Schicht, der Gelierung der verschäumten Schicht und des Drückens;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Weiterführen eines gem. der Vorr. nach Fig. 1 hergestellten be-• schichteten und bedruckten Materials durch zusätzliche Behandlungsstufen einschl. des Aufbringens einer transparenten oberen Schicht, sowie Erhitzen und Schmelzen des Harzes und Prägen der verschäumten Schicht in Übereinstimmung mit

^{dem Druck}; walzen

Fig. 3 eine Ansicht von Teilen der Präge/ und Stützwalzen deren Betriebsstellung in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, mit einem Beispiel für den die Prägewalze und die Stützwalze miteinander verbindenden Mechanismus zum Regeln der Um^fangsgeschwindigkeit der Prägev/alze;

Fig. 3a TeJ-Ie der Anordnung nach Fig. 3 in einem Schnitt entlang der Linie 3a-3a der Fig. 3;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 3; Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 3;

Fig. 6 einen stark vergrößerten Längsschnitt durch Teile der Prägewalzen und der Stützwalzen zur Verdeutlichung des Prägevorgangs nachdem das Produkt durch den Prägekalander geführt ist;

Fig. 7 eine^{schaubildliche}Darstellung bestimmter Getriebe- und Antriebsteile zur Verwendung in der Vorrichtung gem. Fig. 1 bis 6.

In Fig. 1 und 2 wird schematisch die erfindungsgemäße Herstellung eines Fußbodenbelags dargestellt. Auf eine Basis/w^dift^BSc^Bh?ii^zilSiBSliigilÖS» einer Schicht aus

verschäumbaren Polyvinylchlorid-Harz, gedruckter Ver-

transparenxen °

zierung und einer/oberen Abnutzungs— bzw. Schutzschicht,

die ebenfalls aus Polyvinylchlorid-Harzmaterial besteht, aufgetragen, wodurch der Fußbodenbelag entsteht.

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Fig. 1 zeigt eine Filzunterlage als Rollenmaterial W_f das von einer Rolle 8 zugeführt wird. Das Material W wird über einen Girlanden-Akkumulator FA einer Roll© 9 zugeführt, durch die auf das Material' eine; verschäumbar en Harzschicht, vorzugsweise Polyvinylchlorid mit einem feinverteilten schaumbildenden Mittel, aufgebracht -wird. Anschließend wird das Mateial W durch einen Ofen 10, in dem die bei 9 aufgebrachte Schicht geliert wird, über Kühltrommeln 11 in einen weiteren Girlanden-Akkumulator geführt, und zwar vor dem Einführen des Materials in die Druckeinrichtung. Es sind vier Druckstufen 12,13,14 und 15 dargestellt, in denen jeweils ein Tiefdruckverfahren zur Anwendung gelangt, und die vier Druckstufen bewirken einen Mehrfach-Farbeffekt. Nachdem das Material W durch einen weiteren Girlanden-Akkumulator geführt ist, kann es auf eine Rolle l6 aufgewickelt werden.

Die Rolle 16 kann dann als Zufuhrrolle in die in Fig. 2 gezeigte linke Position gebracht werden. Das Material wird durch einen Girlanden-Akkumulator einer Rücksei"fcenbe~ Schichtungsrolle 17 zugeführt, mittels derer eine klare Abnutzungs- bzw. Schutzschicht, die aus Polyvinylchlorid-Harz besteht, über dem Druck auf das Material aufgebracht wird. Von der Rolle 17 wird das Material durch einen Ofen

18 geführt, in dem es ausreichend erwärmt wird, so daß

das schaumbildende Mittel abgebaut und das Harz geschmolzen wird. Anschließend wird das Material durch eine Prägewalze

19 geführt, die benachbart und nahe dem Ausgang des Ofens l8 angeordnet ist, so daß das Material sich noch in verhältnismäßig erwärmtem Zustand befindet und daher leicht zu prägen ist.

Nachdem das Material von der Prägewalze abgegeben ist, wird es über Kühltrommeln 20 und anschließend über einen Girlanden Akkumulator geführt und dann auf einer Rolle 21 aufgewickelt»

Obschon zwei getrennte Durchläufe in den Fig. 1 und 2 darge-

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ir

stellt sind, können die erläuterten Operationen in einem einzelnen Durchlauf erfolgen. Darüber hinaus können auch mehr als zwei Durchläufe vorgesehen sein.

Vor der näheren Beschreibung der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 7 sei bemerkt, daß gemäß der Erfindung die Drehung der Prägewalze 19· von der Bev/egung des durch den Kalander gezogenen Materials beeinflußt wird, und nicht etwa durch einen besonderen Antrieb erfolgt, wie es bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Z\i diesem Zweck sind die Kühltrommeln 20 in geeigneter Weise angetrieben, wodurch das Material bewegt wird.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen die erfindungsgemäße Prägewalze und die entsprechenden Zubehörteile. Die Prägewalze besitzt grundsätzlich zwei Walzen- Die eine Walze 22 weist Erhebungen und Vertiefungen entsprechend dem erwünschten Prägemuster auf. Die Walze 23, die als Stützwalze dient, weist vorzugsweise eine glatte Oberfläche auf. Der Prägekalander befindet sich zwischen diesen beiden Walzen, und die Walze 22 erfaßt die obere Seite des Materials (auf der die verschäumte Schicht, das Druckrauster und die Schutzschicht aufgetragen ist), und die untere Seite des Filzmaterials wird von der Oberfläche der Walze 23 erfaßt.

Wie die Fig. 3 ^und 4 am besten verdeutlichen, sind die Präge- und Stützwalzen 22 und 23 durch geeignete Rahmen bzw. Halteelemente 24 befestigt. Durch Lagerblöcke bzw. Widerlager 25, die mit einer Welle 26 der Prägewalze zusammenwirken, wird die Prägewalze in fester Position drehbar an den Halteelementen 24 befestigt. Eine Welle 27 der Stützwalze 23 ist durch Widerlager 28,die durch ein Paar bei 30 drehbar gelagerter Arme getragen sind, ' ^DIe Position der freien Enden der Arme 29 und somit der Stützwalze 23 vird durch ein Paar hydraulischer Kolbenzylinder, die bei 31 angedeutet sind, gesteuert. Die hydraulischen Einrichtungen dienen dazu, den Druck zu steuern, mit dem das Material W in dem Kalander zwischen Prägewalze und Stützwalze erfaßt

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Fig, 2 zeigt, daß das Material W, wenn es vom Ofen l8 zur Prägewalze weiterbewegt wird, über und unter ein Paar Führungsrollen 32 und anschließend unter eine Schleppwalze und über die Walze 23 in den Prägekalander geführt wird. Das Material wird in Eingriff mit einem großen Teil der Umrandung der Stützwalze 23 gehalten, und zwar mittels einer zweiten Schleppwalze 33« Nachdem das Material überdie Walze 33 geführt ist, wird es in Kühltrommeln 20 geführt, die, wie erwähnt, das Material, durch den Prägekalander ziehen.

Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch eine Anordnung von "Tanzrollen" 33a, die dazu dienen, eine ,Spannung^aes Materials während seiner Hindurchführung durch die Vorrichtung zu bewirken bzw. zu halten. Da die rückseitige Oberfläche des Materials über einen wesentlichen Teil der Umrandungsfläche der Stützwalze 23 mit dieser verbunden ist, rotiert die Stützwalze mit einer Umf anggeschwindigkeitt die der der Materialoberfläche₅im v/asentlichen entspricht. - Nach der bevorzugten--erfindungsgemäßen Arbeitsweise stellt dieses Zusammenwirken von Material und Stützwalze den einzigen Antrieb für die Stützwalze dar. Darüber hinaus ist die vom Material auf die Stützwalze übertragene Antriebskraft die wichtigste Antriebsquelle für das Rotieren der Prägewalze 22, wie weiter unten noch näher beschrieben.

Über einen Kraftübertragungs-Meehanismus wird Kraft von der Stützwalze 23 auf die Prägewalze 23 übertragen. Der Mechanismus kann auf vielfache Weise ausgebildet sein; er besitzt vorzugsweise eine Einrichtung zum Variierten der Umfangsgeschwindigkeit der Prägewalze in bezug auf dLe Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze, und zwar an der jeweiligen Oberfläche. Eine Vorrichtung dieser Art ist in den Fig. 3,5 und 7 dargestellt und wird im folgenden näher erläutert,

Die Welle 27 der Stützwalze ist durch eine Kupplung 3k und

P* G *fc Γ i &.*b 6

ein Universal-Gelenk. -^& 55 mit einer Welle 36 verbunden.

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-θ-Λ?

Die Welle 36 ist in horizontaler Position in den Halteelementen 24 gelagert. Durch das Universal-Gelenkgetriebe 35 wird die vertikale Einstellbewegung der Stützwalze 23 angepaßt, welche Bewegung von dem Auf- und Niederschwingen der Arme 29 beeinflußt ist, nachdem die hydraulischen Zylinder 31 aktiviert sind. Ein Stirnrad 37 auf der Welle steht in Eingriff mit einem Stirnrad 38» das auf einer Welle 39 vorgesehen ist, die in dem Halterahmen gelagert ist. Die Welle 39 ist ihrerseits mit einem Umlaufgetriebesystem verbunden, das bei 4θ angedeutet ist, mit welchem auch eine Welle 4l verbunden ist, die ihrerseits über eine Kupplung 42 mit der Welle 26 der Prägewalze in Verbindung steht.

Die wichtigsten Teile der Umlaufgetriebeanordnung 4θ sind schaubildlich in Fig. 7 gezeigt. Dort trägt eine Welle 39 ein Sonnenrad 43; und eine Welle 4l trägt ein Sonnenrad 44, wobei die beiden Wellen 39 und 4l nicht direkt mit der Umlaufgetriebeanordnung 40 verbunden sind, sondern nur über die mit der Anordnung 40 verbundenen Sonnenräder 43 und 44. Das Rad 43 steht mit einem Planetenrad 45 und das Rad.44 mit einem Planetenrad 46 in Eingriff; die beiden Räder 45 und sind an eine Welle 47 angeschlossen, die in der in Fig. 7 als Scheibe 48 dargestellten drehbaren Anordnung gelagert ist. Da die Anordnung 48 über einer gemeinsamen Achse der Wellen 39 und 4l drehbar ist, sind die Räder 45 und 46 Planetenräder, die kreisförmig um die gemeinsame Achse der Sonnenräder und 44 drehbar sind. Die Getriebeanordnung besitzt vorzugsweise mehrere, charakteristischerweise drei Sätze von Planetenrädern. Etwas rechts von der Scheibe 48, direkt unterhalb der Welle 4l ist ein weiteres Planetenrad 46a ersichtlich, das auf einer Welle 47a befestigt ist. Auf der Welle 47a, wie auf der Welle 47, ist normalerweise ein Rad vorgesehen, das mit dem Rad 43 in Eingriff steht; die Welle 47a ist normalerweise in der drehbaren Anordnung 48 gelagert. Ein dritter derartiger Satz von Planetenrädern ist unter gleichmäßigem Abstand vorgesehen, und zwar über dem Umfang der Räder 43 und 44; diese Teile sind jedoch in Fig.7

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weggebrochen, um die Darstellung zu vereinfachen und besser zu verdeutlichen.

Die drehbare Anordnung 48, die die Planetenräder trägt, kann entweder ortsfest angeordnet sein oder in der einen oder anderen Richtung gedreht werden, und zwar durch eine Kette 49, die mit am Umfang der Scheibe 48 angeordneten Zahnrädern 50 zusammenwirkt.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, wird die Welle 36 und das Stirnrad 37 durch die von der Bewegung des Materials beeinflußte Drehung der Prägewalze 23 gedreht, wodurch ihrerseits das Stirnrad 38 und die Welle 39 gedreht werden. Ist die drehbare Anordnung 48 ortsfest angebracht, so werden die Wellen 47 der Planetenräder sich nicht um die gemeinsame Achse der Wellen 39 und 4l umdrehen, jedoch werden die Räder 43, 45, 46 und 44 Antriebskraft von der Welle 39 auf die Welle 4l übertragen, wodurch die Welle 26 und somit die Prägewalze 22 gedreht wird. Somit wird, falls die drehbare Anordnung ortsfest gehalten ist, die Relation von Umfangs-

ZU der Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze geschwindigkeit der Prä ge walze/von den relativen Größen der Stirnräder 37 und 38 abhängig sein, wie auch von der relativen Größe der Sonnen- und Planetenräder der Anordnung 4θ.

Die Erfindung sieht vor, daß die drehbare Anordnung 48 des Getriebes 40 durch eine einstellbare Kraftanordnung gesteuert wird. Hierzu·..ist ein weiteres Umlaufgetriebe 40a vorgesehen (Fig. 3 und 3a), das im wesentlichen dieselbe Konstruktion wie die Anordnung 40 aufweist und Sonnen- und Planetenräder besitzt, wie sie bezüglich Fig. 7 beschrieben sind, einschließlich einer Befestigungsvorrichtung 48a für die Planetenräder. Es wird daher auf eine Wiederholung der Beschreibung der Anordnung 40a, die der Anordnung 40 entspricht, verzichtet, und im folgenden wird nur das Verbindungssystem der Anordnung 40a näher erläutert*

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Die Kette 49, die die Bewegung der Befestigungsvorrichtung 48 für die Planetenräder der Anordnung 40 reguliert, wird durch ein auf einer Welle 52 befestigtes Zahnrad 51 gesteuert . Die Welle 52 ist eine der Wellen, die £ixs^&irn> Sonnenrad in der Getriebeanordnung 40 vorgesehen ist. Eine Welle 53 ist ko-achsial von der Welle 52 angeordnet und trägt das andere Sonnenrad der Getriebeanordnung 40a. Wie die Fig. 3»3a und 5 zeigen, wird die Welle von einem Antriebsmechanismus mit variabler Geschwindigkeit angetrieben, der

54a bei 54 angedeutet.ist; eine Anordnung zum Verringern der Geschwindigkeit, die durch Wellen 5^s angetrieben.ist sowie eine Kupplung 54b zur Verbindung von Anordnung 5^a und Welle 53 sind ebenfalls vorgesehen. Die Anordnung 54 ist vorzugsweise mit einer Geschwindigkeitssteuerungs-Einrichtung 54c versehen, die dazu dient, die erwünschte Korrektur in dem Antrieb der Prägewalze 22 durch die Stützwalze 23» annähernd einzustellen, wies es weiter unten noch näher beschrieben wird.

Die drehbare Anordnung 48a zur Befestigung der Planetenräder der Einrichtung 40a besitzt Zahnräder 50a, die mit einer Kette 55 zusammenwirken, die ebenfalJ s mit Zahnrädern 56 der Welle 57 in Eingriff steht, die durch einen Antriebsmotor 58 mit fester Geschwindigkeit angetrieben wird. Der Motor 58 ist vorzugsweise ein reversibler Motor, der beispielsweise;durch Druckknopfsteuerung bedient wird, die in einem Schaltbrett 59 vorgesehen ist, so daß die Drehrichtung der Befestigungsanordnung 48a für die Planetenräder der Anordnung 40a intermittierend nachjader Drehrichtung bedient werden können.

Es sei bemerkt, daß verschiedene Antriebsanordnungen und Getriebesysteme für die Erfindung verwendet werden können, und daß die beschriebene Ausführungsform lediglich ein Beispiel darstellt. Die Aufgabe der Erfindung kann durch die beschriebene Anordnung verwirklicht werden; hierzu können aber auch andere Systeme verwendet wrden, die dieselbe Arbeitsweise, wie sie im voraufgehenden beschrieben wurde, gewährleisten.

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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Herstellung eines Materials zum Bedecken von Oberflächen, das eine Verzierung bzw» ein Muster aufweist, werden die durch die Druckstufen 12 bis 15 aufgetragenen Muster (Fig, l) entlang der Länge des Ma"farials unter vorherbestimmten Abständen wiederholt. Die Prägewalze 22 weist hierzu Erhebungen und Mulden auf, die mit wenigstens einem Teil der gedruckten Muster übereinstimmen« In einer typischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt die Prägewalze 22 einen Umfang, der gleichmäßig unterteilbar istφ und zwar durch die Länge der vorherbestimmten Druckmuster, die unter Abständen entlang der Länge des Materials wiederholt werden. In der bevorzugten Ausführungsform entspricht der Umfang der Prägewalze der Entfernung zwischen benachbarten Viederholungsstellendes.Druckmusters. Vorzugsweise wird dies durch die Verwendung einer Prägewalze ereicht, die einen Umfang von 45,72 cm (= 18 inch) aufweist. Dieser Umfang ist für ein herkömmlich verwendetes Wiederholungsrauster repräsentativ. Druckrollen mit einem derartigen Wiederholungsmuster bei einem Umfang von 45,72 cm besitzen vorzugsweise einen Umfang von 91,44 cm (=36 inch).

Bei einer typischen Arbeitsweise von Druckwalzen und Prägewalzen mit einem Umfang" ^votl 91,44 cm bzw. 45,72 cm und wobei die Prägewalze auf einfache Weise durch Umfassen des Materials gedreht wird, hat es sich herausgestellt, daß anfänglich die Prägewalze mit dem Druckmuster übereinstimmt. Nach dem Weiterbewegen des Materials um 45»72 cm stimmt der Ansatzpunkt des Musters auf der Prägewalze nicht mehr mit dem Material überein, und zwar bis zu einer Stelle, die etwa 3,175 mm hinter dem Punkt liegt, an welchem die Wiederholung des Druckmusters einsetzte.Hierdurch wird es erforderlich, die Umfangsgeschwin» digkeit der Prägewalze höher als die der Stützwalze anzusetzen, um die Übereinstimmung von Prägewalze und Druckmuster zu gewährleisten. Daß das Wiederholungsschema auf Druckwalze und Prägewalze die gleiche Größe bzw. Umfang aufweist, hat hierauf keinen Einfluß.

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Daher ist es notwendig, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Prägewalze derart zu steigern, daß die Geschwindigkeit überschritten wird, die sich als Umdrehungsgeschwindigkeit der Prägewalze aufgrund der Bewegung des durch den Prägekalander geführten Materials ergibt, um die Übereinstimmung zwischen Prägewalze und Druckmuster sicherzustellen.

Gemäß der Erfindung wird die erforderliche Korrektur in der Umdrehungsgeschwindigkeit der Prägewalze durch den Antrieb 54 bewirkt, der dazu dient, die Antriebswelle 53 der Getriebeanordnung 40a zu drehen, wodurch eine kontinuierliche Angleichskorrektur der Drehgeschwindigkeit der Halterung 48 (durch die Verbindungsteile 52, 5I und 49) für die Planetenräder 45 und 46 der Getriebeanordnung 40 bewirkt wird, die natürlich auch zu einer Korrektur der Geschwindigkeit der Prägewalze 22 führt.

Die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 52 der Anordnung 40a wird auch durch die intermittierende Operation des Motors 58 durch Bedienen des Handgriffs 59 beeinflußt. Somit führt die Welle 57 dieses Antriebs Zahnräder 56, und die Kette 55 ist mit den Zahnrädern 50a verbunden, die sich mit der Halterung 48a für die Planetenräder der Anordnung 40a dreht. Durch die intermittierende Steuerung 59 kann die Bedienungsperson geringe.Abweichungen in der Übereinstimmung bereits kompensieren, die sonst leicht anwachsen würden; außerdem können durch die Steuerung 59 eventuell auftretende Unregelmäßigkeiten, beispielsweise durch Spleisstellen im Material, korrigiert werden. Obgleich diese Überwachungsbzw. Einstellmaßnahme durch elektrooptische Einrichtungen vorgenommen werden kann, die auf das vorbeigeführte Druckmuster reagieren, kann die Bedienungsperson auch die Einstellung der Steuerung 59 aufgrund augenscheinlicher Wahrnehmungen an dem Material, wenn dieses die Prägewalze verläßt, vornehmen.

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4)

Das In Zusammenhang mit der Übereinstimmung stehende Problem wird durch mehrere Faktoren beeinflußt, z.B. Materialwanderung, Zusammenschrumpfen oder Ausdehnen des herzustellenden Produkts, Stärke und Dichte des zu prägenden Schaums, die gesamte Stärke des Materials und wahrscheinlich noch eine Reihe von anderen Punkten. Einige dieser Faktoren können die Beschleunigung der Geschwindigkeit der Prägewalze erforderlich machen, andere das Gegenteil. Es wird jedoch angenommen, daß normalerweise die Steuerung durch Erhöhen der Umfangsgeschwindigkeit der Prägewalze durchgeführt wird, jedoch können Situationen entstehen, die die Reduzierung dieser Geschwindigkeit erfordern. Erhöhung oder Reduzierung von Geschwindigkeit bedeutet in diesem Zusammenhang Erhöhung oder Verringerung bezüglich der Umfangsgeschwindigkeit.der Stützwalze.

Bei der Berücksichtigung eines weiteres Aspektes der erfindungsgemäßen Vorrichtung sei nochmals bemerkt, daß beijgewissen älteren Versuchen des Prägais von harzartigem Schaum mittels Prägewalzen das zu prägende Material leicht Falten oder Blasen erzeugte} dies trifft in besonderem Maße dort zu, wo man mit Prägewalzen versuchte, einen Oberflächentielag aus harzartigem Schaum herzustellen, auf dem eine Abnutzungs- oder Schutzschicht aus Harz aufgebracht war, welche Schicht im wesentlichen undurchlässig und üblicherweise transparent ist. Der Grund für dieses Problem liegt offenbar darin, daß das Prägen ein Zusammenbrechen der Schaumzellen verursacht, die unter den Erhebungen der Prägewalze liegen. Das von diesen Zellen entweichende Gas bzw. Luft wird seitlich unter die Oberflächenschicht getrieben, die den Mulden der Prägewalzen entsprechen bzw. mit diesen übereinstimmen. Hierdurch werden die Dekorationen bzw. Verzierungen, die man erhalten wollte, zerstört.

Die Erfindung schlägt zur Überwindung dieser Nachteile einen Prägewalze vor, die in vergrößertem Maßstab längsschnittartig in Fig. 6 gezeigt ist. Dort ist eine Stützwalze bei 23 und eine Prägewalze bei 22 angedeutet. Das zu prägende

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Material ist ein Rollenfilzmaterial W, auf dem eine verschäumte Harzschicht 9a mit einem nicht gezeigten Druckmuster aufgebracht ist und das eine darüberliegende Schutzschicht 17a aus Harz besitzt.

Die bei 22a angedeuteten Erhebungen der Prägewalze (Fig. 6) dienen dazu, die Mulden in dem dem Material aufgeprägten Muster auszubilden, wodurch die unter den Erhebungen liegenden Schaumzellen zusammenbrechen (vgl. Fig. 6), so daß eine seitliche Ausdehnung des Gases von den zusammengebrochenen Zellen in die Bereiche, die unter den Mulden 22b der Prägewalze liegen, erfolgt.

Eine Überprüfung von Fig. 6 ergibt, daß die Mulden 22b der Prägewalze nicht mit der Oberfläche des Materials in Berührung stehen. Benachbart von den Erhebungen der Prägewalze sind Mulden vorgesehen, die tief genug sind, um eine Berührung mit dem Material zu vermeiden. Hierbei ist es wichtig, daß, wenn die Mulden das Produkt innig umschließen bzw. einen gewissen Druck auf dieses ausüben, die seitliche Ausdehnung der Gase von den zusammengebrochenen Zellen eingedämmt wird, welche zusammengebrochenen Schaumzellen unter den Erhebungen der Prägewalze liegen, so daß Falten und Blasen entstehen. Gemäß der Erfindung wird die Neigung zur Falten- und Blasenbildung dadurch beseitigt werden, daß Mulden ausreichender Tiefe in der Prägewalze vorgesehen sind, um die Eindämmung der seitlichen Ausdehnung der Gase aus den zusammengebrochenen Schaumzellen der verschäumten Schicht unterhalb der undurchlässigen Schutzschicht des Materials zu verhindern.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Materialien mit einer breiten Variante von geprägten oder reliefartigen Mustern hergestellt werden, die mit den Druckmustern übereinstimmen. Weiterhin können stark ausgeprägte, reliefartige Wirkungen in einigen oder allen Muldenbereichen des reliefartigen Musters, je nach Wunsch, hergestellt werden.

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/a

Bei einer typischen Arbeitsweise gem. der Erfindung v/eist die verschäumbare Schicht, die beispielsweise durch die Rolle 9 (Fig. 1) aufgetragen wird, folgende Zusammensetzung auf: (Die angegebenen Mengen des Materials und der Zusammensetzung sind in Gewichtsprozenten angegeben)

Für jede 100 Teile Harz (Homopolymer-Dispersions FVC-Harz mit einer relativen Viskosität von 2,05):

Butylbenzylphthalat (Weichmacher) 56,00

Lackbenzin . 4,2£

ECpoxidiertes Soyaöl 6,40

Titandioxid . 7,40

Azodicarbonamid 2,50

Zinkoktoat (8 % Zink) 2,225

Diese verschäumbare Schicht wird sodann geliert, jedoch ohne das schaumbildende Mittel abzubauen, und zwar durch den Ofen 10 (Fig. 1 ); nachdem das Material gekühlt ist, wird das gedruckte Muster aufgetragen, wie es bei 12,13,14 und 15 gezeigt ist.

Die klare obere Abnutzungs- bzw. Schutzschicht, die durch die Rolle 17 der Fig. 2 aufgetragen wird, besitzt folgende Zusammensetzung:

Für jede 100 Teile einer homopolymeren Lösung eines FVC-Harzes mit hohem Molekulargewicht und einer relativen Viskosität von 2,65:

Dioctylphthalat 35,00

Epoxidiertes Soyaöl 7,00

Polyäthylenglycolmonolaurat 0,80

Lichtstabilisator 5,00

hochsiedendes Lackbenzin 18,00

Der in Fig. 2 gezeigte Ofen 18 dient nun dazu, das Harz

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zu schmelzen und das schaumbildende Mittel gleichmäßig über das gesamte Material abzubauen. Das Material wird anschließend, nachdem es noch erwärmt ist, beispielsweise noch eine Temperatur von etwa 107 C bis etwa 163° C (= 225°F bis 325°^F) besitzt, durch den Prägekalander geführt,, wie veiter oben beschrieben.

Die Stützwalze 23 wird vorzugsweise durch zirkulierendes Wasser mit einer Temperatur von weniger als 93°C (=200°F) gekühlt; die Prägewalze kann auch gekühlt werden. Das Kühlen der Stützwalze unterstützt des "Einfrieren" des Prägemusters.

Die Erfindung schlägt die Herstellung von Materialien zum Bedecken bzw. Belegen von Oberflächen, beispielsweise Fußbodenbelage aus verschäumtem Vinyl vor, wobei eine Schicht aus verschäumtem Harz auf eine Basis bzw. ein Substrat angebracht und ein Muster in die verschäumte Schicht eingedruckt wird; hierbei befindet sich über dem Druck eine transparente Abnutzungs- bzw. Schutzschicht. Das Produkt wird zur Entwicklung von Schaum erhitzt und anschließend durch einen Prägekalander geführt, der zwischen einer Stützwalze und einer Prägewalze ausgebildet ist. Die Prägewalze weist Erhebungen und Vertiefungen auf, die dem gedruckten Muster entsprechen. Das Produkt wird durch einen hinter der Stützwalze und der Prägewalze angeordneten Antrieb durch den Prägekalander geführt, so daß ein ausreichender Oberflächenkontakt mit der Stützwalze erhalten wird, wodurch eine Drehung der Stützwalze ohne Schlupf bewirkt wird. Die Prägewalze wird über eine Transmission von der Stützwalze angetrieben, und zwar unter Variieren ihrer Umfanggeschwindigkeit, so daß die Übereinstimmung der Erhebungen und Vertiefungen auf der Prägewalze mit dem gedruckten Muster gewahrt bleibt.

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Claims (11)

25. Januar 1977 GAF Corporation Case: FDN-305/I DIV II Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines bogenförmigen Materials mit einer Schicht aus zellförmigem oder geschäumtem Harz mit einem mechanisch geprägten Reliefmuster an einer Seite, wobei das Material in den Erhebungen und Vertiefungen des Reliefmusters im wesentlichen gleichförmig zusammengesetzt ist und ein Farbmuster an der Seite vorgesehen ist, von dem Gebiete mit Gebieten des Reliefmusters übereinstimmen,

dadurch gekennzeichnet , daß eine Schicht aus verschäumbarem Harz ausgebildet wird, daß die Schicht zum Gelieren des Harzes erwärmt wird, daß ein Farbmuster auf der Oberfläche der Schicht aus geliertem, schäumbarem Harz aufgebracht wird, daß eine Schicht aus im wesentlichen transparentem Kunstharz von im wesentlichen gleichförmiger Dicke auf die Oberseite und das Farbmuster gegeben wird, daß die Schichten ausreichend erwärmt werden, um das Harz zu verschäumen und mit beiden Schichten zu schmelzen, und daß die noch warme Schicht aus verschäumtem und geschmolzenem Harz durch einen Walzenspalt gezogen wird, der zwischen einer Stützwalze, die an der Unterseite der Materialbahn anliegt, und einer Prägewalze, die an der Oberseite der Materialbahn anliegt, ausgebildet wird, wobei beide Walzen durch die Anlage an der Materialbahn angetrieben werden und das Prägen bei gleichbleibendem Rollendruck erfolgt, wodurch der Anlagedruck der Materialbahn im Walzenspalt gesteuert wird, und der Anlagedruck und die Drehgeschwindigkeit der Prägewalze gesteuert werden, wodurch die Oberseite der Schicht mit dem Farbmuster ein Prägemuster erhält, während.die Gleichförmigkeit der Dicke der Schicht

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aus im wesentlichen transparenten Harz beibehalten bleibt, und die Gebiete des Prägemusters mit Gebieten des Farbmusters übereinstimmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Harz Polyvinylchlorid umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gebiete des Farbmusters mit Erhebungen des Reliefmusters übereinstimmen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gebiete des Farbmusters mit Vertiefungen des Reliefmusters übereinstimmen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbilden der Schicht aus verschäumbarem Harz diese auf einer Grundschicht aus Filzmaterial ausgeformt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbringen des Farbmusters dieses mit Druckerfarbe aufgedruckt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die Erhebungen des Reliefmusters an der Prägewalze mit der Oberseite des Bahnmaterials in Berührung stehen.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz Polyvinylchlorid enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbringen des Farbmusters dieses mit Druckerfarbe aufgedruckt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbilden der Schicht aus verschäumbarem Harz diese Schicht auf einer Grundschicht aus Filzmaterial ausgeformt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Erhebungen des Reliefmusters an der Prägewalze texturiert sind, wodurch eine geprägte Materialbahn hergestellt wird, bei der die Oberfläche der Materialbahn lichtreflektierende Eigenschaften in Vertiefungsgebieten des Reliefmusters aufweist, die von denen in den Erhebungsgebieten des Reliefmusters abweichen.

Patentanwalt

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