-
Verfahren zum Beschichten von aus Gewebe, Vlies, Folie, Papier od.dgl.
bestehenden Trägermaterial sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zum Beschichten von aus Gewebe,
Vlies, Folie, Papier od. dgl. bestehenden Trägermaterial mit dekorativen plastischen
Oberflächenstrukturen aus Kunststoff.
-
Andererseits richtet- sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
-
Es ist im Rahmen der Schuhherstellung bekannt, dekorative Oberflächen
des Schuhoberleders, wie Ledernarbungen, Nähte, Wülste usw., im Stanz-Schweiß-Verfahren
herzustellen. Die Basis für dieses Verfahren bilden einerseits vorgefertigte Kunst-
oder Schaumkunstlederbahnen, die dann in einer die gewünschte Oberflächenstruktur
herstellenden Prägevorrichtung bei einer durch Hochfre--quenz erzeugten Temperatur
von etwa 1700 C bis 2000 C verformt werden und andererseits PVC-Pasten, die in Silikon-Gummiforinen
hineingegossen werden und anschließend in einer die Gravur für die gewünschte Oberflächenstruktur
enthaltenden Presse bei einer ebenfalls durch Hochfrequenz erzeugten Temperatur
von 1700 C bis 2000 C gelieren.
-
Die Herstellung von Kunst- oder Schainnkunstleder ist mit einem relativ
hohen Aufwand verbunden, da die hierfür notwendigen 1 Zeichnung
maschinellen
Einrichtungen erhebliche längenabmessungen besitzen und dadurch große, insbesondere
lange, Räume zur Verfügung gestellt werden müssen. Im Prinzip wird Kunstleder dadurch
hergestellt, daß PVC-Pasten auf Textilunterlagen gestrichen werden.
-
Die Technik des Streichens gliedert sich dabei in mehrere Einzeloperationen,
die zeitlich nacheinander ablaufen. Zunächst erfolgt ein Grundieren, um eine ausreichende
Verhaftung mit der Unterlage zu erzielen. Anschließend ist ein Angelieren der Grundierung
erforderlich, wobei im Falle eines rauhen Grundierungsbildes sich daran eventuell
noch ein Glattprägen anschließt. In Abhängigkeit von der auf zutragenden Dicke der
Paste erfolgen im Anschluß an das Grundieren weitere Einzelstriche, an die sich
Jeweils wiederum ein Angelieren bei einer Temperatur von etwa 1200 C bis 1300 C
anschließt. Es kann gegebenenfalls auch notwendig sein, daß bei einer dickeren Beschichtung
zwischenzeitlich durchgeliert werden muß. Wenn die Beschichtung fertig ist, muß
diese nochmal fertiggeliert werden. Nach dem Aufbringen eines Schlußstriches kann
erst die Prägung, d.h. die Herstellung der dekorativen Oberfläche, erfolgen.
-
Neben dem großen maschinellen und räumlichen Aufwand besteht ein
weiterer wesentlicher Nachteil darin, daß der verwendete Kunststoff sich grundsätzlich
in einer flüssigen Phase befinden muß, um verarbeitet werden zu können. Hierfür
steht aber nur PVC zur Verfügung, da die zum Erzielen einer flüssigen Phase notwendigen
Weichmacher ausschließlich im Zusammenhang mit PVC eingesetzt werden können. Polyolefine
und Polyamide vertragen keine oder nur solche Mengen Weichmacher, daß die angestrebte
flüssige Phase nicht erreichbar ist. Ein Weichmachen, d.h. die Erzeugung der flüssigen
Phase, ist mit anderen Kunststoffen nicht möglich. PVC-Pulver muß demzufolge vorab
mit Weichmachern und zusätzlich mit Stabilisatoren und Farbstoffen zusammengebracht
werden, damit eine streichfähige Paste entsteht. Aber selbst der Einsatz der PVC-Pasten
ist noch begrenzt, da lediglich mit Mischungen gearbeitet werden kann, die einen
Anteil von etwa 50 bis 70 Teilen PVC und dementsprechend etwa 50 bis 30 Teilen
Weichmachern
aufweisen. Deshalb bedeutet die ausschließliche Verwendungsmöglichkeit von Pasten
auch eine Begrenzung der Verwendungsfähigkeit des auf diese Art erzeugten Kunstleders.
Die Verwendung ist sowohl hinsichtlich der Abriebfestigkeit, der Kältefestigkeit
und der Knickfestigkeit begrenzt. Da nur PVC-Pasten möglich sind, besteht mithin
keine freie Materialauswah. Für den Jeweiligen Verwendungszweck kann nicht der geeignete
Kunststoff eingesetzt werden. Es muß vielmehr immer ein Kompromiß innerhalb der
zur Ve-7fügung stehenden PVC-Pasten geschlossen werden.
-
Abgesehen von dem Wegfall eines Großteils der maschinellen Einrichtungen
beim Strexhverfahren und dem damit zusammenhängenden geringeren Bedarf an Aufstellungsraum
sind aber auch bei dem Verfahren, bei dem PVC-Pasten in Silikon-Gummiformen gegossen
werden, alle vorgenannten negativen Eigenschaften vorhanden, da zwangsweise die
flüssige Phase benötigt wird. Ein Ausweichen auf andere Kunststoffe ist nicht möglich,
da diese nicht oder zumindest nicht in dem erforderlichen Umfang weichgemacht werden
können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen,
der bei der Beschichtung von Geweben, Vliesen, Folien, Papier und dgl. mit dekorativen
Oberflächen auch die Verwendung von Kunststoffen in Pulver- oder Granulatform ermöglicht
und damit eine breitere Anwendungspalette mit weitgefächerten Eigenschaften schafft.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Trägermaterial
etwa im mittleren Bereich des zum Beschichten vorgesehenen Abschnittes gelocht und
nach dem Lochen in etwa horizontaler Ebene zwischen die Backen einer zweiteiligen
Spritzform gebracht wird, deren vertikal bewegliche Unterbacke oberseitig eine der
gewünschten Oberflächenstruktur entsprechende Gravur besitzt und deren feste Oberbacke
unterseitig neben einer im wesentlichen ebenen Arbeitsfläche eine in diese
mUndende,
mit der Lochung korrespondierende, den Austritt eines Spritzzylinders bildende Öffnung
aufweist und daß nach dem Zusammenfahren von Ober- und Unterbacke durch Betätigen
des Spritzzylinders plastifizierter Kunststoff durch die Öffnung und die Lochung
in den freien Raum zwischen der Gravur und dem Träger-.
-
material hineingespritzt wird, wobei die Unterbacke beim Hochfahren
den zu beschichtenden Abschnitt des Trägermaterials mit einer umfangsseitigen Messerpartie
ausstanzt und nach dem Erkalten des Kunststoffes und Absenken der Unterbacke der
beschichtete Abschnitt aus der Spritzform entfernt wird.
-
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nunmehr
die Roh-#offseite und damit die Rezepturbreite der eingesetzten Rohstoffe weitgehend
frei gewählt werden können. Sämtliche thermoplastischen Grundstoffe sind zu verwenden.
Damit kann eine Materialauswahl geschaffen werden, die beispielsweise bei der Schuhherstellung
auch speziellen Anforderungen gerecht wird. Sowohl extreme Witterungsbedingungen
als auch besondere Benutzungsarten können berücksichtigt werden. Desweiteren ist
die Anwendungsbreite auch auf die Herstellung von Taschen, taschenartigen Behältern
oder planen Flächenabdeckungen, wie z.B. Deckohen, zu erstrecken. Im Einzelfall
kann mithin immer der Kunststoff frei gewählt werden, der in Abhängigkeit von den
geforderten Bedingungen die entsprechenden Eigenschaften aufweist.
-
Die Kunststoffe werden in einem Spritzzylinder auf den erforderlichen
plastischen Punkt erwärmt und dann in eine kalte Form gespritzt. Die Form besteht
einerseits aus dem Trägermaterial, welches sich von der Unterseite her gegen die
ebene Arbeitsfläche der Oberbacke anlegt, und andererseits aus der Gravur in der
Unterbacke. Das Trägermaterial ist vor dem Eintritt in die Spritzform etwa im mittleren
Bereich des zu be-schichtenden Abschnittes gelocht worden. Diese Lochung stimmt
dann innerhalb der Spritzform mit einer in der Oberbacke vorgesehenen Öffnung überein.
Diese Öffnung ist. der Austritt des Spritzzylinders. Der
hierin
plastifizierte Kunststoff tritt somit durch das Trägermaterial hindurch und verteilt
sich unterhalb des Trägermaterials in dem Raum zwischen dem Trägermaterial und der
Gravur der Unterbacke. Die Verweilzeit des Kunststoffes ist dabei abhängig von der
Menge, die für die Jeweilige dekorative Oberfläche benötigt wird, und von der möglichen
Kühlung. D.h. der Spritzzyklus kann umso schneller sein, Je besser die durch den
Spritzvorgang#rvorgerufene Wärme abgeführt wird.
-
Das Trägermaterial hat beim Einlegen in die Spritzform eine Größenordnung,
die geringfügig über die Größe des zu besohichtenden Abschnittes hinausgeht. Dadurch
wird ein zu hoher Verschnitt vermieden. Es kann eine plattenförmige Ausgestaltung
haben. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
Jedoch darin, daß das Trägermaterial von einer Rolle abgezogen und im Arbeitstakt
des Spritzzylinders durch die zweiteilige Spritzform hindurchbewegt wird und daß
die nach dem Ausstanzen der beschichteten Abschnitte verbleibenden Zwischen- und
Randstege des Trägermaterials anschließend wieder aufgewickelt werden. Der wesentliche
Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Trägermaterial die Spritzform kontinuierlich
passiert. In Abhängigkeit von der taktweisen Arbeitsgeschwindigkeit des Spritzzylinders
wird Jeweils ein einzelner Abschnitt des Trägermaterials beschichtet, mit Hilfe
der Messerpartie der Unterbacke ausgestanzt und fortgeschafft.
-
Das um die Abschnitte der Beschichtung verringerte Trägermaterial
besteht dann noch aus Rand- und Zwischenstegen, die Jedoch sich gegenseitig ausreichend
stabilisieren, um nach dem Passieren der Spritzform aufgewickelt werden zu können.
Der Arbeitsplatz bleibt hierdurch sauber und der Abtransport des restlichen Trägermaterials
kann leicht und problemlos mittels einer Rolle erfolgen.
-
Gemäß der Erfindung werden als Kunststoff härtere Weich-PVC-Einstellungen
oder Weich-PVC-Einstellungen mit Polymer-Weichmachern verwendet. Ferner ist es gemäß
der Erfindung möglich,
daß als Kunststoff Abmischungen von Thermoplasten
und Elastomeren verwendet werden. Darüber hinaus erlaubt die Erfindung, als Kunststoff
Polyolefine, diese eventuell im vernetzten Zustand, zu verwenden. Auch sind erfindungsgemäß
Polyamide, eventuell weichgemacht, zu benutzen. Desweiteren können als Kunststoff
Elastomere, wie z.B. Polyurethan, Perbunan, Gummi und dgl., verwendet werden. Schließlich
ist auch Polystyrol als# Kunststoff zu verwenden. Welcher Kunststoff im einzelnen
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzt wird, hängt davon ab, welcher Verwendung
das mit der dekorativen Oberfläche versehene Trägermaterial später zugeführt werden
und welche Eigenschaften es im Rahmen dieser Verwendung haben soll. Es hängt z.B.
davon ab, ob das beschichtete Trägermaterial bei der Schuhherstellung, bei der Herstellung
von Taschen oder taschenähnlichen Behältern bzw. bei der Fertigung von Deckchen
verwendet wird. Grundsätzlich ist es Jedoch möglich, speziell den Kunststoff zu
verwenden, der für den Jeweiligen Einsatzfall die erforderlichen charakteristischen
Eigenschaften mitbringt. Es können dabei als Ausgangswerkstoff sowohl Pasten, Pulver
als auch Granulate verwendet werden. Der Einsatzbereich ist folglich gegenüber dem
herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von dekorativen Oberflächen auf der Basis
von PVC-Pasten beträchtlich erweitert.
-
Entsprechend einer besonderen Ausführungsform kennzeichnet sich eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung durch eine zweiteilige
Spritzform mit einer festen Oberbacke, die unterseitig eine ebene Arbeitsfläche
mit etwa mittig liegender Austrittsöffnung eines Spritzzylinders besitzt und mit
einer vertikal beweglichen Unterbacke, welche oberseitig eine der gewünschten Oberflächenstruktur
entsprechende Gravur aufweist.
-
Die gesamte maschinelle Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem
Spritzzylinder, in dem die Plastifizierung des Kunststoffes erfolgt, und aus einer
mit dem Spritzzylinder verbundenen zweiteiligen Spritzform. Diese Spritzform ist
einfach
aufgebaut. Sie besteht zunächst aus einer ortsfesten Oberbacke,
die unterseitig eine ebene Arbeitsfläche- besitzt, -in der die Austrittsöffnung
des Spritzzylinders mündet. Diese Arbeitsfläche dient als Anlage für das Trägermaterial,
welches entweder als Einzelstück oder von der Rolle her durch die Spritzform bewegt
wird. Ferner besitzt die Spritzform eine Unterbacke mit einer Vertiefung, die der
Aufnahme einer Formplatte dient.
-
Diese Formplatte ist auswechselbar gelagert und mit der jeweils gewünschten
Gravur versehen Eine besondere Befestigung der Formplatte ist nicht notwendig, da
diese sich in der Unterbacke befindet.
-
Aufgrund des hohen Druckes durch den Spritzzylinder ist es notwendig,
die Formplatte entsprechend stabil auszuführen. Erfindungsgemäß ist deshalb die
Formplatte als Galvano-oder Metallform ausgebildet. Entsprechend eine#r weiteren
Ausführungsform kann diese Formplatte auch aus einem duroplastischen Material, beispielsweise
einem Polyester, gebildet sein.
-
Die Unterbacke ist gemäß der Erfindung umfangsseitig mit einer vertikal
gerichteten Messerpartie ausgerüstet. Beim Hochfahren der Unterbacke durchtrennt
diese Messerpartie das Trägermaterial um die Oberbacke herum. Nach dem Absenken
der Unterbacke und dem Mitführen des beschichteten Abschnittes wird der Rest des
Trägermaterials, d.h. die Rand- und Zwischenstege, entsprechend dem Arbeitstakt
des Spritzzylinders -weiterbewegt und aufgerollt bzw. abgelegt.
-
Erfindungsgemäß kann dem Spritzzylinder eine Schnecken-oder Kolbenvorplastifizierung
vorgeschaltet sein. Diese Vorplastifizierung erleichtert den eigentlichen Plastifizierungsvorgang
im Spritzzylinder, in dem das Grundmaterial vor dem Eintritt in den Spritzzylinder
bereits erhöhte Temperaturen aufweist.
-
Damit der Kunststoff aus dem Spritzzylinder in die Spritzform eintreten
kann, ist es erforderlich, das Trägermaterial vor
dem Einbringen
in die Spritzform dort zu lochen, wo die Austrittsöffnung des Spritzzylinders in
der Oberbacke liegt. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Spritzform in
Vorschaltung ein Stanzgerät zugeordnet ist. Dies arbeitet im Takt des Spritzzylinders
und bringt genau an der Stelle eine Lochung an, die im späteren zentralen Anspritzpunkt
liegt.
-
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden
die verwendeten Kunststoffe mit einem Treibmittel versehen. Diese Treibmittel werden
entweder bei der Herstellung der Kunststoffe mit eingearbeitet oder im nachhinein
auf ein Granulat aufgetrommelt. Die nach dem Spritzvorgang hierdurch entstehenden
Schaumartikel, sogenannte Poromerics, werden vor allem bei der Schuhherstellung
eingesetzt. Der Vorteil ist darin zu sehen, daß bei gleichem Volumen wie bei einem
Vollmaterial Kunststoff eingespart wird. Somit erfolgt eine Gewichtsersparnis bei
gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit.
-
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung im vertikalen
Längs schnitt perspektivisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
-
Mit 1 ist ein Einfülltrichter bezeichnet, in den der zur Verarbeitung
gelangende Kunststoff in Form einer Paste, eines Pulvers oder eines Granulats hineingegeben
wird. Der Einfülltrichter dient zum Beschicken eines Zylinders 2, in welchem eine
Schneckenwelle rotiert oder ein Kolben in Längsrichtung geführt wird. Diese Zylindereinrichtung
dient zum Vorplastifizieren des Kunststoffes. Durch die Vorplastifizierung wird
der durch den verengten Querschnitt 3 des Zylinders 2 in den Spritzzylinder 4 eintretende
Kunststoff auf eine erhöhte Temperatur gebracht.
-
Der Spritzzylinder 4 ist im wesentlichen vertikal angeordnet und
mündet mit einer verengten Austrittsöffnung 5 in die ortsfest angeordnete Oberbacke
6 einer Spritzform r,
Die Oberbacke weist in Verlängerung der verengten
Austrittsöffnung 5 eine Bohrung 8 auf, die in einer unterseitig der Oberbacke liegenden,
im wesentlichen ebenen Arbeitsfläche 9 endet.
-
Die Spritzform 7 besitzt ferner eine Unterbacke 10, die mit Hilfe
einer Druckeinrichtung 11 vertikal beweglich ist. Die Unterbacke weist oberseitig
eine ~Vertiefung 12 auf, die zur Aufnahme einer Formplatte 15 dient. Die Außenabmessungen
der Formplatte sind so gehalten, daß die Formplatte im wesentlichen spielfrei in
der Unterbacke liegt. Eine zusätzliche Befestigung ist nicht notwendig.
-
Die Formplatte 13 besteht aus einer Galvanoform oder aus einer Metallform,
in die oberseitig die der gewünschten Oberflächenstruktur entsprechende Gravur 14
eingearbeitet ist.
-
Die Unterbacke 10 ist auf der Außenseite,und zwar auf dem gesamten
Umfang mit einer Messerpartie 15 ausgerüstet, deren Schneidenteil 16 über die Oberkante
17 der Unterbacke hervorragt. Ist die Unterbacke mit Hilfe der Druckeinrichtung-ll
gegen die Oberbacke angepreßt, befindet sich der Schneidenteil 16 der Messerpartie
15 oberhalb der Unterkante 18 der Oberbacke.
-
Die Beschichtung eines Gewebes, Vlieses, einer Folie oder von Papier
mit Kunststoff erfolgt in der nachstehenden Weise.
-
Beim Ausführungsbeispiel besteht das Trägermaterial aus einem Gewebe
19, das auf, einer nicht näher dargestellten Rolle aufgewickelt ist. Von dieser
Rolle wird die Gewebebahn über eine Stanzeinrichtung 20 geführt, wo etwa im mittleren
Bereich des zur Beschichtung vorgesehenen Abschnittes 21 des Trägermaterials ein
Loch 22 ausgestanzt wird. In Abhängigkeit von dem Arbeitstakt des Spritzzylinders
4 wird das Trägermaterial periodisch durch die Spritzform 7 hindurchgeführt. Dabei
gelangt der jeweils zu beschichtende Abschnitt 21 mit dem Loch 22 genau unter die
Bohrung 8 in der Oberbacke 6. Das Trägermaterial selber gleitet dabei
an
der ebenen Arbeitsfläche 9 der Oberbacke entlang. Wenn der zu beschichtende Abschnitt
des Trägermaterials sich in der Arbeitsstellung befindet, d.h. Loch 22 und Bohrung
8 übereinanderliegen, wird die Unterbacke 10 mit Hilfe der Druckeinrichtung 11 aufwärts
bewegt. Hierbei wird die Unterbacke fugendicht an die Oberbacke angepreßt. Zu gleicher
Zeit trennt die umfangsseitig der Unterbacke angeordnete Messerpartie 15 den zu
beschichtenden Abschnitt aus dem Trägermaterial heraus.
-
Nach dem Anpressen der Unterbacke an die Oberbacke wird durch Betätigen
des Spritzkolbens 23 plastifizierter Kunststoff aus dem Spritzzylinder 4 durch die
Bohrung 8 und durch das Loch 22 im Tr;ågermaterial in den Raum 24 hineingespritzt,
der sich zwischen der Gravur 14 in der Formplatte 13 und dem Trägermaterial 19 ausbildet.
Die Verweilzeit des Kunststoffes in dieser Form ist abhängig von der Größe der gewünschten
Oberflächenstruktur, d,h. der einzusetzenden Kunststoffmenge, sowie von der Abkühldauer.
-
Nach dem Abkühlen des Kunststoffes wird die Unterbacke 10 gesenkt.
Hierbei gleitet die Messerpartie 15 mit dem Schneidenteil 16 aus dem Trägermaterial
wieder heraus und der beschichtete Abschnitt des Trägermaterials senkt sich mit
der Formplatte 15 ab. Die Bahn des Trägermaterials wird dann um einen Arbeitstakt
weiterbewegt, bis der nächste zu beschichtende Abschnitt unter die Oberbacke gelangt.
Der fertig beschichtete Abschnitt wird aus der Formplatte 13 herausgenommen und
der Weiterverarbeitung zugeführt.
-
Das aus der Spritzform heraustretende Restgewebe des Trägermaterials,
welches lediglich aus den Randstegen 25 und den Zwischenstegen 26 besteht, wird
dann in nicht näher dargestellter Weise aufgerollt. Hierdurch wird vermieden, daß
Verunreinigungen des Arbeitsplatzes eintreten. Auch ist ein erle ichterter Abtransport
des aufgewickelten Restgewebes möglich.
-
Es ist denkbar, daß anstelle einer kontinuierlich durchlaufenden
Bahn eines Trägermaterials dieses in Form von Platten der Spritzform zugeführt wird.