DE2649865B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Prägen einer dekorativen Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prägen einer Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der US-PS 37 41 851 ist ein Bodenbelag aus geschäumtem Vinylkunststoff bekannt, bei dem zwischen einer Schaumharzschicht und einer transparenten Harzschicht ein gedrucktes Farbmuster vorgesehen ist. Das Prägen erfolgt an der transparenten Harzschicht in Deckung mit dem gedruckten Muster.

Aus der US-PS 31 76 058 ist eine Vorrichtung zum Prägen von bahnförmigem Material bekannt. Eine Wasserkühlung dient zur Kühlung einer der beiden Seiten der Bahn vor dem Prägen.

Die US-PS 33 05 419 betrifft eine Vorrichtung zum Prägen eines mit einer Polyurethanbahn hinterlegten Schaums. Dabei wird nur die zu prägende Oberfläche mit Wärme behandelt, so daß das darunterliegende Schaummaterial nicht zerstört wird.

Aus der US-PS 3196 062 ist noch ein Verfahren bekannt, bei dem gekühlte Prägewalzen zur Erzeugung eines Prägemusters auf einem bahnförmigen Material verwendet werden, das aus einer schäumbaren thermoplastischen Harzbasis und einer Oberflächenbeschichtung aus thermoplastischem Harz besteht. Die Erhitzung der Oberfläche erfolgt unmittelbar vor dem Prägen.

Zum Stand der Technik gehören außerdem die US-PS 27 23 937, die ein Produkt zum Prägen eines Bodenbelagmaterials beschreibt, wobei das Prägen von einer mit Stützwalzen zusammenwirkenden Prägewalze ausgeführt wird, die US-PS 37 76 797, die eine Prägungseinrichtung erläutert, bei der das Prägen mit einer Prägewalze und Stützwalzen ausgeführt wird, die US-PS 32 46 365, aus der eine Prägevorrichtung mit einer Vielzahl von Präge- und Stützwalzen bekannt ist, sowie die US-PS 33 38 731, die ein Verfahren zum Prägen von Polyvinylchloridbeschichtungen auf einer Trägerbasis beschreibt.

Bei dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 werden das Schäumen eines dekorierenden Schaums und das Schmelzen einer darüberliegenden strapazierfähigen Schicht oder Trittschicht in einer früheren Stufe im gleichen Herstellungsverfahren vollendet, bei dem das Prägen durchgeführt wird. Das Prägen erfolgt also am Ende der Behandlung, in der das geschäumte Produkt mit einer geschmolzenen oder gehärteten Trittschicht versehen wird. Die Trittschicht wird auf ihrer hohen Temperatur gehalten, während die geschäumte Unterlage auf ihrer Rückseite gekühlt wird, und zwar durch Benetzung der Rückseite und Trommelkühlung oder einfach durch Benetzung der Rückseite allein. Mittels geeigneter Führungsanordnungen und Steuerungen wird die Bahn in eine Prägeanordnung geleitet, so daß das Prägemuster auf die Bahn in Deckung mit dem gedruckten Muster auf der Oberfläche des dekorierten Schaums aufgebracht wird. Durch

die Benetzung der Rückseite und/oder Kühlung ergibt sich ein Temperaturunterschied zwischen der zu prägenden Trittschicht und der von dieser abgewandten rückwärtigen Oberfläche der Schaumschicht von 55 bis 83° C.

Erfindungsgemäß wird nun die Bahn teilweise um die Stützwalze der Prägeeinrichtung gelegt, ehe sie in den Spalt zwischen der Prägewalze und der Stützwalze der Prägeeinrichtung eingeführt wird. Nachdem die Bahn durch den Spalt der Prägewalze und der Stützwalze in hindurchgegangen ist, wird sie um einen Abschnitt der Oberfläche der Prägewalze herumgelegt.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere zusammen mit flachen Prägewalzen mit einer größeren Prägefläche werden das mechanische H Prägen bei einstellbaren Prägetiefen und das Aussehen der fertigen Bahn gegenüber dem Stand der Technik beträchtlich verbessert Zusätzlich erlauben die kombinierte Benetzung der Rückseite und die Walzenkühlung eine erhöhte Produktionsleistung und gewährleisten bei in dicken Schaumprodukten ein Prägen in unterschiedlichen Tiefen. Das Herumlegen der Bahn um die Stützwalze ergibt einen Zwangseingriff zwischen der Stützwalze und der Bahn, wodurch die aus Stützwalze und Prägewalze bestehende Kombination angetrieben 2> wird. Das Herumlegen der Bahn um die Prägewalze trägt dazu bei, die scharfe Abbildung des geprägten Musters in der Trittflächenoberseite zu verbessern, insbesondere wenn die Bahn eine starke Schaumschicht aufweist.

Anhand der Zeichnung, in der schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung gezeigt ist, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

In einem Ofen wird Harzmaterial geschmolzen und ein Treibmittel gleichförmig über der ganzen Fläche des !"> Produktes zersetzt. Die vom Ofen 3 kommende Bahn 2 läuft um eine Führungsanordnung 4, die in Querrichtung zur Bewegungsrichtung der Bahn 2 das Druckmuster auf der Bahn in Deckung mit dem Prägewalzenmuster hält. Die Führungsanordnung 4 besteht aus zwei Führungswalzen 6 und 8. Die Rückseite der Bahn 2 läuft über die Walze 6. Darauf bewegt sich die Bahn 2 unter der Walze 8 hindurch, wobei die Walzenoberfläche die zu prägende Oberfläche der Bahn 2 berührt. Diese Oberfläche ist ziemlich warm, so daß die Walze 8 zweckmäßigerweise mit einem Polytetrafluoräthylenüberzug versehen wird, um ein Ankleben der oberen prägbaren Fläche der Bahn 2 an der Oberfläche der Walze 8 zu verhindern. Die Temperatur der Oberfläche der Walze 8 wird zwischen 93 und 121°C gehalten. Die ■> <) Führungsanordnung 4 besteht aus zwei winklig auf einem Träger in Querrichtung beweglich befestigten bekannten Führungswalzen. Anstelle der dadurch erreichten Querführung der Bahn können auch Führungsstangen verwendet werden, die längs der Kante v> der Bahn angeordnet sind und so die Bahnkante und damit die Musterkante bezüglich der im Fertigungsverlauf nachgeordneten Prägewalze führen.

Die Bahn 2 läuft dann über eine die Rückseite der Bahn 2 benetzende Kühleinrichtung 10, die eine w> teilweise in ein Flüssigkeitsbad 14 eintauchende, mit Filz überzogene Walze 12 aufweist. Anstelle der Walze 12 kann auch eine Stahlwalze oder ein Wassersprühsystem verwendet werden. Die Kühleinrichtung 10 führt der Rückseite, also dem nicht zu prägenden Bereich, Wasser οί zu, so daß die Rückseite gekühlt und der der Rückseite der Bahn 2 zunächst liegende Schaum aus heißem thermoplastischen Kunststoff stabilisiert wird. Durch die Aufbringung des Wassers und seine Verdampfung von der Rückseite der Bahn 2 kühlen diese und die an sie angrenzende Schaumschicht auf 52 bis 93°C ab, bis die Bahn 2 in die Prägevorrichtung einläuft. Die je Zeiteinheit aufgebrachte Wassermenge wird durch die Wärmemenge bestimmt, die von dem thermoplastischen Schaum, der der Rückseite der Bahn 2 am nächsten liegt, abzuführen ist, um zu verhindern, daß der bedruckte Schaum am Prägespalt verformt wird oder sich Blasen bilden. Inzwischen beträgt die Temperatur der oberen zu prägenden Fläche der Bahn 2 99" C bis 149° C. Wenn der Oberseite der Bahn 2 zur Kompensierung von Wärmeverlusten Wärme zugeführt werden muß, kann eine mit einem Polytetrafluoräthylenüberzug versehene Walze 16 verwendet werden. Durch entsprechende Anordnung der Walze 16 wird die Bahn um einen Umfangsabschnitt der Stützwalze der Prägeeinrichtung gelegt

Die Prägeeinrichtung besteht aus einer Stützwalze 20, einer Prägewalze 22 und einer Führungswalze 24'. Die Stützwalze und die Prägewalze können getrennt angetrieben werden. Sie sind jedoch bevorzugt über ein bekanntes Transmissionssystem (US-PS 3741851) gekoppelt Die Walze 16 sorgt dafür, daß die Bahn teilweise um die Stützwalze 20 aus Stahl gelegt wird. Die Stützwalze wird durch kaltes Wasser gekühlt, so daß sie eine Oberflächentemperatur von 24° C bis 38° C hat. Die so gekühlte Stützwalze 20 kühlt deshalb die Rückseite der Bahn vor der Durchführung der Prägung. Die Stützwalze 20 wirkt also als Kühltrommel und als Stützwalze für die Prägewalze 22. Das teilweise Herumlegen der Bahn um die Stützwalze 20 sorgt für einen guten Reibungskontakt zwischen diesen beiden Walzen. Die Bahn 2 wird durch die Behandlungsvorrichtung durch Zugwalzen 28' gezogen. Dadurch, daß die Bahn auf der Stützwalze 20 aufliegt, wird eine Drehbewegung dieser Walze erreicht, die für den Antrieb der Prägewalze erforderlich ist. Wenn die Bahn durch den Spalt zwischen der Prägewalze 22 und der Stützwalze 20 hindurchgeht, sorgt die Führungswalze 24' dafür, daß die Bahn teilweise um die Prägewalze 22 gelegt wird. Dadurch wird die scharfe Abbildung des zu prägenden Musters in der Bahn verbessert, da die Prägeanordnung in Kontakt mit der Bahn gehalten wird, während die Bahn in einem bestimmten Ausmaß abgekühlt wird. Die Bahn kann dann wieder in Kontakt mit der Stützwalze 20 gebracht und mittels einer weiteren Führungswalze 26 für eine weitere Behandlung ausgerichtet werden. Die Bahn kann auch direkt zur Führungswalze 26 ohne weiteren Kontakt mit der Stützwalze 20 bewegt werden.

Da das Prägemuster mit dem Druckmuster auf der Bahn 2 in Deckung gebracht werden muß, wird eine bekannte Steuerung (z.B. US-PS 36 55 312) des Prägewalzenmusters gegenüber dem Druckmuster verwendet.

In Betrieb wird die zu prägende Bahn um die Stützwalze in einem Bereich von 30% bis 75% der Umfangsfläche der Stützwalze herumgelegt, um so den erforderlichen Antrieb der Stützwalze durch die Bahn zu gewährleisten. Die Prägewalze 22 wird auf einer Temperatur von 24° C bis 38° C gehalten, um das gewünschte Muster, welches in die Bahn geprägt ist, erstairen zu lassen. Durch die Verwendung einer Führungsrolle 24' wird die Bahn teilweise um die Prägewalze 22 gelegt, wodurch das Erstarren des gewünschten Musters in der geprägten Oberfläche begünstigt und die Schärfe des Musters in dem

geprägten Produkt verbessert wird. Dabei bedeckt die Bahn bis 20% der gesamten Prägewalzenoberfläche.

Beispiel

Eine aus dem Ofen 3 kommende, aus Unterlage, Schaumschicht, Vinylschicht und Polyurethanübenuig bestehende Bahn 2 hat eine Temperatur von 132°C. Die Bahn 2 läuft an Quer- und Längsführungen vorbei zur Kühleinrichtung 10. Da die Polyurethantrittfläche die Wärme wesentlich schneller abgibt als eine herkömmliche Vinyltrittfläche, kann die Walze 16, die an der Oberseite der Bahn, also an der Polyurethantrittfläche angreift. Wärme zugeführt werden. Die Walze 16 wird auf 93°C bis 121°C aufgeheizt, um zur Aufrechterh;altung dieser Temperatur der Polyurethantrittfläche beizutragen. Die Bahn 2 läuft zur Stützwalze 20 und ;tiir Prägewalze 22 und wird geprägt. Die Prägewalze 312 wird auf einer Oberflächentemperatur von 24°C, die Stützwalze 20 auf einer Oberflächentemperatur von 24° C bis 38° C gehalten. Während die Bahn den Spalt zwischen der Stützwalze 20 und der Prägewalze 22 durchläuft, hat die Polyurethantrittschicht bzw. die Oberseite der Bahn eine Temperatur von 12TC. Durch die Benutzung der Rückseite einschließlich der Kühlwirkung der Stützwalze 20 haben die Unterlage und die Rückseite der daran angrenzenden Schaumschicht eine ', Temperatur von 52⁰C bis 93°C. Die kalte Prägewalze läßt das gewünschte Prägemuster in der Polyurethantrittschicht beim Prägen unmittelbar erstarren. Die Stärke der verwendeten Bahn beträgt 1,8 mm. Das Prägemuster auf der Prägewalze macht 55 bis 60% der

in gesamten Walzenfläche aus. Die Tiefe des Musters auf der Walze beträgt 0,4 mm. Die Bahn wird vollständig durchgeprägt, wobei sowohl die Vertiefungen als auch die Erhöhungen auf der Walzenoberfläche die Bahnoberfläche berühren. Wegen des Rückfedervermögens

i) hat das Endprodukt eine Prägetiefe von 0,4 mm. Die Schaumschicht in den geprägten Vertiefungen ist etwas komprimiert, verglichen mit dem Schaum in den nicht geprägten Bereichen. Das Herumlegen der Bahn um die Stützwalze 20 macht 38% der gesamten Oberfläche der

2Ii Stützwalze aus. Das Herumlegen der Bahn um die Prägewalze 20 macht 8,5% der gesamten Oberfläche der Prägewalze aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Prägen einer Materialbahn aus einer Unterlage, einer ungeschäumten prägbaren Schicht und einer dazwischenliegenden Schaum- '· schicht, die an der an die Trittschicht angrenzenden Oberfläche ein daraufgedrucktes dekoratives Muster trägt, wobei der Gesamtaufbau in Form einer Bahn vorliegt, die auf eine Temperatur von 121 bis 177" C aufgeheizt wird, die Unterlage der Bahn, die deren Rückseite bildet, so benetzt wird, daß die Temperatur der von der Trittschicht abgewandten Oberfläche der Schaumschicht um 55 bis 83° C abgesenkt wird gegenüber der oberen Oberfläche der Bahn, welche die nichtgeschäumte prägbare r> Schicht darstellt, hierauf die obere Oberfläche der Bahn geprägt wird und die geprägte Oberfläche der Bahn so gekühlt wird, daß das Prägemuster in derselben bleibend dargestellt ist gemäß Patentanmeldung P 2607 695.9, dadurch gekenn- 21 :> zeichnet, daß die Bahn teilweise um die Stützwalze herumgelegt wird, ehe sie durch den Spalt zwischen der Stützwalze und der Prägewalze hindurchgeht, und daß die geprägte Oberfläche der Bahn um die Prägewalze herumgelegt wird, nachdem sie durch den Spalt zwischen der Prägewalze und der Stützwalze hindurchgegangen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckung des geprägten Musters «> mit dem gedruckten Muster der Bahn so eingestellt wird, daß die beiden Muster einander decken.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägen so ausgeführt wird, daß sowohl die erhabenen Bereiche als auch die » vertieften Bereiche der Prägewalze mit der Bahn in Kontakt stehen und ein Muster in deren Oberseite einpressen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahn- -in· material nach der rückseitigen Benetzung teilweise um eine gekühlte Trommel, welche an der Rückseite der Bahn angreift, so herumgeführt wird, daß diese Fläche der Bahn vor der Prägung gekühlt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden v> Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die prägbare Oberseite der Bahn unmittelbar vor dem Prägen mittels einer Erhitzungseinrichtung erhitzt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Bahnmaterials, mit einer Einrichtung zum Benetzen der rückseitigen, nicht prägbaren Oberfläche der Bahn, wodurch die Temperatur der Rückseite der Bahn um v> etwa 55°C unter die Temperatur der zu prägenden Bahnoberseite gesenkt wird, und mit einer Prägeeinrichtung, bestehend aus einer Stützwalze und einer Prägewalze, gekennzeichnet durch eine Führungseinrichtung (16), die angrenzend an die Stützwalze (20) so angeordnet ist, daß die Bahn (2) teilweise um die Oberfläche der Stützwalze (20) herumgelegt wird, bevor die Bahn durch den Spalt zwischen der Stützwalze (20) und der Prägewalze (22) hindurchgeht, und durch eine der Prägewalze (22) benachbarte Führungswalze (24'), durch die die Bahn (2) um die Prägewalze (22) herumgelegt wird, nachdem sie durch den Spalt zwischen der Prägewalze (22) und der Stützwalze (20) gegangen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (2) um die Stützwalze (20) so herumgelegt ist, daß sie 30% bis 70% ihrer Oberfläche bedeckt, und daß die Bahn (2) um die Prägewalze (22) so herumgelegt ist, daß sie bis 20% ihrer Oberfläche bedeckt.