DE2717529A1

DE2717529A1 - Formleiste aus thermoplastischem harz mit komplexem zierrelief

Info

Publication number: DE2717529A1
Application number: DE19772717529
Authority: DE
Inventors: Eugene H Bergh
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1976-04-19
Filing date: 1977-04-18
Publication date: 1977-10-27
Also published as: AU510361B2; DE2717529C2; IT1086571B; GB1561525A; MX146611A; CA1098675A; US4097634A; NZ183887A; ZA772334B; FR2348801B1; BR7702450A; FR2348801A1; JPS52127966A; AU2437577A; JPS5420226B2

Description

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Or. RUSCHKE & PARTNER PATENTANWÄLTE """^¹

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Tat^ranrn-AdratM:

. Dr. Ina. Ru«hk· Ur. KUöLvHIStöl PAK I IN t K PA-Anw. Dlpl.-lng.

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Minnesota Tlining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota 55101, V.St.A.

J?ormleiste aus thermoplastischem Harz mit komplexem Zierrelief

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung langgestreckter thermoplastischer Harzprofile bzw. -formleisten, wie sie auf kürzere Länge zugeschnitten und bspw. als Schutz und zur Dekoration auf die Seiten eines Kraftfahrzeugs aufgebracht werden können. Beim Austreten aus dem Extruder können solche Formgegenstände mit mit Mustern versehenen Druckrollen bspw. mit einer Ledernarbung - geprägt werden. Dieses Verfahren ist zur Herstellung extrudierter thermoplastischer Harzstreifen mit komplexem Zierrelief nicht einsetzbar gewesen, da tief geprägte Druckrollen interne Verformungen verursachen, die die Leisten verzerren. Weiterhin macht die tiefe Prägung

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es schwierig, den - notwendigerweise sehr ausgedehnten - Preßgrat unter Kontrolle zu halten, um ein vollständiges Muster zu gewährleisten.

Wegen dieser Probleme hat man langgestreckte thermoplastische Harzatreifen mit komplexem Zierrelief im allgemeinen durch Gießen oder Spritzen des schmelzflüssigen Kunststoffs in offene oder geschlossene .Formen hergestellt. Diese Technik ist nicht nur langsam; auch ist die Länge des Produkts durch die Größe der Form begrenzt.

Die vorliegende Erfindung erlaubt die Herstellung von derartigen Leisten aus thermoplastischem Harz mit komplexem Zierrelief auf kontinuierliche, wirtschaftliche Weise und ist besonders geeignet für die bequeme Aufbringung einer funktionellen Kleberschicht auf die Leiste während deren Herstellung. Die resultierende Harzleiste ist im wesentlichen von externen ^; Defekten und internen Verformungen frei und ist gekennzeichnet durch Gleichmäßigkeit über ihre gesamte und im wesentlichen I

I durchgehende Länge. Die neuartige Harzleiste wird auf einem j

kontinuierlich drehenden Formrad mit einem komplexen Tiefre- i lief in seiner Umfangsflache und einem Zylinder ("doctor meaus") ausgebildet, die eins zum Formrad tangentiale Öffnung bilden. Sie wird hergestellt, indem man (1) das thermoplastische Harz j zu einem Zustand erwärmt, in dem es unter Druck fließt, (2)

einen Wulst ("bank") des erwärmten Harzes an der Einlaufkante der Öffnung vorsieht, der ausreicht, um das Tiefrelief bei sich

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drehendem Formrad auszufüllen, (3) das im Tief relief abgelagerte Harz kühlt, während das Formrad weiterdreht, bis das Harz mindestens an der mit dem Tiefrelief in Berührung stehenden Oberfläche Zähigkeit entwickelt, und (4-) die gekühlte Harzleiste von dem Tiefrelief kontinuierlich abnimmt.

Die fortwährende Drehung des Formrades an dem Harzwulst vorbei trägt genug Harz an der öffnung vorbei, um das Tiefrelief bis zur Höhe der öffnung auszufüllen. Infolge des komplexen Tiefreliefs in der Oberfläche des Formrades nimmt die Leiste ein komplexes Zierrelief an, wie es bisher in praktischer und gewerblicher Weise nur in einzelnen Streifen möglich war. Der Ausdruck "komplexes Zierrelief" soll hierbei ein Relief bezeichnen, das sowohl im Längs- als auch im Querschnitt unterschiedlich ist (im Gegensatz zu Gummisteuergurten, deren Schnittfläche nur in Querrichtung sich ändert).

Die einzigen in der Leiste auftretenden Verformungen werden von der Abkühlung verursacht und sind so gering, daß die Formleiste im wesentlichen verzerrungsfrei ist. Indem man eine öffnung verwendet, die der Formleiste eine im wesentlichen flache offene Oberfläche erteilt, läßt sich ein Kleberauftrag bequem aufbringen, indem man ein Übertragungsband auf die Oberfläche - vorzugsweise vor dem Abnehmen der Formleiste von dem Formrand - aufrollt. Das vorläufige Unterlageelement des Übertragungsbandes bleibt an Ort und Stelle, um den Kleber sauber zu halten, und wird unmittelbar vor dem Aufbringen der Form-

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leiste auf die beabsichtigte Unterlage abgezogen. Dieser Schutz ist besonders bei einem druckempfindlichem Kleber erwünscht.

Vorzugsweise weist das Übertragungsband eine Schaumpolsterschicht zwischen zwei druckempfindlicher Kleberschichten auf, von denen eine auf der Kunststoffformleiste und die andere auf dem beabsichtigten Substrat klebt.

Infolge der kontinuierlichen Drehung des Formrades lassen sich sehr hohe Produktionsraten erreichen. Die kontinuierliche Drehung vereinfacht die Aufbringung des klebenden Übertragungsbandes und das Aufwickeln der den Kleber tragenden Harzformleiste zu Rollen, die sich bequem lagern und versenden lassen.

Die thermoplastischen Harze, die sich in der vorliegenden Erfindung einsetzen lassen, sind bspw. Polyäthylen, weichgemachtes Polyvinylchlorid, Mischungen von Polyvinylchlorid mit Nitrilgummi oder anderen Elastomeren, styrolabgeschlossene Blockmischpolymerisate und Polyolefingummis. Die thermoplastischen Harze können mit Materialien versetzt sein, mit denen sie gemeinhin eingesetzt werden - bspw. Pigmente und andere gegen UV-Licht schützende Stoffe, Antioxidatien, Gleitmittel und inerte Füllstoffe.

Fig. 1 der Zeichnung ist eine schematisierte Frontansicht der Vorrichtung zum Herstellen einer Harzformleiste

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mit Kleberauftrag zur Durchführung der vorliegenden

Erfindung;
Fig. 2 ist eine vergrößerte schematisierte Schnittdarstellung

auf der Linie 2-2 der Pig. 1j
Fig. 3 zeigt die Vorderfläche der Harzformleiste, wie sie auf der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 hergestellt wird,

und
Fig. 4 ist ein schematisierter Schnitt auf der Linie 4-4 der Fig. 3.

Vie die Fig. 1 zeigt, wird geschmolzenes thermoplastisches Harz durch eine Düse 10 eines Schneckenextruders 12 zu einem Wulst aus geschmolzenem Harz 14 an einer öffnung zwischen einem Aluminium-Formrad 16 und einem Zylinder 18 aus Stahl vorgesehen, die mit der gleichen gleichmäßigen Geschwindigkeit in Richtung der Pfeile drehen. Das Formrad 16 ist auf seiner Umfangsflache mit einem komplexen Tiefrelief aus einer kontinuierlichen Beihe symmetrischer Vertiefungen 20 versehen. Das geschmolzene Harz 14 füllt die Vertiefungen 20 und verfestigt, während es durch Wasser gekühlt wird, das durch ein Netz nicht gezeigter Kanäle strömt, die im Formrad 16 unmittelbar unter den Vertiefungen 20 angeordnet sind. Nach dem Kühlen, um mindestens an der mit den Vertiefungen in Berührungen stehenden Oberfläche eine gewisse Zähigkeit auszubilden, wird die Harzformleiste um eine intern wassergekühlte Solle 22 geführt, die das Harz weiter kühlt.

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Ein druckempfindliches Klebeband 24 wird dann vom Zylinder gezogen, das die Kleberschicht 27 des Bandes auf das geschmolzene Harz 14 zieht. Das Band haftet fest auf dem verfestigten Harz und es entsteht so eine Harzformleiste 27 mit Kleberauftrag und einem Abdeckelement 28, das die druckempfindliche Schicht 26 schützt. Das Abdeckelement 28 liegt auf dem Kleber mit einer nur schwach haftenden Oberfläche auf, so daß es sich leicht abziehen und wegwerfen läßt und Abschnitte der Harzformleiste 27 mit Kleberauftrag auf das beabsichtigte Substrat aufgebracht werden können. Vorzugsweise ist die druckempfindliche Kleberschicht 26 als Schaumschicht aufgebaut, wie in Pig. 4 dargestellt, d.h. sie weist eine mittlere Schaumlage 30 auf, die auf beiden Seiten Aufträge 32 bzw. 34 eines druckempfindlichen Klebers trägt.

Wie in der Pig. 2 ersichtlich, ist die Umfangsfläche des Zylinders 18 ballig gestaltet, um zur Ausbildung einer flachen Oberfläche für den Kleberauftrag beizutragen. Auf die Seiten des Zylinders sind zwei zylindrische Ambosse 38, 40 aus gehärtetem Stahl aufgeschraubt, die mit einem Paar zylindrischer Klingen 42, 44 aus Stahl zusammenwirken, die auf das Formrad 16 aufgeschraubt sind. Die Klingen können von den Ambossen 38, 40 einen Abstand von etwa 0,125 mm haben, um ein Paar Zwischen- j

räume zu bilden, durch die überschüssiges Harz fließen kann, j um den Preßgrat bei 46 und 48 zu bilden. Der Preßgrat kühlt ' und härtet schnell und wirkt mit den Klingen 42, 44 zusammen, die als Spanner wirken, um ein seitliches Schrumpfen des Harzes

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beim Kühlen während der Berührung mit dem Formrad 16 zu unterbinden. Indem man das Harz auf der leicht balligen Oberfläche der Rolle 22 kühlt, nimmt die den Kleber tragende Oberfläche die erwünschte Flachheit an. Diese Besonderheit beeinflußt die Schrumpfung des Harzes, so daß nur die Zierflächen beeinflußt werden. Die resultierende leichte Höhlung bei 50 und 52 in Fig. 4 bewirkt attraktive Lichter. Der Grat wird vor dem Aufwickeln abgeschnitten; man erhalt danach die Harzformleiste 27 mit Kleberauftrag, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.

Beispiel

Die Harzformleiste 27 mit Kleberauftrag wird hergestellt, wie es schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, und zwar unter Verwendung der folgenden thermoplastischen Harzzusammensetzung:

Gew.-Teile

Polyvinylchlorid 100

Polymerer Polyesterweichmacher 60

Calciumcarbonat 18,5

Metallsalz-Stabilisatoren 3

epoxidiertes Sojaöl 5

braunes Färbkonzentrat mit Aluminiumflocken zur Erzeugung eines Metalleffekts 2

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Die Schicht 26 des druckempfindlichen Klebers bestand aus einem dünnen Neoprenschaum mit einem Auftrag eines druckempfindlichen Klebers auf beiden Seiten, der aus einem Mischpolymerisat aus 90 Teilen Isooctylacrylat und 10 Gew.- Teilen Acrylsäure bestand. Der Neoprenschaum war geschlossenzellig, hatte eine Dichte von 800 kg/nr und eine Dicke von 0,75 mm. Bei dem schwach haftenden Schutzelement 28 handelt es sich um eine dünne Polyäthylenfolie.

Die thermoplastische Harzzusammensetzung wurde bei einer Temperatur von 185°C durch eine Düse 19 mit einem Innendurchmesser von 1,3 cm extrudiert, während die Rollen 16, 18 mit konstanter Geschwindigkeit von 8 U/min gedreht wurden. Die fertige Harzformleiste 27 mit Kleberauftrag hatte eine Dicke von etwa 0,5 cm und nach dem Abschneiden des Preßgrats eine Breite von 3»2 cm und wurde zur Lagerung und zum Versand aufgewickelt. Danaoh wurde die Polyäthylenfolie von Streifen d der Harzformleiste abgezogen, damit jeder Streifen mit dem offenliegenden Kleberauftrag auf dem Umfangsrand eines Sarges als dekorativer Kantenstoßschutz aufgeklebt werden konnte.

Eine weitere druckempfindliche Kleberschicht 26, die erfolgreich anstelle der oben beschriebenen druckempfindlichen Kleberschicht benutzt worden ist, bestand aus einem dünnen Neoprenschaum mit einem Auftrag aus druckempfindlichem Kleber, wie oben beschrieben, auf einer und einem thermoplastischen

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Auftrag auf der anderen Seite. Der thermoplastische Auftrag wurde zur Bildung einer festen Bindung bei Berührung mit dem geschmolzenen Harz 14 ausgewählt. Venn der Schaum aus einem Material besteht, das selbst fest an dem geschmolzenen Harz haftet, besteht keine Notwendigkeit für eine Schicht zwischen dem Schaum und dem thermoplastischen Harz.

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Minnesota Mining and Manufacturing Conpany, St. Paul, Minnesota 55101,

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Formleiste aus thermoplastischem Harz mit komplexem Zierrelief

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Claims

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Pat.-Anw. Dt. Ina. Rusiik· UL KUbLMNt & h'AKIIMtK Pat-Anw Dipl-Ing

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T,i.ion_:oso/J»»« BERLIN - MÖNCHEN

Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin Te^ramm-Ad,.,..:

-rciev < at -ta* Quadratur München

TELEX. 183786 TELEX: 522787

M 3808

Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota 55101, V.St.A.

Formleiste aus thermoplastischem Hara mit komplexem Zierrelief

Patentansprüche

Λ.] Verfahren zur Ausbildung einer im wesentlichen kontinuierliehen Formleiste aus thermoplastischem Harz auf einem kontinuierlich drehenden Formrad mit einem komplexen Tiefrelief i
' in dessen Umfangsflache sowie einem Rakelrad, das eine öff-

nung tangential zum Formrad bildet, dadurch gekennzeichnet, daß man (1) das thermoplastische Harz zu einem Zustand erwärmt, in dem es unter Druck fließt, (2) einen Wulst 14 des erwärmten Harzes an der Einlaufkante der Öffnung vorsieht, der ausreicht, um das Tiefrelief bei sich drehendem

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ORIGINAL INSPECTED

Fonnrad zu füllen, (3) das in dem Tiefrelief abgelagerte Harz kühlt, während das Formrad weiterdreht, bis das Harz mindestens an der mit dem Tiefrelief in Berührung stehenden Oberfläche eine gewisse Zähigkeit entwickelt, und (4) vom Tiefrelief eine gekühlte Harzformleiste 27 abhebt, die ein komplexes Zierrelief aufweist, aber von externen Fehlern und internen Verformungen im wesentlichen frei ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder 18 ein Übertragungsband 24 aus einer Schicht 26 eines druckempfindlichen Klebers und einem schwach haftenden entfernbaren Unterlageelement 28 mit der Kleberschicht in Berührung mit dem Wulst aus erwärmtem Harz 14 zieht, um eine Harzformleiste mit Kleberauftrag auszubilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Schritt (2) mehr Harz vorsieht, als zum Ausfüllen des Tiefreliefs des Formrades erforderlich ist, und überschüssiges Harz durch einen Spalt beiderseites der Öffnung drückt, um zwei Harzgrate 46, 48 auszubilden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man im Schritt (3) die Harzgrate festhält, während das Harz von sich drehenden Formrad 16 getragen wird, um die seitliche Schrumpfung zu verhindern.

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5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Kleberschicht 26 einen Polsterschaum 30 aufweist, der einen Auftrag 54- aus druckempfindlichem Kleber auf derjenigen Seite aufweist, die nicht das erwärmte thermoplastische Harz berührt.

6. Im wesentlichen kontinuierliche Formleiste aus thermoplastischem Harz mit komplexem Relief, die nach dem in Anspruch 1 definierten Verfahren hergestellt ist.

7· Im wesentlichen kontinuierliche Formleiste aus thermoplastischem Harz, mit einem druckempfindlichen Kleberauftrag und komplexem Relief, die nach dem im Anspruch 2 definierten Verfahren hergestellt ist.

8. Vorrichtung zur Bildung einer im wesentlichen kontinuierlichen Formleiste 27 aus thermoplastischem Harz und mit komplexen Relief, gekennzeichnet durch (a) ein Formrad (16) mit einem komplexen Tiefrelief (20) in seiner Umfangsflache, (b) Mitteln, um das Formrad zu drehen kontinuierlich, (c) einen Zylinder (18) ("doctor meaus")> der eine zum Formrad tangentiale Öffnung bildet, (d) eine Einrichtung (12), um thermoplastisches Harz zu einem Zustand zu erwärmen, in dem es unter Druck fließt, (e) eine Einrichtung, um einen Wulst 14 des erwärmten Harzes an der Einlaufkante der Öffnung in genügender Menge auszubilden, um das Tiefrelief bei sich drehendem Formrad auszufüllen, (f) Mittel, um das im Ttefre-

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lief abgelagerte Harz zu kühlen, während das Formrad dreht, bis das Harz mindestens an der das Tiefrelief berührenden Oberfläche eine gewisse Zähigkeit entwickelt, und (g) eine Einrichtung 22, um die gekühlte Harzablagerung kontinuierlich vom Tiefrelief abzunehmen.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Klingen (4-2, 44) am Formrad (16) sowie ein Paar Ambosse (58, 4O) an dem Zylinder (18) ein Paar Spalte auf beiden Seiten der Öffnung bilden, durch die überschüssiges Harz austreten kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Klingen mit den Seiten des Formrads koaxial verlaufen und an diesen befestigt sind, um als Spanner zu wirken, die ein seitliches Schrumpfen des Harzes während des Abkühlens bei der Berührung mit dem Formrad verhindern.

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