DE3226102A1 - Verfahren zum glaetten von oberflaechen von thermoplastischen kunststoffbahnen oder -profilen - Google Patents
Verfahren zum glaetten von oberflaechen von thermoplastischen kunststoffbahnen oder -profilenInfo
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Description
Troisdorf, den 12. Juli 1982 OZ 82043 MG/Bd DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT
Troisdorf, Bez. Köln
Verfahren zum Glätten von Oberflächen von thermoplastischen Kunststoffbahnen oder -profilen
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Glätten von Oberflächen von kalandrierten bzw. extrudierten
thermoplastischen Kunststoffbahnen oder-p'rofilen
mit Hilfe von Schleifmitteln.
Bekannt sind für die Oberflächengebung, insbesondere
das Glätten und Mattieren von Kunststoffbahnen verschiedene Methoden, z.B. kontinuierlich arbeitende
Prägekalander oder andere Walzenprägeeinrichtungen, wobei entv ^der die erwärmte Bahn mit kalter oder temperierter
Walze oder die nur oberflächlich, z.B. mit Infrarotstrahlern erwärmte Bahn mit heißer Prägewalze
geprägt bzw. geglättet wird. Eine bekannte Methode ist in der DE-PS 21 4-3 135 beschrieben.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist die erforderliche Temperatureinwirkung auf die Kunststoffbahn.
Dadurch kann es zu unterschiedlichen Spannungen innerhalb der Bahnen kommen, die zu erhöhten Schrumpfungen,
Wellen, Verzug und Herabsetzung anderer physikalischer Eigenschaften führen kann. Um diese Spannungen dann
wieder abzubauen, müssen ctie Kunststoffbahnen nachträglich
durch eine Luft- oder Wasaertemperüng bearbeitet werden.
Für die Oberflächenbehandlung von Metallen ist seit langem das Schleifen bekannt, wobei natürliche Schleifmittel wie
Schmirgel, Naturkorund, Quarz, Diamant, Tripel oder künstliche Schleifmittel wie Elektrokorund, Siliciumcarbid,
Borcarbid eingesetzt werden. Als Schleifverfahren sind
Strahl- und Blasverfahren bekannt, wobei die Schleifmittel /jQ mit Preßluft oder mittels Zentrifugalkraft auf die zu
reinigen Oberfläche aufgeschleudert werden. Eine andere Art des Schleif ens'-erfolgt mit rotierenden Scheiben aus
Baumwolle, Leder, Leinwand, Filz, Papier, Kunststoffgeweben, auf die das Schleifmittel mit Bindemitteln aufgebe
bracht ist. Man kennt auch das Bandschleifen mit einem endlosen Band, das über Scheiben umläuft, und auf dem die
Schleifmittel ebenfalls mit Bindemitteln aufgebracht sind. Weiterhin verwendet man rotierende Bürsten oder Scheiben,
die je nach gewünschtem Feinheitsgrad mit entsprechenden
Schleifmitteln und aus entsprechenden Trägermaterialien aufgebaut sind.
Man hat auch schon das Schleifen zum Glätten von Flächen aus Kunststoff mit der Hand oder Schleifvorrichtungen mit
Hilfe von Schleifmitteln angewendet. Man schleift naß oder
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trocken mit Schleifscheiben verschiedener Körnung und Härte und hat eine entsprechend unterschiedliche Schleifwirkung.
Hierbei muß man beim Schleifen von Kunststoffen wegen deren schlechter Wärmeleitfähigkeit darauf achten,
daß sich der zu schleifende Gegenstand nicht unzulässig 30
erwärmt, weil sonst die Gefahr des Verschmierens, insbesondere
bei thermoplastischen Kunststoffen besteht, wie beispielsweise im Kunststofflexikon, 5. Auflage, Carl
Hanser-Verlag 1973, Seite 350 ausgeführt ist. Eine solche Erwärmung kann durch Kühlflüssigkeit begrenzt werden.
Ausgehärtete Kunststoffe soll man in der Regel trocken
schleifen. Es ist bekannt, daß einige Kunststoffe wie PVC und PMMA sehr gute Schleifeigenschaften zeigen
und bis zum Hochglanz geschliffen werden können. Auch wird das Schleifen angewandt zur Beseitigung von Graten
an Freßteilen aus Kunststoff, zur Egalisierung von Sägekanten
und dgl.
Grundsätzlich wird unter Schleifen eine mechanische spanabhebende bzw. mit Abrieb verbundene Oberflächenbear-Q
beitung von Metallen und Kunststoffen verstanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Glätten von Oberflächen von thermoplastischen Kunststoffbahnen
oder -profilen zu schaffen, wobei im Gegensatz zum bekannten Schleifen ohne Abrieb gearbeitet
15
^ werden soll und zugleich die bei den bekannten Glatt- und
^ werden soll und zugleich die bei den bekannten Glatt- und
Prägeverfahren erforderlichen Temperatureinwirkungen, d.h -^bearbeiten bei sich dem plastischen Zustand des Kunst-''
stoffes nähernden Temperaturen vermieden werden sollen.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Unebenheiten der Oberfläche der Bahn bzw. des
Profils verschmiert werden und ohne Abrieb zu einer glatten Oberfläche kalt verschweißt werden, während die
erstarrte abgekühlte Bahn bzw. das Profil fortlaufend mit einei Geschwindigkeit von insbesondere 1 bis 10 m/min
an mindestens einer mit einer Umfangsgeschwindigkeit von insbesondere 5 bis 50 m/s rotierenden
und mit einer Frequenz von 50 bis 300 Hz oszillierenden
Schleifscheibenwalze, die einen Axtpreßdruck von 0,1 bis
3 bar auf die Bahn bzw. das Profil ausübt, vorbeigeführt
wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Temperaturaufwand vermieden, d.h. es
wird die Kunststoffbahn bzw. das Kunststoffprofil im erstarrten abgekühlten Zustand, d.h. bei Raumtemperatur
bearbeitet. Auf diese Weise werden die negativen Einfluss
die durch Erwärmen und Abkühlen durch Einfrieren von
Spannungen auftreten, vermieden. Darüber hinaus arbeitet
das erfindungsgemäße Verfahren ohne Abrieb. Gerade die Eigenschaft des Kunststoffes, daß er bei Reibung sich
erwärmt und zum Verschmieren neigt, wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um ein Glätten durch Kaltverschweißen der Ober
fläche zu erzielen. Um das erfindungsgemäße Verfahren wirkungsvoll durchzuführen, sind Verfahrensbedingungen
insbesondere der Vorschubgeschwindigkeit, der Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibenwalzen und des
auf die Kunststoffbahn einwirkenden Druckes von Bedeutung. Um gerichtete Oberflächenstrukturen, d.h.
Schleifmarkierungen in einer Richtung zu vermeiden, ist ein gleichzeitiges Oszillieren der Schleifscheibenwalzen
vorgesehen. Insbesondere kann die Oberfläche'durch mehrere
aufeinanderfolgende Glättvorgänge beim Vorbeiführen an zwei oder mehr Schleifscheibenwalzen Je nach
gewünschter Oberflächengüte behandelt werden, wobei Schleifscheibenwalzen mit gleichen Bedingungen oder
unterschiedlichen Bedingungen vorgesehen sein können,z.B.
gleichartige Schleifscheibenwalzen oder aber insbesondere mit gegenüber der vorhergehenden Schleifscheibenwalze
jeweils feinerer Schleifkörnung.
Bevorzugt werden Schleifscheibenwalzen aus mit Bindemitteln und Schleifkörnern getränkten Vliesen aus insbesondere
Kunststoffasern verwendet. Hierbei kommen als Schleifkörner insbesondere Siliciumcarbid, Aluminiumoxyd,
Granat, Korund o.dgl. in Frage. Vorteilhaft sind Schleifscheibenwalzen,
die auf Basis von Vliesscheiben zusammen- ■zQ gesetzt sind zu der gewünschten Länge entsprechend der
Breite der zu glättenden Bahn bzw.ν Profils. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist ein kontinuierliches Verfahren, bei dem fortlaufend eine extrudierte oder kalandrierte Bahn
oder^Profil geglättet wird. Je nach Beschaffenheit und
ze Anzahl der Schleifscheibenwalzen können matte bis hochglänzende glatte Oberflächen erzielt werden. Dies
ist auch abhängig von der Art der Schleifkörner, mit denei
die Schleifscheibenwalzen ausgerüstet sind und der Körnung, d.h. der Korngröße.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere thermoplastische Kunststoffoberflächen von Thermoplasten
wie Polyvinylchlorid, Hart-PVC, Weich-PVC, Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen, beispielhaft genannt, bearbeitet
werden. Die Vliesscheiben können beispielsweise wie in der DE-OS 26 21 176 beschrieben, aus synthetischen
Fasern aufgebaut sein. Es werden hierbei für das erfindungsgemäße Verfahren zum Glätten von Kunststoffoberflächen
die gleichen Schleifscheibenwalzen mit Schleifmitteln und Körnungen eingesetzt, wie für das Schleifen
^x- von metallischen Oberflächen. Eine Anpassung wird durch
die technischen Verfahrensbedingungen von Anpreßdrücken und Umfangsgeschwindigkeiten an den thermoplastischen
Kunststoff und an das gewünschte Oberflächenfinish erfindungsgemäß bewirkt.
Darüber hinaus ist es auch möglich, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während des Glättens die Oberfläche
mittels eines Kühlmediums, insbesondere Wasser zu kühlen. Vorteilhaft ist es als Kühlmedium eine Emulsion,enthaltend
ein Reinigungsmittel und/oder Wachsmittel für den KunsL-stoff; zu verwenden. Auf diese Weise kann bei
dem erfindangsgemäßen Verfahren zum Glätten der Oberfläch gleichzeitig eine Versiegelung derselben vorgenommen
werden, wobei die Oberfläche beim Glätten mittels der Emulsion gleichzeitig in einer Dicke von 2 bis 5jam versiegelt
wird. Als Emulsionen für thermoplsetLsche Kunststoffe
kommen Wachskombinationen mit wenig Schaumbildung in Frage, beispielsweise Perfix^ J von der Firma Henkel
oder Emsal^ von der Firma Erdal, z.B. für Weich-PVC-Oberflächen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Glätten von Oberflächen hat sich insbesondere bei der Oberflächenbehandlung
von Fußbodenbelägen aus hochgefüllten Weich-PVC-Formmassen
bewährt, die durch Kalandrieren oder Extrudieren
5 oder Walzen hergestellt sind. Bei einer Breite der Bodenbelagsbahn
von 1 bis 3 m hat die Schleifscheibenwalze eine entsprechende Breite bei einem Walzendurchmesser zwischen
100 und 500 mm.
^0 Die Erfindung wird nachfolgend in der Zeichnung und mit
einem Beispiel erläutert.
In der Figur 1 ist schematisch eine Einrichtung zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Je nach gewünschter Güte der Oberfläche für die thermoplastische Kunststoffbahn oderv^rofil können durch Einsatz
von unterschiedlichen Schleifscheibenwalzenarten und verschiedenem Vliesaufbau der Schleifscheiben ein bis mehrere
Walzen eingesetzt werden. Unter gleichzeitiger Oszillation der Schleifscheibenwalzen werden gerichtete Oberflächenstrukturen
vermieden. Die Kunststoffbahn 1 wird von einer Abzugs- oder Transportvorrichtung, das sind das Führungsrollenpaar
2, das Abzugsrollenpaar 7 und das umlaufende Transportband 6, das als Gegendrucklager dient, in die
Glättvorrichtung, umfa die Schleifscheibenwalzen 5*
10 eingeführt und vorbeigezogen. Vor der Schleifscheibenwalze 5 ist eine Kühlmittelaufgabevorrichtung 3 für Wasser
oder eine Emulsion,enthaltend ein zusätzliches Wachspflege
mittel, angeordnet. Nach der ersten Schleifscheibenwalze 5
30
kann eine zweite Schleifscheibenwalze 10 und ggf. auch ein dritte angeordnet sein, wobei bevorzugt die Schleifkörnungen
mit jeder nachfolgenden Schleifscheibenwalze feiner werden. Die Umfangsgeschwindigkeiten und auch die Oszillationsfrequenzen
können gleich oder unterschiedlich sein, 35
je nach gewünschter Oberfläche. Das gilt auch für
den ausgeübten Anpreßdruck. Abschließend kann noch eine Lufttrocknung der Oberfläche im Bereich 9 erfolgen, bevor
die so geglättete Bahn oder das Profil abgelängt und abtransportiert
werden.
In der Figur 2 ist die Oberfläche einer kalandrierten
Weich-PVC-Bahn im Vergrößerungsmaßstab 1 : 50 gezeigt. Diese Oberfläche soll geglättet
werden.
In der Figur 3 ist die nach dem Verfahren gemäß der
deutschen Patentschrift 21 4-3 135 geglättete
Oberfläche dargestellt, ebenfalls im Maßstab 1 : 50. Die Glättung der thermoplastischen
Oberfläche ist hierbei bei einei
^5 Temperatur von 1700C mit einem Anpreßdruck
von 60 kg/cm bei einer Laufgeschwindigkeit von 6 m/min vorgenommen. Auch diese Oberfläche
zeigt noch in der Vergrößerung erhebliche Unebenheiten.
In der Figur 4- ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
geglättete Oberfläche im Maßstab 1 : 50 dargestellt. Hierbei ist eine
Schleifscheibenwalze mit einem Schleifscheibendurchmesser von 350 mm, aus Kunststoff
Vliesen mit einem Schleifkorn. SiLiciumcarbidkorn 280 eingesetzt werden. Zwei
Durchgänge bei 10 m/s Umlaufgeschwindigkeit der Schleifscheibenwalzen und 5 m/min !Fransportgeschwindigkeit
und einem Anpreßdruck
* von 1 bar sind, durchgeführt worden, wobei
die Oberfläche eingeebnet und kaltverschweißt wurde.
Der Vergleich der Oberflächenglättung für thermoplastische Kunststoffbahnen gemäß der deutschen Patentschrift
21 43 135 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist
deshalb gewählt worden, weil dieses bekannte Verfahren bisher ausgeübt und zu guten Oberflächen geführt hat, wie sie besser
nicht erreicht werden konnten. Ein Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß den beigefügten Ergebnissen
zeigt jedoch, daß dieses dem bekannten Verfahren bezüglich der erzielbaren Oberflächengüte erheblich überlegen
ist.
, -Μ -. Leerseite
Claims (7)
- Troisdorf, den 12. Juli 1982 OZ 82043 MG/Bd PatentansprächeVerfahren zum Glätten von Oberflächen von kalandrieren bzw. extrudierten thermoplastischen Kunststoffbahnen oder -profilen mit Hilfe von Schleifmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheiten der Oberfläche der Bahn bzw. des Profils verschmiert werden und ohne Abrieb zu einer glatten Oberfläche kalt verschweißt werden während die erstarrte abgekühlte Bahn bzw. das Profil fortlaufend mit einer Geschwindigkeit von insbesondere 1 bis 10 m/min an mindestens einer mit einer Umfangs geschwindigkeit von insbesondere 5 bis 30 m/s rotierenden und mit einer Frequenz von 50 bis 300 Hz oszilliere den Schleifscheibenwalze, die einen Anpreßdruck von 0,1 bis 3 bar auf die Bahn bzw. das Profil ausübt, vorbeigeführt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß während des Glättens die Oberfläche mittels eines 20Kühlmediums, insbesondere Wasser gekühlt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium eine Emulsion enthaltend ein Reinigungsmittel und/oder Wachsmittel für Kunststoffe verwendet wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche beim Glätten mittels der Emulsion gleich zeitig in einer Dicke von 2 bis 5^versiegelt wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Schleifscheibenwalzen aus mit Bindemittel und Schleifkörnern getränkten Vliesen aus insbesondere Kunststoffasern verwendet werden.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß als Schleifkörner insbesondere Siliciumcarbid, Aluminiumoxyd, Granat bzw. Korund ver wendet werden.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn bzw. das Profil an zwei oder drei hintereinander angeordnetenSchleifscheibenwalzen vorbeigeführt wird, wobei die aufeinanderfolgenden Schleifscheibenwalzen jeweils eine gegenüber der vorhergehenden Walze feinere Schleifkörnung aufweisen.
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