DE3324480A1

DE3324480A1 - Verfahren zum herstellen einer gemusterten platte aus thermoplastischem kunststoff, insbesondere fuer fussbodenbelaege

Info

Publication number: DE3324480A1
Application number: DE19833324480
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. Allner; Hans Dipl.-Ing. Brinkmann; Eberhard Dipl.-Ing. Jaeger; Herbert 5210 Troisdorf Schulte
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1983-07-07
Filing date: 1983-07-07
Publication date: 1985-01-24
Also published as: DE3324480C2

Description

Verfahren zum Herstellen einer gemusterten Platte
aus thermolastischem Kunststoff, insbesondere für Fußbodenbelåze Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer gemusterten Platte aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für Fußbodenbeläge, bei dem aus ein- und/oder mehrfarbigen Teilchen oder Granulat durch Verdichten, z.B.
durch Walzen oder Pressen eine Rohbahn hergestellt und mindestens zwei verschiedenfarbige Rohbahnen zu Rahmen und zu in die Rahmen einlegbaren Einlegeteilen durch Formstanzen geschnitten werden und die Rahmen und Einlegeteile fugenlos zusammengelegt unter Anwendung von Druck und Wärme zu der Platte gepreßt und dabei entlang der Stoßkanten miteinander verschweißt werden.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 30 43 245 bekannt. Die Teile können hierbei beliebige Formen aufweisen und werden insbesondere zum Herstellen von Fuß- bodenbelägen in Bahnenroder Plattenform mit Intarsienmuster vorgesehen. Mit dem bekannten Verfahren können einwandfreie Intarsienfliesen hergestellt werden, jedoch ist das Verfahren relativ zeitaufwendig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von insbesondere Fußbodenbelägen mit Intarsienmustern zu schaffen, daß möglichst einfach und wirtschaftlicher durchzuführen ist Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß ein kontinuierliches intermittierend arbeitendes Verfahren vorgeschlagen, nach dem Einlegeteile aus einem ersten Rohbahnteilstück ohne Stanzspiel in Rahmen eines zweiten Rohbahnteilstückes entsprechender Länge eingelegt und die Rohbahnteilstücke rapportmäßig kontinuierlich mittels Hochfrequenz unter Ausbildung einer planen oder rillenförmigen Schweißnaht entlang der Kontur des durch die Stoßkanten zwischen Rahmen und Einlegeteil zebildetnn Fuge verschweißt werden.
Für Fußbodenbeläge wird insbesondere PVC als thermoplasti -scher Kunststoff eingesetzt, der sich vorteilhaft dielektrisch erwärmen läßt. Die benötigte Energie und Hochfrequenzspannungswerte für die Verschweißung hängen von dem gewählten Ansatz für den Fußboienbelag ab, vorteilhaft ist in aedem Ball für das erfindungsgemäße Verfahren der relativ breite Schmelzbereich des PVC, was einen allmählichen übergang in den thermoplastischen Bereich ermöglicht. Hier bei findet im Fließbereich ein Ineinanderschmelzen entlang der Fugen statt, so daß ein einwandfreies Verschweißen der Segmente mit den Rahmen über die Gesamtfuge ermöglicht wird. Mit dem erfindungsgemäß eingesetzten Hochfrequenzschweißverfahren besteht zugleich die Möglichkeit, die ßchweißnaht unauffällig zu gestalten, d.h. auf einer Ebene imit der übrigen Oberfläche der Bahn nicht füIilbar oder mit einem profilierten Eindruck, z*B. als Zierrille oder Zierfuge,zu gestalten. Die gewünschte Schweißnahtform und -tiefe werden durch die Form der Schweißelektrode vorgegeben. Durch das Eindringen der Schweißelektrode in die Rohbahn wird das durch die Hochfrequenzbeaufschlagung in einem fließplastischen Zustand versetzte Thermoplast verdrängt und die Schweißnaht durch die örtliche Verdichtung zusätzlich verfestigt. Dies ist der Vorteil bei der Wahl einer profilierten Fuge. Die maximale Eindringtiefe der Schweißelektrode bei der rillenförmigen Ausbildung der Schweißnaht ist abhängig von der Dicke der Rohbahn, da eine zu hohe Naterialverdrängung bei der Verschweißung vermieden werden muß, weil sonst die verschiedenfarbigen Rohbahnmaterialien ineinanderverfließen und damit die farblich abgegrenzten Konturen der Schweißnaht verlaufen könnten.
Da die durch die Hochfrequenz erwärmte Schweißnaht unmittelbar nach der Verschweißung noch nicht ausreichend formbeständig ist, wird in weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, daß unmittelbar nach der Hochfrequenzverschweißung die sich noch in erwärmtem Zustand befindenden Rohbahnteilstücke unter gleichzeitigem Abkühlen rapportmäßig kontinuierlich abgepreßt werden. Auf diese Weise wird eine reversible Verformung der Rohbahnteilstücke infolge der Erwärmung durch die Verschweißung vermieden. Eine solche Temperierpressung ermöglicht auch das Ausgleichen der beim Schweißvorgang entstandenen örtlichen Fließspannungen über die Gesamtfläche der Rohbahnen.
Eine vorteilhafte kontinuierliche Verfahrensweise sieht vor daß formgestanzte Rohbahnteilstücke aus mindestens zwei voneinander unterschiedlich eingefärbten Rohbahnen mit mindestens zwei oder mehr sich rapportmäßig wiederholenden Einlegeteilen gleicher Länge abgelenkt werden und dann die Einlegeteile des einen Rohbahnteilstückes gegen diejenigen des jeweils anderen Rohbahnteilstückees ort- und richtungsbezogen ausgetauscht werden. Dieses Verfahren ermöglicht durch den sofortigen Austausch der verschiedenfarbigen Einlegestücke die Paßgenauigkeit zwischen Einlegeteil und Rahmen Ortebezogen bedeutet hierbei, daß jeweils an der gleichen Stelle des Stanzmusters ci.ie Teile gegeneinander ausgetauscht werden, wobei zugleich auch auf die Einhaltung der Richtungsorientierung, insbesondere der Walzrichtung, geachtet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in wirtschaftlicher kontinuierlicher Weise das Herstellen von intarsiebmäßig gemusterten 3aI'en, die insbesondere als Fußbodenbeläge eingesetzt werden können. Die Bahnen können hierbei zu einzelnen Fliesen geschnitten werden. Durch die Anwendung der Hochfrequenzschweißung im Nahtbereich ist eine saubere glatte Oberfläche bzw. Oberflächengüte im Nahtbereich erzielbar, wobei gleichzeitig kein Vermischen der verschiedenen Farben der einzelnen Rohbahnen stattfindet9 so daß das gewünschte klar abgegrenzte und gezeithnete Muster der Intarsie erhalten bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend an' hand einer schematischen Verfahrensdarstellung mit zugehörigen Vorrichtungen in weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch den Verfahrens ablauf mit Vorrichtungen in Seitenansicht und Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf den Verfahrensablauf nach Fig. 1, Fig. 3 die Aufsicht auf ein formgestanztes Rohbahnteilstück ausschnittsweise Fig. 4 die Aufsicht auf zwei Rohbahnteilstücke mit und 5 intarsienmäßig eingelegten Einlegeteilen ausschnittweise, Fig 6 auszugsweise schematisch den Bereich der SchweiB-und 7 elektrode der Xochfrequenzschweißpresse.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen intarsienmäßig gemusterter Beläge wird nachfolgend unter Verwendung von zwei Rohbahnen mit verschiedener Färbung beispielhaft erläutert. Nach Fig. 1 werden zwei Rohbahnen 1, 2 mit verschiedener Färbung von einer Abwickelstation 3, von Vorratsrollen mittels einer Doppel ab zugsvorrichtung 4 abwechselnd abgezogen und einer Querschneidevorrichtung 5 zugeführt. An der Querschneidevorrichtung 5 werden die Rohbahnen 1, 2 abwechselnd auf eine vorgegebene jeweils gleiche Arbeitslänge abgelängt. Nach Durchlaufen der Querschneidevorrichtung 5 werden die Rohbahnen 1, 2 abwechselnd d.h. jeweils hintereinander durch die Formstanze 6 geführt.
Die Formstanze 6 ist mit einem endlos über die Rollen 8 umlaufenden Beschickungsband 7 ausgerüstet. In der Aufsicht nach Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Formstanze mit zwei kreisförmigen Stanzformen 61 ausgerüstet ist. Die Ausbildung der Stanzform richtet sich nach dem jeweils gewünschten Intarsienmuster. Die Formstanze kann je nach Breite der Rohbalin entsprechend der Breite entweder ein vollständiges Muster oder gegebenenfalls auch wie in dem Beispiel zwei sich wiederholende Muster nebeneinander herstellen. Das Muster wird dann rapportmäßig in Bangserstreckung der Rohbahnen wiederholt durch wiederholtes Stanzen. An der Formstanze werden die Intarsienmuster, d.h.
die Einlegeteile oder Segmente ohne Stanzspiel fortlaufend in die Rohbahnen gestanzt. Fortlaufend von der Formstanze 6 wird die gestanzte Rohbahn auf einen Transportbandtisch 9b geführt. Dieser Transportbandtisch 9b ist auf dem Gestell 12 quer zur Transportrichtung der Rohbahn beidseitig verfahrbar. Der Transportbandtisch weist ein endlos über Rollen 14b umlaufendes Transportband auf. Die gestanzte Rohbahn 1 beispielsweise wird von der Querschneidevorrichtung 5 auf eine der Länge des Transportbandtisches 9b entsprechendenLänge abgelenkt und von dem Transportbandtisch aufgenommen. Nun liegt auf dem Transportbandtisch 9b, siehe Aufsicht nach Fig. 2, ein in Rahmen 102 und Einlegeteile 101 gestanztes Rohbahnteilstück IG einer Farbe. Nun wird der ransportbandtisch 9b zur Seite, beispielsweise in Richtung des Pfeil es C, gefahren. Der zweite Transportbandtisch 9a wird nunmehr aus der Ruheposition der anderen Seite in die Arbeitsstellung gefahren und nimmt die zweite Rohbahn 2, formgestanzt fortlaufend von der Formstanze 6 kommend auf. Wenn der Transportbandtisch 9a ebenfalls voll mit einem Rohbahnteilstück 20 der zweiten Rohbahn belegt ist, können die gestanzten Einlegeteile 191 bzw. 2011 Rohbahnteilstücke 10, 20 sofort gegeneinander ausgetaucht' werden, orts und richtungsbezogen, so daß eine hohe Paßgenauigkeit zwischen Einlegeteil und Rahmen gewährleistet ist. Es kann auch in der Position in Pfeilrichtung B ein Rohbahnteilstück 20 in Varteposition sein. Anschlioßend werden die Rohbahnteilstücke 10 bzw. 20 der Hochfrequenzschweißpresse 15 und der sich anschließenden Temperierpresse 116 zugeführt. Die Hochfrequenzschweißpresse 15 und die Temperierpresse 16 sind mit einem gemeinsamen endlos über Rollen 13 umlaufenden Transportband 19 ausgerüstet.
Die Hochfrequenzschweißpresse 15 weist Scliweißelektroden 151 auf, die entsprechend der Stanzform 61 mit einer kontur zum Verschweißen der Fuge zwischen Rahmen und Einlegeteil der Rohbahn ausgerüstet sind, wobei die Breite der Schweißelektrode die Fuge beidseitig überdeckend bemessen ist. Das rapportmäFge Stanzen in der Stanzeinrich tung 6 wird durch ein rapportmäßiges Schweißen in der Hochfrequenzschweißpresse 15 und nachfolgendes Temperier- pressen in der Temperierpresse 16 wiederholt. Die Hochfrequenzschweißpresse 15 umfaßt im wesentlichen einen Generator, eine Energiezuführungsleitung und die Schweißelektrode als formgebendes Werkzeug. Die Schweißnaht kann hierbei unauffällig gestaltet werden, d.h. auf einer Ebene mit der Bahnoberfläche oder mit einem profilierten Eindruck, z.B. als Zierrille oder Zierfuge. Die gewünschte Schweißnahtform und siefe werden durch die Form der Schweißelektrode 151 und die Höhe des Eindruckes bestimmt.
Glatte Schweißnähte, die in einer Ebene mit der Bahnoberfläche liegen, werden bevorzugt von der späteren Rückseite der hergestellten Bahn ausgeführt, d.h. die das Rohbahnteilstück 10 bzw. 20 liegt beim Schweißvorgang mit der Rückseite zur Schweißelektrode 151. Zum Hochfrequenzverschweißen in erfindungsgemäßer Anwendung wird auch ein gewisser Druck benötigt, der erheblichen Einfluß auf das Zustandekommen einer ausreichenden sauberen Schweißung hat.
Zur Begrenzung der Eindringtiefe der Schweißelektrode in die Rohbahnsind in weiterer Ausbildung der Erfindung Abstandsbegrenzer seitlich der Schweißelektrode vorgesehen, wie beispielsweise in den Fig. 6 und 7 schematisch näher dargestellt. Diese Abstandsbegrenzer 152 sind auf einem harten Isolierstoff befestigt und entlang der Schweißelektrode beidseitig angeordnet und fest mit der Schweißelektrode verbunden. Diese Abstandsbegrenzer dürfen sich auch unter der direkten oder indirekten kapazitiven Hochfrequenz erwärmung weder zersetzen noch ihre Form und Dimensionsbeständigkeit verlieren. Die Abstandsbegrenzer haben neben der Formgebung der Schweißnaht auch die Aufgabe, das Ausbilden einer überstehenden Schweißhaube seitlich der Schweißelektrode zu verhindern. Durch das Eindringen der Schweißelektrode in die Rohbahn wird das durch die Hochfrequenzerwärmung in einen fließplastischen Zustand versetzte thermoplastische Material verdrängt und die Schweißnaht 200 durch die örtliche Verdichtung zusätzlich verfestigt. Eine zu hohe Materialverdrängung hat bei der Verschweißung ein Ineinanderfließen der verschiedenfarbigen Rohbahnteile, nämlich Rahmen 102 und Einlegeteil 201 im Fugenbereich 100 zur Folge, so daß dann die Konturen der Schweißnaht unförmig verlaufen würden. Aus diesem Grunde ist die Eindringtiefe der Schweißelektrode in Abhängigkeit von der Dicke der Rohbahn zu begrenzen. Dies wiederum geschieht mit Hilfe des Abstandsbegrenzers 131. Des weiteren ist es erforderlich, daß zum Herstellen von einwandfreien farblich konturenscharfen Schweißnähten die Rohbahnteilstücke 110 bzw. 20 rapportmäßig d. h. mustermäßig genau in die Hochfrequenzschweißpresse 15 eingefahren und justiert werden Dies kann beispielsweise durch nicht näher dargestellte bewegliche seitlich angebrachte Tw,eisten und fototechnische Hilfsmittel erfolgen, mit denen die Rohbahnteilstücke exakt mittig ausgerichtet und fixiert werden.
Eine mittige Schweißnaht und Schweißweg mittei der Schweiß elektrode im Bereich der Fuge 100 ist alch von Bedeutung für eine gute Schweißnahtfestigkeit.
nach dem Verschweißen der Fugen 100 zwischen Rahmen und Einlegeteile der Rohbahnteilstücke je Rapport ist eine gewisse Abkühlung der erwärmten Rohbahn erforderlich, um eine ausreichende Formbeständigkeit zu erzielen, so daß durch den Weitertransport keine reversible Verformung und Spannungen in dem Rohbahnteilstück entstehen. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß direkt an die Hochfrequenzschweißpresse anschließend eine Temperierpresse 16 an die vorge- 16 vorgeschweißpresse ans weitere notwendige Abkühlung des Rohsehen, in der d unter gleichzeitigem Abpressen erfolgt.
Auf diese Weise werden die beim Schweißvorgang entstandenen örtlichen Fileßspannungen über die Fläche der Rohbahn ausgeglichen. Beim Hochfrequenzverschweißen von PVC-Fußbodenbelägen wird zum Herstellen der Schweißnähte mit einem; @Druck im Bereich der Schweißelektroden von etwa 0,5 bis 1,5 N/mm2 und in der Temperierpresse mit einem Flächendruck von etwa 0,3 bis etwa 1 N/mm2 gearbeitet. Die Temperierpresse arbeitet bei Raumtemperatur, d.h. die Preßwerkzeuge und Preßflächen weisen Raumtemperatur auf.
In der Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus der Rohbahn 1 nach dem Stanzvorgang gezeigt. Die Rohbahn 1 wird ja in Rohbahnteilstücke 10 entsprechend der Transportbandtischlänge unterteilt, und dann mustermäßig gestanzt, wobei in dem gezeigten Beispiel lediglich eine einfache mustermäßige Intarsie mit Rahmen 102 und einem kreisförmigen Einlegeteil 101 dargestellt ist. Wach Herausnahme des Einlegeteils 101 wird dann in das verbleibende Loch 103 ein entsprechendes Einlegeteil in einer anderen Farbe aus dem gleichen Material eingelegt und dann nachfolgend wieder entlang der Fuge zwischen Einlegeteil und Rahmen durch Verschweißen zu einer einheitlichen Bahn verschweißt. In der Fig. 4 ist beispielsweise dargestellt, wie in das Rohbahnteilstück 10 durch Austausch des Einlegeteils 101 und Einlegen des andersfarbigen Einlegeteils 201 aus einer zweiten Rohbahn eineintarsienmäßig gemusterte Rohbahn entsteht. Die gestrichelte Linie 11 deutet an, wie diese gemusterte Rohbahn später zu Fliesen beispielsweise geschnitten werden kann. In der Fig. 5 ist das umgekehrte Beispiel zu Fig. 4.dargestellt, wie in eine Rohbahn 20 die Einlegeteile 101 aus einer andersfarbigen Rohbahn eingelegt sind. Auch hier deutet die gestrichelte Linie 21 an, daß entsprechend den rapportmäßig sich wiederholenden Mustern Fliesen aus den Rohbahnteilstücken nach dem Verschweißen gestanzt werden können.
PVC-Fußbodenbeläge weisen in der Regel eine Dicke von etwa 1 bis 3 mm auf, eine profilierte Schweißnaht gemäß der Erfindung sollte eine Tiefe von nicht mehr als 20 % der Dicke des Belages aufweisen. Beim HF-Verschweißen wird die Rohbahn im zu verschweißenden Fugenbereich auf Temperaturen von 160bis 18000 kurzzeitig erwärmt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Verfahren zum Herstellen einer gemusterten Platte aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für Fußbodenbeläge, bei dem aus ein- und/oder mehrfarbigen Teilchen oder Granulat durch Verdichten, z.B. durch Walzen oder Pressen eine Rohbahn hergestellt und mindestens zwei verschiedenfarbige Rohbahnen zu Rahmen und zu in die Rahmen einlegbaren Einlegeteilen durch Formstanzen ausgeschnitten werden und die Rahmen und Einlegeteile fugenlos zusammengelegt unter Anwendung von Druck und Wärme zu der Platte gepreßt und dabei entlang der Stoßkanten miteinander verschweißt werden, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß Einlegeteile aus einem ersten Rohbahnteilstück ohne Stanzspiel in die Rahmen eines zweiten Rohbahnteilstückes entsprechender Länge eingelegt und mittels Hochfrequenz unter Ausbildung einer planen oder rillenförmigen Schweißnaht entlang der Kontur der durch die Stoßkanten zwischen Rahmen und Einlegeteil gebildeten Fuge die Rohbahnteilstücke rapportmäßig kontinuierlich verschweißt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß unmittelbar nach dem Hochfrequenzverschweißen die sich noch im erwärmten Zustand befindenden Rohbahnteilstücke unter gleichzeitigem Abkühlen rapportmäßig kontinuierlich abgepreßt werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß formgestanzte Rohbahnteilstücke aus mindestens zwei voneinander unterschiedlich eingefärbten Rohbahnen mitmindestens zwei oder mehr sich rapportmäßig wiederholenden Einlegeteilen gleicher Länge abgelängt werden und dann die Einlegeteile des einen Rohbahnteilstückes gegen diejenigen des jeweils auderen Rohbahnteilstückes orts- und richtungsbezogen ausgetauscht werden.