DE3324480C2 - Verfahren zum Herstellen einer gemusterten Platte aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für Fußbodenbeläge - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer gemusterten Platte aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für Fußbodenbeläge beschrieben, unter Einsatz von mindestens zwei verschiedenfarbigen Rohbahnen, wobei gestanzte Einlegeteile aus einem ersten Rohbahnteilstück ohne Stanzspiel in die gestanzten 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 Fugen die Rohbahnteilstücke rapportmäßig kontinuierlich verschweißt werden.

Description

— daß das Erwärmen zum Verschweißen mittels Hochfrequenz und nur entlang der Kontur der durch die Stoßkanten zwischen Rahmen und Einlegeteil gebildeten Fuge mittels einer Schweißelektrode erfolgt,

— daß die Schweißnaht dabei durch Pressen mittels der Schweißelektrode örtlich verdichtet wird, und

— daß unmittelbar nach dem Hochfrequenzverschweißen die Rohbahnteilstücke abgepreßt werden, wobei die Preßflächen der Presse zum Abkühlen der Schweißnähte der Rohbahnteilstücke auf Raumtemperatur temperiert werden.

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 Einlegeteile an dem ersten Rohbahnteilstück ohne Stanzspiel in die Rahmen des zweiten Rohbahnteilstückes entsprechender Länge eingelegt und unter Anwendung von Druck und Wärme zu der Platte gepreßt und dabei die Stoßkanten miteinander verschweißt werden.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der gattungsgemäßen DE-OS 30 43 245 bekannt. Die Teile können hierbei beliebige Formen aufweisen und werden insbesondere zum Herstellen von Fußbodenbelägen in Bahnen- oder Plattenform mit Intarsienmuster vorgesehen. Mit dem bekannten Verfahren können einwandfreie Intarsienfliesen hergestellt werden, jedoch ist das Verfahren relativ zeitaufwendig, da ein zeitaufwendiges vollständiges Abpressen bei Schweißtemperaturen der zusammengelegten Teile erforderlich ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von insbesondere Fußbodenbelägen mit Intarsienmustern zu schaffen, das möglichst einfach und wirtschaftlicher und schneller durchzuführen ist.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren, nach dem Einlegeteile aus einem ersten Rohbahnteilstück ohne Stanzspiel in Rahmen eines zweiten Rohbahnteilstückes entsprechender Länge eingelegt werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Erwärmen zum Verschweißen mittels Hochfrequenz und nur entlang der Kontur des durch die Stoßkanlen zwischen Rahmen und Einlegeteil gebildeten Fuge mittels einer Schweißelektrode erfolgt, daß die Schweißnaht dabei durch Pressen örtlich verdichtet wird und unmittelbar nach dem Hochfrequenzverschweißen die Rohbahnteilstücke abgepreßt werden, wobei die Preßflächen der Presse zum Abkühlen der Schweißnähte der Rohbahnteilstük- ο ke auf Raumtemperatur temperiert werden.

Für Fußbodenbeläge wird insbesondere PVC als thermoplastischer Kunststoff eingesetzt, der sich vorteilhaft dielektrisch erwärmen läßt Die benötigte Energie und Hochfrequenzspannungswerte für die Ver- schweißung hängen von dem gewählten Ansatz für den Fußbodenbelag ab, vorteilhaft ist in jedem Fall für das erfindungsgemäße Verfahren der relativ breite Schmelzbereich des PVC, was einen alimählichen Übergang in den thermoplastischen Bereich ermöglicht Hierbei 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 erfindungsgemäßen eingesetzten Hochfrequenzschweißverfahren besteht zugleich die Möglichkeit, die Schweißnaht unauffällig zu gestalten, d. h. auf einer Ebene mit der übrigen Oberfläche der Bahn nicht fühlbar 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 Materialverdrängung bei der Verschweißung vermieden werden muß, weil sonst die verschiedenfarbigen Rohbahnmaterialien ineinanderverflicßen 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 gemäß der Erfindung vorgesehen, daß unmittelbar nech der Hochfrequenzverschweißung die sich noch in erwärmtem Zustand befindenden Rohbahnteilstücke unter gleichzeitigern 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.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in wirtschaftlicher kontinuierlicher Weise das Herstellen von intarsienmäßig gemusterten Bahnen, 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 crzielbar, wobei gleichzeitig kein Vermischen der verschiedenen Farben der einzelnen Rohbahnen stattfindet, so daß das gewünschte klar abgegrenzte und gezeichnete Muster der Intarsie erhalten bleibt.

Die Erfii"iung wird nachfolgend anhand einer schematichen VerfaJhrensdarstellung mit zugehörigen Vorrichtungen to weiteren Einzelheiten erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch den Verfahrensablauf mit Vorrichtungen in Seitenansicht und

Fig.2 eine schematische Aufsicht auf den Verfahrensablauf nftch F i g. 1,

F i g. 3 die Aufsicht auf ein formgestanztes Rohbahnteilstück ausschnittsweise,

F i g. 4 und 5 die Aufsicht auf zwei Rohbahnteilstücke mit intarsienmäßig eingelegten Einlegeteilen ausschnittweise,

F i g. 6 und 7 auszugsweise schematisch den Bereich der Schweißelektrode der Hochfrequenzschweißpresse.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen intarsienmäßig gemusterte Beläge wird nachfolgend unter Verwendung von zwei Rohbahnen mit verschiedener Färbung beispielhaft erläutert Nach F i g. 1 werden zwei Rohbahnen 1, 2 mit verschiedener Färbung von einer Abwickelstation 3, von Vorratsrolien mittels einer Doppelabzugsvorrichtung 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 Rohbahn 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 Längserstrekkung 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 146 umlaufendes Transportband auf. Die gestanzte Rohbahn 1 beispielsweise wird von der Querschneidevorrichtung 5 auf eine der Länge des Transportbandtisches 9b entsprechenden Länge 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 10 einer Farbe. Nun wird der Transportbandtisch 9b zur Seite, beispielsweise in Richtung des Pfeiles 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 Rohnbahnteilstück 20 der zweiten Rohbahn belegt ist, können die gestanzten Einlegeteile 101 bzw. 201 beiden Rohbahnteilstücken 10, 20 sofort gegeneinander ausgetauscht 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 Warteposition sein. Anschließend werden die Rohbahnteilstücke 10 bzw. 20 der Hochfrequenzschweißpresse 15 und der sich anschließenden Tempörierpresse 16 zugeführt Die Hochfrequenzschweißpresse 15 und die Temperierpresse 16 sind mit einem gemeinsamen endlos über Rollen 13 umlaufenden Transportband 19 ausgerüstet Die Hochfrequenzschweißpresse 15 weist Schweißelektroden 151 auf, die entsprechend der Stanzform 61 mit einer Kontur zum

ίο Verschweißen der Fuge zwischen Rahmen und Einlegeteil der Rohbahn ausgerüstet sind, wobei die Breite der Schweißelektrode die Fuge beidseitig überdeckend bemessen ist Das rapportmäßige Stanzen in der Stanzeinrichtung 6 wird durch ein rapportmäßiges Schweißen in der Hochfrequenzschweißpresse 15 und nachfolgendes Temperierpressen 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 -tiefe 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 Emdringtiefe der Schweißelektrode in die Rohbahn sind in weiterer Ausbildung der Erfindung Abstandsbegrenzer seitlich der Schweißelektrode vorgesehen, wie beispielsweise in den F i g. 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 Hochfrequenzerwärmung weder zersetzen noch ihre Form und Dimensionsbeständigkeit verlieren. Die Abstandsbegrenzer haben neben der Formgebung der Schweißnaht auch die Aufgabe, das Ausbilden einer überstehenden Schweißraupe 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 iiOO zur Folge, so daß dann die Konturen der Schweißnaht unförmig verlaufen wurden. Aus diesem Grunde ist die Eindringtiefe der Schweißelektrode in Abhängigkeit von der Dicke der Rohbahn zu begrenzen. Dies wiederum geschieht mit Hilfe des Abstandsbegrenzers 151. Des weiteren ist es erforderlich, daß zum Herstellen von einwandfreien farblich konturenscharfen Schweißnähten die Rohbahnteilstücke 10 bzw. 20 rapportmäßig d. h. mustermäßig genau in die Hochfrequenzschweißpresse 15 eingefahren und justiert werden. Dies kann beispielsweise durch nicht näher dargestellte bewegliche seitlich

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angebrachte Leisten und fototechnische Hilfsmittel erfolgen, mit denen die Rohbahnteilstücke exakt mittig ausgerichtet und fixiert werden. Eine mittige Schweißnaht und Schweißung mittels der Schweißelektrode im Bereich der Fuge 100 ist auch 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 Hochfrequenz- |f schweißpresse anschließend eine Temperierpresse 16 is s vorgesehen, in der die weitere notwendige Abkühlung des Rohbahnteilstückes unter gleichzeitigem Abpressen

erfolgt. Auf diese Weise werden die beim Schweißvor- ■ i

gang entstandenen örtlichen Fließspannungen 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 03 bis etwa 1 N/mm² gearbeitet

Die Temperierpresse arbeitet bei Raumtemperatur, d. h. ¹J

die Preßwerkzeuge und Preßflächen weisen Raumtemperatur auf.

In der F i g. 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 35 '

Nach 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 Verschwel-Ben 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 eine intarsienmäßig gemusterte Rohbahn entsteht Die gestrichelte Linie 11 deutet an, wie diese gemusterte Rohbahn später zu Fliesen beispielsweise geschnitten werden kann. In der F i g. 5 ist

das umgekehrte Beispiel zu Fig.4 dargestellt wie in ,

eine Rohbahn 20 die Einiegeteile 101 aus einer andersfarbiger. Rohbahn eingelegt sind. A.uch hier deutet die gestrichelte Linie 21 an, daß entsprechend den rapportmäßig sich wiederholenden Mustern Fliesen aus den Rohbahnteilstücken nach dem Verschweißen gestanzt werden können. 55 >

PVC-Fußbodenbeläge weisen in der Regel eine Dicke

von etwa 1 bis 3 mm auf, eine profilierte Schweißnaht v

gemäß der Erfindung sollte eine Tiefe von nicht mehr als \ ■■

20% der Dicke des Belages aufweisen. Beim HF-Ver- ■

schweißen wird die Rohbahn im zu verschweißenden 60 »^l

Fugenbereich auf Temperaturen von 160 bis 180⁰C kurzzeitig erwärmt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   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 zum Rahmen und zu in die Rahmen einlegbaren Einlegeteilen durch Formstanzen ausgeschnitten werden und die Einlegeteile aus dem ersten Rohbahnteilstück ohne Stanzspiel in die Rahmen des zweiten Rohbahnteilstückes entsprechender Länge eingelegt und unter Anwendung von Druck und Wärme zu der Platte gepreßt und dabei dki Stoßkanten miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet,