DE3726117C2

DE3726117C2 -

Info

Publication number: DE3726117C2
Application number: DE19873726117
Authority: DE
Inventors: Gerolf Dipl.-Ing. 6730 Neustadt De Gruss
Original assignee: PEGULAN-WERKE AG 6710 FRANKENTHAL DE
Current assignee: PEGULAN-WERKE AG 6710 FRANKENTHAL DE
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1990-02-01
Also published as: DE3726117A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer geprägten, tiefziehfähigen Deckfolie mit großer Narbstandfestigkeit, die mittels einer Prägewalze bei hohen Temperaturen von 120°C bis 200°C geprägt wird.

Derartige geprägte, tiefziehfähige, in ihrem Griff und Aussehen lederartigen Deckfolien, hergestellt aus verschiedenen Kunststoffen besitzen ein großes Anwendungsgebiet und sind von erheblicher technischer Bedeutung. Vor allem deswegen, weil sie neben den technisch wertvollen Eigenschaften der Kunststoffe, z. B. große Festigkeit, Alterungsbeständigkeit, Abriebfestigkeit usw. auch das Aussehen von Leder besitzen. Deshalb finden sie eine große Verwendung bei Kunstledermaterialien, die vor allem als Verkleidungsmaterial, z. B. bei der Automobilinnenverkleidung, in der Täschnerindustrie oder als Basismaterial für Koffer, Taschen usw. eingesetzt werden. Insbesondere sind dabei die Anwendungsgebiete bevorzugt, bei denen eine Verbundfolie mit einer derartigen Deckfolie auf ein Basismaterial thermokaschiert wird.

Besonders wichtig ist dabei auch, daß die Narbstandfestigkeit der geprägten Deckfolie bei der Thermokaschierung der Verbundfolie auf das Basismaterial erhalten bleibt, d. h., daß bei der Erwärmung der Verbundfolie auf 130-180°C die Narbung der Deckfolie nicht wieder herausgeht, bei einer gleichzeitigen Reckung der Verbundfolie bis 400%.

Bei der Herstellung von geprägten Folienbahnen ist es nun bereits bekannt, so aus der DE-OS 29 48 376, daß man die Prägefläche der Walzen durch ein Kühlmittel auf eine Oberflächentemperatur von 38 bis 79°C abkühlt.

In der DE-AS 11 26 126 wird angegeben, daß eine Folienbahn doppelseitig geprägt wird mit Hilfe zweier einen Prägedruck auf die Folienbahn ausübenden Prägewalzen, wobei die Mantelflächen der Walzen auf ihrer unteren Hälfte in einen mit Kühlflüssigkeit gefüllten Trog eingetaucht werden und dadurch fortlaufend einer äußeren Kühlung unterworfen werden.

Nach der DE-AS 12 64 746 wird bei einem Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffolien mit rauher Oberfläche die Folienoberfläche durch Kühlung mittels eines Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsstromes auf niedrigerer Temperatur gehalten. Gemäß der EP-S 1 15 804 läuft bei der Herstellung einer Weichkunststoffolie eine perforierte Folie zu ihrer Kühlung durch ein Wasserbad.

Die EP 1 44 541 beschreibt ein Spezialverfahren zur Herstellung einer Prägewalze, mit der eine entsprechende lederähnliche Narbung auf eine thermoplastische Folie übertragen werden kann. Die Herstellung einer entsprechenden Folienbahn wird lediglich auf Seite 11, Zeile 25-30 angesprochen, wonach flüssiger Kunststoff auf eine entsprechende Endlosbahn aus Silicongummi mit entsprechender Negativprägung aufgebracht, zur Verfestigung gebracht und anschließend abgezogen und aufgewickelt wird.

Auf Seite 10, Absatz 2-3 wird die Herstellung eines Zwischenpositivs beschrieben, wobei mehrere "Prägemütter" aus Siliconkautschuk in einer Plattenpresse mit einer thermoplastischen Folie zusammen auf 190° erwärmt und plastifiziert werden, wodurch die Prägung erfolgt. Durch anschließendes Kühlen der ganzen Form wird die Folie wieder verfestigt, so daß sie herausgenommen werden kann.

Gemäß DE-OS 20 50 065 soll nicht eine Prägung in die möglichst hoch erhitzte Folie erfolgen, sondern vor dem Einbringen in die Prägewalze diejenigen Teile des Bahnmaterials durch Aufsprühen einer Kühlflüssigkeit abgekühlt werden, welche anschließend einer starken Prägung unterworfen werden sollen. Auf diese Art und Weise wird erreicht, daß sich der Bereich um das Muster herum bei der anschließenden Weiterbearbeitung der Folie - durch Zerschneiden in entsprechende quadratische oder rechteckige Kacheln - nicht verformt. Da entsprechende Kacheln anschließend nicht mehr weiter erwärmt oder auf Zug beansprucht werden, bleibt das eingeprägte Muster erhalten.

Die DE-OS 28 33 982 beschreibt ein Verfahren, in der eine "kalte" Folie, d. h. eine Folie, die Glastemperatur oder eine bis zu 70° darüberliegende Temperatur des Kunststoffes aufweist, in eine heiße Prägewalze eingeführt wird, welche oberflächlich den Kunststoff bis in den plastischen Temperaturbereich erhitzt. Durch Kühlen der Andruckwalze wird zusätzlich dafür gesorgt, daß die Massetemperatur der Folie eine für die notwendige Festigkeit erforderliche Maximaltemperatur von 130° nicht überschreitet (vgl. Seite 7, Absatz 1). Prägungen dünnerer Folien, bei der die Verformungstiefe der Foliendicke entspricht, sind so nicht möglich.

Alle diese dem Stand der Technik entsprechenden Verfahrensweisen sind dabei technisch sehr aufwendig und mit ihnen lassen sich geprägte, tiefziehfähige Deckfolien mit großer Narbstandfestigkeit nicht optimal herstellen.

Der Erfindung liegt daher nun die Aufgabe zugrunde, eine Deckfolie der eingangs genannten Art zu schaffen, die den hohen Anforderungen an eine solche Deckfolie bei der Weiterverarbeitung zu einer Verbundfolie und nachfolgenden Thermokaschierung auf ein Basismaterial genügt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine thermoplastische Folienbahn über die ganze Fläche vor ihrer Zuführung zur Prägewalze auf eine Temperatur von etwa 200°C erhitzt wird, die erhitzte thermoplastische Folienbahn in einen Prägespalt zwischen einer Prägewalze und einer Gummiwalze als Andruckwalze eingeführt und bei 140-170°C geprägt wird, nach erfolgter Prägung auf die plane Rückseite der Folienbahn eine Kühlflüssigkeit aufgesprüht und verdampft wird und anschließend die abgekühlte thermoplastische Folienbahn von der Prägewalze abgezogen und in bekannter Weise weiterbearbeitet wird.

Bei dieser erfindungsgemäßen Verfahrensweise hat sich dabei überraschenderweise ergeben, daß bei der so hergestellten Deckfolie die Narbstandfestigkeit auch bei den Temperaturen, wie sie anschließend bei der Weiterverarbeitung zu einer Verbundfolie und nachfolgenden Thermokaschierung auf ein Basismaterial auftreten, erhalten bleibt.

Die der Prägung unterworfene thermoplastische Folienbahn kann dabei aus Polyvinylchlorid oder Acryl-Butadien-Styrol oder Nitrilkautschuk oder Styrol-Acrylnitrilkautschuk oder chloriertem Polyäthylen oder Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren oder Mischungen aus diesen Verbindungen bestehen.

Ebenso kann die thermoplastische Folienbahn aus Weich-Polyvinylchlorid oder Polyolefin bestehen.

Die mit der Prägewalze geprägte thermoplastische Folienbahn kann dabei aus einer einzelnen Folie bestehen oder eine aus zwei oder drei Folien duplierte bzw. triplierte Folienbahn darstellen.

Als vorteilhaft hat es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren noch herausgestellt, daß der auf die Rückseite der Folienbahn aufgesprühten Kühlflüssigkeit zusätzlich noch leicht flüchtige Lösungsmittel in einer Menge von 2 bis 40 Gewichtsprozent zugegeben werden.

Insbesondere werden als solche leicht flüchtige Lösungsmittel Äthylalkohole oder Isopropanol der Kühlflüssigkeit zugesetzt. Dadurch wird die Verdampfungsenthalpie und damit der Kühlwirkungsgrad verbessert.

Erfindungswesentlich ist bei der beanspruchten Verfahrensweise der Herstellung einer geprägten, tiefziehfähigen Deckfolie mit großer Narbstandfestigkeit, daß die Prägung der Deckfolie in einem sehr hohen Temperaturbereich durchgeführt werden kann, in dem die Deckfolie weitgehend plastische Eigenschaften aufweist. Erst nach dem Abkühlen der Deckfolie, mittels des auf der Rückseite der Folienbahn aufgesprühten Kühlflüssigkeit, wodurch die Folienbahn wieder eine entsprechende Festigkeit erhält, wird die geprägte Folienbahn von der Prägewalze abgezogen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden:

Auf einem 4-Walzenkalander wird eine 0,37 mm dicke Polyblendfolie hergestellt, mit einem Flächengewicht von 400 g/m².

Diese Folie besteht in ihrer Zusammensetzung aus:

30 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid (PVC)
30 Gewichtsprozent Acryl-Butadien-Styrol (ABS)
20 Gewichtsprozent Nitrilkautschuk (NBR)
10 Gewichtsprozent Styrol-Acrylnitril-Kautschuk (SAN)
10 Gewichtsprozent Weichmacher (Palatinol 911)

Zusätzlich sind noch in geringen, üblichen Mengen Stabilisatoren, Schwerentflammbarkeitsmittel, Antioxydantien und Farbpigmente in der Ausgangsmischung für die Polyblendfolie vorhanden.

In einer Vorkaschierungsmaschine werden drei der kalandrierten Folien zu einer entsprechend triplierten Folienbahn zusammengeführt. Diese Folienbahn wird dann über einen auf 160°C bis 200°C erhitzten Rollensteg geführt und gleichzeitig noch auf ihrer Oberseite mit Infrarot-Strahlern bestrahlt, deren Heizkörper eine Temperatur zwischen 250°C und 400°C abstrahlen. Die triplierte Folienbahn erhält dabei eine Massentemperatur von ungefähr 200°C. Die nunmehr sehr plastisch gewordene Folienbahn, die eine hohe Fließfähigkeit besitzt, läuft dann in den Prägespalt zwischen der Prägewalze, deren Oberfläche eine Negativform der zu prägenden Narbung aufweist, und einer Gummiwalze als Andruckwalze ein, wobei die Prägewalze selbst eine Temperatur von 150°C bis 160°C besitzt.

Beim Andruck der plastischen Folienbahn auf die rotierende Prägewalze erfolgt dann entsprechend die Prägung der Folienbahn, wobei die Umlaufgeschwindigkeit der Prägewalze 8 m/min beträgt.

Nach Beendigung des Prägevorganges - wenn die Folienbahn ½ des Umfanges der Prägewalze auf dieser umgelaufen ist - wird auf die (ungeprägte) Rückseite der Folienbahn aus fünf in einer geradlinigen Reihe angeordneten Sprühdüsen - die sich in einem Abstand von ungefähr 30 cm von der Folienbahn befinden - Wasser aufgesprüht, wodurch sich die Massentemperatur der Folienbahn infolge der ihr entzogenen Verdunstungswärme um 20°C bis 40°C auf ungefähr 120°C abkühlt.

Diese Abkühlung der Folienbahn bewirkt, daß die Folienbahn wieder in einen weniger plastischen Zustand zurückkehrt. Dies bedeutet gleichzeitig, daß die Haftung zwischen der beheizten Prägewalze und der Folienbahn vermindert wird, wodurch die Folienbahn dann in ihrer Prägestruktur dimensionsgetreu von der Prägewalze abgezogen, anschließend aufgerollt oder sogleich einem weiteren Verarbeitungsvorgang - z. B. Herstellung einer Verbundfolie - zugeführt werden kann.

Anstelle der oberhalb in ihrer Zusammensetzung beschriebenen Folien können auch PVC-Weichfolien oder ABS- Folien, aber auch Polyolefinfolien eingesetzt werden. Die Folie kann dabei auch als Einzelfolie der erfindungsgemäßen Verfahrensweise unterworfen werden. Normalerweise werden aber - wie im vorhergehenden Beispiel angegeben - vor dem Prägevorgang in einer Vorkaschiermaschine zwei oder drei Folien zu einer Folienbahn dupliert oder tripliert.

Das Aufsprühen der Kühlflüssigkeit - und damit die Effizienz der Kühlung der Folienbahn - kann dabei durch eine Variation in der Anordnung der Sprühköpfe verändert werden.

So können die Sprühköpfe in einer geradlinigen Reihe linear zu der zu kühlenden Oberfläche der Folienbahn angeordnet sein. Die Sprühköpfe können aber auch versetzt angeordnet sein und der Winkel der aus den Sprühdüsen auf die Oberfläche der Folienbahn aufgesprühten Flüssigkeit verschieden eingestellt werden, um die Wirkung des Kühlvorganges zu variieren und zu optimieren.

Außerdem können dem aufgesprühten Wasser auch noch leicht flüchtige Lösungsmittel wie Äthylalkohol, Isopropanol usw. in einer Menge von 2 bis 40 Gewichtsprozent zugesetzt sein, wodurch die Verdampfungsenthalpie und damit der Wirkungsgrad der Kühlung, der auf die Oberfläche der Folienbahn aufgebrachten Kühlflüssigkeit noch verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise kann dabei für alle einem Prägevorgang unterworfenen Folien eingesetzt werden. Insbesondere ist dabei die Verfahrensweise für Deckfolien einzusetzen, die in einem späteren Verarbeitungsvorgang, z. B. einem Tiefziehvorgang unterworfen werden, oder bei einer anschließenden Thermokaschierung, z. B. auf einen aufschäumbaren Schaumkunststoff aufgebracht werden, wobei dann bei diesem Verarbeitungsvorgang die geprägten Deckfolien nochmals Temperaturen von ungefähr 150°C bis 210°C ausgesetzt werden.

Prinzipiell kann gesagt werden, daß die erfindungsgemäße Verfahrensweise bei allen Prägevorgängen einer Folienbahn mit einer Prägewalze, die auf Temperaturen von ungefähr 140°C bis 170°C aufgeheizt ist, angewendet werden kann. Die Durchlaufgeschwindigkeiten der zu prägenden Folienbahnen können dabei zwischen 4 m/min bis 30 m/min liegen.

In allen diesen Fällen wird durch den Kühleffekt mit der auf die Folienbahn aufgebrachten Kühlflüssigkeit zuverlässig eine hinreichende Abkühlung und damit eine Verfestigung der vorher plastischen Folienbahn erreicht, die Haftung der vorher plastischen Folienbahn auf der beheizten Prägewalze vermindert, und damit ein gutes, verzerrungsfreies Abziehen der Folienbahn von der Prägewalze erzielt. Die Prägestruktur der Folienbahn bleibt dimensionsgetreu - entsprechend der Negativform der Prägewalze - erhalten.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ist es auch möglich, im Vergleich zu anderen konventionellen Prägeverfahren die Fertigungsgeschwindigkeit derartiger Deckfolien um 20 bis 100% zu steigern.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer geprägten tiefziehfähigen, thermoplastischen Deckfolie mit großer Narbstandfestigkeit, bei dem

a) eine Folienbahn auf der gesamten Oberfläche erhitzt wird, bis sie eine Temperatur von etwa 200°C aufweist.
b) die Folienbahn anschließend in einem Prägespalt zwischen einer Prägewalze und einer Gummiwalze als Andruckwalze bei 140-170°C geprägt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

c) nach erfolgter Prägung, auf die plane Rückseite der Folienbahn eine Kühlflüssigkeit aufgesprüht und verdampft wird und
d) anschließend die abgekühlte, thermoplastische Folienbahn von der Prägewalze abgezogen und in bekannter Weise weiterbearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folienbahn aus Polyvinylchlorid oder Acryl-Butadien-Styrol oder Nitrilkautschuk oder Styrol- Acrylnitrilkautschuk oder chloriertem Polyäthylen oder Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren oder Mischungen aus diesen Verbindungen besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folienbahn aus Weich-Polyvinylchlorid oder Polyolefin besteht.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Folienbahn aus einer einzelnen Folie oder aus einer, aus zwei oder drei Folien duplierten bzw. triplierten Folienbahn besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Rückseite der Folienbahn aufgesprühten Kühlflüssigkeit zusätzlich noch leicht flüchtige Lösungsmittel in einer Menge von 2 bis 40 Gewichtsprozent zugegeben werden.