DE4210062A1

DE4210062A1 - Stufenpresse zur Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-Folien

Info

Publication number: DE4210062A1
Application number: DE19924210062
Authority: DE
Inventors: Gerhard Smuck; Erhard Lengfeldner; Reinhard Niessner
Original assignee: U S P TRANSFERS IND FARBUEBERT
Current assignee: U S P TRANSFERS IND FARBUEBERT
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-09-30

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Stufenpresse, entweder in ihrer Ausbildung als Etagenpresse oder als Rund presse zur Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-Folien, insbesondere Laminaten.

Bei Kunststoff-Folien ist oft eine Bearbeitung bzw. Texturie rung der Oberfläche erwünscht, z. B. die Anbringung eines Narbeneffektes, die Veredelung der Oberfläche als Matt- oder Glattglanz, die Ausgestaltung der Oberfläche mit bestimmten anderen Strukturen, wie z. B. ein Sandstrahleffekt, Ledereffekt, Rauheffekt, Matteffekt und überhaupt Strukturierungen, welche die Oberfläche der verarbeiteten Kunststoff-Folie dreidimensio nal verformen.

Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist im übrigen auch die dreidimensionale Verformung der Oberfläche von laminierten Kunststoff-Folien, insbesondere Kreditkarten, Kundenkarten, Folien für Dekorationsgegenstände, wie z. B. Uhrarmbänder, Brillenfassungen und dergleichen mehr.

Stand der Technik ist, die Bearbeitung derartiger Kunststoffolien in sog. Etagenpressen. Eine derartige Etagenpresse besteht aus einer oberen Heiz- und Kühlplatte sowie einer unteren Heiz- und Kühlplatte, wobei in den Zwischenraum zwischen diesen Platten das zu verarbeitende Laminat schichtweise eingelegt wird. Es wird hierbei ein Schicht körper gebildet, der abwechselnd besteht aus einem Metall blech, welches an seiner Oberfläche die gewünschte Struktur aufzeigt, welches direkt in Kontakt zu dem zu behandelnden Laminat liegt, wobei in einem derartigen Schichtkörper z. B. eine Anzahl von 10 Metallblechen und zugeordneten Laminaten angeordnet werden. In ein und demselben Arbeitsgang können somit bogenförmig vorhandene Laminate durch entsprechende Metallbleche strukturiert werden. Es erfolgt hierbei die Einleitung der zur Anbringung der Struktur notwendigen Heiz- und Kühlleistung durch die vorher erwähnten Heiz- und Kühl platten.

In einer anderen bekannten Ausführungsform erfolgt das Auf heizen des vorher erwähnten Schichtkörpers und das nachfol gende Abkühlen in zwei verschiedenen Maschinen, wobei der Schichtkörper nach erfolgtem Aufheizen in eine zweite Maschine gebracht wird, wo das entsprechende Kühlen des Schichtkörpers erfolgt. Im übrigen erfolgt die Texturierung der Oberfläche während des Kühlvorganges.

Nachteil der bekannten Stufen- oder Etagenpresse ist, daß die hierbei verwendeten Metallbleche relativ empfindlich gegen Beschädigungen sind. Wird die Struktur des Metall bleches nur z. B. durch einen Fingernagel geritzt, dann ist die mit diesem Metallblech in Verbindung kommende Kunststoffolie in der Oberflächenbeschaffenheit deformiert, so daß diese Folie Ausschuß ist und im übrigen das Metallblech entfernt werden muß. Es entstehen sehr hohe Kosten beim Ersatz derar tiger Metallbleche in den bekannten Etagenpressen. Im übrigen ist die Herstellung der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit über das Metallblech relativ aufwendig. Es ist zwar relativ einfach, lediglich eine glänzende oder eine matte Oberfläche des Metallbleches herzustellen, Schwierigkeiten entstehen aber dann, wenn man schwierigere Strukturen verwenden will, wie z. B. einen Leder- oder Narbeneffekt. Hier bleibt nur übrig, das Metallblech in einem chemischen Vorgang zu ätzen, was mit hohem Aufwand und einer hohen Umweltbelastung ver bunden ist.

Metallbleche haben den schwerwiegenden Nachteil, daß das Ergebnis der Oberflächenbehandlung mit einer hohen Ausschuß quote versehen ist. Nachdem Metallbleche gute Wärmeleiter sind, die dazwischenliegenden Laminate aber Wärme isolieren, kommt es hierbei zu einer ungünstigen Wärmeverteilung im Schichtkörper. So konnte es vorkommen, daß die nächst den Heiz- und Kühlplatten liegenden Laminate bereits schon Ver brennungseffekte aufwiesen, während die im mittleren Bereich des Schichtkörpers befindlichen Laminate noch nicht ihren Schmelzpunkt erreichten und unbearbeitet blieben. So war es durchaus üblich, bei derartigen Etagenpressen mit einer Ausschußquote von bis zu 20% und mehr zu rechnen.

Man konnte sich dann nur so behelfen, daß man den Schicht körper dünner ausbildete, d. h. weniger Laminate in ein und demselben Produktionsprozeß verarbeitete, was aber die Pro duktionsgeschwindigkeit der bekannten Maschine beeinträchtigte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Stufen presse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei höherer Produktionsleistung und bei niedrigerer Ausschuß quote eine vielfältigere Oberflächenbehandlung der Laminate erreicht werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß anstatt der Metallplatten oder der Metallbleche nun Texturfolien ver wendet werden und die vorher erwähnten Metallbleche bevor zugt in Fortfall kommen können. Derartige Texturfolien sind bevorzugt Papierfolien, beschichtete Papiere, Gewebe, und dergleichen mehr. Versuche haben gezeigt, daß bei den Texturfolien insbesondere Spezialpapiere verwendet werden können, welche die gewünschten hochtemperaturbeständigen Eigen schaften aufweisen und denen im übrigen in einfacher Weise eine bestimmte Oberflächenstruktur verliehen werden kann. Hierdurch entfallen die aufwendigen Ätzbearbeitungen der vorher erwähnten Metallbleche, weil die verwendeten Papier folien leicht mit einer entsprechenden Oberflächenstruktur versehen werden können. Derartige Papierfolien werden bei der Herstellung in einem Kalender bearbeitet und erhalten somit ihre gewünschte Oberflächenbeschaffenheit, es handelt sich hierbei bevorzugt um holzhaltige Papiere mit einer Dicke von etwa 120-170 g/qm je nach gewünschter Struktur.

Ebenso ist es möglich, die Oberfläche derartiger Textur folien, insbesondere wenn sie aus einem Papiermaterial be stehen, zusätzlich noch zu versiegeln mit einem Silikon kunststoff oder einem Polypropylenkunststoff.

Mit der Verwendung derartiger Texturfolien ergibt sich nun der wesentliche Vorteil, daß eine wesentlich homogenere Wärmeverteilung im Schichtkörper gegeben ist, weil die Textur folien schlechte Wärmeleiter sind und hierbei ein langsamer und gleichmäßiger Wärmeübergang von der einen Heizplatte zur anderen durch den Schichtkörper erfolgt, ohne daß es hierbei zu den vorher beschriebenen Inhomogenitäten kommt.

Es kommt hiermit zu einem Hitzestaueffekt, insbesondere im Mittenbereich des Schichtkörpers, was dazu führt, daß die in allen Bereichen des Schichtkörpers vorhandenen Laminate nun gleichmäßig erhitzt und bearbeitet werden, was vorher nicht sichergestellt werden konnte.

Damit besteht der weitere Vorteil, daß die beschriebenen Texturfolien wiederverwendbar sind und kostengünstig aus tauschbar sind und im übrigen gegen Beschädigungen durch einen Kratzer nicht so empfindlich sind, wie die vorher beschriebenen Metallbleche. So ist es möglich, die Textur folien z. B. bis zu 50 mal zu verwenden, um eine gleich mäßige Qualität zu erzielen und nach einem bestimmten Ver wendungszyklus können diese Texturfolien kostengünstig aus getauscht werden. Die Rentabilitätsschwelle bei bekannten Stahlplatten (Metallblechen) liegt hingegen bei einigen tausend Zyklen, die wegen der vorherigen Beschädigung der artiger Metallplatten oft nicht erreicht werden konnten.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es sogar vorgesehen sein, derartige beschädigte Metallplatten (Metallbleche) mit den beschriebenen Texturfolien zusammen zu verwenden, um bei einer hohen Paketdicke des Schicht körpers eine Stabilisierung des Schichtkörpers durch die eingeschobenen Metallbleche zu erreichen. Die Metallbleche selbst kommen aber nicht unmittelbar in Kontakt mit den zu behandelnden Laminaten, sondern sie liegen nur als Wärmeleiter an den vorher beschriebenen Texturfolien an. Es handelt sich also nur um Stabilisationskörper, auf deren Oberflächenbeschaffenheit kein Wert mehr gelegt wird.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, die Texturfolien als Blattmaterial (Bogen) einzeln zwischen die zu verarbeitenden Laminate zu legen. Es wird hierdurch der Schichtkörper durch Aufeinanderlegen der entsprechenden Texturfolien und der dazugehörenden Laminate geschaffen.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, eine durchgehende Texturfolie zu verwenden, die mäander- oder leporello-artig gefaltet ist und in deren Faltungen jeweils ein Laminat eingelegt wird. Wichtig ist, daß das Laminat immer an seiner Ober- und Unterseite mit einer zugeordneten Textur folie in Kontakt kommt.

Ebenso ist es möglich, die vorher beschriebene mäander- oder leporelloartige Texturfolie aufzuteilen und einzelne einseitig offene Texturtaschen zu schaffen, die in der Art wie Brief umschläge übereinander gelegt werden, wobei in jeden "Brief umschlag" ein zu behandelndes Laminat eingeschoben wird. Weiter lassen sich z. B. leicht rechteckförmige Ausschnitte in die Texturfolie einbringen, weshalb sich strukturierte und unstrukturierte Oberflächenbereiche auf dem Laminat ergeben, was beispielsweise die Beschriftbarkeit erleichtert. Zusätzlich ist es möglich, die Texturfolie mit einer dünnen Metallfolie ganz oder teilweise zu beschichten, um die Wärme verteilung während des Verarbeitungsvorganges zu steuern oder andere Oberflächeneffekte zu erzielen.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, inbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfin dungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisiert in auseinandergezogener Darstellung eine erste Ausführungsform einer Stufenpresse nach der Erfindung,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform einer Texturfolie,

Fig. 3 eine zweite Abwandlung einer Stufenpresse im Vergleich zu Fig. 1.

Die Stufenpresse nach den Fig. 1-3 besteht im wesentlichen aus zwei einander gegenüberliegenden Heiz- und Kühlplatten 1, 2 die aufgrund nicht näher dargestellter Kraftantriebe, z. B. Hydraulikantriebe, in den Pfeilrichtungen 9, 10 gegen einander preßbar sind. Es wird hierdurch auf den im Zwischen raum zwischen den Heiz- und Kühlplatten 1, 2 angeordneten Schichtkörper ein hoher Preßdruck aufgebracht. Erfindungs gemäß besteht der Schichtkörper aus einzelnen Texturfolien 4, 5, 6 in deren Zwischenraum jeweils ein zu behandelndes Laminat 7, 8 eingeschoben ist. Auf diese Weise kommt die jeweilige Oberfläche des Laminates 7, 8 in Körperkontakt zu der an der gleichen Seite anliegenden Texturfolie 4-6, so daß die Oberflächenstruktur der Texturfolie 4-6 auf das Laminat 7-8 übertragen wird.

Der Begriff "Laminat" wird im Sinne der vorliegenden Er findung weit gefaßt, d. h. es fallen hier nicht nur schicht weise miteinander verschweißte Kunststoff-Folien darunter, sondern auch einzelne Folien die oberflächenbehandelt werden.

Nach dem Schließen der Heiz- und Kühlplatten 1, 2 in Pfeil richtungen 9, 10 wird der so gebildete Schichtkörper mit zugeordneten Heizstäben 3, die in den Heiz- und Kühlplatten 1, 2 angeordnet sind, aufgeheizt, solange bis es zu einer Verflüssigung mindestens der Oberfläche der eingelegten Laminate 7, 8 kommt. Es wird dann der Kühlvorgang in den Heiz- und Kühlplatten 1, 2 eingeleitet und bei sich verfestigender Oberfläche der Laminate 7, 8 wird der Druck in den Pfeilrich tungen 9, 10 erhöht, so daß sich die Oberfläche der eingelegten Texturfolien 4-6 an den noch nicht fixierten Oberflächen der Laminate 7, 8 abdrückt und eine dreidimensionale Ober flächenveränderung geschaffen wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird eine durchgehend gefaltete Texturfolie 11 verwendet, die in der Art eines Mäanders oder Leporellos zwischen sich Aufnahmetaschen defi niert, in welche die Laminate 7, 8 von jeweils einander gegenüberliegenden Seiten einschiebbar sind.

Es werden hierbei außenliegende Verbindungen 12, 13 ge schaffen, welche die Texturfolie 11 zusammenhalten.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist zusätzlich gezeigt, daß entweder bei der Ausführungsform nach Fig. 1 oder bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zusätzliche Metallbleche 14, 15 verwendet werden können. Derartige Metallbleche 14, 15 dienen nur zur Stabilisierung des Schichtkörpers, und werden insbesondere dann verwendet, wenn ein hoher Schicht körper, d. h. mit vielen eingelegten Laminaten 7, 8 verarbeitet werden soll.

Durch die erfindungsgemäße technische Lehre besteht also nun erstmals der Vorteil, daß man z. B. Kreditkarten oder Kundenkarten sehr einfach in ihrer Oberflächenbeschaffenheit verändern kann, ohne daß es hierbei aufwendig bearbeiteter Metallbleche bedarf. Man kann jetzt nun erstmals z. B. die eine obere Seite des Laminates 7, 8 in einem Rauheffekt gestalten, während die untere Seite in einem anderen Effekt, z. B. aus einem Narbeneffekt, einem Glatt- oder Glanzeffekt gestaltet wird.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Texturfolien ist kostengünstig und einfach, vermeidet hohe Umweltbelastungen wie sie vorher bei der Bearbeitung der erwähnten Metall bleche notwendig waren.

Zeichnungslegende

1 Heiz- und Kühlplatte
2 Heiz- und Kühlplatte
3 Heizstäbe
4 Texturfolie
5 Texturfolie
6 Texturfolie
7 Laminat
8 Laminat
9 Pfeilrichtung
10 Pfeilrichtung
11 Texturfolie
12 Verbindung
13 Verbindung
14 Metallblech
15 Metallblech

Claims

1. Stufenpresse, entweder in ihrer Ausbildung als Etagen presse oder als Rundpresse zur Oberflächenbearbeitung von Kunststoff-Folien, insbesondere Laminaten, bestehend aus Heiz- und Kühlplatten, zwischen denen zusammen mit den zu verarbeitenden Folien einzelne oder mehrere Einrichtungen eingelegt werden, die bei dem Verarbeitungsvorgang die Oberfläche der Folien strukturieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen aus Texturfolien (4, 5, 6, 11) bestehen.

2. Stufenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) als Einzelblatt, mäan der- bzw. leporello-artig oder als Tasche gefaltet sind.

3. Stufenpresse nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) versiegelt sind.

4. Stufenpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) insbesondere mit Sili kon, Polypropylen oder Teflon kunststoffbeschichtet und/oder mit einer Metallfolie beschichtet sind.

5. Stufenpresse nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) beidseitig strukturiert sind.

6. Stufenpresse nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) aus hitzebeständigem Papier bestehen.

7. Stufenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier 120-170 g/m² aufweist.

8. Stufenpresse nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) zusammen mit Metallble chen (14, 15) in Schichtbauweise zwischen den Heiz- und Kühlplatten (1, 2) angeordnet sind.

9. Stufenpresse nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturfolien (4, 5, 6, 11) und/oder die Metallble che (14, 15) Aussparungen aufweisen.