DE60225599T2

DE60225599T2 - Anlage und verfahren zur kontinuierlichen und intermittierenden herstellung von laminaten mit einer mehrstufenpresse

Info

Publication number: DE60225599T2
Application number: DE60225599T
Authority: DE
Inventors: Aldo Stabile
Original assignee: Thermo Engineering SRL
Current assignee: Thermo Engineering SRL
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2022-03-02
Also published as: US20050139316A1; AU2002247952A1; ITMI20020374A1; EP1478511B1; DE60225599D1; WO2003072358A1; ITMI20020374A0; JP2005518291A; CA2476015A1; ATE388817T1; EP1478511A1; TWI247671B

Description

Die Erfindung betrifft Anlagen zur kontinuierlichen Herstellung von aus verschiedenartigen Materialien bestehenden Laminaten.
Press- und Heizanlagen, die für das Kleben verschiedenartiger zweidimensionaler Elemente eingesetzt werden und zur Erzeugung eines Produktes dienen, das von spezifischen technischen Eigenschaften gekennzeichnet ist (Stärke, Maße, mechanische Widerstandsfähigkeit, Aussehen) und für vielfältige Varianten des strukturellen Aufbaus benötigt wird, werden allgemein angewendet.
Der technologische Fortschritt und die Entwicklung neuer Materialien ermöglichen heutzutage die Herstellung von Laminaten jeder Sorte, bzw. Laminate aus Papier, Kunststoff, mit Kunstharz imprägnierten Fasern, Holz, Gummi, Verbundwerkstoffen.
Zur Erzeugung von Druck und Wärme, also der für die Laminierung grundlegenden physikalischen Phänomene, setzt man "Heißpressen" ein, d. h. Pressen, die in der Lage sind, gleichzeitig Druck und Wärme zu erzeugen.
Mehretagenpressen wurden mit der Zielsetzung der Kostenreduzierung und der Anwendung für einen Stapel von Werkstoffpaketen, die gepresst und erwärmt werden sollen, entworfen. Jedes Paket wird von einer dicken Stahlschicht getrennt und wird in jedem einzelnen Bearbeitungszyklus in Laminat umgewandelt.
Während der Druck im Wesentlichen gleichmäßig auf jedes in die Presse eingeführte Werkstoffpaket des Stapels verteilt wird, ist die Zufuhr einer gleichmäßigen Menge an Wärme, die sowohl horizontal als auch vertikal von den erwärmten Platten auf all die Werkstoffpakete des Stapels und deren Komponenten übertragen wird, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.
Dies hat zur Folge, dass einerseits die Höhe des Paketstapels begrenzt und anderseits der Bearbeitungszyklus erheblich verlängert werden muss, um zu vermeiden, dass der Temperaturunterschied zwischen den Werkstoffpaketen zu einem nachteiligen Ergebnis führt, bzw. die Qualität des Produkts beeinträchtigt.
Um den dementsprechenden Verlust an Produktivität auszugleichen, wurden immer größere Pressanlagen mit der Zielsetzung, die höchstmögliche Menge an Laminaten pro Quadratmeter in jedem Bearbeitungszyklus zu erzielen, gefertigt.
Mit derselben Zielsetzung der Kostenreduzierung wurde die Presse stufenweise durch eingegliederte Anlagen ersetzt, welche zusätzlich zur Presse auch weitere Bereiche und Konstruktionen für die Vorbereitung, die Beförderung, das Laden und Entladen der Presse, die Trennung der Pakete, sowie für das Reinigen und Bürsten der Trennungsschichten aus Stahl einschließen.
Es wurden alternative Systeme entworfen, um eine kontinuierliche Umwandlung des Verbundbandes, d. h. eine Zusammensetzung von Streifen aus verschiedenartigen Werkstoffen, die geklebt werden sollen, in ein Laminat zu ermöglichen, indem das Verbundband mittels Wärme und Druck in einer entsprechend großen Presse verarbeitet wird.
Aufgrund der Komplexität des angewendeten Systems waren jedoch die Ergebnisse unbefriedigend, insbesondere in Bezug auf die Produktqualität.
Die hier beschriebene Erfindung ermöglicht einen erheblich höheren Arbeitsertrag und garantiert die maximale Präzision und Qualität des Produkts, wie folgend erläutert.
Das Patentdokument US 4,863,546 offenbart eine Methode und eine Anlage zur Herstellung von Plastikkarten, wie beispielsweise Kreditkarten und ähnliches, mittels Durchlaufverfahren, das normalerweise zwei Kunststoffschichten und eine bedruckte Einlage umfasst. Die Kunststoffschichten, die erwärmt und abgedichtet werden müssen, und die bedruckten Einlagen werden von entsprechenden Spulen abgewickelt und das Verbundband wird darauffolgend durch verschiedene Bereiche der Presse geleitet, in denen das mehrschichtige Produkt zunächst erwärmt und danach abgekühlt wird. Die Beschickung erfolgt mittels zwei endloser, wärmeleitender Bänder, vorzugsweise aus Metall, von denen eins auf die gesamte Länge verteilte und zentral angeordnete Greifer trägt, die mit den Passlöchern des mehrschichtigen Produkts und der eingesetzten Metallbänder übereinstimmen, was die synchrone Beförderung der Bänder und des mehrschichtigen Produkts durch die verschiedenen Bereiche der Presse ermöglicht. Die Führung der Metallbänder erfolgt mittels Beschickungs- und Entladungsrollen, auf denen zwei parallel angeordnete Riemen gleiten, die das mehrschichtige Produkt einschließen. Die mehrfachen Bereiche der Presse bestehen aus verschiedenen Pressanlagen, von denen die vorwärts laufenden elektrisch erwärmt und die restlichen wassergekühlt sind.
Die Beschickungsvorrichtung, die mit Greifern, Passlöchern und doppelten endlosen Riemen arbeitet, ist äußerst kompliziert und ausschließlich für die Massenproduktion von sehr dünnen Laminaten, wie beispielsweise Plastikkarten, geeignet. Für die Massenproduktion von stärkeren mehrschichtigen Laminaten, Kunststoffe inbegriffen, ist diese eher ungeeignet.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung mehrschichtiger Laminate, inklusive Kunststoff-Laminate, wie in Patentanspruch 1 beschrieben. Weitere vorteilhafte Eigenschaften sind in den Patentansprüchen bzgl. der Anlage erläutert.
Ein weiterer Bestandteil der Erfindung bezieht sich auf einen Fertigungsprozess von Laminaten, inklusive mehrschichtige Kunststoff-Laminate, wie in Patentanspruch 11 beschrieben. Weitere vorteilhafte Eigenschaften sind in den Patentansprüchen bzgl. des Verfahrens erläutert. Was die Erfindung betrifft, handelt es sich um eine Mehrstufenpresse, die einen Arbeitszyklus durchführt, in dem unterschiedliche Arbeitsgänge gleicher Dauer auf die Stufen der Presse verteilt werden, wobei in jeder Stufe ein Arbeitsgang durchgeführt wird, der dem in der vorhergehenden Stufe erledigten Arbeitsgang folgt. Dabei wird das Verbundband am Ende jedes Arbeitsganges von einer Stufe zur anderen befördert.
Wenn der Bearbeitungsprozess gleichmäßig verläuft, entspricht der Zeitaufwand für die Herstellung jedes einzelnen Laminats dem Ergebnis das man erhält, wenn man den Arbeitszyklus durch die Anzahl der Stufen teilt.
Die festen und beweglichen Platten in der Presse arbeiten in den verschiedenen Stufen gemeinsam.
Das Verbundband besteht aus mehreren Prepreg-Streifen, die auf einer oder auf beiden Oberflächen dieses Bandes mit einem Kupferstreifen verbunden sind.
Die verschiedenen Stufen werden ausgerichtet, um die Beförderung des Verbundbandes von einer Stufe zur anderen zu erleichtern.
In den verschiedenen Stufen der Presse werden konstante Mengen an Druck und Wärme erzeugt, wobei beim Erwärmen folgende Auswirkungen auf die Anteile des Verbundbandes in den spezifischen Abschnitten des Arbeitszyklus und in den verschiedenen Stufen resultieren sollen:

– eine Temperaturerhöhung auf dem Anteil, der sich im ersten Abschnitt des Arbeitszyklus und in der ersten Stufe der Presse befindet, und zwar ausgehend von der Raumtemperatur, mittels Katalysator, auf die für die chemische Reaktion notwendige Temperatur, die zur Klebung der Komponenten des Verbundbandes führt;
– eine Temperaturerhöhung auf dem Anteil, der sich im zweiten Abschnitt des Arbeitszyklus und in der zweiten Stufe der Presse befindet, und zwar ausgehend von der im ersten Arbeitsgang erreichten Temperatur auf die für die Polymerisation des Kunstharzes notwendige Temperatur;
– Beibehaltung der in den vorherigen Stufen erreichten Temperatur auf den Anteilen, die in den anschließenden Arbeitsgängen und Stufen der Presse bearbeitet werden, und zwar um die Ergebnisses der Polymerisation zu stabilisieren und das gewünschte Laminat zu erhalten;
– Beibehaltung des Drucks und keine Wärmezufuhr auf dem Anteil, der im anschließenden Arbeitsgang und in der anschließenden Stufe der Presse bearbeitet wird, um die Abkühlung des Laminats zu ermöglichen.

Das Verbundband, auch wenn nur teilweise in Laminat umgewandelt, kann zeitweise innerhalb der Mehrstufenpresse befördert werden, und zwar mittels eines Metallbandes mit hoher Leitfähigkeit, das von einer Spule aufwärts der Presse abgewickelt und auf eine Spule abwärts der Presse gewickelt wird und praktisch die komplette Oberseite der unteren festen Platte bedeckt. Dieses Metallband dient als Auflage für das Produkt, das nach und nach von einem Verbundband in ein kaltes und gebrauchsfertiges Laminat umgewandelt wird.
Das Metallband ist vorzugsweise aus Aluminium.
Die für die verschiedenen Arbeitsgänge in den Stufen der Presse benötigte Wärme wird, dank Joule-Effekt, durch ein Metallband erzeugt, welches in Dauerkontakt zu den stromerzeugenden Elektroden ist, die an beiden Seiten jeder Stufe befestigt sind.
Die elektrische Leistung der Generatoren in jeder Stufe ist so bemessen, dass für den jeweiligen Arbeitsgang eine spezifische Temperatur erzeugt wird, mit der der Anteil des Verbundbandes in der jeweiligen Stufe erwärmt wird.
Die Prepreg-Streifen und die Kupferstreifen werden über Spulen beschickt. Das Metallband zur Erwärmung und zur Beförderung der Laminate wird über die jeweiligen Spulen beschickt und aufgenommen.
Der Antrieb aller Spulen erfolgt mittels elektrischer Motoren, deren Takte und Geschwindigkeiten durch einen elektronischen Prozessor gesteuert und kontrolliert werden. Dieser Prozessor ist dank der Abstimmung der jeweiligen Vorschubgeschwindigkeit der Streifen und Bänder in der Lage, sowohl eine präzise Verteilung und Abstimmung der Takte und der Geschwindigkeiten zu gewährleisten, als auch die korrekte Einstellung der Spannung der Prepreg-Streifen und der Kupferstreifen zu ermöglichen. Dies gewährleistet, infolge Koordination mit der Spannung des Metallbandes, welches die Laminate befördert, einen optimalen Ablauf des Produktionszyklus.
Falls die Produktion es erlaubt, kann das Verbundband in allen Stufen von einem einzelnen Generator erwärmt werden, welcher zwei Elektroden an den beiden Enden der verschiedenen Stufen verbindet.
Jeder einzelne Generator kann so eingestellt werden, dass dessen Wirkung mit den Generatoren der einzelnen Stufen übereinstimmt.
In einer Durchführungsform beinhaltet die Presse vier Erhitzungsstufen, wobei die Temperatur des Verbundbandes in der ersten Stufe von Raumtemperatur auf 130°C erhöht wird. In der zweiten Stufe wird die Temperatur des aus der ersten Stufe beförderten Anteils des Verbundbandes auf 180°C erhöht. In der dritten und vierten Stufe wird die Temperatur von 180°C des aus der vorhergehenden Stufe beförderten Anteils des Verbundbandes beibehalten. Darauf folgt eine Abkühlungsphase, um den in diese Stufe beförderten Anteil des Verbundbandes auf 40°C zu reduzieren.
Vorteil der Anlage ist der mögliche Einsatz von vier Spulenpaaren für acht Prepreg-Streifen und einem Spulenpaar für die zwei Kupferstreifen, was die Herstellung eines Verbundbandes aus acht Prepeg- und zwei Kupferstreifen gewährleistet.
Alternativ kann das Verbundband in den verschiedenen Stufen unabhängig von dem Metallband erhitzt werden, wobei die Auswahl jeglicher Vorrichtungen zur Erwärmung mit Antrieb mittels Elektrizität, Dampf oder Gas genutzt werden kann.
Diese Vorrichtung kann zweckmäßig in den Platten der Presse montiert werden.
Die Presse besteht idealerweise aus 5 Stufen, jede mit einer Länge von 2,5 m.
Da der Produktionszyklus in gleichzeitig stattfindende Arbeitsgänge in jeder Stufe eingeteilt ist, ergibt sich bei einem Gesamtzyklus von 20 Minuten eine Herstellung von einem 2,5 m langen Laminat alle vier Minuten.
In einer Variante der Anlage ist eine aufwärts der Presse gelagerte, ebene Oberfläche vorhergesehen, auf der eine Gruppe von Komponenten des Verbundbandes gleitet, hier als untere Gruppe bezeichnet, was die Auflage einer Reihe von mehrschichtigen Laminaten auf besagte untere Gruppe ermöglicht.
Durch den Vorschub des Verbundbandes wird eine Gruppe weiterer Komponenten des besagten Verbunbandes, hier als obere Gruppe bezeichnet, auf die besagte untere Gruppe gelegt, wodurch sich ein regulärer Fertigungszyklus von mehrschichtigen Laminaten, wie schon beschrieben, ergibt.
Besonderheit und Nutzen der Erfindung werden noch deutlicher dank folgender Anwendungsbeispiele, dargestellt in schematisch gezeichneten Abbildungen.
1 Offener Längsschnitt einer kontinuierlichen Fertigungsanlage mit einer Mehrstufenpresse für Kunststoff-Laminate, am Ende eines Produktionszyklus.
2 Draufsicht von oben.
3 Längsschnitt der Anlage mit geschlossener Presse bei einem neuen Produktionszyklus, mit Temperaturdiagramm für die verschiedenen Stufen.
4 Längsschnitt der Anlage mit offener Mehrstufenpresse am Ende eines neuen Produktionszyklus, nachdem Anteile des Verbundbandes von einer Stufe zur nächsten befördert wurden, so dass ein neuer Zyklus beginnen kann.
5 Längsschnitt der Anlage mit offener Mehrstufenpresse am Ende eines Produktionszyklus bei der Herstellung von mehrschichtigen Kunststoff-Laminaten.
Die Anlage 10 besteht aus der Mehrstufenpresse 11 mit den fünf Stufen 1 bis 5, welche aus paarweise angeordneten festen und beweglichen Platten gebildet werden, entsprechend 1 (12–13), 2 (14–15), 3 (16–17), 4 (18–19), 5 (20–21).
An der Längsseite der festen Platten sind die Elektroden 30 und 31 durch die Drähte 32 und 33 mit dem elektrischen Strom des Generators 40 verbunden.
An beiden Enden der festen Platten 12, 14, 16, 18, 20 befinden sich die Elektroden 35–37.
Die Elektroden 30 und 35 sind durch die Drähte 50 und 51 mit dem elektrischen Strom des Generators 60 verbunden.
Die Elektroden 35 und 36 sind durch die Drähte 52 und 53 mit dem elektrischen Strom des Generators 61 verbunden.
Die Elektroden 36 und 37 sind durch die Drähte 54 und 55 mit dem elektrischen Strom des Generators 62 verbunden.
Die Elektroden 37 und 31 sind durch die Drähte 56 und 57 mit dem elektrischen Strom des Generators 63 verbunden.
Auf der oberen, gemeinsamen Ebene der festen unteren Platten 12, 14, 16, 18, 20 kann das Aluminiumband 70 in die durch Pfeile gekennzeichnete Richtung gleiten, indem es von Spule 71 ab- und auf Spule 72 aufgewickelt wird, und zwar mittels Antriebswalzen 75 und 76, angetrieben von dem elektrischen Motor 170 und in Dauerkontakt zu den Elektroden 30, 35–37, 31.
Der von Spule 81 durch die Antriebswalze 85 beschickte Kupferstreifen 80 liegt auf besagtem Aluminiumband 70.
Im Wesentlichen befindet sich auf der Ebene des besagten Kupferstreifens 80 innerhalb der Presse 11 und aufwärts der Presse eine Konstruktion, die die koplanar angeordneten Gleitflächen 100 und 101 umfasst.
Das Verbundband 160, welches teilweise auf besagter Fläche 100 und 101 gleitet und auf besagtem Kupferstreifen 80 zum Stillstand kommt, besteht aus folgenden Paaren von Prepreg-Streifen:

– ein aus Streifen 120 und 121 bestehendes Paar, das von der unteren Spulen, jeweils 130 und 131, abgewickelt und von den Antriebswalzen 140–142 geführt wird;
– ein aus Streifen 122 und 123 bestehendes Paar, das von der unteren Spulen, jeweils 132 und 133, abgewickelt und von den Antriebswalzen 143–145 geführt wird;
– ein aus Streifen 124 und 125 bestehendes Paar, das von der oberen Spulen, jeweils 134 und 135, abgewickelt und von den Antriebswalzen 146–148 geführt wird;
– ein aus Streifen 126 und 127 bestehendes Paar, das von der oberen Spulen, jeweils 136 und 137, abgewickelt und von den Antriebswalzen 149–150 geführt wird.

Der durch Spule 92 beschickte und durch Antriebswalze 95 geführte Kupferstreifen 90 kommt auf besagtem Prepreg-Streifen 125 zum Stillstand.
Die Haftung zwischen den Prepeg-Streifen wird in jedem Paar durch die Heizvorrichtungen 155–158 gewährleistet.
Darauf folgend kann das Verbundband 160, bestehend aus Prepreg-Streifen und Kupferstreifen auf beiden Flächen, in die Presse gleiten, wobei der Vorschub dank Aluminiumband 70 erfolgt.
Die Spulen 71 und 72 für Aluminiumband 70, die Spulen 130–137 für die Prepreg-Streifen und die Spulen 81, 91 für die Kupferstreifen werden jeweils von den Motoren 170–181 angetrieben.
Diese Motoren werden durch die Drähte 190–193 von dem Prozessors 200 gesteuert und angetrieben, um jegliche anomale Spannung in den Prepreg- und der Kupferstreifen beim Abwickeln zu vermeiden, was in Resonanz zum Vorschub des Aluminiumbandes 70 geschieht, welches das Verbundband 160 und damit die Laminate vorschiebt, die durch besagtes Band in jedem Produktionszyklus hergestellt werden.
1 und 2 stellen die Endphase des Produktionszyklus der Anlage dar, bei der das Kunststoff-Laminat G erzeugt wird, das danach aufgegriffen werden kann.
Um einen neuen Produktionszyklus zu starten muss die Presse logischerweise geschlossen sein, wie in 3 dargestellt.
In jedem Produktionszyklus bewegen sich die Anteile B–F des Verbundbandes 160 von einer Stufe zur nächsten, wobei die verschiedenen Arbeitsgänge des Produktionszyklus in gleichförmiger Weise auf die Stufen 1–5 verteilt werden.
In besagter 3 wird an der Oberseite der Presse die Indikation XY bzgl. Temperatur der Anteile B–F des besagtem Verbundbandes 160 angegeben, welche jeweils den auf der Abszisse des Diagramms angegebenen Stufen 1–5 entsprechen.
Die Temperatur des Verbundbandes 160 bei Einlauf in die Presse (3) kann man als Raumtemperatur in Betracht ziehen (circa 20°C).
Die Leistung der Stromgeneratoren 60–63, jeweils entsprechend den Stufen 1–5 der Presse und dadurch den Anteilen B, E des Verbundbandes 160, ist so eingestellt, dass bei jedem Produktionszyklus in einem beständigen Arbeitsvorgang, folgendes zutrifft:

– in dem ersten Anteil B steigt die Temperatur von Raumtemperatur (angenommenen 20°C) auf 130°C. Bei 130°C wird ein Katalysator aktiviert, welcher eine chemische Reaktion zwischen den Komponenten von Anteil B des Verbundbandes hervorruft;
– von Stufe 1 wird der Anteil C des Verbundbandes, welches nun die besagte Temperatur von 130°C aufweist, in die zweite Stufe 2 befördert, in welcher die Temperatur auf 180°C erhöht wird, was die Polymerisation des Kunstharzes zur Folge hat;
– von Stufe 2 wird der Anteil D des Verbundbandes mit einer Temperatur von 180°C in die dritte Stufe 3 befördert, in der die Temperatur beibehalten wird;
– von Stufe 3 wird der Anteil E des Verbundbandes mit einer Temperatur von 180°C in die vierte Stufe 4 befördert, in der zu derselben Temperatur ein Kunststoff-Laminat erzeugt wird;
– von Stufe 4 wird der Anteil F des Verbundbandes mit 180°C in die fünfte Stufe 5 befördert, in der es bis auf circa 40°C abkühlen kann;
– des aus Stufe 5 beförderte und abgekühlte Anteil G des Verbundbandes (siehe 1) kann abgenommen werden.

Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, dass aufgrund des gleichzeitigen Ablaufs der Erwärmungs- und Abkühlungsphasen des Produktionszyklus in den jeweiligen Stufen der Presse, der Zeitaufwand für den gesamten Produktionszyklus durch die Anzahl der Stufen geteilt wird.
Falls der gesamte Produktionszyklus 20 Minuten beträgt, wird alle 4 Minuten ein Laminat erzeugt (20 ÷ 5).
4 stellt einen neuen Produktionszyklus dar, welcher im Wesentlichen dem vorhergehenden gleicht, abgesehen von der Bewegung des Verbundbandes 160 und all dessen Anteile B, C, D, E in einer Stufe, von dem Einlauf eines neuen Anteils A des Verbundbandes und von der Entladung des Anteils F (fertiges Kunststoff-Laminat).
5 zeigt eine Variante der Presse, welche sich zur Herstellung von mehrschichtigen Kunststoff-Laminaten eignet. Die Ebenen 100 und 101 wurden ersetzt durch eine einzelne Ebene 102, während die Spulen der Prepreg-Streifen auf das untere Paar 132, 133 der Streifen 122, 123 und auf das obere Paar 134, 135 der Streifen 124, 125 begrenzt sind.
Beim Schließen der Presse kann der Bediener 205 eine Gruppe von mehrschichtigen Laminaten 206 in zwei Reihen auf die Streifenpaare 122 und 123 legen.
Man sieht also, dass zu Beginn eines neuen Produktionszyklus die oben genannten mehrschichtigen Laminate 206 mittels des unteren Paars von Prepeg-Streifen 122 und 123 in die Mehrstufenpresse 11 eingeführt und zwischen diesem Paar in Verbindung zu Kupferstreifen 70 und dem oberen Paar von Prepreg-Streifen 124 und 125 in Verbindung zu Kupferstreifen 90 positioniert werden.
Der Produktionszyklus innerhalb der Presse verläuft wie bereits beschrieben.
Die Erfindung bietet offenkundige Vorteile.
Druck und Wärme können von zwei komplett getrennte Einheiten erzeugt werden:

– die Platten erzeugen Druck
– die elektrothermischen Vorrichtungen erzeugen Wärme.

Druck wird von den Platten der Presse auf das Verbundband ausgeübt, während die Erwärmung durch eine stromdurchflossene dünne Folie mit hoher elektrischer Leitfähigkeit erfolgt, welche zwischen die unteren Platte der Presse und das Laminat gelegt wird und durch den Joule Effekt eine diffuse Hitze erzeugt.
In einer kalten Presse kann nur ein geringer Teil in der Nähe des Laminates erwärmt werden.
Die Tatsachen dass der Zeitaufwand für einen Produktionszyklus, bzw. für die Herstellung eines Laminates aus einem Verbundband, in verschiedene Stufen aufgeteilt wird, die jeweils genutzt werden, um die Temperatur des Materials mittels Katalysator zunächst von Raumtemperatur auf die Temperatur für die Reaktion, dann von dieser auf die Temperatur für die Polymerisation zu erhöhen, um sie anschließend bis zur Abkühlung des Laminates zu senken, wobei in jeder Stufe der abgeschlossene Arbeitsgang der vorhergehenden Stufe genutzt wird, bringt eine erhebliche Zeitsparung bei gleichzeitigem Erhalt eines hochqualitativen Produktes mit sich.
Der Erwärmungszyklus für jedes einzelne Laminat ist sehr kurz, vor allem bei Kunststoff-Laminaten.
Die Mehrstufen-Kaltpresse mit Einzelplatten kann, bei identischem Kostenaufwand, viel breiter und länger als die derzeitigen Heißpressen sein. Da die Beschickung der Presse mittels Spulen erfolgen kann, können die teuren und sperrigen Vorrichtungen, die heutzutage zur Trennung der Werkstoffpakete eines Stapels eingesetzt werden, mitsamt der dazugehörigen Einrichtung zur Beladung, Entladung, Reinigung, usw. eingespart werden.
Dank der Beschickung des Materials mittels Spulen wird der Pressvorgang kontinuierlich, obwohl intermittierend, und ermöglicht dadurch die Ausführung aller Arbeitsgänge in einer bestimmten Reihenfolge, mit dem Einsatz einfacher Automatikvorrichtungen und einer geringen Anzahl an Bedienern.
Die Materialien werden von den Spulen in die Presse geführt und verlassen diese als geschnittene und fertige Laminate.
Fasst man die Vorteile zusammen, so zeigt sich, dass der oben beschriebene Prozess einen sehr hohen und äußerst qualitativen Arbeitsertrag ermöglicht, wobei die Investitions- und Betriebskosten erheblich geringer sind als gegenwärtig.

Claims

Anlage (10) für die Fertigung mehrschichtiger Kunststofflaminate, wobei die Anlage umfasst: – eine Mehrstufenpresse (11) mit sequentiell gereihten Druckstufen (1–5) die gleichzeitig arbeiten; – erste Spulen (81, 91, 130–137) aus Streifen von Komponenten (80, 90, 120–127) der Laminate, aufwärts bezüglich der Mehrstufenpresse (11); – erste Elektromotoren (172–181) mit einer Steuerung (200) fürs Ausrollen der gesagten Streifen der Komponenten aus der ersten Spulen (81, 91, 130–137), die solchermaßen positioniert werden, um ein Verbundband zu bilden (160); – Heizmittel (40, 60, 61, 62, 63), um Teile des Verbundbandes (160) zu erwärmen, nach einer vorbestimmten Anzahl der gesagten Druckstufen (1–4); – ein Metallband (70) hoher elektrischen Leitfähigkeit, das das gesagte Verbundband (160) im Inneren der Mehrstugfenpresse (11) stützt (11); – Antriebsmittel (170, 171), die das Metallband (70) verlagern, um die Laminate vorzuschieben; – Mittel, um ein Teil (F) der mehrschichtigen fertigen Laminate zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß: – die gesagten Antriebsmittel zweite Elektromotoren (170, 171) umfassen, die gesteuert sind (200), um das gesagte Trägermetallband (70) aus einer zweiten Spule (71) aufwärts bezüglich der Mehrstufenpresse (11) auszurollen, und um es auf einer dritten Spule (72), abwärts bezüglich der Mehrstufenpresse (11) aufzurollen.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesagten Heizmittel einen Elektrogenerator (40) umfassen, mit zwei am Anfang bzw. am Ende der Druckstufen (1–4) aufgereiht angeordneten Elektroden (30, 31), in Kontakt mit dem gesagten Trägermetallband (70) hoher elektrischer Leitfähigkeit.
Anlage nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesagten Heizmittel dieselbe Menge Elektrogeneratoren (60, 61, 62, 63) als die gesagte vorbestimmte Anzahl Druckstufen (1–4) umfassen, wobei jeder Elektrogenerator zwei Elektroden (30, 31, 35, 36, 37) umfaßt, die am Anfang bzw. am Ende seiner Druckstufe (1–4) positioniert sind, in Kontakt mit dem gesagten Trägermetallband (70) hoher elektrischer Leitfähigkeit.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesagte Heizmittel eine Einrichtung aufweist, die zwischen den verschiedenen möglichen Heizeinrichtungen gewählt worden ist, und mittels Elektrizität, Dampf oder Gas betrieben wird.
Anlage nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der gesagten Druckstufen (1–5) eine untere feste Platte (12, 14, 16, 18, 20) und eine untere bewegliche Platte (13, 15, 17, 19, 21) aufweist.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesagte Heizvorrichtung in den Platten der Mehrstufenpresse (11) montiert ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gesagte Trägermetallband (70) aus Aluminium besteht.
Anlage nach einer der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gesagte Verbundband (160) eine Mehrheit von Prepreg-Streifen (120–127) enthält, die auf einer oder beiden Oberflächen des gesagten Verbundbandes einem Kupferstreifen (80, 90) zugeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gesagten ersten Spulen (81, 91, 130–137) vier Spulen-Paare (130–137) für acht Prepreg-Streifen (120–127) und ein Paar Spulen (81, 91) für zwei Kupfer-Streifen (80, 90) umfassen, um ein Verbundband (160) mit acht Prepreg-Streifen und zwei Kupfer-Streifen zu bilden.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gesagte vorbestimmte Anzahl geheizter Druckstufen gleich vier (1–4) über fünf (1–5) ist.
Verfahren für die Fertigung mehrschichtiger Kunststofflaminate, mit einer Mehrstufenpresse (11) die Heiz- (1–4) und Kühlstufen (5) aufweist, mit folgenden Arbeitsgängen: – Ausrollen der Komponenten-Streifen (80, 90, 120–127) des gesagten Laminates aus ersten Spulen (81, 91, 130–137), und Verlegen jedes Streifens um ein Verbundband (160) im Inneren der Mehrstufenpresse (11) zu bilden, auf einem Metallband hoher elektrischer Leitfähigkeit (70), das das zu beschichtende Verbundband (160) im Inneren der Mehrstufenpresse (11) trägt; – gleichzeitiges Pressen von angrenzenden Anteile (B–F) des Verbundbandes (160), und Aufheizen einer vorbestimmten Anzahl dieser Anteile (B–E); – Vorschieben des gesagten Trägermetallbandes (70) und der gesagten angrenzenden Anteile (B–F) des Verbundbandes (160), mit einer alternierenden Bewegung zwischen einer Druckstufe und der folgenden; – Schneiden und Entfernen eines Anteiles (F) der mehrschichtigen fertigen Laminate, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschieben des gesagten Trägermetallbandes (70) folgende Arbeitsgänge umfasst: – Ausrollen des gesagten Trägermetallbandes (70) hoher elektrischer Leitfähigkeit aus einer zweiten Spule (71), aufwärts bezüglich der Mehrstufenpresse (11); – Aufrollen des gesagten Trägermetallbandes (70) hoher elektrischer Leitfähigkeit auf einer dritten Spule (72), abwärts bezüglich der Mehrstufenpresse (11).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen angrenzender Anteile (B–E) des Verbundbandes (160) mittels Umlauf Stromes im Inneren des gesamten Trägermetallbandes (70) erfolgt.
Verfahren nach Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen angrenzender Anteile (B–E) des Verbundbandes (160) mittels Umlauf unabhängiger Ströme im Inneren der angrenzenden Anteile des Trögermetallbandes (70) erfolgt, unterhalb der gesagten angrenzenden Anteile (B–E) des Verbundbandes (160).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen angrenzender Anteile (B–E) des Verbundbandes (160) mittels Aufbringen einer Heizvorrichtung in die Platten der Mehrstufenpresse (11) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß: – im ersten Anteil (A, B), aufwärts bezüglich des Verbundbandes (160), eine Erhöhung der Temperatur als Ergebnis des Aufheizens aus der Umgebungstemperatur bestimmt wird, bis zu jener Temperatur die erforderlich ist, um zwischen der Komponenten des Verbundbandes (160), mittels eines Katalysators, die chemische Reaktion zu bilden, um die Komponenten zusammenzuhaften; – im zweiten folgenden Anteil (C) wird die Temperatur nochmals erhöht, bis zu einem Wert, bei dem das Harz polymerisiert wird; – im dritten und vierten folgenden Anteil (D, E) wird die vom zweiten Anteil (C) erreichte Temperatur behalten, um die Polymerisation zu stabilisieren und das gewünschte Laminat zu fertigen; – im fünften folgenden Anteil (F), wird das Aufheizen entfernt, um das Laminat kühlen zu lassen.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß: – die vom ersten aufwärts angeordneten Anteil (A, B) erreichte Temperatur gleich ca. 130°C ist; – die vom zweiten Anteil (C) erreichte und im dritten und vierten Anteil (D. E) behaltene Temperatur gleich ca. 180°C ist; – die endgültige vom fünften Anteil (F) erreichte Temperatur gleich ca. 40°C ist, um die Entfernung des Laminates zu ermöglichen.