DE8015407U1 - Vorrichtung zum faerben (bedrucken) von bahnfoermigen gegenstaenden, insbesondere skibelaegen - Google Patents

Description

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Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Färben (Bedruk-5 ken) von bahnförmigen Gegenständen, insbesondere Skibelägen aus Thermoplasten wie Olefinen, insbesondere Hoch- und Niederdruck-Polyäthylen.

Bekanntlich werden seit längerem sog. mehrschichtige Skier 10 durch Verkleben mehrerer Schichten hergestellt (vgl. z.B. aus jüngerer Zeit die DE-OS 2 804 943), die ihrerseits einen Unter-, einen Mittel- und einen Oberbau bilden.

- Der Mittelbau besteht im allgemeinen aus einem HoIz-15 oder Hartschaum-Kern der seitlich mit duroplastischem

Kunstharz-Schichtstoff kaschiert sein kann;

- der Oberbau besteht mindestens aus einem mit dem Kern verklebten Aluminiumblech und/oder Laminat aus

20 glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) , worauf als Deckbelag eine Kunststoff-Folie aufkaschiert ist, die in weiteren Arbeitsvorgängen dekorativ ausgestaltet wird;

- der Unterbau besteht seinerseits aus einem Aluminium-

25 blech oder einer Schicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), das bzw. die an einer Seite mit dem Kern verklebt ist und an der anderen Seite (gegebenenfalls über verschiedene weitere Schichten schließlich) mit dem ;} eigentlichen Lauf belag verklebt ist, der im allgemeinen

>, ein transparenter 1 bis 2 mm dicker Kunststoff belag ist,

!? und zwar vorzugsweise aus Polyäthylen, nämlich HDPE

■ (high-density-Polyäthylen) oder Polytetrafluoräthylen

^;' (Teflon) (Wz.).

■· 35 Normalerweise ist dabei die Innenseite des LaufLelags (oder ;'; auch des Deck-Belags) bedruckt, um insbesondere den Ski-

I Hersteller, Typenbezeichnungen usw. wiederzugeben; dieser

Druck ist dann durch den transparenten Belag hindurch sichtbar.

Bisher werden im wesentlichen nur HDPE-Ski-Beläge eingesetzt.

Das Dekorieren, insbesondere Bedrucken der HDPE-Beläge und Weiterverarbeiten erfolgt bisher sehr aufwendig (vgl. auch DE-OS 2 804 943) und trotzdem mit oft schlechter Druckqualität;

- es wird stückweise, also nicht endlos, vorgegangen, nämlich durch Siebdruck (von Mustern, Schriftzügen oder dergleichen) mit Epoxid-Druckfarben, wobei zusätzlich der Belag vor dem Bedrucken vorbehandelt werden muß, z.B.

thermisch (Beflammen), elektrisch (Corona-Entladung) oder chemisch (Ätzen), da sonst die (Epoxid-)Druckfarbe nicht haften würde;

- nach dem Bedrucken muß etwa 10 bis 20 h lang getrocknet

werden, worauf dann der bedruckte und getrocknete Belag

zum weiteren Dekorieren mit einer opaken (gefärbten) epoxidhaltigen Vergußmasse (einem opaken Decklack) einschließlich Härter abgegossen wird, um eine Hintergrundfarben-Schicht für den transpartenten Belag zu schaffen; 25

- diese Vergußmassen-Schicht wird dann mittels eines Klebers normalerweise mit einer Schicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) verklebt, allerdings erst nach einigen

3Q Stunden, nachdem aus der Vergußmasse vollständig das Lösungsmittel entwichen, also die Masse ausgehärtet ist.

Trotz dieses insbesondere sehr aufwendigen Herstellungsverfahrens ist es bisher nicht gelungen, eine gleichbleibende Druckqualität beim fertigen Ski zu sichern.

ft ·

—δι Als zahlreiche Fehler, die oft erst ziemlich spät, nämlich

3 bis 10 Monate nach der Herstellung des Skis, auftreten, §

kommen insbesondere infrage: t

- Unzureichende Haftungs-Vorbehandlung des Belags vor dem ι

Bedrucken; f\

- Angreifen des Druckbildes durch den Kleber, so daß sich Farbtöne ändern, die Konturen des Druckbilds verschwimmen oder Risse innerhalb des Druckbilds auftreten;

- mangelnde Elastizität der Vergußmasse gegenüber dem Belag bzw. unzureichende Haftung der opaken Vergußmasse am z.B. Polyäthylen des Belags, so daß das Ablösen der |

Vergußmasse sich in hellen Flecken auf der Laufflächen- I

Seite äußert; |

- unzureichendes Abdunsten des Lösungsmittels aus der opaken Vergußmasse, so daß dieses durch Blasenbildung zusätzlich Haftungsschwierigkeiten zwischen der Vergußmasse und dem z.B. Polyäthylen des Belags und damit unschöne helle Flecken verursacht.

Ähnliche Schwierigkeiten stellen bis heute (trotz mindestens ca. 10 Jahren Erfahrung) immer noch ein ernstes Problem dar, da die Fehlerquellen im einzelnen nicht erforscht sind, so daß es häufig zu Reklamationen der Skiabnehmer bei den Ski-Herstellern kommt.

Schließlich ist trotz allem Aufwands selbst die bestenfalls erreichbare Druckqualität sehr beschränkt auf nur relativ grobstrukturierte Druckbilder, d.h. der Druck von Photographien mit Halbtönen ist praktisch unmöglich.

In diesem Zusammenhang ist es lediglich noch soeben bekannt geworden (vgl. DE-OS 2 804 943), einen auf der Basis eines bestimmten Mischpolymerisats und eines Epoxidharzes herge-

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stellten, mit Füllstoffen und Farbstoffen versehenen Kleb- f lack aufzutragen, der gleichzeitig die Funktion von opaker Vergußmasse (opakem Decklack) und Kleber (vgl. oben) erfüllen soll.

Als besonderer Vorteil dieses Kleblacks wird behauptet, daß er bei Raumtemperatur eine praktisch unbegrenzte Topfzeit besitze, weshalb es möglich sei, im Sinne einer Vorratshaltung eine große Anzahl von Laufflächen nach dem Bedrucken mit einer Kleblack-Schicht zu versehen und dann entsprechend den jeweiligen Anforderungen zu beliebiger Zeit zum fertigen Ski weiterzuverarbeitrη.

MiL dieser erst in jüngster Zeit bekanntgewordenen Technik wird also allenfalls ein einzelner Verfahrensschritt eingespart, ohne jedoch grundsätzlich am zeitaufwendigen stückweisen und risikoreichen Herstellen von Ski-Belägen (Lauf- und Deckbelägen) irgendetwas zu ändern.

^Im übrigen treten dieselben Probleme nicht nur bei Ski-Belägen, sondern auch bei anderen bahnförmigen Gegenständen aus Polyäthylen auf, z.B. bei Hinweisschildern, Werbetafeln, oder dergleichen.

Als relativ aufwendig und nur schwer beherrschbar hat sich auch der Transferdruck nach der DE-OS 2 642 350 herausgestellt, bei dem zur Vermeidung der Migrationsförderung die I zu bedruckende Oberfläche von Hochdruck- und Niederdruck- t

Polyäthylen vorher mit einer farbstoffaffinen thermoplaste- I sehen Kunststoffschicht, z.B. Polyurethan- oder Polyesterschicht versehen wird, die ohne Schwierigkeiten bedruckbar ist.

Die DE-OS 2 642 350 zeigt deutlich, daß es nicht für möglieh gehalten wird, Hochdruck- oder Niederdruck-Polyäthylen unmittelbar zu bedrucken. Ein Weg hierzu wurde nicht gesehen. ™

-ιοί Der vorliegenden Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein unmittelbares Bedrucken bahnförmiger Gegenstände aus Hochdruck- oder Niederdruck-Polyäthylen erlaubt, wobei gleichzeitig trotz höherer Arbeitsgeschwindigkeit ein bedeu- \ tend fehlersicherer Druck als bisher erhalten werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt neuerungsgemäß durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Anspruches 1.

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Mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist es überraschenderweise möglich, zum Bedrucken von Ski-Belägen aus im Ski-Bau üblichen Kunststoffen, nämlich Thermoplasten, die seit längerer Zeit bekannten Sublimier- und eindiffundierbaren Farbstoffe einzusetzen, derart, daß die Beläge unmittelbar, d.h. ohne zusätzlicher farbstoffaffiner Zwischenschichten bedruckbar sind (vgl. hinsichtlich der Farbstoffe z.B. "Journal of the Society of Dyers and Colourists", Vol. 70, 69-71 (1954); im "Colour Index" die Rubrik "Dispersionsfarbstoffe"). Es hat sich ferner überraschenderweise gezeigt, daß vollständig verzerrungsfreie Druckbilder entstehen, und zwar trotz der neuerungsgemäß ermöglichten kontinuierlichen Verfahrensweise. Ferner hat sich gezeigt, daß an den bedruckten Stellen die Eigenschaften des PoIyäthylens unverändert erhalten bleiben.

Gegen den unmittelbaren Einsatz der genannten Sublimier- und eindiffundierbaren Farbstoffe sprach im übrigen das allgemeine Fachwissen:
30

- Zunächst war nicht ersichtlich, wie die Farbstoffe nach Sublimation, also nach übergang aus der festen in die gasförmige Phase, überhaupt in den Kunststoff eindringen (penetrieren),

_ bzw. im Kunststoff fixiert werden könnten,

- da derartige Farbstoffe einer Migration, insbesondere Remigration nach außen unterliegen,

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- allenfalls bot sich als vermeintlicher Ausweg an, den Thermoplast-Kunststoff vorher mit einer farbstoffaffinen Kunststoffschicht zu überziehen.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn gemäß ,Anspruch 3 der Farbstoff auf den bahnförmigen Gegenstand bzw. Belag aufgebracht wird, wenn sich dieser noch im thermoplastischen bzw. Schmelze-Zustand befindet. Dann ist auch ein unmittelbares Bedrucken auf nicht polarisiertem Polyäthylen möglich, überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, daß trotz des Drückens auf heiße Schmelze im kontinuierlichen Verfahren verzerrungsfreie Druckbilder entstehen, wobei natürlich darauf geachtet werden muß, daß die Farbauftragung dann bei im wesentlichen Null-Relativgeschwindigkeit zwischen Belag und Farbträger erfolgt.

Offenbar aufgrund der Farbauftragung im thermoplastischen bzw. Schmelze-Zustand des zu bedruckenden Gegenstandes bzw. Belages ergibt sich eine innige Verbindung zwischen dem Belagmaterial, hier z.B. Polyäthylen, und der Druckfarbe, wobei sich gezeigt hat, daß die Eigenschaften des Polyäthylens an den bedruckten Stellen nicht verlorengehen.

Mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Ski-Beläge zeichnen sich durch problemlose Verbindung mit dem Skikörper aus.

Die Neuerung macht auch grundsätzlich eine Vorbehandlung des Druckguts überflüssig, um überhaupt das Bedrucken zu ermöglichen, wie es bisher zum Bedrucken von Kunststoff bereits für sich bekanntgeworden ist, z.B. als Einwirken elektrischer Entladung, chemischer Wirkstoffe (z.B. durch Ätzen) oder dergleichen:

z.B. werden bei einem bekannten Verfahren zum Anfärben, Bedrucken und Bemalen von Formkörpern aus Polyolefinen und Mischpolymerisation aus Olefinen (vgl. DE-PS 1 153 658) ganz

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spezielle Farbstoffe auf die Formkörper aufgebracht und nach dem An- bzw. Eintrocknen der Farbstoffe auf den Formkörpern letztere auf eine unter dem Kristallitschmelzpunkt des Polymeren liegenden Temperatur erwärmt, die nach den Ausführungsbeispielen über 100⁰C beträgt und während 3 bis 10 Minuten einwirkt. Nach diesem zuletzt genannten bekannten Stand der Technik weisen Polyolefine auch gegenüber den dort verwendeten speziellen Farbstoffen eine geringe Affinität auf, die sich in starkem Ausblühen, einer Wanderung oder einem Verlaufen (Bluten) dieser Farbstoffe äußert (vgl. DE-PS 1 153 658 Spalte 1, Abs. 1).

Neuerungsgemäß erfolgt die Farbauftragung im Walzenspalt nur kurzzeitig und jeweils nur entlang im wesentlichen eines schmalen Flächenstreifens quer zur Förderrichtung des Belages. Dadurch werden extrem konturenscharfe, verzerrungsfreie Druckbilder erhalten. Die kurzzeitige Farbauf tragung von z.B. nur 1 Sekunde reicht überraschenderweise aus, um ein Eindringen der Farbstoffe - z.B. Eindiffundieren der sublimierten Farbstoffe - vom Farbträger in den Belag zu ermöglichen.

Wie bereits dargelegt, ist es ganz besonders vorteilhaft, den Belag als heiße Folie von im wesentlichen Schmelzezustand kontinuierlich in Anlage an den Farbträger zu bringen, wobei die Farbauftragung in dem in Förderrichtung der Folie konvergierenden Spalt erfolgt, der zusammen mit der Fördergeschwindigkeit der Folie und des Farbträgers derart bemessenwird, daß sich eine im wesentlichen keil-

³^ förmige Stauzone von Folien-Schmelze ausbildet. Dabei soll die Stauzone sich so ausbilden, daß am Druckträger praktisch kein Schmelze-Wulst entsteht, in dem die Farbe "zu rollen" beginnt. Dadurch ist ein verzerrungsfreies Druckbild sicher gewährleistet. Man spricht in diesem

³^ Fall von einem sog. "Mikrowulst", was soviel bedeutet, daß praktisch kein Wulst vorhanden ist.

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Vorzugsweise erfolgt die Farbauftragung im Bereich eines Spaltes zwischen einer als Farbträger dienenden Walze, insbesondere Tiefdruckwalze, und einer Gegenwalze, die jeweils temperiert sind.
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Da sich die Zusammensetzung des Polyäthylens während einer Charge oder zwischen verschiedenen Chargen ändern kann, ist vorteilhafterweise eine sog. "Mikrowulst-Meßeinrichtung" vorgesehen, die steuerungstechnisch mit den Antrieben der genannten Walzen gekoppelt ist, derart, daß bei einem zu großen Wulstanstieg ein Signal an die Antriebe der Walzen abgegeben wird, das eine Änderung der Walzengeschwindigkeit bewirkt, so daß der Wulst wieder auf Höhe des gewünschten "Mikrowulstes" absinkt.

Bei Verwendung einer Tiefdruckwalze als Farbträger weisen die Farbnäpfchen je nach der gewünschten Farbintensität unterschiedliche Tiefen von 1 bis 40 μ auf.

Die Verwendung einer Tiefdruckwalze als Farbträger hat neben der Möglichkeit einer feinen Regulierung der Farbintensität und damit der Herstellung von Druckbildern mit Halbtönen den Vorteil, daß sein Umfang so gewählt werden kann, daß dieser der Länge eines Skibelages bzw. der Drucklänge eines Skibelages entspricht. Dadurch ist ein kontinuierliches skigerechtes Bedrucken von Ski-Belägen möglich.

Die Gegenwalze ist vorzugsweise mit einer Prägeoberfläche versehen, so daß gleichzeitig mit dem Bedrucken eine Prägung des Belages an der der Druckseite gegenüberliegenden Seite stattfinden kann.

Der bedruckte Belag bzw. die bedruckte Folie kann in einem nachfolgenden Arbeitsprozeß mittels eines transparenten oder hellen Klebers auf eine Verstärkungsmateriallage aufkaschiert werden. Als Verstärkungsmaterial-

lage kann ein hell eingefärbter glasfaserverstärkter Kunststoff verwendet werden. Das Aufkaschieren erfolgt vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung.

Zur Herstellung der Klebfähigkeit des bedruckten Belages bzw. der bedruckten Folie wird dieser bzw. diese von der bedruckten Seite her durch Hochfrequenz-Corona-Entladung oder anoxidierendes Beflammen behandelt. Die bedruckte Folie kann auch chemisch (mit einem Primer) behandelt werden.

Bei Verwendung einer kalten Folie muß diese zumindest an der Druckseite vor dem Bedrucken bzw. vor der Farbauftragung wieder erhitzt bzw. in einen thermoplastischen oder Schmelze-Zustand gebracht werden, wobei dies durch eine dem Farbträger in Förderrichtung vorgeschaltete Vorheiz-Einrichtung erfolgt.

Soll der Belag mit einem Mehrfarbendruck versehen werden, wird das Druckbild auf den Farbträger bzw. die Farbträgerwalze vorzugsweise durch eine Übertragungswalze (Offset-Walze) übertragen. Die Übertragungswalze, die vorzugsweise j gekühlt ist, wirkt mit mindestens einer, vorteilhafterweise 2 oder 3 Hochdruckwalzen zum Aufbringen des zu über-²^ tragenden Druckbildes zusammen. Mittels der Hochdruckwalzen werden Druckbilder unterschiedlicher Farbe auf die Übertragungswalzen aufgedruckt, wobei die Druckbilder sich nicht überlappen.

ϊ 30 Der Farbträgerwalze kann noch eine Reinigungseinrichtung,

\ vorzugsweise eine Reinigungswalze, die durch ein Lösungs

mittelbad oder dergleichen geführt ist, zugeordnet sein. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei längerem Betrieb einwandfreie, d.h. saubere Druckbilder erhalten werden.

', 35

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der neuerungsgemäßen

ti Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben, auf

die ausdrücklich verwiesen wird.

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Nachstehend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen einer neuerungsgemäßen Vorrichtung anhand der anliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäßen Druckvorrichtung, und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Druckvorrichtung für ein Mehrfarbendruck, ebenfalls in schematischer Ansicht.

Fig. 1:

Aus einem Extrusions-Werkzeug 11 tritt eine Folie 14 thermoplastischen Kunststoffs (HD-Polyäthylen) in Form einer Schmelzefahne aus, die durch einen zwischen einer Farbträgerwalze 10 und einer Gegenwalze 12 gebildeten Walzenspalt gefördert wird, wobex sie in diesem kontinuierlich in Anlage an die Farbträgerwalze 10 gebracht wird.Der Walzenspalt ist so bemessen _e daß sich eine keilförmige Stauzone 18 ausbildet. In dieser Stauzone findet die erste Stufe des Bedrückens (Farbauftragung) statt.

Nach dem Austritt der Folie 2 aus dem Walzenspalt zwischen den beiden Walzen 10 und 12 wird die bedruckte Folie 14' über einen größeren Winkel des Umfangs der Gegen- bzw. Förderwalze 12 geführt, und zwar vorzugsweise an einer nicht dargestellten Temper-Einrichtung mit gesteuerter Abnahme der Temperatur ab dem Walzenspalt in Förderrichtung vorbei, bis über eine Umlenkwalze 10 die bedruckte Folie 14' zu einer nicht dargestellten Aufwickelrolle abgeführt wird. Die bedruckte Folie 14' läuft vor dem Aufwickeln auf die Aufwickel-Rolle noch vorzugsweise an einer Nachbehandlungs-Einrichtung vorbei, die mittels einer Hochfrequenz-Corona-Entladung oder anoxidierenden Beflammung einwirkt.

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Obwohl die Walzen 10, 12 mit im wesentlichen gleichem ξ,

Durchmesser dargestellt sind, versteht es sich, daß ihr I

l Durchmesser durchaus unterschiedlich sein kann, wobei die \ Farbträgerwalze 10 vorzugsweise einen Durchmesser aufweist, der so bemessen ist, daß der Umfang etwa der Drucklänge eines Skibelages entspricht.

Die Farbträger-Walze ist in Fig. 1 eine aus der Papierbedruckung bekannte Tiefdruckwalze mit Farbnäpfchen 20, die eine Tiefe zwischen etwa 1 bis 40 μ aufweisen, wobei die Tiefe der Farbnäpfchen die Farbintensität beeinflussen. \ Je tiefer ein Farbnäpfchen ist, desto intensiver ist der jeweilige Farbpunkt auf der Folie 14. Die Farbnäpfchen 20 verhindern auch ein "Wegschmieren" der Farbe im Walzen- I spalt bzw. in der Stauzone 18 entgegen der Drehrichtung i der Farbträgerwalze 10. Die Farbnäpfchen 20 garantieren ' ein absolut verzerrungsfreies Druckbild. Die Farbträgerwalze 10 wird durch ein Farbbad 22 einer Farbübertragungseinrichtung 16 zur Aufnahme der Druckfarbe hindurchbewegt, wobei überschüssige Farbe durch ein anschließendes Rakel 24 abgestreift wird, derart, daß sich nur noch in den Farbnäpfchen 20 Druckfarbe befindet. Die vom Rakel 24 abgestreifte Farbe wird wieder in das Farbbad 22 zurückgeführt. Das Farbbad 22 ist vorzugsweise gekühlt. Dadurch i ist gewährleistet, daß die durch die Farbträgerwalze 10 j aufgenommene Farbe in den Farbnäpfchen 20 nicht zu schnell ■ trocknet. Eine geringe Antrockung ist nur dann unschädlich, wenn als Druckfarbe eine unter Druck und/oder Wärme (wie in der Stauzone 18) reaktivierbare Farbe verwendet wird.

Die folgenden in Fig. 1 verwandten Symbole bedeuten:

f = öffnungsweite des Extrusions-Werkzeugs 11 (Breitschlitzdüse),

s = Weite des Walzenspalts (an der engsten Stelle) zwischen den Walzen 10 und 12,

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1 = Länge des Walzenspalts zwischen den Walzen 10

und 12,
d = Dicke der Folie 14.

Ausweislich Fig. 1 ist die Walzenspalt-Länge 1 genaugenommen als Länge der Stauzone 18 zu verstehen, und zwar zwischen einerseits dem in Förderrichtung (vgl. Pfeil) ersten Auftreffen der Folie 14 auf den Umfang der Walzen 10, 12 und andererseits der engsten, der Walzenspaltweite s entsprechenden Stelle, des Walzenspalts (vgl. dazu in Fig. 1 die beiden Strichlinien,die den Doppelpfeil 1 begrenzen).

Dabei bestehen folgende Beziehungen zwischen den einzelnen Größen:

s = d

f = (1,0 ./. 1,2)-s,
1 = (1 ./. 10)-s.
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P bezeichnet den Linien-Druck über den Umfang der Walzen 10, 12.

Die Temperaturverteilung der Folie 2 über den Umfang der Walze 12 ist aus dem entsprechenden Diagramm "Folien-Temperatur" in Fig. 1 ersichtlich. Diese Temperaturverteilung ist dadurch bedingt, daß die Folie 14, die ohnehin mit einer hohen Temperatur aus dem Extrusions-Werkzeug 11 austritt, und zwar mit ca. 225°C für hochmolekulares Polyäthylen, sich dann trotz der Wärmezufuhr von den Walzen 10 und 12, die (z.B. mittels ölumlaufheizung) auf Temperaturen von z.B. ca. 50 bis 70⁰C bzw. 70 bis 110⁰C aufgeheizt sind, beim Verlassen des Walzenspalts abkühlt.

^QO Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Bedrucken der Folie praktisch in dem Walzenspalt-Bereich stattfindet, der sich aus den Umfangs-Bögen von 15° und 10° (vgl. die graphische

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Darstellung innerhalb der Walze 10) zusammensetzt, da dort der erforderliche hohe Druck (genauer: Liniendruck P) und auch die erforderliche hohe Temperatur (vgl. auch die Folien-Temperatur-Kurve innerhalb der Walze 12 mit hohen Werten im Umfangsbogen von 0 bis 15° nach der engsten Stelle des Walzenspalts) herrschen.

In einer nachfolgenden Stufe erfolgt eine kontinuierliche Abkühlung der bedruckten Folie, derart, daß die Folie mit \ 10 dem aufgedruckten Druckbild bei ihrer Abkühlung so temperaturgesteuert vom thermoplastischen in den festen Zustand übergeht, daß sie sich nicht verwirft und das Druckbild nicht verzerrt wird. Es empfiehlt sich zur graduellen Abkühlung die Verwendung der bereits erwähnten Temper-¹S Einrichtung, die z.B. durch einen Warmluftstrom-Kanal oder durch Infrarot-Strahler gebildet sein kann.

Von Wichtigkeit ist auch noch, daß die beiden Walzen 10, 12 so angetrieben sind, daß in der Stauzone eine NuIl-Relativgeschwindigkeit zwischen dem Schmelzematerial

und der Färbträgerwalze 10 erhalten wird, die einen sauberen, d.h. verzerrungsfreien Druck gewährleistet.

Ferner müssen die Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen 10 und 12 so eingestellt werden, daß an der Farbträgerwalze 10 kein bzw. ein nur kleiner Schmelze-Wulst (Mikrowulst) entsteht. Es muß vermieden werden, daß die aufgebrachte Farbe mit der Schmelze in

dem Wulst "rollt".
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Vorzugsweise ist zur Einhaltung des gewünschten "Mikrowulstes" eine entsprechende Einrichtung 34 vorgesehen, die mit den Antrieben der beiden Walzen 10, 12 gekoppelt ist. Die Einrichtung 34 umfaßt z.B. einen photoelektrischen Sender und Empfänger, die derart angeordnet sind, daß der Sendestrahl den Zwickel zwischen der zugeführten heißen Folie 14 und der Färbträgerwalze 10 knapp oberhalb

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des "Mikrov7ulstes" durchquert, so daß er bei einem zu großen Wulstanstieg unterbrochen wird, wodurch ein Signal an die Antriebe der Walzen 10 und/oder 12 abgegeben wird, das eine Änderung der Walzengeschwindigkeiten bewirkt, derart, daß der Wulst wieder auf Höhe des gewünschten "Mikrowulstes" absinkt. Die Einrichtung 34 ist insbesondere deswegen von Bedeutung, weil sich die Zusammensetzung des Polyäthylens während einer Charge oder von Charge zu Charge geringfügig ändern kann, mit der Folge, daß sich dann auch der Schmelze-WuIst ändert bei im übrigen unveränderten Verfahrensbedingungen. Mittels der Einrichtung 34 lassen sich derartige Wulst-Änderungen schnell korrigieren.

Die Oberfläche der Gegen- bzw. -Förderwalze 12 ist vorzugsweise als Prägefläche ausgebildet, so daß gleichzeitig die Folie 14 bedruckt und geprägt werden kann.

Die Druckfarbe ist vorzugsweise mit einem relativ hochsiedendem Lösungsmittel versetzt, so daß auf dem Weg von der Farbübertragungseinrichtung 16 zur Stauzone 18 keine vorzeitige Abdunstung und Antrocknung der Farbe auf der Tiefdruckwalze erfolgt.

Als Druckfarbe wird vorzugsweise eine Sublimierfarbe verwendet. Es kann jedoch auch eine unter Druck und/oder Wärme "verschweißfähige" Farbe verwendet werden, die im Bereich der Stauzone sich mit dem schmelzflüssigen bzw. sich ijn Schmelzezustand befindlichen Thermoplastmaterial der

Folie 14 innig verbindet.
30

Die Durchlaufgeschwindigkeit der zu bedruckenden Folie 14bzw. bedruckten Folie 14' beträgt etwa 3 m pro Minute.

Die Anordnung des Extrusions-Werkzeuges 11 kann mit seiner öffnung relativ zum Walzenspalt so getroffen werden, daß der Einlaufwinkel der Folie 14 ca. 10 bis 15° zur Walzenspalt-Mittelachse, und zwar zur Farbträgerwalze 10 hin

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beträgt. Diese Maßnahme trägt erheblich zur Aufrechterhaltung eines "Mikrowulstes" bei, insbesondere bei Veränderung der Walzendurchmesser. Im übrigen trägt die Mäpfchen- bzw. Rasteroberfläche der Tiefdruckwalze 10 zur Vergrößerung und Aufrauhung der bedruckten Oberflächen bei, mit dem Vorteil, daß sowohl größere spezifische Klebekräfte entstehen als auch beim Verpressen mit einem Skikörper oder dergl. der Kleber am Wegquetschen gehindert wird sowie eine gleichmäßigere Verteilung erfährt. 10

Fig. 2:

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur durch die anders gestaltete Farbübertragungseinrichtung 16. Diese umfaßt eine Übertragungswalze 28, die vorzugsweise gekühlt ist, und mittels der die Farbe bzw. Druckbilder auf die eigentliche Farbträgerwalze 10" übertragen wird. Die Färbträgerwalze 10' ist in diesem Fall mit einer im wesentlichen glatten WaI-zenoberflache versehen. Um dennoch ein "Wegschmieren" der Farbe im Bereich der Stauzone 18 zu verhindern, wird der Einlaufwinkel der Folie 14 bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 10 bis 15° zur Walzenspalt-Mittelachse, und zwar zur Farbträgerwalze 10· hin, gewählt. Diese Maßnahme hat sich als besonders vorteilhaft bewährt. Es hat sich gezeigt, daß absolut verzerrungsfreie Druckbilder auf der Folie 14 erhalten werden.

Im übrigen sind die Walzentemperaturen sowie Spaltabmessun-30

gen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 dieselben wie bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1.

Die übertragung der Farbe bzw. Druckbilder auf die Übertragungswalze bzw. Offset-Walze 28 erfolgt bei dem Aus-35

führungsbeispiel gemäß Fig. 2 durch zwei Hochdruckwalzen 30, 32, wobei die Druck-Matrizen mit Farbwalzen 38, 40 zusammenwirken, die jeweils durch ein Farbbad 42, 44 hin-

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durchbewegt werden. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung erlaubt einen Mehrfarbendruck, wobei die Hochdruckwalzen 30, 32 die Übertragungswalze 28 dann so mit Farbe beaufschlagen, daß die Druckbilder sich auf der Übertragungswalze 28 nicht überlappen. Das Farbbad 4 2 kann z.B. eine rote und das Farbbad 44 eine blaue oder grüne Farbe enthalten. Die übertragungs- bzw. Offset-Walze 28 ist zur besseren Farbaufnahme vorzugsweise mit einem Gummituch überzogen.

Zur Reinigung der Färbträgerwalze 10' ist eine durch ein Lösungsmittelbad geführte Reinigungswalze 26 vorgesehen. Es handelt sich dabei um ein sehr niedrig siedendes Lösungsmittel, das spätestens an der Übertragungsstelle zwischen der übertragungswalze 28 und der Farbträgerwalze 10' abgedunstet ist. Das Lösungsmittelbad ist an eine nicht dargestellte Lösungsmittel-Reinigungs-Einrichtung angeschlossen, die mit einem auswechselbaren Filter zur Abfilterung der von der Farbträgerwalze 10' abgelösten Farbreste versehen ist.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann die Gegen- bzw. Förderwalze 12 mit einem Prägeprofil versehen sein, um gleichzeitig mit dem Bedrucken der Folie 14 auch ein Prägen der später als Belag dienenden Folie vorzunehmen, wenn z.B. der Belag mit Steighilfen (z.B. Schuppen) für den Ski-Langlauf versehen werden soll.

Claims (20)

-1- G 80 15 407.0 München, den 30.12.1981 Reiner Laube 1145 Vorrichtung zum Färben (Bedrucken) von bahnförmigen Gegenständen, insbesondere Skibelägen (Neue) Ansprüche

1. Vorrichtung zum Färben (Bedrucken) von bahnförmigen Gegenständen, insbesondere Skibelägen aus Thermoplasten wie Olefinen, insbesondere Hoch- und Niederdruck-Polyäthylen,

dadurch gekennzeichnet, daß sie zum kontinuierlichen Färben (Bedrucken) des zumindest an der Druckseite aufgeschmolzenen bahnförmigen Gegen-Standes bzw. Belags ein Paar mit etwa gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetriebener Walzen (10, 12 bzw. 10', 12') aufweist, zwischen denen ein Walzenspalt ausgebildet ist, wobei die eine Walze (12) von dem bahnförmigen Gegenstand bzw. Belag (14) umschlungen ist, während die andere der Druckseite des bahnförmigen Gegenstandes bzw. Belags zugewandte Walze (10, 10') als Farbträger, insbesondere für unter Wärme und Druck zuerst sublimierbare und dann eindiffundierbare Farbstoffe, dient und mit ihrer Mantelfläche an einer Farbübertragungswalze (28) anliegt bzw. abrollbar ist. oder in ein Farbbad eintaucht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zum Bedrucken eines bahnförmigen Gegenstandes in Form einer sich im Schmelze- bzw. thermo-

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plastischem Zustand befindlichen Folie vor dem Walzenspalt ein in diesen gerichtetes Extrusions-Werkzeug (11) angeordnet ist, dessen Schmelzefahne die zu bedruckende Folie (14) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenspaltweite s etwa 1 mm und die Walzenspaltlänge 1 etwa (1 ./. 10)-Walzenspaltweite s betragen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzen (10, 12 bzw. 10', 12') mit Temperiereinrichtungen versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbträgerwalze (10 bzw. 10') einen Umfang aufweist, der etwa der Länge eines Skibelages bzw. der Drucklänge eines Skibelages entspricht, und daß diese Walze auswechselbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Walzenspalt eine Folien-Temper-Einrichtung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Walzenpaar (10, 12 bzw. 10', 12') oder der Temper-Einrichtung eine Einrichtung ( z.B. Coronastation) zum Behandeln des bedruckten Gegenstandes bzw. der bedruckten Folie (14) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

—3 —

die Färbträgerwalze (10) eine Tiefdruckwalze mit Farbnäpfchen (20) einer Tiefe von etwa 1 - 4 0μπ\ ist,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefendruckwalze zur Farbübernahme durch ein Farbbad (22) geführt ist, wobei überschüssige Farbe durch ein Rakel (24) oder dergleichen von der Walzenoberfläche abstreichbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Walzenspalt und der Färbübertragungseinrichtung (16, 22) eine Reinigungseinrichtung (Reinigungswalze 26) zur Reinigung der Färbträgerwalze (10 bzw. 10") vor einer erneuten Farbübernahme angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbübertragungswalze eine Offset-Walze (28) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Farb-übertragungswalze (28) mit ihrer Mantelfläche an mindestens einer, vorzugsweise zwei oder drei Hochdruckwalzen (3 0, 32) zum Aufbringen des zu übertragenden Druckbildes anliegt bzw. abrollbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckwalzen (3 0, 32) Druckbilder unterschiedlicher Farbe aufweisen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Farb-übertragungswalze (28) mit einer Kühleinrichtung versehen ist.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbbad (22) mit einer Kühleinrichtung versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Farb-übertragungswalze (28) mit einem elastischen Überzug, vorzugsweise Gummituch oder dergleichen versehen ist.
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17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß

die Gegen- bzw. Förderwalze (12) als Prägewalze ausgebildet ist.
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18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (34) zur Messung und Aufrechterhaltung eines "Mikro-Schmelze-Wulstes" im Walzenspalt aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die "Mikrowulst-Meßeinrichtung" (34) einen fotoelektrisehen Sender und Empfänger umfaßt, die derart angeordnet sind, daß der Sendestrahl den Zwickel zwischen der zugeführten heißen Folie und der Farbträgerwalze (10, 10') knapp oberhalb eines sich im Walzenspalt ausbildenden

"Mikro-Schmelze-Wulstes" durchquert. 30

20. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der weiteren Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß das Extrusionswerkzeug (11) so angeordnet und gerichtet ist, daß die Schmelzefahne bzw. zu bedruckende Folie sich unter einem Winkel von ca. 10-15° zur Vertikalen in den Walzenspalt hineinerstreckt.