DE8016737U1

DE8016737U1 - Vorrichtung zum Bedrucken der Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere von Skibelägen aus Niederdruck-Polyäthylen

Info

Publication number: DE8016737U1
Application number: DE8016737U
Authority: DE
Original assignee: Cp Components Kunststoff-Bauuteile 8225 Traunreut GmbH
Current assignee: Cp Components Kunststoff-Bauuteile 8225 Traunreut GmbH
Publication date: 1980-10-16

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken der Oberfläche eines Gegenstandes ₅ insbesondere Von Ski·= belägen ■ aus Niederdruck-Polyäthylen.

Die Laufflächen moderner Skier werden überwiegend durch an der Unterseite der Skier angeklebte Laufbeläge aus Kunststoff gebildet ₄ die in zunehmendem Maße transparent ausgebildet sind. Als Belägmaterial haben sich wegen der guten Laufeigenschaften HD-Polyäthylen j nämlich Niederdruck-Poly= äthylenjUnd auch Polytetrafluoräthylen durchgesetzt * Die Dicke derartiger Laufbeläge beträgt etwa 1 bis 2 mm.

Bei Verwendung eines transparenten Laufbelages wird die dem Ski zugewandte Seite des Belages dekorativ bedruckt* Dieser Druck soll durch den transparenten Belag zu erkennen sein» Der Druck hat die Aufgabe, den Hersteller des Skis, Typsnbezeichnungenj etc» kenntlich zu machen. Zusätzlich können Farbstreifen, Firmenembleme oder dgl. aufgedruckt werden, wobei man sich meistens zur Aufbringung des Druckes des Siebdruckverfahrens bedient (DE-OS 2 804 943).

Dabei erfolgt das Bedrucken der Beläge stückweise, also nicht endlos. Vor dem Aufbringen der Druckfarben (Epoxid-Druckfarten) werden die Beläge idR zur Verbesserung der Haftung behandelt, z.B. thermisch (Beflammen), elektrisch (Korona-Entladung) oder chemisch (Ätzen).

Nach dem Bedrucken muß der Belag etwa 10 bis 20 Stunden lang getrocknet werden, bevor die bedruckte Seite mit einer Klebschicht versehen werden kanni Es muß sichergestelit sein,: daß das Lösungsmittel aus der Druckfarbe vollständig entwichen ist. Die Klebschieht kann in Form einer organischen

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Lösung öder einer folie aufgetragen werden.

Die Praxis hat gezeigt> daß trotz dieses sehr aufwendigen Herstellungsverfahrens es bisher nicht gelungen ist_}

ä) eine gleichbleibende Druckqualität beim fertigen Ski j und

b) eine absolut sichere Haftung des Ski-Belages am Skikörper zu sichern.

Die Haftung des Ski-Belages am Skikörper wird dabei in erster Linie durch die unzureichende Haftung zwischen Polyäthylen und der Druckmasse beeinträchtigt. Die Fehler j treten dabei erst nach längerer Zeit auf, insbesondere |

wenn der Ski extremen Witterungseinflüssen ausgesetzt ist. Offenbar kann die Druckmasse den Temperaturdehnungen aufgrund mangelnder Elastizität nicht folgen und löst sich vom PE unter Bildung unerwünschter heller Flecken. Auch durch anfänglich mangelhaftes Abdunsten des Lösungsmittels aus den verwendeten Epoxid-Druckfarben können Blasen entstehen, die zur Ablösung des Polyäthylen-Belages \ oder zumindest zur Bildung der erwähnten hellen Flecken führen.

Schließlich hat sich gezeigt, daß trotz allen Aufwands die bestenfalls erreichbare Druckqualität sehr beschränkt ist \ auf nur relativ grob strukturierte Druckbilder. Der Druck von Photographien mit Hälbtönen ist praktisch unmöglich. |

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung insbesondere zum Bedrucken eines Ski-Belags aus Niederdruck-Polyäthylen zu schaffen, die

eift einfaches, insbesondere kontinuierliches Bedrucken gestattet und die Herstellung Von Skibelägen erlaubt , die sich durch hohe Dfuckqualität Und Beständigkeit hinsichtlich des Druckes und der Haftung am Skikörper auszeichnen. Diese Aufgabe wird erfindungsge-Iftäß durch die in den Ansprüchen beschriebene Vorrichtung gelöst.

Besonders hervorragende Ergebnisse werden durch eine Vorrichtung erzielt, die sich durch folgenden Arbeitsablauf auszeichnet:

Vor dem Bedrucken der Ski-Beläge aus Niederdruck-Polyäthylen werden diese elektrisch (Korona-Entladung) oder chemisch (Ätzen) behandelt,

der derart vorbehandelte Belag wird dann erwärmt und

unter Verwendung eines schmelzflüssigen Materials bedruckt, wobei

das schmelzflüsoige Material hochtemperaturbeständige Farbstoffe und ein thermoplastisches, niedrig-viskoses, durch einen UV-Katalysator schnell härtbares PU-Harz aufweist,

anschließend wird zUm Fixieren der Farbschmelze der bedruckte Belag beheizt und

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schließlich UV-gehärtet·

Es hat sich überraschenderweise gezeigt , daß bei dieser Vergehensweise die Druckfarbe in das Belagmaterial eindringt und mit diesem sich innig verbindet < Diese innige Verbindung gewährleistet zum einen eine hohe Druck* qualität, zum anderen eine hohe Haftfestigkeit zwischen ttöm Belag und dem Ski-Körper« Versuche haben gezeigt, daß mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch Photographien mit Halbtönen auf die Ski-Beläge druckbar sind.

Schließlich erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen kontinuierlichen Arbeitsablauf, mit der Folge, daß die Produktivität erheblich erhöht wird.

Vorzugsweise wird der zu bedruckende Belag als Folie konti^ nuierlich zur Vorbehandlung und Bedruckung zugeführt.

Von besonderem Interesse für die Festigkeit des Aufdruckes ist noch die Nachbehandlung nach der UV-Härtung, nämlich die Kühlung in einem Kühlkanal bzw. in einer Kühlkammer und die Korona-Behandlung. Durch die Korona-Behandlung erhält man eine Versiegelung des Aufdruckes. Ferner wird dadurch der Belag an der Druckseite gut klebfähig.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich durch eine Vorrichtung erzielen, die sich durch eine Station zur

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elektrischen oder chemischen Vorbehandlung und eine Siebdruck-Einrichtung auszeichnet, die eine beheizte Siebdruckwalze und eine Gegenwalze umfaßt, zwischen denen der zu bedruckende Belag hindurch bewegbar ist, wobei die Siebdruckwalze mit einer Zuführung für eine Farbstoff-- Bindemittel-Schmelze versehen ist.

Vorzugsweise ist auch die Gegenwalze beheizt, um innere Spannungen des zu bedruckenden Belages und damit Planlagefehler zu vermeiden.

Vorteilhafterweise ist im Inneren der Siebdruckwalze ein static-producer bekannter Bauart angeordnet, derein linien- bzw. bandförmiges Auspressen der Farbschmelze durch das Siebgewebe der Sfebdruckwalze hindurch auf den zu bedruckenden Belag unterstützt. Dadurch wird der Aufdruck intensiviert

Ferner wird durch den static-producer die Farbstärke der Bedruckung (Farbkraft) erhöht bzw. ein besserer Farb-Kontrast erzielt.

Die Vorrichtung besteht zwar aus verschiedenen Aggregaten. Diese sind jedoch alle in einem gemeinsamen Rahmen bzw. Gestell in vorbestimmter Zuordnung zueinander montiert, so da,⁰ die gesamte Vorrichtung einheitlich handbar ist. Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Bedrucken von Ski-Belägen anhang der beigefügten Zeichen näher erläutert.

Aus einem Extrusions-Werkzeug 1 tritt eine Folie 2 thermo-

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plastischen Kunststoffs (Niederdruck-Polyäthylen) in Form einer Schmelzefahne aus. Zur Stabilisierung der extrudierten Folie wird diese vor der Weiterbehandlung über Walzen 13 geführt. Von dort wird die Folie 2, aus der der Ski-Belag gebildet wird, durch eine Korona-Vorbehandlungsstation 3 und weiter an IR (Infrarot)-Strahlern 4 vorbeigeführt und dann in einen Walzenspalt 5c zwischen einer Siebdruckwalze 5a und Gegenwalze 5b eingeführt. Die Siebdruckwalze 5a ist beheizt, wobei zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Temperatur während der gesamten Betriebsdauer eine Temperaturregeleinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Die Siebdruckwalze 5a ist mit einer ebenfalls nicht dargestellten Zuführung für eine Farbstoff-Bindemittel-Schmelze versehen. Diese Schmelze weist hochtemperaturbeständige Farbstoffe und ein thermoplastisches, niedrig-viskoses, durch einen UV-Katalysator schnellhärtbares PU (Polyurethan)-Harz auf. Als UV-Katalysator dienen bekannte, auf UV-Strahlen reagierende Radikalbildner, so daß durch Einwirkung von UV-Strahlen eine Polymerisation (Aushärtung) bewirkt wird. Als Farbstoffe dienen vorzugsweise lipophile Farbstoffe.

Die Farbstoff-Bindemittel-Schmelze-Zuführung ist mit einer Dosiervorrichtung 6 gekoppelt, die eine kontinuierliche Beschickung der Siebdruckwalze 5a mit einer vorbestimmten Menge Farbstoff-Bindemittel-Schmelze gewährleistet. Über den Umfang der Siebdruckwalze 5a ist ein Sieb entsprechend dem herzustellenden Druckbild gespannt.

Zum Auspressen der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze und Auftragen derselben auf die der Siebdruckwalze zugewandte Seite der Folie 2 ist innerhalb der Siebdruckwalze ein sogenannter Static-producer 7 angeordnet. Dieser static-producer 7 erlaubt durah sein Kraftfeld eine völlig gleichförmige Auftragun,g der Farbstoff"Bindemittel-Söhmelze auf die Folie 2, mit der Folge, daß eine lokal kenzentrierte Bedrückung erfolgt. Durch die auf

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ungefähr 150° C erwärmte Folienoberhälfte (Oberfläche) i.V. mit der speziellen heißen, (ungefähr 130 C) Farbstoffschmelze erfolgt eine innige Verbindung des Druckbildes bzw. der bedruckten Fläche mit der Folienoberfläche.Die Farbstoff-Bindemittel-Schmelze und der Folienwerkstoff zerfließen an den Auftragsstellen in gewisser Weise ineinander.

Nach dem Bedrucken durchläuft die Folie 2 einen Heiz- bzw. Trockenkanal 8 mit verschiedenen Temperaturzonen, wobei die Temperatur vom Eingang in Richtung zum Ausgang stufenweise abnimmt. Die Beheizung erfolgt vorzugsweise durch Warmluftdüsen. Um ein Verziehen oder ein Verwerfen der bedruckten Folie 2 im Heizkanal 8 zu verhindern, ist in diesem eine mitlaufende Bahnbreithalte-Vorrichtung bekannter Bauart (nicht dargestellt) angeordnet. In dem Heiz- bzw. Trockenkanal 8 erfolgt eine Fixierung de ν aufgetragenen Farbstoff-Bindemittel-Schmelze.

Anschließend wird die bedruckte Folie 2 unter einem UV-Strahler

9 durchgeführt, der eine Härtung der bedruckten Folie 2 bewirkt. Die UV-Strahlen bewirken dabei eine Härtung sowohl der aufgebrachten Farbstoffschmelze.

Nach der UV-Härtung wird die bedruckte Folie 2 einem Kühlkanal

10 zugeführt. Anschließend erfolgt eine elektrische Nachbehandlung in einer Korona-Station 11. Die elektrische Nachbehandlung bewirkt eine Versiegelung der bedruckten Oberfläche und macht diese gut klebfähig.

Der bedruckte Ski-Belag ist dann fertiggestellt und wird auf eine Aufwickelrolle 12 aufgewickelt. Von dieser kann er dann wieder stückweise abgenommen werden.

Die Aufwickelrolle 12 ist mit einer nicht dargestellten Regeleinrichtung für eine spannungskontrollierte Bewegung der Folie 2 durch die vorgenannten Stationen und Einrichtungen

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hindurch ausgerüstet. Die Aufwickeltrommel 12 soll eine gewisse Zugspannung auf die Folie 2 ausüben. Die Aufwickeltrommel 12 ist dabei mit einer Regeleinrichtung bekannter Bauart ausgerüstet.

Die Folie 2 wird kontinuierlich durch die beschriebenen Einrichtungen hindurchbewegt, wobei das Bedrucken der Folie einschließlich Vor- und Nachbehandlung entsprechend der gewünschten Farbenzahl wiederholt werden kann, wobei dann dtr Kühlstation weitere Serien von Korona-Station, IR-Station, Druckstation, Heizstation, UV-Station, Kühlstation entsprechend der Anzahl der Farbdrucke nachgeschaltet sind.

Zur Festlegung einer bestimmten Relativlage zwischen den nacheinander aufgebrachten Druckbildern ist eine Positioniereinrichtung vorgesehen, mittels der die Winkelstellungen der Druckwalzen aufeinander abstimmbar sind.

In der Vorwärmstation bzw. -zone (IR-Strahler) ¹J wird die Bel.:gfolie 2 zumindest an der zu bedruckenden Seite etwa 2 Minuten auf etwa 150° C erwärmt.

Die Temperatur der Siebdruckwalze 5a beträgt 150° C, so daß der schmelzflüssige Zustand der Farbstoff-Bindemittel-Schmelze beim Auftragen auf die Folie 2 gewährleistet ist.

Die Fixierung der aufgetragenen Farbstoff-Bindemittel-Schmelze in dem Heiz- bzw. Trockenkanal 0 oauert etwa 5 Minuten bei einer Temperatur von etwa 300 bis 150° C. Vorzugsweise herrscht am Eingang des Heiz- bzw. Trockenkanals 8 eine Temperatur von 150° C und am Ausgang eine Temperatur vor etwa 100° C.

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Die anschließende UV^eBestrahlung dauert abhängig Von der ¹Lusaminensetaung der FäFbstöff-Bindemittel-Sehmelze etwa 4 bis S Minuten.

Nach der UV-Bestrahlung wird die bedruckte Folie 2 in dem Kühlkanal 1Ö auf etwa 30⁰G/abgekühlt * Wobei die Temperatur der bedruckten Folie am Eingang des Kühlkanals 10 etwa 85°C beträgt* Die Verweilzeit in dem Kühlkanal 10 beträgt etwa 4 bis 5 Minuten.

Durch entsprechende Wahl der Längen der Stationen Uj 8 j 9 und 10 können die oben angegebenen Verweilzeiten mit den zweck^ mäßigen Temperaturen Und der notwendigen UV-Einwirkungsintensität auf die Farbstoff -^Bindemittel-Schmelze erreicht und gegebenenfalls auch variiert werden*

Claims

Vorrichtung zum Bedrucken der Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere von Skibelägen aus Niederdruck-Polyäthylen (Neue) Ansprüche

1. Vorrichtung zv.m Bedrucken der Oberfläche eines Gegenstandes, insbesondere von Ski-Belägen aus Niederdruck-Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gestell eine Vorwärmstation zur Erwärmung der zu bedruckenden Seite des Ski-Belages (2) oder dergleichen sowie daran anschließend eine Druckstation bestehend aus einer beheizten Druckwalze (5a) und einer Gegenwalze (5b) angeordnet sind, zwischen denen der zu bedruckende Belag (2) hindurch bewegbar ist, wobei die Druckwalze (5a) eine Zufuhreinrichtung für eine Farbstoff-Bindemittel-Schmelze aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalze (5a) eine Siebdruck»;alze ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vorwärmstation im Gestell eine Station zur elektrischen oder chemischen Vorbehandlung des au bedrucken-

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den Belages (2), vorzugsweise eine Koronastation, angeordnet ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Siebdruckwalze (5a) eine Dosiereinrichtung (6) zur kontinuierlichen Versorgung mit Farbstoff-Bindemittel-

Schmelze aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 1, dadurch gekennzeichnet , daB zur Regelung der Temperatur der Siebdruckwalze (5a) diese mit einer Temperatur-Regel-Einrichtung versehen ist.

6. Vorrichtung nach Einern der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß im Inneren der Siebdruckwalze (5a) ein
Static-Producer (7) bekannter Bauart angeordnet ist, der
ein linien- bzw. bandförmiges Auspressen der Farbschmelze durch das Siebgewebe der Siebdruckwalze hindurch auf den zu bedruckenden Belag (2) unterstützt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Siebdruck-Einrichtung (5a, 5b) ein Heizkanal (8) zur Fixierung der aufgetragenen Farbschmelze auf dem Belag (2), ein UV-Strahler (9) zur Aushärtung der aufgetragenen Farbschmelze j ein Kühlkanal (10) sowie eine Korona-Station (11) anschließen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Gestells eine Zugeinrichtung (Aufwickeltrommel 12) zur spannungskontrollierten Bewegung des Belages (2) durch die Vörbehandlungs-, Druck- und
Nachbehandlungsstation hindurch angeordnet ist.