-
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von oberflächenveredelten
Kunststoff-Folien Kunststoff-Folien mit durch Narbung oder Hochglanz und gegebenenfalls
Aufdruck veredelter Oberfläche wurden bisher in der Weise hergestellt, daß eine
Rohfolie, die als Gießfolie aus einer Kunststofflösung oder als Walzfolie auf einem
beheizten Kalander aus sogenannten Puppen oder Fellen von Kunststoff unter Zusatz
geeigneter Weichmachungsmittel erzeugt wurde, in einem gesonderten zweiten .Arbeitsgang
auf die für die Oberflächenveredelung erforderliche Temperatur erwärmt und in einem
Prägekalander mit dein jeweils gewünschten Oberflächenrelief oder bei Verwendung
einer hochpolierten glatten Walze mit Hochglanz versehen wurde. Statt der Prägekalander
wurden auch Prägepressen angewandt. Die bisherigen Verfahren sind dadurch gekennzeichnet,
daB die bei erhöhter Temperatur im Gieß- oder im Walzverfahren hergestellte Rohfolie
zunächst vollständig abgekühlt und aufgewickelt wird, um dann durch Wiederaufheizung
auf die für die Oberflächenveredelung erforderliche erhöhte Temperatur gebracht
und in einem neuen Arbeitsgang fertig gemacht zu werden.
-
Es wurde gefunden, daß sich die Herstellung von oberflächenveredelten
Kunststoff-Folien nach dem Walzverfahren wesentlich vereinfachen läßt, indem man
die in bekannter Weise aus einer Puppe oder einem Fell hergestellte Rohfolie nur
von der Walztemperatur bis zur Prägetemperatur abkühlt und unmittelbar fortlaufend
der gewünschten Oberflächenveredelung unterzieht: Hierdurch wird eine
erhebliche
Einsparung an Arbeitslöhnen und Energien und eine Steigerung der arbeitsstündlichen
Kapazität erreicht.
-
Das entscheidende Merkmal des neuen Verfahrens liegt darin,, daß die
Zeit zwischen der Bildung der Rohfolie und der Oberflächenveredelung auf ein Mindestmaß
abgekürzt wird und daß man die Rohfolie der Oberflächenveredelung unterwirft, ohne
daß sie vorher als Planfolie bei Raumtemperatur vorlag. Wenn man bisher die Herstellung
der Rohfolie und die Oberflächenveredelung in zwei getrennten Arbeitsgängen vornahm,
obwohl an vielen Stellen die Rohfolienherstellung und die Oberflächenveredelung
im gleichen Betrieb zusammengefaßt war, bestand offenbar jahrzehntelang in den einschlägigen
Fachkreisen die Annahme, daß eine Vereinfachung der Arbeitsweise durch Zusammenfassung
der beiden Arbeitsgänge technisch nicht zu verwirklichen ist und zu unbefriedigenden
Produkten führen müßte.
-
Das neue Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß zwischen Kalanderwalzen
üblicher Bauart bei der für das jeweils angewandte Kunststoffgemisch erforderlichenTemperatur
dieRohfolie aus Puppen oder Fellen des Kunststoffes unter Zusatz der üblichen Weichmachungsmittel
herausgearbeitet und einer Kühlzone zugeleitet wird, in der der Wärmeinhalt der
Rohfolie von der Kalandertemperatur auf die zur Oberflächenveredelung erforderliche
niedrigere Temperatur herabgesetzt wird. Von der Kühlzone wird die Folie unmittelbar
und fortlaufend einem Prägewalzen- oder Hochglanzwalzenaggregat zugeführt, in dem
die Rohfolie die gewünschte Oberflächengestaltung erhält. Nach der Oberflächenveredelung
wird die fertige Folie in der üblichen Weise aufgewickelt.
-
Die Kühlzone kann entweder aus einer Luftstrecke bestehen, auf der
die kalte Luft freien Zutritt zu der heiß aus dem Kalander austretenden Folie hat,
oder sie kann als von innen gekühlte Kühltrommel ausgebildet sein, oder es können
schließlich Luftstrecke und Kühltrommel kombiniert werden.
-
Die Oberflächenveredelung erfolgt zwischen einer Präge- oder Hochglanzwalze,
die in Kugellagern läuft und gegebenenfalls von innen gekühlt wird, und einer gegebenenfalls
ebenfalls wassergekühlten Gegenwalze mit einem Gummibelag. Beide Walzen müssen zur
Erzielung eines leichten Laufes in Kugellagern laufen.
-
Wenn die Oberflächenveredelung nicht in einem Relief, sondern in Hochglanz
bestehen soll, so wird die Prägewalze durch eine hochglanzpolierte Metallwalze,
die nicht geheizt zu sein braucht, ersetzt, während als Gegenwalze eine geschliffene
Metallwalze dient.
-
Betriebsversuche haben ergeben, daß die vom Kalander und der Kühlzone
kommende, noch heiße Folie glatt und faltenfrei zwischen die Prägewalze und Gegenwalze
eingeführt werden kann, wenn beim Anfahren der Prägespalt etwas geöffnet wird. Nachdem
der Anfang der Rohfolienbahn in dieser Weise eingeführt ist, wird die Prägewalze
auf Arbeitsentfernung an die Folienoberfläche herangedrückt und erzeugt dann auf
der Folie ein einwandfreies, unverzerrtes Abbild der Oberfläche der Präge- bzw.
Hochglanzwalze. Eine Spannung der in der Prägung befindlichen Folie darf nicht erfolgen,
da sonst das Relief durch die Zugbeanspruchung zum Teil ausgezogen und damit verzerrt
wird.
-
Nach Veredelung der Oberfläche wird die fertige Folie mittels eines
in seiner Geschwindigkeit einstellbaren Transportbandes über Kühltrommeln geleitet
und in üblicher Weise aufgewickelt.
-
Bei Verarbeitung stärkerer Folien kann es notwendig werden, in der
Kühlzone eine in Kugellagern laufende, gegebenenfalls von innen her gekühlte Trommel
einzuschalten, die verhindert, daß die schwereren, Folienbahnen nach unten zu weit
`durchhängen und dadurch Falten beim Einlaufen in das Prägewalzenaggregat verursachen.
-
Falls bei der Veredelung auch noch farbige Effekte angebracht werden
sollen, kann unmittelbar vor der Prägewalze oder auch gegebenenfalls hinter derselben
noch eine Gummidruckwalze oder Farbantragswalze eingeschaltet werden, die den gewünschten
Farbauftrag auf die an ihr vorbeilaufende Folie aufbringt.
-
Zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens dient eine kombinierte Kalandrier-
und Oberflächenveredelungsvorrichtung. Diese kann bestehen aus einer hoch angeordneten
Kalanderpartie bekannter Bauart mit drei oder vier Walzen, die die geformte Folienbahn
nach unten abgibt, einer darunter liegenden Zwischenkühlpartie, in Form einer Luftstrecke
oder einer Kühltrommel oder einer Kombination von beiden, einer unterhalb der Kühlpartie
befindlichen Oberflächenveredelungspartie mit Präge-oder Hochglanzwalzen und gegebenenfalls
Farbantragswalzen, einer sich hieran anschließenden Kühl- und Aufwickelpartie für
die fertige Folienbahn und einer regelbaren Antriebseinrichtung, die eine Abstimmung
der Geschwindigkeiten der angetriebenen Walzen der gesamten Vorrichtung aufeinander
gestattet. Die Kühl- und Aufwickelpartie besteht aus einem in seiner Geschwindigkeit
regelbaren Transportband, welches die veredelte Folie nach dem Verlassen der Oberflächenveredelungspartie
aufnimmt und weiterführt, einer oder mehreren Kühltrommeln und einer Aufwickelwalze.
-
In einer anderen Ausführungsform werden die Kalanderpartie, die Zwischenkühlpartie,
die Oberflächenveredelungspartie und die Kühl- und Aufwickelpartie nicht übereinander,
sondern hintereinander angeordnet. Schließlich ist es auch noch möglich, die drei
ersten Partien übereinander, die Kühl- und Aufwickelpartie dagegen hinter der Oberflächenveredelungspartie
anzuordnen. Die Wahl einer der beschriebenen Anordnungen erfolgt nach Maßgabe des
zur Verfügung stehenden Raumes und sonstigen Zweckmäßigkeitserwägungen.
-
Das Verfahren ist auf trägerlose Folien ebenso anwendbar wie auf Folien,
die auf einer Trägerbahn aus Papier, Gewebe o. dgl. aufkaschiert werden. Im letzteren
Fall wird in die Kalanderpartie laufend
eine Trägerbahn aus Papier
oder Gewebe miteingeführt, oder die zunächst selbsttragende Folie wird unmittelbar
vor dem Verlassen der Kalanderpartie zwischen zwei Gautschwalzen mit einer einlaufenden
Trägerstoffbahn vereinigt. Die so entstehende Trägerfolie läuft dann in der gleichen
Weise wie die selbsttragende Folie durch die weiteren Phasen bzw. Partien der beschriebenen
Arbeitsweise und Vorrichtung.
-
Das beschriebene Verfahren ist anwendbar auf alle thermoplastischen
Kunststoffe, insbesondere Polyvinylchlorid, nachchloriertes Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat,
Polyacrylsäureester, Polyacrylnitril, Polyäthylen und :@-lischpolymerisate derselben.
-
In Abb. 1 und 2 sind zwei beispielsweise Ausführungen der beschriebenen
Vorrichtung dargestellt. In Abb. i ist die aus den Walzen i, 2, 3 bestehende Kalanderpartie
hoch angeordnet. Unter ihr liegt die in diesem Falle nur aus einer Luftstrecke bestehende
Zwischenkühlpartie 4 und darunter die Prägepartie, die aus der Gummiwalze 5 und
der Prägewalze 6 besteht. Hieran schließt sich die aus den Walzen 7, 8, der Umlenkrolle
9, dem Transportband mit Antriebsrollen io und der Aufwickelwalze i i bestehende
Kühl- und Aufwickelpartie an. An der untersten Rolle der Kalanderpartie ist noch
ein Schneidemesser 12 zum Geradeschneiden der den Kalander verlassenden Folienbalin
vorgesehen. Unterhalb dieses Schneidemessers befindet sich noch eine Umlenkrolle
13. Sämtliche mit einem Pfeil versehenen Elemente sind angetrieben und bewegen sich
in der Pfeilrichtung.
-
Die Kunststoffmischung wird bei 14 aufgegeben und bewegt sich als
Bahn in der strichpunktierten Linie durch die Apparatur.
-
Abh. 2 zeigt eine Ausführungsform mit Xnordnung der verschiedenen
Partien hintereinander. Die Elemente der Vorrichtung entsprechen im übrigen der
vorher beschriebenenAusführungsform. Die Kalanderpartie besteht aus den Walzen 15,
16, 17 mit dem Schneidemesser 18. Innerhalb der Zwischenkühlpartie i9 ist eine Stützwalze
2o angeordnet. Die Prägepartie besteht aus der Gummiwalze 21 und der Prägewalze
22, die Kühl- und Aufwickelpartie aus den Trommeln 23, 24, der Umlenkrolle 25, dem
Transportband mit Antriebsrollen 26 und der Aufwickelwaize 27. Die Kunststoffmischung
wird bei 28 aufgegeben, und die gebildete Kunststoffbahn läuft in der strichpunktierten
Linie durch die Apparatur. Die angetriebenen Walzen sind durch Pfeile gekennzeichnet.
-
Die Antriebsvorrichtung ist in beiden Ausführungsformen der Vorrichtung
für sämtliche angetriebenen Elemente gemeinsam und derartig regelbar, daß die Geschwindigkeiten
der einzelnen Ilemeiite aufeinander abgestimmt werden können. Beim Fahren der Apparatur
ist entscheidend, daß durch Einregelung der Geschwindigkeiten der verschiedenen
Walzen die durchlaufende Bahn zwar stetig transportiert, aber nicht unter Spannung
gesetzt wird.
-
Ahb. 3 zeigt eine weitere beispielsweise Ausführungsfortn der beschriebenen
Vorrichtung, die im wesentlichen der in Abb. 2 dargestellten entspricht, bei der
jedoch die Antriebsvorrichtung nicht für sämtliche angetriebenen Elemente gemeinsam
ist. Wie aus der Abbildung ohne weiteres hervorgeht, erfolgt der Antrieb der Kühlwalzen
23 und 24 und im Anschluß hieran der Prägepartie 21 ebenso wie der Antriebsrollen
26 des Transportbandes über PIV-Getriebe, die mit den Ziffern 29 und 30 gekennzeichnet
sind. Durch diese PIV-Getriebe, die vom Kalander aus angetrieben werden, kann die
Geschwindigkeit der einzelnen Elemente entsprechend den Bedürfnissen des Fabrikationsvorganges
aufeinander abgestimmt werden.
-
Zur Kennzeichnung der Arbeitsweise nach dem Verfahren wird nachstehend
beispielsweise für eine Kunststoffmischung von Polyvinylchlorid mit 32°/o eines
üblichen Weichmachers die Temperatur angegeben:
| Eingabe des Kalanders ....... etwa 1650 |
| Walze 2 bzw. 16 des Kalanders - 163' |
| Walze 3 bzw. 17 des Kalanders - 158' |
| Zwischengekühlte Folie vor dem |
| Einlauf in die Prägepartie. . - i 1o bis 125° |
| Austritt aus der Prägepartie. . - 5o bis 6o° |
| Kühlwalze 8 bzw. 24 ........ - 20° |
Die Temperaturangaben beziehen sich auf die Temperatur der Kunststoffmischung bzw.
der Folienbahn. Die Prägewalzen 6 bzw. 22 haben beim Arbeiten eine Temperatur von
etwa 85°, die Gegendruckgummiwalzen 5 bzw. 21 eine solche von etwa 8o°.