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Verfahren und Walzwerk zum Herstellen von thermoplastischen Kunststoffplatten
mit reliefartig bemusterter Oberfläche
Platten aus thermol)lastischen Kunststoffen,
z. B. auf der Basis von Polyvinylchlorid o. dgl. Mischpolymerisaten in Verbindung
mit Weichmachungsmitteln, werden in der Regel auf einem passend erwärmten Walzwerk
hergestellt, das die Kunststoffmasse durchläuft so daß sie sich zur Platte homogenisiert.
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Vielfach ist es nun erwünscht, diese Platten, die sich bei ihrer
Herstellung mit im wesentlichen glatten hzw. ebenen Oberflächen ergeben, mindestens
auf der einen Seite reliefartig zu hemustern, und sei es nur um das äußerliche Aussehen
der Platten für ihren weiteren Gebrauchszweck gefälliger zu gestalten. Häufig erfüllt
eine solche Bemusterung aller auch einen rein technischen Zweck, wie dies z. 13.
der Fall ist, wenn die Platten zu Schuhsohlen weiterverarbeitet werden, wobei die
Musterung dann unter anderem auch dem Gleitschutz dienen soll.
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Bisher war es erforderlich, zur Erzielung einer solchen Musterung
besondere Reliefpressen zu verwenden und diese Arbeit in einem besonderen zusätzlichen
Arbeitsgang auszuführen, der völlig getrennt von der Herstellung der Platten vorgenommen
werden muß. Dies bedingt aher einen nicht unerhehlicl1en Mehraufwand an apparativer
Einrichtung und auch an Arbeitzeit, was eine ins Gewicht fallende Verteuerung des
Fertigerzeugnisses verursacht.
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Die Erfindung gibt demgegenüber jetzt ein Verfahren an, welches es
ermöglicht, die Kunststoffplatten mit der gleichen Apparatur, die der Fer-
tigung
der Platten dient, und in ein und demselben Arbeitsgang gleich zu bemustern, so
daß hierdurch keinerlei Mehrkosten mehr entstehen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
erreicht, daß die, wie an sich bekannt, unter Wärmezuführung mittels eines Walzwerkes
homogenisierte Kunststoffmasse den Walzen dieses Werkes nur in einer solchen Menge
aufgegeben wird, daß der zwischen diesen Walzen einstellbare Walzenspalt von der
Kunststoffmasse nicht mehr unter normalem Preßdruck vollquetschend ausgefüllt wird,
sondern so, daß sich dadurch auf der dabei auf der Tragwalze des Walzwerks entstehenden
Kunststoffplatte durch Friktion seitens der Gegendruckwalze Wellungen bilden, die
sich dann als Reliefmuster einprägen.
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Untersuchungen haben ergeben, daß auf diese Art zur Erzeugung einer
Reliefmusterung überraschenderweise vollkommen glatte Druckwalzen verwendet werden
können und dann die dabei erzeugte Platte somit gleich fertig bemustert anfällt,
ohne daß dafür ein zusätzlicher Arbeitsgang und eine zusätzliche Einrichtung erforderlich
werden. Besonders zweckdienlich ist es, wenn dabei die die entstehende Platte mitumlaufend
auf sich tragende Walze der ihr gegenüberstehend wirkenden Druckwalze gegenüber
etwas schneller rotierend vorgesehen wird, weil sich dann der gewünschte, durch
Friktion hervorgerufene Effekt in ganz besonderer Güte zeigt. Dies ist um so mehr
noch der Fall, wenn die langsamer rotierende Druckwalze auch eine etwas höhere Temperatur
erhält als die Tragwalze, weil sie dann im gewünschten Sinn noch besser wirksam
werden kann und zugleich die auf der Oberfläche der Platte entstehenden Wellungen
besonders gut als Reliefmuster festdrückt.
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Legt man Wert darauf, die in der angegebenen Weise erzielte Reliefmusterung
noch besonders einprägend zu bearbeiten, so kann es auch in Betracht kommen, zusätzlich
zu den glatten Trag- und Gegenwalzen noch eine besondere parallel zu diesen Walzen
arbeitende ausgesprochene Musterungswalze an sich bekannter Art zu verwenden, die
dann ebenfalls im gleichen Arbeitsgang, in welchem die Kunststoffplatte mit dem
Reliefmuster hergestellt wird, diese im Umlaufverfahren das Reliefmuster noch in
spezieller Weise einprägend beeinflußt.
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Zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist nachfolgend
an Hand der Zeichnüngen in einem Ausführungsbeispiel, schematisch dargestellt, eine
Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens veranschaulicht und auch eine
Darstellung des nach dem Verfahren gewonnenen Erzeugnisses gegeben, aus der die
Vorteile ganz besonders deutlich sichtbar werden, die die Erfindung erzielen läßt.
Es zeigt Fig. I schematisch in Seitenansicht veranschaulicht eine apparative Anordnung,
mittels der das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist, Fig. 2 eine Querschnittsansicht
der neuartig bemustert erzeugten Kunststoffplatte und Fig. 3 eine Draufsicht auf
diese Platte, mit der auf ihrer Fläche erzielten Musterung.
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In Fig. I bedeuten I und 2 zwei glatte Zylinderwalzen eines üblichen
Walzwerkes, die in der eingezeichneten Pfeilrichtung angetrieben, gegeneinander
umlaufen. Zur Veränderung des zwischen diesen Walzen bestehenden Walzenspaltes sind
die Walzen I und 2, wie an sich bekannt, gegeneinander verstellbar. Außerdem sind
die heiden Walzen z. B. durch Dampf auf bestimmte Temperaturen anheizbar. Der zu
Platten zu verarbeitende thermo plastische Kunststoff aus Polyvinylchlorid o. dgl.,
versetzt mit Weichmachungsmitteln, wird diesen Walzen I und 2 von oben her zugeführt
und dann zwischen ihnen durchgedrückt. Da die Walzen eine Temperatur von etwa I60
his 200° C besitzen, wird der Kunststoff dabei thermoplastisch und homogenisiert
sich zufolge seines beigegebenen Weichmachers formierend zu einer gummiartigen Platte
3, die sich bei diesem Vorgang nach dem angegebenen Beispiel geschlossen um die
eine Walze I legt, welche daher als Tragwalze bezeichnet sei. Die Walze I ist dabei
etwas schneller angetrielen als die andere als Druckwalze bezeichnete Gegenlaufwalze
2.
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Für die Fertigstellung der Kunststoffplatte 3 werden die Walzen I
und 2 auf bestimmten Abstand gegeben, und diesem Abstand ist dann die Menge der
Beschickung der Walzen mit Kunststoffmasse genau angepaßt. Wird nämlich dafür gesorgt,
daß nicht mehr an Kunststoffmasse in den Einlauf zwischen die Walzen I und 2 gelangt,
als genau dem Walzenspalt entspricht, dann findet keine Glattpressung der entstehenden
Platte 3 mehr statt. Die Oberfläche der Platte wird vielmehr in Wellungen leicht
aufgestaucht, verursacht durch die Friktion, die die Druckwalze 2 auf die Oberfläche
der Platte 3 ausübt, wobei diese Wellung deshalb um so ausgeprägter wird, weil die
Gegenwalze 2 etwas langsamer umläuft als die Tragwalze I. Die so entstehenden Wellungen
vergrößern stellenweise die Stärke des Querschnitts der Platte 3 und werden dann
beim Durchlauf zwischen den Walzen I und 2 in der Oberfläche der Platte als Reliefmusterung
festgedrückt.
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Hierdurch entsteht eine regelmäßige wellenartige Bemusterung der
Oberfläche der entstehenden Kunststoffplatte in einer Form, wie es schematisch veranschaulicht
etwa der Darstellung in den Fig. 2 und 3 entspricht. Fig. 2 läßt dabei noch erkennen,
wie sich diese Wellung im ganzen Querschnitt der Platte auswirkt, indem sie sich
von der Oberseite her nach der Unterseite allmählich verringert, im übrigen aber
in der ganzen Molekülkette durchläuft. Nach mehrmaligem Umlauf der so mit reliefartig
bemusterter Oberfläche geschaffenen Platte 3 hat sich diese Musterung gleichmäßig
auf der ganzen Breite der Platte verteilt und auch vollkommen gleichmäßig ausgebildet.
Dies ist deshalb möglich, weil sich die Kunststoffmasse auf den angeheizten Walzen
noch in thermoplastischem Zustand befindet und deshalb auch eine gleichmäßige Verteilung
über die ganze Walzenbreite hin ermöglicht.
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Sobald diese Verteilung erfolgt ist, hat sich auch die Musterung
der Oberfläche vollständig gleichmäßig ausgebildet.
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Das Abnehmen der fertigen Platte 3 von der Walze 1 geschieht sodann
durch einen Abstreicher 4, der zu diesem Zweck in seiner Führung 5 gegen die Tragwalze
I angedrückt wird, wie in Fig. I gestrichelt eingezeichnet ist. Dadurch läßt sich
dann die fertige Platte 3' von der Tragwalze I abstreifen, wie an sich bekannt ist:
Da jetzt die bisher auf die Platte einwirkende Zugspannung, verursacht durch ihr
Aufziehen auf der Tragwalze 1, wegfällt, zieht sich die Platte 3 etwas zusammen
und ferner auch infolge der nunmehr möglichen Abkühlung der Platte. Hierdurch verstärkt
sich die erzeugte Reliefmusterung noch.
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Da die Bemusterung unmittelbar bei der Herstellung der Platte geschaffen
wird und nicht nur rein oberflächlich eingedrückt ist, sondern gewissermaßen strukturhaft
eingearbeitet wird, hat die gemusterte Kunststoffplatte auch festigkeitsmäßig ganz
hervorragende Eigenschaften. Sie wird an der welligen Musterungsoberfläche besonders
gut dehnungsfähig und hält dadurch Zug- oder Biegungsbeanspruchungen weit besser
ohne Schaden aus.
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Dies ist vor allem für die Weiterverarbeitung der Platten sehr wichtig
und wertvoll, und zwar ganz besonders für ihre Verwendung z. B. für Schuhsohlen
o. dgl., die beim natürlichen Gebrauch einer ständigen Durchbiegung unterworfen
werden, d. h. in ihrer Außenphase auf Zug beansprucht sind und deshalb durch die
erfindungsgemäße Herstellungsweise nunmehr auch gütemäßig eine wesentliche Verbesserung
erfahren, zumal therm9aAi¼che Kunststoffe an sich auf Zugbeanspruchung sonst etwas
empfindlich sind, vor allem, wenn Kerbwirkung hinzukommt.
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Handelt es sich ferner darum, eine regelmäßige zusätzliche Bemusterung
des neuen Reliefmusters in bestimmter Form zu erhalten, so kann es auch in Betracht
kommen, den Walzen I und 2 noch eine besondere Musterungswalze 6 zusätzlich zuzuordnen,
die die auf der Tragwalze I erzeugte Platte 3 dann ebenfalls im gleichen Arbeitsgang
im Ablaufverfahren einprägend entsprechend bearbeitet. Diese Musterungswalze 6 selbst
wird dabei zweckmäßig kurz vor Abnehmen der Platte 3 in ihre Arbeitsstellung herangedrückt
und ist dann wieder abhebbar. Sie kann auch gleichzeitig zusätzlich zur Gegenwalze
2 zur Wirkung gebracht werden, um eine größere Variation in der Form und der erlangbaren
Bemusterung zu erzielen. Die zusätzliche Musterungswalze 6 kann ferner an sich auch
an der Stelle des Pfeiles 7 angeordnet sein.
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Versuche haben gezeigt, daß man die Ausbildung einer gleichmäßigen
Bearbeitung der Oberfläche der entstehenden Platte 3 entsprechend der Erfindung
auch dadurch sichern kann, daß die Platte während ihrer Entstehung stellenweise
aufgeschnitten oder sogar ausgeschnitten wird, so daß sich Stellen zu starker Materialauftragung
dann ganz von selbst ausgleichen können. Die Stellen ungleicher Materialauftragung
sind dabei durch unterschiedliche, z. B. dunklere Farbtönung leicht erkenntlich.
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PTENTANSPROCHE: I. Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen
Kunststoffplatten, insbesondere aus Polyvinylchlorid, mit reliefartig bemusterter
Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die, wie an sich bekannt, unter Wärmezuführung
mittels eines Walzwerks homogenisierte Kunststoffmasse dem Walzenspalt des Walzwerks
nur in einer solchen geringen Menge aufgegeben wird, daß sich auf der bei ihrem
Durchlauf auf der glatten Tragwalze des Walzwerks entstehenden Kunststoffplatte
durch Friktion seitens der glatten Gegenwalze Wellungen bilden, die sich dann als
Reliefmuster einprägen.