NO164965B - Tredimensjonal formeanordning for dannelse av et hovedsakelig kontinuerlig, tredimensjonalt moenster av preginer i en oppvarmet plastduk. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en tredimensjonal formeanordning for dannelse av et hovedsakelig kontinuerlig, tredimensjonalt mønster av preginger i en oppvarmet plastduk, idet et utvalgt parti av pregingene gjennomhulles i valgte punkter langs overflaten av plastduken, som utsettes.for en trykkforskjell mens den er i kontakt med overflaten av formeanordningen, som omfatter i det minste en gjennomhullet plate som har et første, hovedsakelig kontinuerlig mønster av åpninger som tilsvarer pregingene som skal dannes i duken, idet formeanordningen omfatter en annen, selektivt gjennomhullet plate som har hovedsakelig de samme ytterdimensjoner. og den samme form som den første gjennomhullede platen, og som har et annet mønster av åpninger som tilsvarer de partier av duken som skal preges og gjennomhulles.

En formeanordning som angitt innledningsvis er kjent fra EP-patentansøkning nr 0018020. For å oppnå henholdsvis preging og gjennomhulling av en plastduk ved bruk av den kjente anordning benyttes forskjellige trykkforskjeller, idet de områder som skal gjennomhulles utsettes for større trykkforskjell enn de områder som bare skal preges. Dette gjør det nødvendig å avgrense områdene fra hverandre på en gasstett måte, og områdene må dessuten tilknyttes separate midler for å bevirke og å regulere trykkforskjellene. Inndelingen i forskjellige trykkforskjell-områder gjør anordningen komplisert, og bruken av anordningen kompliseres fordi det må sørges for de forskjellige trykkforskjeller.

Disse ulemper unngås med en anordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som kjennetegnes ved at den annen plate har et tredje mønster av mindre åpninger som tilsvarer de partier av duken som skal preges uten gjennomhulling, idet åpningene i det tredje mønster er tilstrekkelig små til at det ikke skjer gjennombrytning av den oppvarmede duk i de partier av duken som tilsvarer det tredje mønster av åpninger når duken over hovedsakelig hele flaten som skal preges, henholdsvis preges og gjennomhulles, utsettes for en ensartet trykkforskjell som er tilstrekkelig til å bevirke gjennom-nulling i de partier av duken som tilsvarer:det annet mønster av åpninger.

Dermed oppnås at det hovedsakelig er formeanordningens utformning som bestemmer hvilke områder av duken som gjennomhulles og hvilke områder som bare preges. Det må naturligvis sørges for at det opprettes korrekt trykkforskjell, men det er bare en felles trykkforskjell for samtlige områder som trenger å reguleres.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklarest nærmere, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser forstørret, i perspektiv og i adskilt tilstand, en laminert formeanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, idet lagene i de øverste partier av anordningen er adskilt for oversiktens skyld. Fig. 2 viser et fotografi forstørret omtrent' 12 ganger i forhold til virkelig størrelse, av en laminert formeanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse - for å oppnå selektiv gjennomhulling av en plastfilm som utsettes for et fluidtrykk mens den er.i kontakt med anordningen. Fig. 3 viser et fotografi forstørret omtrent 12 ganger, i forhold til virkelig størrelse, av en plastfilm som er formet etter en laminert anordning av den type som.er vist i fig. 2, og selektivt gjennomhullet i de områder der det opprinnelig perforerte lag i laminatet er gjennomhullet. Fig. 4 viser et fotografi forstørret omtrent 12 ganger i forhold til virkelig størrelse, av en selektivt gjennomhullet plastfilm av den type som er vist i fig. 3, etter fjernelse fra formeanordningen vist i fig. 2. Fig. 5 viser i perspektiv et rørformet element dannet ved at en plan, laminert anordning av den type som er vist i fig. 2 er krummet til ønsket krumningsradius, idet de frie ender er sammenføyd. Fig. 6 viser et forstørret og forenklet tverrsnitt etter .. linjen 12-12 i fig. 5, og viser en foretrukket overlappskjø-ting av de frie ender av den laminerte anordning, uten at det tredimensjonale, selektive hullmønster i den laminerte anordning er brutt i skjøteområdet. Fig. 7 viser på lignende måte som fig. 6 en skjøteteknikk som kan benyttes for å sammenføye de frie ender av den laminerte anordning til hverandre uten å bryte det tredimensjonale hullmønster i skjøteområdet. Fig. 8 viser forenklet og skjematisk en fremgangsmåte og en anordning for preging og selektiv gjennomhulling av en plastfilm, i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Mens den foreliggende oppfinnelse skal beskrives i forbin-delse med dannelse av et ensartet teksturert, men selektivt gjennomhullet dekkark på et absorberende bind eller en bleie, er den foreliggende oppfinnelse på ingen måte begrenset til en slik anvendelse. Tvert i mot kan den foreliggende oppfinnelse med stor fordel anvendes i mange situasjoner der det er ønskelig å frembringe en plastfilm eller duk som har et ensartet, tredimensjonalt mønster over hele overflaten, men som er gjennomtrengelig for fluid og/eller gass bare i bestemte punkter langs overflaten av duken eller i visse valgte områder av duken. Mønsteret av hull som dannes kan ha hvilken som helst form, og hullene kan være regulære eller vilkårlige, eventuelt slik at de avgrenser et nettverk, kontinuerlige eller avbrutte, eller hvilken som helst kombinasjon av disse. Den detaljerte beskrivelse av en foretrukket utførelsesform og bruken av denne som dekkark for et bind eller en bleie gjør det mulig for en fagmann også å benytte oppfinnelsen for andre anvendelser.

Fig. 1 viser forenklet og delvis adskilt en foretrukket utførelsesform av en fotoetset, laminert formeanordning 120 i henhold til oppfinnelsen. Den laminerte anordning 120 omfatter flere ark 130, 131, 132, 133, 134 og 135. Hvert ark har et mønster av åpninger. Arkene kan være laget av hvilket som helst.passende material som kan gjennomhulles og . sammenføyes. Rustfritt stål er særlig foretrukket når arkene skal gjennomhulles ved fotoetsing og sammenføyes ved hjelp av kobberbelegg og lodding.

Som det fremgår av fig. 1, er arkene 132, 134 og 135 innbyrdes like. Om ønskelig kan alle arkene i en formeanordning ha likt mønster eller like åpninger. Dette er tilfelle med den utførelsesform av anordningen 210 som er vist i fig. 2. Dersom det imidlertid er ønskelig med et nett av åpninger med minkende størrelse, er det nødvendig å anvende sammen-fallende åpninger med minkende størrelse i etterfølgende ark, eller å dele opp mønstrene av åpninger i retning mot den nederste flate i anordningen. I det sistnevnte tilfellet, som er vist i fig. 1, kan det f. eks anvendes flere like ark anbragt på hverandre, for å oppnå tilstrekkelig dybde i mønsteret i hvert av de ulike partier av anordningen. For å forenkle illustrasjonen er det imidlertid vist et enkelt øverste ark 130 og et enklet mellomliggende ark 131. Arket 130 har et mønster av uregelmessige åpninger 150, 160, 170, som når arket 130 er anbragt på arket 131 hovedsakelig samsvarer med begrensningene som dannes av hvert par åpninger 151, 152, 161, 162 og 171, 172. Tilsvarende er yttergrensene som utgjøres av hver gruppe åpninger, henholdsvis 153, 154,

155, og 156, 163, 164, 165 og 166, og 173, 174, 175 og 176 i arket 132 hovedsakelig innrettet etter ytterkantene dannet av åpningene henholdsvis 151, 152, 161, 162 og 171, 172 i arket 131. Av beskrivelsen foran vil det fremgå hvordan det kan dannes kompliserte tredimensjonale, geometriske utformninger som medfører et kontinuerlig kapilarnett av avtagende størrelse i retning mot den nederste flate på anordningen. Det kan oppnås nesten hvilket som helst ønsket tredimensjonalt mønster.

Som det vil fremgå av fig. 1, er arkene 130, 131, 132, 134 og 135 dannet av et plant ark som opprinnelig er uperforert. For å lette fremstillingen kan arket 133 om ønskelig dannes av et plant ark som opprinnelig omfatter et mønster av små, tettliggende perforeringer 180. Alternativt kan mønsteret av perforeringer 180 dannes samtidig med mønsteret av hull 163', 164', 165', 166', 173", 174', 175', 176' osv.

For å gi understøttelse av filmen eller smeiten som behandles på en formeanordning i henhold til oppfinnelsen, må perforeringene 180 generelt være mindre enn åpningene som dannes i filmen. Forsøk med perforeringer og åpninger som har et forhold mellom maksimale og minimale dimensjoner i nærheten av 1:1 har vist at uønsket gjennombrytning av filmen vanligvis kan unngås når den maksimale dimensjon til de enkelte perforeringer, f. eks diameteren til perforeringene 180 i arket 133, ikke er mer enn omtrent 25 % av den maksimale dimensjon til den minste åpning som skal dannes i filmen, f. eks den maksimale dimensjon til åpningen i filmen som tilsvarer åpningen 174' i arket 133.

Avstanden mellom de enkelte perforeringer, slik som 180, må være tilstrekkelig til at det oppnås at filmen formes i samsvar med formeanordningen når det utøves vakuum på den underste flate av denne. Følgelig vil det bestemte mønster av perforeringer som anvendes i de partier av arket 133 som brukes for å danne de pregede, ikke-gjennomhullede områder av filmen avhenge av hvor kompliserte, store og dype de pregede områder i den ferdige film skal være.

I den viste utførelsesform er arket 133 fortrinnsvis fotoetset med et mønster av åpninger 163', 164', 165', 166', 173', 174', 175' og 176' som tilsvarer åpningene 163, 164,165, 166, 173, 174, 175 og 176 i arket 132. Dette er de områder der gjennomhulling av plastfilmen skal skje. Der plastfilmen skal preges uten å gjennomhulles, er det arket som danner arket 133, som i henhold til en særlig foretrukket utførelsesform opprinnelig er perforert, ikke-fotoetset for å tilsvare mønsteret av åpninger som finnes i naboarket, f. eks åpningene 153, 154, 155 og 156 i arket 132.

I henhold til en alternativ utførelsesform kan arket 133 være dannet av mer enn et enkelt ark, ved å sammenføye et ark slik som 132 med et ark av perforert material, slik som det ikke-gjennomhullede parti 181 av arket 133, i kant mot kantskjøt langs hvilken som helst skillelinje mellom de områder av filmen som bare skal preges og de områder som skal preges og gj ennomhulles.

Når de enkelte ark er meget tynne, kan det også være gunstig å fjerne fullstendig de områder som skal gjennomhulles fra arket 133 langs omkretskantene, og å etterlate naboarkene, i det viste tilfelle arkene 1332 og 134 i disse områder, uten understøttelse av arket 133. Denne spesielle metode ble anvendt ved fremstillingen av formeanordningen 210 vist i fig. 2.

I henhold til den annen utførelsesform kan det anvendes et selektivt gjennomhullet ark 133 som det underste ark i laminatet. I dette tilfellet fjernes de partier av arket 133 som tilsvarer mønsteret i den ferdige film. Ved å opprettholde det selektivt gjennomhullede ark 133 uavhengig av resten av den laminerte anordning, kan mønsteret av selektive åpninger som skal dannes i filmen forandres bare ved å. skifte ut arket med selektive åpninger.

Den foreliggende oppfinnelse medfører en videre fordel i forhold til kjent teknikk når det er ønskelig å prege plastfilmen i forskjellige dybder. I en slik situasjon kan et selektivt gjennomhullet ark inngå på et eller flere steder i formeanordningen, for å danne flere pregenivåer og selektiv gjennomhulling i den ferdige film.

Uansett hvilken fremgangsmåte som velges for å danne det gjennomhullede ark 133 vist i fig. 1, utsettes fortrinnsvis den laminerte formeanordning 120 for en ensartet trykkforskjell mens en opprinnelig uperforerert duk av plastfilm med hovedsakelig ensartet temperatur er i kontakt med den øverste flate. Det er tidligere nevnt at duken kan tilføres i form av en film fra en forrådsrull, eller ekstruderes som en smelte direkte på formeanordningen i henhold til oppfinnelsen. Uansett hvilken form plasten tilføres i vil trykkfor-skjellen bevirke at den oppvarmede film formes over hele flaten. På grunn av understøttelsen mot filmen fra det ikke-etsede, perforerte parti 181 på arket 133 formes filmen etter formeanordningen 120 uten å briste. I områder av anordningen der arket 133 omfatter samsvarende åpninger 163', 164', 165', 166', 173', 174', 175' og 176' skjer imidlertid preging og gjennombrytning av filmen i samsvar med mønsteret av åpninger.

Plasseringen vertikalt, dvs i z-retningen av et gjennomhullet ark, f. eks arket 13 3, i en laminert anordning i henhold til oppfinnelsen bestemmer trekkedybden for filmen som behandles. Feilaktig plassering i z-retningen kan imidlertid også bevirke uønsket gjennomhulling av filmen. Dersom den gjennomhullede duk anbringes i for stor avstand fra den øvre flate av laminatet, får ikke filmen noen understøttelse før den gjennombrytes. På den annen side, dersom en gjennomhullet duk anbringes for nær den øvre flate av den laminerte anordning , kan pregedybden i den ferdige film være util-strekkelig til å frembringe ensartet utseende over både de gjennomhullede og ikke-gjennomhullede områder av duken . Den bestemte plassering i z-retningen av det gjennomhullede lag avhenger av flere variable, som må tas i betraktning for å oppnå de ønskede resultater. De viktigste faktorer er: (a) de rheologiske egenskaper i plastmaterialet som skal

behandles.

(b) temperaturen i plastmaterialet under deformasjonen.

(c) deformasjonsgraden.

(d) størrelsen og formen av de gjennomhullede og ikke-gjennomhullede deformasjoner som skal dannes i duken, og (e) temperaturen i den laminerte formeanordning.

De rheologiske egenskaper til plastmaterialet som er av primær interesse i denne sammenheng er "avspenningstiden" til materialet, generelt beskrevet på sidene 90 - 95 i 1971-utgaven av Mechanical Properties of Solid Polymers, av I.M. Ward, John Wiley & Sons, New York, og "forlengelses-viskositeten" til materialet, generelt beskrevet på sidene 184 - 190 i 1979-utgaven av Principles of Polymer Processing, av Z. Tadmer og C. Gogos, John Wiley & Sons, New York. Avspenningstiden er en karakteristisk tidskonstant for minskningen av spenning som funksjon av tiden, mens for-lengelsesviskositeten er et mål for motstanden i materialet mot hurtig deformasjon under normal spenning. Generelt har forsøk vist at for materialer med korte avspenningstider og lave forlengelsesviskositeter er en større tøyning av materialet mulig før brudd. Således kan plasseringen av laget som er selektivt gjennomhullet generelt økes for slike materialer.

Når temperaturen i' plastmaterialet og formeanordningen økes, er det generelt funnet lettere å tøye materialet uten brudd. Følgelig muliggjør økede temperaturer anbringelse av laget som er selektivt gjennomhullet på større dybde.

Derimot er det vanskeligere å tøye materialet uten brudd når den plastiske deformasjon skjer hurtigere. Derfor foretrekkes en mindre dyp plassering når deformasjonen skjer hurtigere.

Endelig vil dimensjonen og geometrien for deformasjonen i stor grad påvirke anbringelsesdybden i z-retningen for laget som er selektivt gjennomhullet. For åpninger som har et lengde- til breddeforhold som nærmer seg 1:1, bør plasseringsdybden være mindre desto større hullet er. Tilsvarende bør plasseringsdybden være mindre desto mer uregelmessig geometrien er.

Det vil naturligvis forstås at disse kriterier må bedømmes i hvert enklet tilfelle for å oppnå en optimal anbringelse av z-retningen av det selektivt gjennomhullede lag i en bestemt situasjon.

Fordi trekkedybden for filmen kan bestemmes ved passende anbringelse i z-retningen av det selektivt gjennomhullede lag 133, slik som forklart ovenfor, kan det oppnås en selektiv gjennomhulling av plastfilmen i utvalgte punkter eller i utvalgte områder uten at det må anvendes forskjellige fluidtrykk mot den undre flate av formeanordningen og uten at filmen må oppvarmes til forskjellige temperaturer langs overflaten. Følgelig muliggjør den foreliggende oppfinnelse en tredimensjonal teksturering av en bevegelig plastduk i kombinasjon med selektivt gjennomhulling av utvalgte punkter eller områder på duken. De gjennomhullede punkter eller områder kan ha hvilken som helst ønsket form, isolert eller ikke-isolert fra hverandre og kontinuerlige eller diskonti-nuerlige i behandlingsretningen for duken. Som det vil forstås, er dette meget vanskelig, eller umulig, å oppnå ved kjent teknikk ved bruk av variabelt vakuum og variable temperaturer.

I tillegg til de ovenfor nevnte fordeler oppnås med den foreliggende oppfinnelse en annen fordel som ikke oppnås med tidligere kjent teknikk. I situasjoner der det ønskes meget store, ikke-gjennomhullede preginger er det meget vanskelig å prege plastmaterialet fullstendig uten at det brister. Dette skyldes mangelen på understøttelse av filmen i de store områder som skal preges. Bruken av et lag som oppviser et mønster av små perforeringer, slik som perforeringene 180 i området 181 i laget 133, i en laminert formeanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse gir lokal understøt-telse av filmen under pregeoperasjonen. Et slik lag, som i henhold til en særlig foretrukket utførelsesform er selektivt gjennomhullet, muliggjør effektiv preging av filmen til nesten hvilken som helst ønsket dybde i mønster som omfatter meget store deformasjoner, uten at det forårsakes uønsket brudd.

Mens korrekt anbringelse i z-retningen av det selektivt gjennomhullede lag, f. eks laget 133, er nødvendig for effektivt å styre gjennomhullingen av filmen, skal det nevnes at det også foretrekkes å hindre at de partier av filmen som gjennomhulles brettes rundt den nederste flate av formeanordningen ved brudd. Dette hindrer mekanisk låsing av filmen til formeanordningen, og gjør det relativt enkelt å fjerne filmen fra formeanordningen. I henhold til en særlig foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen kan dette oppnås ved å benytte ytterligere lag, f. eks lagene 134 og 135, under det selektivt gjennomhullede lag. Disse ytterligere lag hindrer de gjennombrutte partier av filmen i å nå den nederste flate på formeanordningen.

Fig. 2 viser et fotografi forstørret omtrent 12 gangrer i forhold til virkelig størrelse, av en foretrukket utførelses-form av en formeanordning 210 i henhold til oppfinnelsen. Formeanordningen 210 har et vilkårlig mønster av små åpninger, hver avgrenset av flere sammenhengende, fiber-lignende elementer. Den er dannet ved at flere ark er lagt på hverandre med mønstrene av åpninger innbyrdes innrettet etter hverandre, og lagene er sammenføyd. Et vilkårlig mønster av små åpninger, 215 - 128 forløper tvers igjennom fra den øverste flate 211 til den nederste flate av anordningen 210.

Det øverste lag i anordningen 210 er utstyrt med flere spor 212, for å gi ønsket overflateruhet. Det parti av anordningen 210 som er til venstre for skillelinjen 241 tilsvarer det parti av plastfilmen som skal gjennomhulles. Det parti av formeanordningen 210 som er til høyre for skillelinjen 241 er utstyrt med en perforert, men uetset lag 233 mellom det øverste og nederste lag. Dette utgjør en støtteflate for de partier av plastfilmen som skal preges men ikke gjennomhulles .

Det regelmessige mønster av perforeringer 280 i det uetsede parti 281 på laget 233 muliggjør anvendelsen av et jevnt fluidtrykk, fortrinnsvis vakuum, mot den nederste flate av den oppvarmede plastfilm som bringes i kontakt med formeanordningen 210, slik at det oppnås en effektiv preging av filmen i de områder der gjennomhulling ikke er ønsket. De partier av filmen som ikke understøttes av det perforerte parti 281 på laget 233 med selektiv gjennomhulling, dvs. de partier som er til venstre for skillelinjen 241, blir ikke bare preget, men også gjennomhullet. Som vist i fig. 3, vil anvendelsen av ensartet vakuum mot den underste flate på formeanordningen 210 medføre at den selektivt gjennomhullede plastfilmen 320 får en hovedsakelig ensartet, tredimensjonal tekstur over hele overflaten.

De lagene som brukes for å danne formeanordningen, omfattende det selektivt gjennomhullede lag 233, kan fremstilles ved hjelp av teknikker for fotoetsing. Disse teknikker gjør det mulig å velge nøyaktig hvilke områder som skal gjennomhulles og hvilke områder som skal preges, men ikke gjennomhulles i plastfilmen. Avhengig av størrelsen og antallet av preginger er det også mulig å fremstille et lag som er egnet til bruk i formeanordninger i henhold til den foreliggende oppfinnelse ved hjelp av mer konvensjonelle teknikker, f. eks punching, stansing og bearbeidelse uten direkte kontakt.

Fig. 3 viser et fotografi forstørret omtrent 12 ganger, av en 0,035 mm tykk polyetylenfilm 320, som er preget og selektivt gjennomhullet i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, på en formeanordning av den type som er vist i fig. 2. De partier av filmen 320 som er til venstre for skillelinjen 241, som faller sammen med kanten til det perforerte lag 233, har åpninger 215', 216', 217' og 218' som tilsvarer åpningene 215, 216, 217 og 218 i formeanordningen 210. De partier av

filmen 320 som er til høyre for skillelinjen 241 har pregede, men ikke gjennomhullede, områder 250', 251', 252' og 253' som tilsvarer åpningene 250, 251, 252 og 253 i formeanordningen 210. Filmen 320 vist i fig. 3 er fremdeles i kontakt med en formeanordning 210 av den type som er vist i fig. 2. De fleste av de mørke flekker 380 i de partier av filmen som er til høyre for skillelinjen 241 er ikke perforeringer, men

skyldes delvis synligheten til perforeringene 280 i det selektivt gjennomhullede lag 233 og delvis en viss deformasjon av filmen som har skjedd under formeoperasjonen. Dette er noe tydeligere i fig. 4, der en selektivt gjennomhullet film 320 av den type som er vist i fig. 3 er fjernet fra formeanordningen 210.

Fordi fotoetseteknikken som anvendes for å danne de fore-trukne formeanordninger i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan benyttes for å danne ekstremt små åpninger, er det vanskelig å oppdage noen forskjell i teksturen og utseendet mellom de gjennomhullede og ikke-gjennomhullede områder av filmen 320 når denne ses i virkelig størrelse med det blotte øye. Denne forskjell blir enda mindre tydelig når den selektivt gjennomhullede film anvendes som dekklag for en bleie eller et sanitetsbind, idet det absorberende material som befinner seg under de gjennomhullede partier av plastfilmen 320 har en farge som hovedsakelig er lik fargen til filmen.

Formeanordningen i henhold til oppfinnelsen kan ved hjelp av konvensjonell teknikk utformes som et rørformet formeelement 460, slik som vist i fig. 5. I motsetning til hva som kunne ventes, er det påvist at slik forming av den plane laminat-struktur til rørform, ikke gir noen tendens til delaminering av strukturen, forutsatt at operasjonen som benyttes for å sammenføye lagene utføres korrekt. Når det er meget kompliserte mønstre i laminatstrukturen er det funnet at anbringelse av et tynt ark av uretan på begge sider av laminatstrukturen når denne passerer metallrullene minsker risikoen for å skade det fine mønster når elementet formes til den ønskede rørform.

Ytterflaten 464 av det rørformede formeelement 460 benyttes for å prege og selektivt gjennomhulle plastduker som bringes i kontakt med elementet, mens innerflaten 465 av det rørformede element hovedsakelig ikke kommer i kontakt med plastduken under formeoperasjonen. Som vist i fig. 5 kommer de partier av plastduken som skal gjennomhulles i kontakt med det rørformede element i områder 47 0, der det selektivt gjennomhullede lag har et mønster av åpninger som samsvarer med mønsteret på de andre lag i formeanordningen, mens de øvrige partier av formeanordningen utgjør de områder der det selektivt gjennomhullede lag ikke har noe mønster av åpninger som tilsvarer mønsteret av åpninger i de øvrige lag. Mens hele overflaten av filmen således får hovedsakelig ensartet, tredimensjonalt tekstur og utseende, vil bare partiene 470 bli gjennomhullet.

Det rørformede element 460 vist i fig. 5 kan benyttes som foremoverflate på en prege- og gjennomhullingssylinder 555 i en prosess av den type som er vist i fig. 8, idet prosessen er nærmere beskrevet i US-patent 4.151. 240.

Lamineringsteknikker gjør det mulig å sammenføye de frie ender av en formeseksjon til hverandre eller å sammenføye en formeseksjon til en annen seksjon med lignende mønster og med hovedsakelig kontinuitet i det selektivt gjennomhullede, tredimensjonale mønster gjennom hele anordningen i sammen-føyningsområdet. Lamineringsteknikken kan også med fordel benyttes for å sammenføye flere små formeseksjoner til hverandre dersom det av en eller annen grunn er upraktisk å danne de enkelte lag i tilstrekkelig store dimensjoner.

Fig. 6, som viser et forenklet tverrsnitt eller linjen 12-12 i fig. 5, viser en foretrukket måte å sammenføye de frie ender av det rørformede element 460 til hverandre, for å danne en enhetlig, rørformet anordning som hovedsakelig ikke har noen diskontinuitet i det selektivt gjennomhullede, tredimensjonale mønster i sammenføyningsområdet. Ved utførelsesformen vist i fig. 6 er det dannet en overlappskjøt ved at de frie ender av den plane, fotoetsede, laminerte konstruksjon som det rørformede element 460 er dannet av rager ut på en slik måte at det ligner en rekke parallelle trappetrinn. Kantene av trappetrinnene kan dannes ved passende plassering av lagene før sammenføyningen, eller ved hjelp av bearbeiding uten direkte kontakt etter at konstruksjonen er sammenføyd. Ettersom mønsteret i hvert av de fotoetsede lag er nøyaktig bestemt og helt reproduserbart, vil forming av den plane, laminerte konstruksjon til rørform bevirke at de frie ender blir innrettet etter hverandre i trinn slik som vist i fig. 6. Dersom de små forskjeller i krumningsradius, for de enkelte lag i laminatet ses bort i fra, vil således de samsvarende deler av mønsteret i laget 570 passe sammen i skjøten 571, samsvarende deler av mønsteret i laget 572 vil passe sammen med hverandre i skjøten 573, samsvarende deler av mønsteret i laget 574 vil passe sammen i skjøten 575, samsvarende deler av mønsteret i laget 576 vil passe sammen i skjøten 577, samsvarende deler av mønsteret i laget 578 vil passe sammen i skjøten 579 og samsvarende deler av mønsteret i laget 580 vil passe sammen i skjøten 581. Som det fremgår av fig. 6, ligger ingen av skjøtene radialt på linje med hverandre, men det selektivt gjennomhullede, tredimensjonale mønster på det rørformede element 460 mellom ytterflaten 464 og innerflaten 465 er hovedsakelig likt i alle punkter langs omkretsen av det rørformede element, også i skjøteområdene. Videre har hele skjøten mye høyere styrke enn en buttskjøt, pga den av-stivende virkning som lagene har på hverandre. En slik skjøt som vist i fig. 6 dannes fortrinnsvis ved påføring av en legering med lavt smeltepunkt i skjøteområdet, idet det benyttes enten en skjærebrenner eller en ovn. Legeringen med lavt smeltepunkt fester seg til lagene uten å danne noen vesentlig diskontinuitet i skjøteområdet, ved en temperatur som er tilstrekkelig lav til at den ikke har noen skadelig virkning på kopperloddingen i konstruksjonen. Alternativt kan skjøten loddes i ovn på samme måte som den laminerte konstruksjon, forutsatt at områdene utenfor skjøten beskyttes mot varmen.

Fig. 7 viser en annen skjøteteknikk som om ønskelig kan benyttes for å sammenføye de frie ender av laminerte konstruksjoner i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Det må imidlertid utvises forsiktighet for å hindre at de lag som ikke er nabolag sammenføyes med hverandre ved deres frie kanter under ovnloddingen mens laminatkonstruksjonen er i plan tilstand. En metode for å unngå slike problemer er midlertidig å anbringe tynt keramisk papir mellom lagene som ikke er nabolag, ved de blottlagte kanter under den plane fase av loddeoperasjonen.

Ved utførelsesformen vist i fig. 7 er de frie kanter av det rørformede element 460' sammenføyd på en slik måte at dersom det ses bort fra de små forskjeller i krumningsradius for de enkelte lag, passer samsvarende partier av mønsteret i laget 570' sammen i skjøten 571', samsvarende partier av mønsteret i laget 572' passer sammen i skjøten 573', samsvarende partier av mønsteret i laget 574' passer sammen i skjøten 575', samsvarende partier av mønsteret i laget 576' passer sammen i skjøten 577', samsvarende partier av mønsteret i laget 578' passer sammen i skjøten 579', og samsvarende partier av mønsteret i laget 580' passer sammen i skjøten 581'. Således er ingen skjøt radialt på linje med noen annen skjøt i de enkelte lag, og det tredimensjonale selektivt gjennomhullede mønster fra ytterflaten 464' til innerflaten 565' i det rørformede element 460' er hovedsakelig kontinuerlig i alle punkter langs omkretsen av trommelen, inkludert i skjøteområdet mellom de frie ender.

Det er således dannet en sylindrisk formeanordning som oppviser et hovedsakelig kontinuerlig mønster rundt hele omkretsen. Dette muliggjør kontinuerlig dannelse av en plastduk som har det ønskede, selektivt gjennomhullede, tredimensjonale mønster uten skjøter av den type som dannes med tidligere kjente formeanordninger. Det vil forstås at den foreliggende oppfinnelse med stor fordel kan anvendes for å fremstille selektivt gjennomhullede plastduker som har nesten hvilket som helst tredimensjonalt mønster og hvilke som helst egenskaper eller ønsket utseende.

Avhengig av hvordan de selektivt gjennomhullede lag plasseres i forhold til andre lag i laminatet, kan det være mulig å utelate sammenføyning mellom de lag som befinner seg mellom det selektivt gjennomhullede lag og ytterflaten av det rørformede element og det selektivt gjennomhullede lag. Ved et slikt arrangement vil utskifting av de ytterste lag som en sammenhengende enhet muliggjøre en rask forandring av det tredimensjonale pregemønster som skal benyttes for duken, under opprettholdelse av den samme skillelinje mellom de gjennomhullede og ikke-gjennomhullede områder.

Fleksibiliteten til de fotografiske teknikker gjør det mulig å danne nesten hvilken som helst ønsket konstruksjon ved å innarbeide bestemte, ønskelige særpreg i hvert lag og deretter fotografisk å forminske eller forstørre mønsteret i hvilken som helst målestokk i det fotoetsede laminat. Ved andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan benyttes fotogra-fier av eksisterende konstruksjoner som har de ønskelige særpreg, for å danne et eller flere fotoetsede laminater. En stabel som består av enkeltvise laminater med forskjellige mønstere og omfatter i det minste et selektivt gjennomhullet laminat i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan deretter sammenføyes for å frembringe en laminert formeanordning som har særpreg og egenskaper som ikke kan oppnås ved hjelp av tidligere kjent teknikk.

En særlig foretrukket fremgangsmåte for kontinuerlig dannelse av pregede, selektivt gjennomhullede plastfilmer som kan danne en rørformet formeanordning av den type som er vist i fig. 6 og 7 er vist skjematisk i fig. 8. Denne fremgangsmåte er beskrevet i US-patent 4.151.240. En særlig foretrukket innretning 540 av den type som er beskrevet i nevnte patent er vist skjematisk i fig. 8. Den omfatter et filmforråd 541 som gir konstant strekk, en anordning 543 for preging og gjennomhulling, samt en spoleanordning 545 som gir konstant strekk, for å føre filmen forover. En ramme, lager, under-støttelser o.l. som nødvendigvis må inngå i innretningen 540 og ikke vist eller beskrevet i detalj, for å forenkle beskrivelsen av den foreliggende oppfinnelse, idet det vil forstås at slike detaljer vil være velkjente for en fagmann. Innretningen 540 vist i fig. 8 omfatter midler for kontinuerlig å omdanne et bånd av termoplastisk film 550 til en preget selektivt gjennomhullet film ved at det rettes stråler av varm luft mot en overflate av filmen mens det utøves vakuum ved den motsatte overflate av filmen, og mens det holdes tilstrekkelig styring med filmen 5 50 til hovedsakelig å unngå rynking og/eller makroskopisk oppsvulming av filmen. Som det vil bli beskrevet nærmere i det følgende, omfatter innretningen 540 midler for å opprettholde konstant strekk i filmen både foran og bak den sone der temperaturen er høyere enn mykningstemperaturen for filmen, men i nevnte sone skjer det hovedsakelig ikke noen strekking i bevegelsesretningen eller på tvers av denne som gir noen makroskopisk tøyning av filmen. Strekket er nødvendig for å styre og glatte ut et bevegelig bånd av termoplastisk film, og sonen uten stekk oppstår ved at temperaturen er tilstrekkelig høy til å mykne filmen og derved muliggjøre preging, og når ønskelig gjennomhulling av denne ved utøvelsen av vakuum mot innsiden av det laminerte, rørformede element. Fig. 8 er sterkt forstørret og viser innretningen delvis gjennomskåret, for å vise forskjellen mellom de pregede, ikke-gjennomhullede partier 590 og de pregede og gjennomhullede partier 591 av filmen 550, slik det skal beskrives nærmere i det følgende. De pregede, ikke-gjennomhullede partier 590 av filmen 550 er dannet av de partier av formeanordningen 460 som tilsvarer de ikke-samsvarende partier av det selektivt gjennomhullede lag, mens de pregede og gjennomhullede partier 591 av filmen tilsvarer de partier 570 av den rørformede formeanordning som inneholder de samsvarende partier av det selektivt gjennomhullede lag.

Som det fremgår av fig. 8, omfatter prege- og gjennomhul-lingsanordningen 543 en roterbart lagret sylinder 555 for preging og selektiv gjennomhulling av plastfilmer som kommer i kontakt med sylinderen, som har lukkede ender 580, en ikke-roterende, tredelt vakuum-manifoldanordning 556 og midler 5 59 for å tilføre stråler av varm luft. Vakuum-manifoldan-ordningen 556 omfatter tre manifolder 561, 562 og 563. Fig. 8 viser dessuten en fritt roterende lederrulle 565, en drevet, roterende lede- og kjølerulle 566 og en myk rulle 567 (f. eks av lavdensitetneopren) som drives av kjølerullen. Ved å anordne midler (ikke vist) for uavhengig regulering av vakuumet i de tre vakuum-manifolder, vil et termoplastbånd av film som beveges rundt et parti av sylinderen 55 5 utsettes for et visst vakuum fra manifolden 561, et annet vakuum fra manifolden 562 og et tredje vakuum fra manifolden 563. Som det skal beskrives nærmere i det følgende, muliggjør vakuumet fra manifolden 561 opprettholdelse av strekket i filmen foran trommelen, vakuumet fra manifolden 562 muliggjør preging og selektiv gjennomhulling av filmen når varm luft rettes radialt mot filmen, og vakuum fra manifolden 563 muliggjør kjøling av filmen til under mykningstemperaturen samt strekk i filmen etter trommelen. Om ønskelig kan den flate på sylinderen 55 5 som kommer i kontakt med filmen forvarmes før den kommer til manifolden 562, ved hjelp av kjente midler (og derfor ikke vist), for å forbedre tilpasningen av plastfilmer som består av flytehindrende polymerer under pregingen og gjennomhullingen. Spalten 570 mellom kjølerullen 566 og den myke rullen 567 har lavt trykk, fordi høyt trykk ville flate ut de tredimensjonale preginger som er dannet i filmen på den nevnte måte. Imidlertid vil også et lavt trykk i spalten 57 0 sammen med vakuumet fra manifolden 5 63 bidra til at det unngås overføring av strekk mellom utløpet fra trommelen og prege- og gjennomhullingspartiet på sylinderen 555, og muliggjør at spalten 570 kan trekke den pregede og gjennomhullede film fra sylinderen 555. Når luft som suges av vakuumet gjennom de gjennomhullede partier på 591 på filmen og inn i manifolden 5 63, vil dette normalt hjelpe til med å kjøle filmen til under mykningstemperaturen, og strømmen av kjølemiddel gjennom kjølerullen 566, vist med pilene 573, 574 i fig. 8 vil bidra til å kjøle de ikke-gjennomhullede partier 590 av filmen 550.

Den første vakuum-manifold 561 og den tredje vakuum-manifold 563 som befinner seg inne i sylinderen 555 muliggjør opprettholdelse av hovedsakelig konstant strekk i den bevegelige filmen foran og etter trommelen, mens partiet av filmen ved den annen vakuum-manifold 562 inne i sylinderen 555 utsettes for varme og vakuum som hindrer strekk, for å bevirke preging og gjennomhulling av filmen. Filmforrådet 541 gir konstant strekk i filmen og anordningen 545 som driver filmen forover med konstant strekk kan om ønskelig tilsvare deler av en innretning vist og beskrevet i US-patent nr 3.674.221. Innretningen 543 omfatter den roterbare prege- og gjennomhullingssylinder 555, midler (ikke vist) for å rotere sylinderen 555 med avpasset periferihastighet, den ikke roterende, tredelte vakuum-manifoldanordning 556 inne i sylinderen 555, midler (ikke vist) for å utøve et bestemt vakuum inne i de tre manifolder 561, 562 og 563, samt midler 559 for tilførsel av varm luft.

Sylinderen 555 kan fremstilles hovedsakelig i samsvar med US-patentet 4.151.240, men den rørformede, laminerte formeanordning 460 av den type som er vist i fig. 5 erstatter den perforerte, rørformede formeflate som er beskrevet i patentet. Endene 5 80 er festet tett til kantene av formeanordningen, og hele sylinderen 555 bæres ved hjelp av en aksel 463 som er ført gjennom sentrum av sylinderen og festet til endene 580.

Claims (1)

1. Tredimensjonal formeanordning (120, 210, 460) for dannelse av et hovedsakelig kontinuerlig, tredimensjonalt mønster av preginger (590, 591) i en oppvarmet plastduk (550), idet et utvalgt parti av pregingene (591) gjennomhulles i valgte punkter langs overflaten av plastduken, som utsettes for en trykkforskjell mens den er i kontakt med overflaten av formeanordningen, som omfatter i det minste en gjennomhullet plate (130, 132, 134, 135) som har et første, hovedsakelig kontinuerlig mønster av åpninger (150 - 156, 160 - 166, 170 - 176; 215 - 218) som tilsvarer pregingene som skal dannes i duken, idet formeanordningen omfatter en annen, selektivt gjennomhullet plate (133; 233) som har hovedsakelig de samme ytterdimensjoner og den samme form som den første gjennomhullede platen, og som har et annet mønster av åpninger (163' - 166', 173' - 176'; 215' - 218') som tilsvarer de partier av duken som skal preges og gjennomhulles,karakterisert ved at den annen plate (133; 233) har et tredje mønster av mindre åpninger (180; 280) som tilsvarer de partier (181; 281) av duken som skal preges uten gjennomhulling, idet åpningene (180; 280) i det tredje mønster er tilstrekkelig små til at det ikke skjer gjennombrytning av den oppvarmede duk i de partier av duken som tilsvarer det tredje mønster av åpninger når duken over hovedsakelig hele flaten som skal preges, henholdsvis preges og gjennomhulles, utsettes for en ensartet trykkforskjell som er tilstrekkelig til å bevirke gjennomhulling i de partier av duken som tilsvarer det annet mønster av åpninger.