DE2056270A1 - Plastic film embossing calender - with the press roller cooled and driven by a cooling roller - Google Patents

Abstract

The calender has one or more pre-heating rollers and a treating station with an embossing roller and a press roller whereby a cooling roller lies against the press roller drawing off the heat from the plastic sheet. Pref. the embossing and press rollers are driven by the cooling roller and the diameter ratio of the embossing roller to the press roller is from 1 - 2 : 1.

Description

"Prägekalander für Kunststoffbahnen" Die Erfindung bezieht sich auf einen Prägekalander für Kunststoffbahnen mit einer oder mehreren Vorheizungs- und einer Behandlungsstation mit einer PrNge- und einer Presseurwalze."Embossing calender for plastic webs" The invention relates to an embossing calender for plastic webs with one or more preheating and a treatment station with a PrNge and an impression roller.

Es sind Kalander zum Behandeln von Kunststoffbahnen, deren Laminaten aber auch zum Behandeln von mit Kunststoffschichten bedeckten Trägern sowie zur thermoplastischen Verformung dieser Bahnen und Schichten bekannt. Diese bekannten Kalander befriedigen aber insbesondere, was die KUhlung des Presseurs der Behandlungsstation betrifft, nicht. Bei diesem Presseur handelt es sich in der Regel um eine mit einem Gurrimibelag versehene rohrartige Stahlwalze. Die in der Vorheizungsstation erhitzte Kunststoffbahn überträgt nun einen Teil ihrer Wärme an diesen Presseur, die abgeführt werden muss. Infolge der verfahrenstechnisch bedingten Ausführung des Presseurs ergeben sich hi*rbei Schwierigkeiten. Es sind Lösungen bekannt geworden, wonach der Presseur von innen gekühlt wird, aber selbst der Einbau eines Verdrängungskörpers im Innern aber Walze und hohe Pumpenleistungen rur das Kühlmedium ist, der Iscliereigenschaft des Gummi zufolge, durch den bei dieser Anordnung die rrr.e abgeführt werden muss, ein Effekt nur bei langsam laufender Anlage zu erwarten. There are calenders for treating plastic webs, their laminates but also for treating carriers covered with plastic layers and for known thermoplastic deformation of these webs and layers. These well-known However, calenders are particularly satisfactory when it comes to cooling the impression roller of the treatment station does not apply. This impression roller is usually one with a Tubular steel roller with a rubber coating. The one heated in the preheating station Plastic web now transfers part of its heat to this impression roller, which is dissipated must become. As a result of the procedural-related execution of the impression roller difficulties arise here. Solutions have become known, according to which the impression roller is cooled from the inside, but even the installation of a displacement body Inside, however, there is a roller and high pump performance for the cooling medium, the insulation property of According to rubber, through which the rrr.e discharged in this arrangement must be expected, an effect only when the system is running slowly.

Es hat daher eine andere Anordnung, bei welcher der Presseur aussen befeuchtet wird, immer grössere Anwendung gefunden. Es wird hierbei ein hauchdünner Wasserfilm aufgetramens der unter Wärmeentzug verdunstet. Als Nachteil } sich tezeirt, dass einmal diese Anordnung, nicht bei allen geometrisch möglichen Lagen der Prägestation anwendbar ist und zun anderen, dass schon ein ganz geringer örtlicher Wasserüberschuss zu Flecken auf der Kunststoffbahn führt. Zur Behebung dieses Mangels sind z.T.It therefore has a different arrangement in which the impression roller is on the outside is moistened, found ever greater application. It will be a very thin one A film of water that evaporates with the removal of heat. As a disadvantage that once this arrangement, not with all geometrically possible positions of the embossing station is applicable and, on the other hand, that even a very small local excess of water leads to stains on the plastic sheet. To remedy this deficiency are partly

komplizierte Abrakel- bzw. Abquetschsysteme geschaffen worden.Complicated doctoring or squeezing systems have been created.

Die vorliegende Erfindung bezweckt,diese Nachteile zu umgehen.The present invention aims to obviate these disadvantages.

Sie zeichnet sich dadurch aus, dass an der Presseurwajze eine Kühlwalze anliegt, um die von der Kunststoffbahn zugef@hrte WSrme abzuführen.It is characterized by the fact that there is a cooling roller on the impression roller is applied to dissipate the heat supplied by the plastic sheet.

Die Erfindung wird anschliessend anhand von Figuren erläutert.The invention will then be explained with reference to figures.

Es zeigen in rein schematischer Darstellung: Fig. 1 eine bekannte Ausführung eines Kalanders, Fig. 2 eine Ausführung gemäss der Erfindung mit horizontal angeordneten Vorhelzwalzen, Fig. 3 eine erfindungsgemässe Ausführung, eines Kalanders mit zum Teil vertikal, zum Teil horizontal angeordneten Vorheizwalzen, zum Prägen und Kaschiereng Fig. 4 eine weitere Kalanderanordnung zum Prägen und Kaschieren, Fig. 5 einen Kalander mit senkrecht angeordneten Heizwalzensetzen, zum Herstellen einer dreischichtigen Materialbahn, Fig. 6 einen Kalander mit auf gleicher flöhe angeordneten Verheizwalzen und Prägewalze.In a purely schematic representation: FIG. 1 shows a known one Execution of a calender, FIG. 2 shows an embodiment according to the invention with horizontal arranged pre-heating rollers, 3 shows an embodiment according to the invention, a calender with partly vertical and partly horizontal preheating rollers, for embossing and laminating. FIG. 4 shows a further calender arrangement for embossing and Laminating, Fig. 5 a calender with vertically arranged heating roller sets, for Production of a three-layer material web, FIG. 6 a calender with the same Flöhe arranged heating rollers and embossing roller.

Beim Kalander gemäss Fig. 1 gelangt bekannterweise eine zu behandelnde Materialbahn 1 von einer nicht dargestellten Abwicklungsvorlage über eine gummierte Anpresswalze 2 vollflächig anliegend auf eine Helztrommel 3. Die Matorialbahn 1 erwErmt sich auf dieser lleiztrommel 3 auf Prägetemperatur. Ein Infrarotstrahler 5 - es kann auch ohne diesen gearbeitet werden - trägt dafür Sorge, die die Materialbahn 1 auf ihrem Wege vom Scheitert punkt der Heiztrommel 3 bis zum Prägespalt, welcher zwischen einer als Prägewalze dienenden gravierten Walze 7 und einer Presseurwalze 9 gebildet wird, ihre Temperatur beibehält. In diesem Prägespalt erfolgt die Verformung der Materialbahn, wobei es sich als wirkungsvoll erwiesen hat, das zu verf ormende Material noch eine Weile mit der gravierten Walze 7 in Berihrung zu belassen und erst über eine Abnahmewalze 11 zu dem nicht dargestellten KUhl-, Kantenbeschnitt - und Aufwickelungsaggregat zu führen. Es lässt sich dabei nicht vermeiden, dass auch der Presseurwalze 9 durch ie Materialbahn 1 erhebliche Wurde zugeführt wird. Da die Presseur walze 9 meist aus einer gummierten Stahihülse bestei'ü, nützt eine innere Kühlung vermöge der Wärmeisoliereigenschaft des Gummis wenig. Es hat sich deshalb weitgehend an Hochleistungs-Prägeanlagen eingeführt, die gummierte Presseurwalze 9 äusserlich zu kühlen. Eine der üblichen Vorrichtungen dafür ist als Kühlemrichtung 13 in Fig. 1 dargestellt, eine Einrichtung, wie sie bei konventionellen Anlagen mit horizontalem einlauf üblich ist.In the case of the calender according to FIG. 1, as is known, one to be treated arrives Material web 1 from a development template, not shown, over a rubberized one Pressure roller 2 resting over the entire surface on a Helz drum 3. The matorial track 1 warms up on this soldering drum 3 to the embossing temperature. An infrared heater 5 - you can work without it - takes care of the material web 1 on their way from the failure point of the heating drum 3 to the embossing gap, which between an engraved roller 7 serving as an embossing roller and an impression roller 9 is formed, maintains its temperature. The deformation takes place in this embossing gap the web of material, and it has proven to be effective to shape the material Leave the material in contact with the engraved roller 7 for a while and only via a take-off roller 11 to the cooling, edge trimming, not shown - and to guide the winding unit. It cannot be avoided that too the impression roller 9 is fed to a considerable extent by the material web 1. There The impression roller 9 is usually made of a rubberized steel sleeve and uses one internal cooling has little effect on the rubber's thermal insulation properties. It has therefore largely introduced in high-performance embossing systems, the rubberized impression roller 9 to cool externally. One of the common devices for doing this is as a cooling device 13 shown in Fig. 1, a device as in conventional systems with a horizontal inlet is common.

Es sind auch weitere Anlagen bekannt geworden, bei welchem die Materialbahn der Heiztrommel horizontal zugeführt und vertikal entnommen wird, was zu grösseren Umschlingungswinkeln, sowohl bei der lleiztrommel als auch bei der gravierten Walze, führt.There are also other systems known in which the material web the heating drum is fed horizontally and removed vertically, resulting in larger Wrap angles, both with the welding drum and with the engraved roller, leads.

Die in den Fig. 2 - 5 dargestellten Kalander sind im Sinne der Erfindung konzipiert.The calenders shown in FIGS. 2-5 are within the meaning of the invention designed.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 2 gelangt eine Materialbahn 20 über eine Anpresswalze 21 nacheinander auf horizontal angeordnete Heizwalzen 22, 23, 24, 25 und 26. Nach dem Verlassen der letzten Heizwalze 26 sorgt ein Infrarotstrahler 27 für die Aufrechterhaltung der Prägetemperatur der Materialbahn 20. Diese gelangt hierauf in den sogenannten Prägespalt zwischen eine gravierte Walze 29 und eine Presseurwalze 31. Letztere wird mittels einer gekühlten Stützwalze 33 oberflächengekühlt. Der Antrieb der Präaewaize 29 und der Presseurwalze 31 kann von der Stützwalze 33 aus erfolgen. Dieser Behandlungsstation folgt eine Abnahmewalze 32, über welcher dle Kunststoffbahn zu einer nicht dargestellten K£thl-, Kantenbeschnitt- und Aufwickelvorrichtung geleitet wird.In the embodiment according to FIG. 2, a material web 20 passes over a pressure roller 21 successively on horizontally arranged heating rollers 22, 23, 24, 25 and 26. After leaving the last heating roller 26, an infrared heater takes care of it 27 for maintaining the embossing temperature of the material web 20. This arrives then in the so-called embossing gap between an engraved roller 29 and a Impression roller 31. The latter is surface-cooled by means of a cooled support roller 33. Of the Drive of the Präaewaize 29 and the impression roller 31 can from the support roller 33 made from. This treatment station is followed by a take-off roller 32, over which the plastic web to a not shown K £ thl, edge trim and take-up device.

Das Durchmesserverhältnis von Vorheiz- und Prägewalzen liegt vorzugsweise im Rahmen von 1 : 1 bis 1 : 2, das von Prägewalze und Presseur vorzugsweise im Rahmen von 1 : 1 bis 2 : 1.The diameter ratio of the preheating and embossing rollers is preferably in the range of 1: 1 to 1: 2, that of the embossing roller and impression roller preferably in the framework from 1: 1 to 2: 1.

Die Ausführung gemäss Fig. 3 zeigt eine erste Materialbahn 40 und eine zweite Materialbahn 41, welche mit der ersten Bahn Yo im Kalander zu vereinen und zu prägen ist. Die Materialbahn 4o gelangt über eine Anpresswalze ij3 auf sieben sich folgende Heizwalzen 45, wo sie auf die nötige Kaschier- und Prägetemperatur erhitzt wird. Nach dem Ueberlaufen der ersten vier Heizwalzen 45 und eines Teils der fünften Heizwalze 45 wird die erste Materialbahn qo mit der zweiten Materialbahn 41 vereinigt.The embodiment according to FIG. 3 shows a first web of material 40 and a second web of material 41 which is to be combined with the first web Yo in the calender and is to be minted. The material web 4o reaches seven via a pressure roller ij3 following heating rollers 45, where they are set to the necessary laminating and embossing temperature is heated. After overflowing the first four heating rollers 45 and a part the fifth heating roller 45 becomes the first material web qo with the second material web 41 united.

Diese ist ihrerseits über Führungswalzen 44 auf eine Anpresswalze 43 gelangt. Hier werden, wie erslchtlich, die beiden Materialbahnen 40 und 41 unter dem Druck der Anpresswalze 43 auf der fünften Heizwalze 45 kaschiert, d.h. zu einer Materialbahn vereinigt. Diese vereinigte Materialbahn wird auf den weiteren Heizwalzen 45 erhitzt und gelangt in den Bereich eines Infrarotstrahlers 47 zwecks Beibehaltung der Temperatur. Die Materialbahn gelangt anschliessend zwischen eine gravierte Walze 118 und eine Presseurwalze 50. Letztere wird mittels einer gekühlten Stützwalze 51 oberflächengek\hlt. Dieser Behandlungsstatior, folgt eine Abnahmewalze 52, über welche das Verburdmaterial in eine nicht dargestellte Kühl-- und Wickelvorrichtung geleitet wird.This in turn is on guide rollers 44 on a pressure roller 43 reached. Here, as can be seen, the two webs of material 40 and 41 are below the pressure of the pressure roller 43 on the fifth heating roller 45 concealed, i.e. to one Material web united. This combined web of material is placed on the further heating rollers 45 heated and comes into the range of an infrared radiator 47 for the purpose of retention the temperature. The material web then passes between an engraved roller 118 and an impression roller 50. The latter is cooled by means of a Back-up roll 51 surface-cooled. This treatment station is followed by a take-off roller 52 which the Verburdmaterial in a cooling and winding device, not shown is directed.

Der Kalander gemäss Fig. 4 dient ebenfalls zum Kaschieren. Zwei Materialbahnen 55 und 56, welche von oben in den Kalander einlaufen, werden auf einer der Heizwalzen 6o zusammengeführt. Die erste Materialbahn 55 wird auf zwei Heizwalzen so vorgeheizt, worauf, über eine F@h@@gswalze 57 und eine Anpresswalze 59, die zweite Materialhahn 56 mit der ersten Materialbahn 55 auf der dritten Heizwalze vereint wird. Diese kaschierte Materialbahn wird anschliessend auf vier weiteren Heizwalzen 6o auf Prägetemperatur gebracht. Sie gelangt hernach in den Bereich eines Temperaturstrahlers 61 und lduft danach zwischen eine grayierte Walze 63 und eine Presseurwalze 611 ein. Auch hier ist die Presseurwalze 611 mit Hilfe einer gekühlten Walze 66 oberflächengekühlt. Die derart geprägte Materialbahn gelangt anschliessend über eine Abnahmewalze 67 zu einer nicht dargestellten Kühl-und Aufwickelvorrichtung Bei der Ausführung gemäss Fig. 5 werden drei Materialbahnen 70, 71 und 72 zusammengebracht. Zwei Materialbahnen 70 und 72 gelangen über Anpresswalzen 73 auf Je fünf Heizwalzen 75, wonach sie sich mit der dritten Materialbahn 71, welche zwischen den beiden Materialbahnen 70 und 72 eingeffihrt wird, nach dem Durchgehen verschiedener Filhrungswalzen 76 zwischen einer gravierten Walze 78 und einer Presseurwalze 79 zum Laminieren und Prägen finden. Das fertige Produkt wird wiederum über eine Abnahmewalze 82 zu einer Kühl- und Aufwickelstation (nicht dargestellt) geführt. Eine gekühlte Walze 81 sorgt auch hier für eine wirksame Oberalächenkühlung der Presseurwalze 79.The calender according to FIG. 4 is also used for lamination. Two sheets of material 55 and 56, which enter the calender from above, are placed on one of the heating rollers 6o merged. The first material web 55 is preheated on two heating rollers so that whereupon, via a F @ h @@ gswalze 57 and a pressure roller 59, the second material tap 56 is combined with the first material web 55 on the third heating roller. These The laminated web of material is then brought to embossing temperature on four further heating rollers 6o brought. It then reaches the area of a temperature radiator 61 and scents then between a grayed roller 63 and an impression roller 611. Here too the impression roller 611 is surface-cooled with the aid of a cooled roller 66. The material web embossed in this way then passes over a take-off roller 67 to a cooling and winding device (not shown). In the embodiment according to FIG 5, three webs of material 70, 71 and 72 are brought together. Two sheets of material 70 and 72 reach five heating rollers 75 via pressure rollers 73, after which they move with the third material web 71, which between the two material webs 70 and 72 is introduced after passing through various guide rollers 76 between one engraved Roller 78 and an impression roller 79 for lamination and find embossing. The finished product is in turn closed by a take-off roller 82 a cooling and winding station (not shown) out. A chilled roller Here, too, 81 ensures effective surface cooling of the impression roller 79.

Um das Einziehen der Materialbahnen zwischen die Heizwalzen zu erleichtern, können die auf der einen Seite der Materialbahn liegenden Heizwalzen, welche miteinander verbunden sind, von den anderen abgehoben werden, so daß zwischen den beiden Grupci ein freier Durchgang das Einziehen der Materialbahnen erleichtert. Dies gilt für alle Beispiele gemäß Fig. 2 bis 5.To make it easier to pull the material webs between the heating rollers, can the heating rollers lying on one side of the material web, which with each other are connected to be set apart from the others, so that between the two Grupci a free passage facilitates the pulling in of the material webs. This applies to all examples according to FIGS. 2 to 5.

Es ist weiterhin möglich, in den Beispielen gemäß Fig. 2 bis 4 die Vorheizwalzen auf gleicher Höhe wie die Prägewalze anzuordnen, so daß die Materialbahn auf gestrecktem, kürzestem Weg von der Vorheizung, d.h. der letzten Vorheizwalze in den Prägespalt gelangt. Fig. 6 erläutert, wie diese Anordnung im Falle des Beispieles gemäß Fig. 2 aussehen würde.It is also possible, in the examples according to FIGS. 2 to 4, the Arrange preheating rollers at the same height as the embossing roller, so that the material web on the straightest, shortest route from the preheating, i.e. the last preheating roller gets into the embossing gap. Fig. 6 explains how this arrangement is in the case of the example according to FIG. 2 would look.

Die Ausführungen gemäß den Fig. 2 bis 6 zeigen außer den neuartigen Prägezonen auch neu konzipierte Vorheizzonen, welche eine bessere Verarbeitung von Materialbahnen erlauben, als dies mit den bisher bekannten Kalandern der Fall war.The embodiments according to FIGS. 2 to 6 also show the new ones Embossing zones also newly designed preheating zones, which allow better processing of Allow material webs than was the case with the previously known calenders.

Die beschriebene, neuartige Gestaltung der Prägezone bringt.The described, new design of the embossing zone brings.

gegenüber der konventionellen Art folgende Vorteile mit sich: 1.) Die Kühlung der Presseurwalze erfolgt von außen durch Kontakt. Damit entfällt entweder die wirkungsarme Wärineabfuhr nach innen oder das problematische Benetzen des Gummibelages.compared to the conventional type with the following advantages: 1.) The impression roller is cooled from the outside through contact. Either is omitted the ineffective heat dissipation to the inside or the problematic wetting of the rubber flooring.

2.) Die Presseurwalze kann im Durchmesser klein gehalten werden. Das führt zu 2.1 einer Ermäßigung des erforderlichen Prägedruckes, da bei kleinerem Prägedurehmesser die Abplattung des Gummibelages kleiner und damit bei gleichem spezifischen Druck der Gesamtdruck niedriger wird; 2.2 günstigeren geometrischen Verhältnissen im Bereich der Vorheiz- und Prägezone, d.h. zu noch kleineren Abmessungen zwischen dem Scheiteipunkt der letzten Heizwalze der neu konzipierten Vorheizzone und dem Prägespalt und dementsprechend aunh der Infrarotheizung.2.) The impression roller can be kept small in diameter. That leads to 2.1 a reduction in the required embossing pressure, since smaller Embossing diameter knife the flattening of the rubber coating is smaller and therefore the same specific pressure the total pressure becomes lower; 2.2 cheaper geometric Conditions in the area of the preheating and embossing zone, i.e. even smaller dimensions between the log point of the last heating roller of the newly designed preheating zone and the embossing gap and, accordingly, the infrared heating.

3.) Die Presseurwalze bedarf nicht mehr der Bombierung. Damit entfallen die häufigen Presseurwalzenwechsel bei änderung der Prägedrucke, die bei verschiedenartigen Gravuren: erforderlich werden können.3.) The impression roller no longer needs crowning. This does not apply the frequent change of impression roller when changing the embossing pressure, which is different Engravings: may be required.

4.) Der Antrieb der Presseurwalze entfällt. Die Stützwalze übernimmt diesen indirekt. Damit entfallen alle Eingriffe in die Gleichlaufsteuerung des elektrischen Antriebes, die bei einem direkten Presseurwalzenantrieb infolge geinderten Presseurwalzendurchmessers, wie es z.B. durch Nachschliff des Belages oder große Abplattung desselben, bei hohen Prägedrucken, nötig wird.4.) The drive of the impression roller is omitted. The backup roller takes over this indirectly. This eliminates all interventions in the synchronization control of the electric drive, which in the case of a direct impression roller drive as a result Reduced impression roller diameter, e.g. as a result of regrinding the covering or large flattening of the same, with high embossing pressures, is necessary.

5.) Der Wechsel der Presseurwalze läßt sich ähnlich einfach, wie bei der Gravurwalze handhaben. 5.) Changing the impression roller is just as easy as handle at the gravure roller.

- Ansprüche -- Expectations -

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e Prägekalander für Kunststoffbahnen, mit einer oder mehreren Vorheizungs- und einer Behandlungsstation mit einer Präge- und einer Presseurwalze, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t daß <aß der Presseurwalze(31; 50; 64; 79) eine Kühiwalze (3; 51; 66; 81) anliegt, welche die von der Kunststoffbahn (1; 20; 40; 41; 55; 56; 70; 71; 72) zugeführte Wärme abführt P a t e n t a n s p r ü c h e Embossing calenders for plastic webs, with one or more preheating and a treatment station with an embossing and an impression roller, characterized in that the impression roller (31; 50; 64; 79) a cooling roller (3; 51; 66; 81) is applied, which the plastic web (1; 20; 40; 41; 55; 56; 70; 71; 72) dissipates heat supplied 2. Kalander nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Prägewalze (7; 29; 48; 63; 78) und die Presseurwalze (31; 50 64; 79) von der Kühlwalze (33; 51) antreibbar sind.2. Calender according to claim 1, characterized in that the embossing roller (7; 29; 48; 63; 78) and the impression roller (31; 50 64; 79) can be driven by the cooling roller (33; 51). 3, Kalander nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Durchmesserverhältnisse von Prägewalze (7; 29; 48; 63; 76) und Presseurwalze (31; 50; 64; 79) im Rahmen von 1 : 1 bis 2 : 1 liegen.3, calender according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the diameter ratios of the embossing roller (7; 29; 48; 63; 76) and impression roller (31; 50; 64; 79) are in the range 1: 1 to 2: 1. 4. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t j daß der Behandlunzszone mehrere Vorheizwalzen (22-26; 45; 6b; 75) vorgelagert sind.4. Calender according to one of claims 1 to 3, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t j that the treatment zone has several preheating rollers (22-26; 45; 6b; 75) are upstream. 5. Kalander nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kühlwalze als Stützwalze (33; 51) ausgebildet ist.5. Calender according to one of claims 1 to 4, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the cooling roller is designed as a support roller (33; 51).