DE8325870U1

DE8325870U1 - Vorrichtung zum praegen einer thermoplastischen folie

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Publication number: DE8325870U1
Application number: DE19838325870U
Authority: DE
Original assignee: Amerace Corp
Current assignee: Amerace Corp
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1984-06-20
Also published as: DE3332461C2; JPS59140021A; HK49086A; GB2127344A; GB8324682D0; DE3332461A1; US4486363A; MY8600626A; JPH0343051B2; GB2127344B

Description

Vorrichtung gum Prägen einer thermoplastischen Folie

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Prägen eines Präzisionsmusters in Folienmaterial, wobei optische Genauigkeit wichtig sind, wie es z.B. bei Fresnel-Linsen mit katadioptrischen Eigenschaften oder insbesondere der Tetraederelementen bestimmter Rückstrahlfolien der Fall ist.

Reflektoren mit Tetraederelementen sind bereits seit vielen Jahren bekannt. Man versteht darunter ein Gebilde mit drei aufeinander senkrechten Flächen, ohne dad die Abmessungen und die genaue Form der einzelnen Flächen oder die optische Achse des dadurch entstehenden Einzelelemntes damit genau festgelegt sind. Die einzelnen Flächen können ver-

schiedene Gestalt und Größe zu den anderen zwei Flächen haben, was durch die gewünschten Reflexionseigenschaften und die verwendete Formungstechnik bedingt sein kann. Es wird dazu auf die US-PS 1 906 655 Bezug genommen, in der ein Lichtreflektor beschrieben ist, der auf seiner lichtreflektierenden Seite aus zahlreichen Tetraederelementen zusammengesetzt ist, die jeweils aufeinander senkrecht stehende Flächen haben/ um eine innere Totalreflexion für das Licht zu erzeugen, das von der gegenüberliegenden Fläche ankommt. Die to Reflektoren sind dabei einzeln geformt und ziemlich dick und stabil. Viele Jahre lang wird als Reflektormaterial für einen derartigen Reflektor nunmehr Methylmethacrylat verwendet. Ein weiteres Beispiel für einen Tetraederreflektor ist das rechteckige Parallelepiped gemäß US-PS 4 073 568.

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Seit langem wird gewünscht, die Vorteile von Tetraederreflektoren auch für Straßenmarkierungen oder bei Automobilen zu nutzen, wobei die Reflektoren jedoch in Form flexibler Folien oder dergleichen vorliegen sollten. Dies bedeutet eine drastische Größenverringerung der Tetraederelemente.

Tetraeder-Reflektoren müssen, damit sie das Licht in seiner Ankunftsrichtung reflektieren, unbedingt drei ebene reflektierende Flächen haben, die innerhalb geringster Abweichungen von nur Winkelminuten unter 90 ° zueinander stehen müssen; darüber hinaus gehende Abweichungen oder Unebenheit der Flächen führen zu erheblicher Lichtstreuung und einem starken Intensitätsabfall.

Es wurden bereits Versuche unternommen, reflektierende Folienflächen herzustellen, bei denen die reflektierenden Elemente Tetraedergestalt hatten. Seit vielen Jahren existieren Bemühungen, mit Tetraederflächen besetzte Folien mittels Prägetechnik herzustellen (US-PS 3 684 348).

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Bei einem neueren Versuch zur Prägung von Tetraeder-Folienflächen gemäß US-PS 4 244 683 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart, die verhältnismäßig kompliziert sind und nur ein halbkontinuierliches oder Folgeschritt-Verfahran enthalten. Die darin offenbarte Lehre ist sehr kostenaufwendig sowohl hinsichtlich der Einrichtungen, der Unterhaltung als auch des Betriebes. Der Arbeitsvorgang ist langsam/ und die hergestellten reflektierenden Folien sind sehr teuer. Nach einem derartigen Verfahren hergestellte reflektierende Folien mit einer Breite von 1220 mm , die wirtschaftlich brauchbar sind/ wären mit dieser Herstellungstechnik zu teuer und sehr kompliziert herzustellen.

Es sind auch andere Techniken für das Prägen wiederkehrender Muster auf thermoplastischen Folien bereits bekannt, wofür auf folgende US-Patentschriften verwiesen wird:

2 442 443; 3 157 723; 3 246 365; 4 097 634; 4 223 050.

In diesen Patentschriften wird in keiner Weise auf die Herstellung reflektierender Folien oder Präzisionsmuster, die für optische Zwecke brauchbar sind, Bezug genommen. Damit Folien, die mit Tetraedern besetzt sind, für den genannten Zweck brauchbar sind, müssen die geprägten Tetraedere.\smente äußerst exakt geformt sein, weit exakter, als dies für die geprägten Elemente bei den bekannten Techniken der Fall ist, die jeweils für ihre Zwecke durchaus brauchbar sein können, nicht jedoch für die Herstellung von reflektierenden Folien mit Tetraedermustern.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit ein laufend wiederkehrendes Reflexionsmuster von Tetraeder-Reflektorelemcnten auf einer Oberfläche von transparentem thermoplastischem Folienmaterial geprägt werden kann, wobei der Vorgang kontinuierlich ablaufen und gegenüber dem Stand der Technik

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-ιοί wesentlich vereinfacht sein soll.

Auch sollen Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung billiger sowohl hinsichtlich der Einrichtung als auch des Arbeitsablaufs sein, so daß eine fortlaufende Produktion von mit Tetraedern besetzten Reflektorfolien zu verminderten Kosten ablaufen kann.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum fortlaufenden Prägen eines retroreflektierenden Musters aus Tetraederreflektorelementen in einer Oberfläche einer Folie aus thermoplastischem Material, um diese Folie in eine retroreflektierende Folie umzuwandeln. Ein Werkzeug für das fortlaufende Prägen in Gestalt eines dünnen Metallelementes besitzt auf seiner Außenfläche ein Prägemuster, das die Umkehrung des retroreflektierenden Musters ist. Das Werkzeug läuft mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf einer geschlossenen Bahn durch eine Heizstation kontinuierlich um, wo die Temperatur eines Ab-Schnitts des Prägewerkzeugs und des Musters auf einen Wert angehoben wird, der über der Glasübergangstemperatur der Folie liegt, und eine Kühlstation, in der die Temperatur dieses Abschnitts des Prägewerkzeugs auf einen Wert unter dieser Temperatur abgesenkt wird. Die sich stetig bewegende Folie wird mit der bestimmten Geschwindigkeit von einem Vorrat mit dem Prägeelement zusammengebracht und entweder andauernd oder in einer Vielzahl von Druckpunkten nacheinander in der Heizstation gegen das Element gedrückt, wobei eine Oberfläche der Folie am Prägewerkzeug anliegt, bis die Folie erweicht und ihre Oberfläche das Muster des Prägewerkzeugs annimmt. Die Verbindung zwischen Folie und Werkzeug bleibt solange bestehen, bis die Kühlstation durchlaufen ist und die Folie sich wieder verfestigt hat. Danach wird die vom Werkzeug abgenommen,

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Die Folie besteht bevorzugt aus Acryl. Das Prägewerk'^eug kann ein endloses Band oder, in einer abgewandelten Form, eine Trommel ohne Mittelachse sein, welche auf ihrer äußeren Fläche das Prägemuster tragen.

Wenn das Prägewerkzeug ein endloses Band oder ein flexibler Zylinder ist, wird als Heizstation eine innen-beheizte Heizwalze und als Kühlstation eine innen-gekühlte Kühlwalze, verwendet, über die das Band läuft. Die Walzen drehen sich und geben somit die Bewegung an das Prägeband weiter.

Ist das Prägewerkzeug eine achsenlose Trommel, so wird diese um ihre Achse gedreht und passiert bei jeder einzelnen Umdrehung eine Stelle, an der sie durch Infrarotheizer oder sonstige Bestrahlungsvorrichtungen auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Folie erhitzt wird, woran sich der Ort anschließt, wo die Folie gegen das Prägemuster gedrückt wird, und zwar kontinuierlich oder an einer Vielzahl von Andrückpunkten, solange das Prägemuster noch eine über der Glasübergangstemperatür liegende Temperatur hat, woraufhin das Prägemuster und die Folie dann gekühlt werden, was durch Eintauchen in einen mit Flüssigkeit gefüllten Trog geschehen kann, bis die Temperatur unter die Glasübergangstemperatur abgesunken ist. Die Folie wird dann von der Trommel an einer Stelle zwischen dem Kühltrog und der Infrarotheizung abgezogen.

Es ist von Vorteil, die Folie auf der der zu prägenden Oberfläche abgewandten Seite mit einem Film aus einem thermoplastischen Material, z. B. Polyester (Mylar), dessen Glasübergangs tempera tür höher als die der zu prägenden Folie ist und höher als die Temperatur des Prägemusters in der Heizstation, zu bedecken, so daß der an den Druckpunkten auf die Folie ausgeübte Druck über den Film erfolgt. Dieser Film wirkt als Träger für die Folie, solange sie in ihrem

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weichen, geschmolzenen Zustand ist, und bewahrt nach dem Kühlen die Folie vor der Streckung. Auch dient der Film als Zwischenlage zwischen der Folie und den Druckpunkten, die vorzugsweise Walzen aus Silikongummi mit einer Shore-Härte A von 60 bis 90 sind, die andernfalls möglicherweise an der Folie haften bleiben.

Bei Verwendung für retroreflektierende Produkte ist vorzugsweise der Film ebenfalls transparent, so daß er von dei reflektierenden Folie nicht abgezogen zu werden braucht, v/enn die optischen Eigenschaften der reflektierenden Folie im Durchlaufverfahren überprüft werden sollen. Bei der Ausübung der Erfindung ist es für die Herstellung der Tetraeder-besetzten Folie günstig, sie auf ei^e Temperatur oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur zu erwärmen, in diesem Zustand gegen das Prägewerkzeug zu drücken und gegengedrückt zu halten, so daß es vollständig in das Muster des Prägewerkzeugs hineinfließt und darin verbleibt, bis das Folienmaterial ausreichend unter diese Glasübergangstemperatur abgekühlt ist, bevor die Folie vom Prägewerkzeug wieder abgezogen wird.

Nachfolgend wird eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung gegeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vergrößerte Draufsicht

auf die Prägefläche für eine reflektierende Folie, die gemäß der Erfindung hergestellt ist;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II

in Fig. 1, etwas schematisiert, der das Prägemuster eines Prägewerkzeugs für das retroreflektierende Muster der Folie aus Fig. 1 wieder

gibt;

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Fig. 3 in schematisierter Wiedergabe eine

Form der reflektierenden Folie nach der erfindungsgemäßen Herstellung, nachdem weitere Behandlungsvorgänge

* die Folie für den feinbau fertigge

stellt haben;

Fig. 4 in Seitenansicht eine Maschine für

die Herstellung der reflektierenden

"Ό Folie gemäß Fig. 1 und ,?. nach dem er-

findungsgemäßen Verfahren, wobei die Maschine ein Prägewerkzeug in Gestalt eines endlosen flexiblen Zylinders oder Gurtes und in der linken Ecke eine Vorrichtung zur kontinuierlichen überwachung der optischen Eigenschaften der reflektierenden Folie aufweist;

Fig. 5 ■ einen vergrößerten Ausschnitt der

Vorrichtung in der linken unteren Ecke der Fig. 4;

Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine Heiz-

oder auch Kühl-Walze;

Fiq. 7 bis 9 drei verschiedene Ausführungsformen

von Prägeeinrichtungen.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht die Rückfläche eines Ausschnittes einer flexiblen reflektierenden Folie 2 aus transparentem thermoplastischem Material, deren eine Oberfläche mit einem stets wiederkehrenden retroreflektierenden Muster von Tetraeder-Reflektorelementen 14 geprägt ist. Das thermoplasti- ^^J sehe Material ist vorzugsweise Acryl. Das Folienausgangsmaterlal besitzt beiderseits ebene Flächen und eine Dicke von

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etwa 0,15 nun.

Das retroreflektierende Muster der Elemente 14 ist mit Hilfe eines PrMgewerkzeugs in Gestalt eines dünnen flexiblen Bandes oder Zylinders hergestellt, der in einer prie-ritätsgleichen parallelanmeldung der Anmelderin beschrieben ist. Das Prägewerkzeug weist gemäß Fig. 2 in einer oberfläche ein Prägemuster 16 auf, dessen Tiefe mit der Dimension A bezeichnet ist, welche beispielsweise 0,086 mm beträgt. Die Größe B bezeichnet den Abstand zwischen parallelen Rillen oder Muten, der bei der oben genannten Dimension A dann 0,183 mm beträgt.

Damit die Folie 12 hinreichend gute optische Eigenschaften

besitzt, muß das Prägemuster 16 äußerst genau sein, und das retroreflektive Muster der Tetraederelemente 14 muß eine äußerst genaue Kopie des Prägemusters 16 sein. Die geprägte Fläche der Folie 12 muß also mit höchster Genauigkeit mit dem Prägemuster 16 übereinstimmen.

Fig. 3 zeigt eine Form der Folie 12, wie sie mit Hilfe der Erfindung hergestellt wird, nachdem weitere Behandlungen vorgenommen sind und sie für den Gebrauch fertig ist. Das retroreflektive Muster der Tetraederelemente 14 kann durch eine metallisierte Schicht 18 überdeckt sein, die ihrerseits wieder durch ein geeignetes Abdeckungsmaterial 20 und diese durch einen Kleber 22 für die Befestigung der Folie bedeckt seih, auf den ein Abziehpapierstreifen 24 geschichtet ist. Die Dicke der Metallisierungsschicht 18 ist nicht meßbar.

Das Abdeckmaterial 20 kann eine Stärke C von etwa 0,025 mm und der Kleber 22 eine Stärke von etwa 0,04 mm haben, so daß sich eine Gesamtstärke 25 von etwa 0,25 mm ergibt. Dies ist hinreichend biegsam, so daß die Folie aufgerollt und gut auf einer Spule 26 gelagert werden kann. Die Folie 12 kann jede gewünschte Farbe haben, so daß das reflektierte Licht diese Farbe aufweist. Der Vorgang der Anbringung einer Ab-

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deckbeschichtung und des Klebers ist im Stand der Technik besonders aus der Herstellung von "Glasperlen"-Re/flektorfolien bekannt.

Eine Maschine 28 zum Herstellen der Tetraederfolie 12 ist in Seitenansicht in Fig. 4 wiedergegeben. Sie steht auf dem Boden 30/ weist einen Rahmen 32 auf und enthält in ihrer Mitte die Prägeeinrichtung 34.

Eine Zuführspule 36 von noch unbehandelter Acrylfölie 13 ist rechts am Rahmen 32 angebracht vie auch eine Vorratsspule 40 für einen transparenten Plastikfilm 42 aus beispielsweise Mylar. Das Folienband 13 kann etwa 0,15 mm stark, der Film 42 etwa 0,05 mm stark sein. Das Folien·* band 13 und der Film 42 werden von den Spulen 36 und 40 der Prägeeinrichtung 34 über Führungsrollen 44 in Richtung der gezeigten Pfeile zugeführt.

Zur Prägeeinrichtung 34 gehört ein Prägewerkzeug 46 in Gestalt eines endlosen Metallbandes 48, das etwa 0,5 mm stark, 560 mm breit und 1370 mm lang in ümfangsrichtung ist. Breite und ümfangslänge des Bandes 48 hängen zum Teil von der Breite des zu prägenden Materials und der gewünschten Prägegeschwindigkeit wie auch der Stärke des Bandes 48 ab. Das Band 48 umschlingt eine Heizwalze 50 und eine Kühlwalze 52, die zueinander parallel liegen. Die Walzen 50 und 52 werden über Ketten 54 und 56 angetrieben, so daß das Band 48 in einer bestimmten Umfangsgeschwindigkeit in Pfeilrichtung läuft. Es weist auf seiner Außenfläche ein ununterbrochenes Prägematrizenmuster 16 auf (Fig. 2).

Die Heizwalze 50 ist auf einem Umfangsabschnitt von etwa 180° mit untereinander gleichem Abstand von mehreren Andrückwalzen 58 aus elastischem Material, vorzugsweise Silikongummi mit einer Shore-Härte A zwischen 20 und 90 und

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vorzugsweise 60 bis 90, umgeben, wobei mindestens drei, im dargestellten Fall fünf, Andrückwalzen vorhanden sind.

Die Walzen 50 und 52 können gleichen Durchmesser haben; bei der dargestellten Maschine ist jedoch der Durchmesser der Heizwalze 50 etwa 266 mm, während der Durchmesser der Kühlwalze 52 etwa 203 mm beträgt, und der Durchmesser jeder Andrückwalze 58 etwa 152 mm ist.

Es kann von Vorteil sein, den Druck auf das Werkzeug und die Folie auch während des Kühlens aufrechtzuerhalten, wobei dann die Kühlwalze 52 einen größeren Durchmesser als die Heizwalze haben kann und mehrere zusätzliche Druckwalzen (nicht gezeigt) um die Kühlwalze herum angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Walze R, die entweder Heizwalze 50 oder Kühlwalze 52 sein kann und die axiale Einlaß- und Auslaßkanäle 60 und 62 hat, welche mit einem inneren Spiralrohr für die Zirkulation von heißem öl im Fall der Heizwalze 50, das über eine Leitung 55 zugeführt wird, oder anderer Flüssigkeit im Falle der Kühlwalze 52, öie über eine Leitung 68 zugeführt wird, dient. Die Folie 13 und der Film 42 werden der Prägeeinrichtung 34 übereinandergelegt als Schichtmaterial 69 zugeführt, das zwischen das Band 48 und die erste Druckwalze 58a eingeführt wird. Von diesem Punkt an bewegt sich das Laminat mit dem Band 48 unter den übrigen Druckrollen 58 hindurch und um die Heizwalze 50, folgt von da aus dem Band 48 und umschlingt auch einen wesentlichen Teil der Kühlwalze 52. Damit liegt eine Fläche des Folienbandes 13 unmittelbar am Prägewerkzeug 16 an, während eine Fläche des Abdeckfilms 42 direkt mit den Druckwalzen 58 in Berührung kommt.

Der Film 42 übernimmt während der Behandlung verschiedene Funktionen. Zunächst hält tsr die Folie 13 mit Druck gegen

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das Band 48, während sie um die beiden Walzen 50 und 52 herumläuft und während sie sich über den Abstand dazwischen bewegt, so daß sichergestellt ist, daß das Folienband 13 das Präzisionsmuster 16 auch während der Temperaturänderung beibehält, in der die Temperatur unter die Glasübergangstemperatur des Folienmaterials absinkt. Zum anderen sorgt der Film •dafür, daß die Außenfläche des Folienbandes völlig glatt und für optische Strahlung durchlässig bleibt. Schließlich dient der Film als Träger des Folienbandes in seinem angeschmolzenen Zustand und verhindert, daß das Folienband an den Druckwalzen 56 klebt, wenn es über die Glasübergangstemperatur erwärmt worden ist.

Die Prägeeinrichtung 34 weist schließlich noch eine Abnahmewalze 70 auf, über die das Laminat 69 hinwegläuft und von dem Prageband 48 abgezogen wird, kurz bevor dieses die Kühlwalze 52 verläßt.

Das Laminat 69 wird daraufhin von der Abnahmewalze 70 über weitere Führungsrollen 44 zur linken unteren Ecke des Rahmens 32 befördert und schließlich auf eine Spule 72 aufgenommen, die außen am Rahmen 32 sitzt. Auf dem Weg von der linken unteren Ecke des Rahmens 32 zur Aufnahmespule 72 ist das Laminat 69 über weitere Führungsrollen 44 geführt* wobei der Film 42 nach außen weist, und läuft durch eine überwachungseinrichtung 74, in der die optischen Eigenschaften der reflektierenden Folie dauernd überwacht werden. Eine Beschreibung dieser Vorrichtung folgt später.

Die Heizwalze 50 ist, wie bereits gesagt, innen beheizt, so daß das Prageband 48 in der Heizstation darüber hinwegläuft und die Temperatur des Prägemusters 16 in diesem Abschnitt des Werkzeugs hinreichend angehoben wird, so daß das Folienband 13 auf einen Wert über der Glasübergangstemperatur erhitzt wird, ohne daß jedoch zugleich auch die Glasüberganqstemperatur

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des Films 42 erreicht wird. Für ein Acrylband 13 und einen Polyesterfilm 42 liegt die geeignete Temperatur der Heizwalze 50 zwischen 220 und 254 ⁰C, und vorzugsweise bei etwa 230 ⁰C.
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Die Kühlwalze 52 ist innen-beheizt, so daß das Prägeband 48 in der Kühlstation darüberhinweg läuft und der Abschnitt des Prägewerkzeugmusters 16 dann auf eine Temperatur abgesenkt wird, die ausreicht, das Folienband 13 unter die Glasübergangstemperatur abzukühlen. Das Folienband wird damit vollkommen fest, bevor das Laminat 69 von dem Werkzeug 46 abgezogen wird. Für ein Acrylfolienband 13 eignet sich für die Kühlwalze 50 in der Kühlstation eine Temperatur von 94 ⁰C oder darunter, vorzugsweise von etwa 80 ⁰C.

Das Laminat 69 kann mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 bis 1,2 m/min durch die Prägeeinrichtung 46 hindurchgeführt werden, wobei zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der optischen Eigenschaften und sonstiger wichtiger Eigenschaften erzielt werden.

Die Uberwachungs- und Prüfeinrichtung 74 ist in den Fig. und 5 dargestellt. Als wesentlichen Teil weist sei ein rechteckiges Fenster 76 und einen Verschluß 78 auf. Das Laminat 69 läuft am Fenster 76 vorbei, und dabei trifft Licht von einer (nicht gezeigten) Lichtquelle in Pfeilrichtung A unter einem Eintrittswinkel von 0 ° auf und wird durch das geprägte, retroreflektierende Tetraedermuster auf der reflektierenden Folie 12 zurückgeworfen.

Dieses Licht ist durch Pfeil B gekennzeichnet und wird kontinuierlich durch ein Fotometer (nicht gezeigt) gemessen.

Gewöhnlich hat nach dem Start der Maschine 28 die reflektierende Folie 12 nicht die gewünschten optischen Eigenschäften. Es ist deshalb außen an dem Maschinenrahmen auf der linken Seite unter der Aufwickelspule 7 2 und ober-

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halb der Prüfeinrichtung 74 eine Wickelvorrichtung 80 für nicht den Vorschriften entsprechendes Material vorgesehen. Das Laminat 69 wird solange auf diese Ausschuß-Wickeleinrichtung aufgewickelt, bis die verlangten optischen Eigenschäften erreicht sind, und wird dann erst der Aufwickelspule 72 zugeführt.

Die Aufwickelspule 72 und die Wickelvorrichtung 80 füx den Ausschuß sind so angetrieben, daß sie etwa mit der Geschwindigkeit des Prägebandes 48 umlaufen.

Vor dem Versand der reflektierenden Folie 12 kann der Film 42 von ihr abgezogen werden.

Fig. 7 zeigt ein erstes abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Prägeeinrichtung 134, die von der Prägeeinrichtung 34 im wesentlichen dadurch abweicht, daß die Heizwalze 150 und die Kühlwalze 152 etwa dieselben Abmessungen haben, und an der Prägeeinrichtung nur vier Druckwalzen 158 angeordnet sind.

Eine zweite Abwandlungsform der Prägeeinrichtung 234 nach Fig. 8 unterscheidet sich von der ersten Abwandlungsform nach Fig. 7 durch ein zusätzliches, endloses Stahlband 282, das zwischen die Druckwalzen 258 und das Prägeband 48 eingefügt ist und folglich mit einem zusätzlichen Formierdruck auf das Laminat 69 auch zwischen den Druckwalzen 258 einwirkt. Außerdem ist in der PrägeeÄnrichtung 234 das Stahlband 282 um eine Hilfsantriebswalze 284 geführt. Das Stahlband 282 sorgt für noch gleichmäßigeren Druck auf das Laminat 69.

Eine dritte Abwandlungsform der Prägeeinrichtung 334 ist in der Fig. 9 wiedergegeben. Hier ist das Prägewerkzeug in Gestalt einer achsenlosen Metalltrommel 336 ausgebildet,

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die Prägemuster auf ihrer Außenfläche trägt und durch eine Infrarotheizvorrichtung 338 nahe dem oberen Ende der Trommel 336 erwärmt wird. Drei Druckwalzen 358, eine Abnahmewalze 370, Stützwalzen 340, die verhindern, daß die Trommel 336 durch die Druckwalzen 358 (und die Abnahmewalze 70) deformiert wird, und ein Trog 342, der eine Kühlflüssigkeit 344 enthält, in uie der untere Teil der Trommel 336 zusammen mit dem Laminat 69 eintaucht, ergänzen die Vorrichtung. Die Trommel 336 wird im Uhrzeigersinn angetrieben, so daß das Prägemuster mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Infrarotheizvorrichtung 338 hindurchläuft, die die Folie 13 auf die Temperatur zum Prägen des Musters erwärmt. Die Trommel 336 läuft dann durch die Druckwalzen 358 und tritt in die Kühlflüssigkeit 344 im Trog 342 ein. Die Trommel 336 kann erheblich dicker als das Band, das in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 verwendet wird, sein, da sie sich nicht zwischen gekrümmten und geradlinigen Abschnitten verformen muß.

20

ΐ Der Abschnitt des Umlaufs der Trommel 336 zwischen Heiz-

vorrichtung 358 und Kühlflüssigkeit 34 4 ist der Heizbe-

E reich, der Streckenabschnitt durch die Kühlflüssigkeit

I" 344 der Kühlbereich, und beim Auftauchen aus der Flüssig-

".· 25 keit 344 liegt die Temperatur des geprägten Musters il unter der Glasübergangstemperatur der Folie 13.

Gemäß Fig. 9 werden die Folie 13 und der Film 42 der

Prägeeinrichtung 334 zugeführt, wo sie zur Bildung des Laminats 69 aufeinandergeschichtet werden. Das Laminat

^f 69 wird in der Heizstation zwischen die Trommel 336 und

;■' die vordere Druckwalze 58a eingeführt, wobei die Folie

13 sich zwischen dem Film 42 und der Trommel 336 befindet.

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Mit 13 ist die zu prägende Folie in ihrer Ausgangsform, während der Bearbeitung oder auch in der endgültigen Reflektorform bezeichnet. Der bei thermoplastischen Stoffen wie auch bei Glas übliche Begriff "Glasübergangstemperatur" ist die ümwandlungstemperatur, bei der das Material zu fließen beginnt, wenn es erhitzt wird. Für die verschiedenen Acrylaten beginnen die Glasübergangstemperaturen bei etwa 93⁰C, für Polyester (Mylar) bei etwa 250 bis 255°C.

Das bevorzugte Material für die Prägewerkzeuge isi-. Nickel. Ein sehr dünnwandiges Prägewerkzeug (zwischen 0,25 und 0,75 mm) erlaubt ein schnelles Erhitzen und Abkühlen des Werkzeugs und der Folie über die dafür erforderlichen Temperatursprünge, während Druck über die Druckwalzen und den Trägerfilm zugeführt wird. Das Ergebnis ist die fortlaufende Produktion eines Präzisionsmusters, bei dem Ebenheit und Winkelgenauigkeit wie auch scharfe Kanter, und Ecken sowie minimale Zerrungen der optischen Flächen wichtig sind, so daß die fertige Folie ausgezeichnete optische Eigenschaften besitzt.

Claims

Sen ü Vt ζ a η s ρ r ü c h e

1.} Vorrichtung zum kontinuierlichen Prägen eines Präzsionsmusters auf einer Oberfläche einer thermoplastischen Folie, gekennzeichnet durch eine Prägeeinrichtung (34) mit einem Prägewerkzeug (48,336) in Gestalt eines dünnwandigen endlosen, nahtlosen Metallelementes , das auf seiner Außenfläche ein Prägemuster in negativer Ausbildung des zu formenden Präzisionsmusters trägt.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Prägeeinrichtung (36) Führungen zum kontinuierlichen Fortbewegen des Prägeelementes (48,336) entlang einer geschlossenen Bahn aufweist, an der längs eines ersten Abschnitts Heizmittel (50,338) und längs eines zweiten Abschnitts Kühlmittel (52,334) angeordnet sind, daß eine Vielzahl von Andrückpunkten (58) entlang des ersten Bahnabschnittes aufeinanderfolgen, die die Folie (13) gegen das Prägemuster des Prägeelements (48,336) drücken, und daß die Folie (13) auch entlang des zweiten Bahnabschnitts gegen das Prägeelement(48, 336) drückbar ist (Film 42) .

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Prägeelement (48) ein nahtloses flexibles Metallband ist.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Prägeelement eine nahtlose, wellenlose zylindrische Trommel (336) ist.

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5.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Andrückpunkte durch wenigstens drei Andrückwalzen (58) gebildet sind, die voneinander im Abstand angeordnet sind.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Andrückwalzen (58) aus elastischem Material mit einer Shore-Härte A zwischen 20 und 90 bestehen.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Andrückwalzen (58) aus Silikongummi mit einer Shore-Härte A zwischen 60 und 90 bestehen.

8.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizmittel eine innenbeheizte Heizwalze (50) und die Kühlmittel eine innen-gekühlte Kühlwalze (52) sind, um die das Prägeband (48) herumgeführt ist.

9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet , daß die geprägte Folie (12) durch eine Einrichtung (74) zum kontinuierlichen Überprüfen inrer optischen Eigenschaften hindurchgeführt ist.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizmittel durch einen Infrarotstrahler (338) und die Kühlmittel durch eine Kühlflüssigkeit (334) , in die das untere Ende der Trommel (336) eintaucht, gebildet sind.

11.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet , daß die Folie (12) auch zwischen den Andrückpunkten (58) gegen das Prägeelement (48) andrückbar ist.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet , daß die Andrückwalzen (258) von einem riilfsmetallband (282) umschlungen werden, wodurch die Folie (12) mit gleichmäßigem Druck gegen die Heizwalze (250) gedrückt wird,

13.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1*12, dadurch gekennzeichnet , daß das Präzisionsmuster durch eine Anordnung von Tetraederreflektorelementen, gebildet ist.