NL8800984A - Werkwijze en inrichting voor het met een extrudeerbaar plastisch materiaal bekleden van een randbegrenzing van een substraat. - Google Patents

Description

*· 885041/Ti/MB *

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het met een extrudeerbaar plastisch materiaal bekleden van een randbegrenzing van een substraat.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het met een extrudeerbaar plastisch materiaal bekleden van een randbegrenzing van een substraat.

Het op deze wijze bekleden van een randbegrenzing, ook 5 wel aangeduid als "festonneren" is in vele en uiteenlopende gevallen gewenst of zelfs noodzakelijk, zoals voor het aanbrengen van een afsluitende laag op de snijkant van plaatvormig materiaal om inwerking van buitenaf te voorkomen, bijvoorbeeld bij substraten uit karton en uit andere mate-10 rialen die aan weerskanten reeds van een beschermende laag zijn voorzien en daarna zijn onderworpen aan bewerkingen zoals snijden, zagen of ponsen.

Uiteraard kan het aanbrengen van een dergelijke beschermende laag geschieden door een dompelbewerking doch 15 dit is in vele gevallen, in het bijzonder wanneer grote substraten of grote aantallen substraten moeten worden behandeld praktisch niet uitvoerbaar.

De uitvinding beoogt een werkwijze en inrichting van de in de aanhef genoemde soort aan te geven die kontakt-20 loos werkt en waarmee snel en betrouwbaar de gewenste bekleding kan worden aangebracht.

Dit doel wordt bereikt met een werkwijze zoals beschreven in het kenmerk van conclusie 4 en een inrichting zoals beschreven in het kenmerk van conclusie 9.

25 Voorkeursuitvoeringen der werkwijze zijn beschreven in de conclusies 2 tot en met 8 en voorkeursuitvoeringsvormen der inrichting in de conclusie 10 tot en met 13.

Het festonneren wordt volgens de uitvinding verkregen 30 door het spuitmondstuk op enige afstand van het substraat aan te brengen en wel zodanig dat het mondstuk zich ongeveer ter hoogte van de te bekleden snijkant bevindt. Door nu het substraat en de extrusie-inrichting .8800984 2 w ten opzichte van elkaar en parallel aan genoemde snijkant te laten bewegen, het plastisch materiaal in een dunne, straal met hoge snelheid te extruderen en tegelijkertijd deze straal oscillerend of roterend rich-5tingsveranderingen te geven met een een component dwars op genoemde parallelle beweging (bijvoorbeeld door de het mondstuk dragende extrusie-inrichtingen in een zwaaibeweging aan te drijven) zal de festonnering ontstaan doordat de geëx-trudeerde plastische draad zich hecht aan het substraat aan 10de aanbrengzijde indien de straal geëxtrudeerd materiaal hierdoor onderbroken wordt terwijl de geëxtrudeerde draad zich om de snijkant en aan de andere zijde van het substraat zal hechten indien de straalrichting van de geëxtrudeerde draad ter hoogte van de extrusiemond niet meer het 15 substraat raakt, en wel als gevolg van de combinatie van de kinetische energie welke zich in de extrusiedraad bevindt en de cohesie-eigenschappen van het materiaal waardoor deze als het ware om de kant heen geslingerd wordt daar het snoer zich reeds gehecht heeft aan de zijde van het 20 substraat tegenover de extrusiemond. Dit verschijnsel zal aan de hand van de tekening nog worden toegelicht.

De uitstroomsnelheid van het plastisch materiaal uit het mondstuk moet hoog genoeg zijn om ervoor te zorgen dat de lijmdeeltjes voldoende kinetische energie hebben om 25 te waarborgen dat ze een volledige slingerbeweging maken en daarmee ook het achterliggende vlak kunnen raken. Indien aan deze eis niet wordt voldaan zal geen volledige festonnering ontstaan maar eerder een soort franjevorming.

De oscillatiefreguentie dient uiteraard aangepast te zijn 30 aan de snelheid waarmee het plastisch materiaal de extrusiemond verlaat.

De oscillatie-amplitude ter hoogte van het substraat in dwarsrichting op de snijkant wordt bepaald door de dikte van de kopse kant (snijkant) en de gewenste breedte van de 35 omslagranden van de festonnering, en wordt begrensd door de cohesie van het plastisch materiaal en de te bereiken uit- .8800984 ft' 3 stroomsnelheid van het plastisch materiaal. Een grote amplitude vraagt een hoge uitstroomsnelheid om een volledig rondslingereffekt te bereiken en de daarbij optredende krachten als gevolg van de hogere kinetische energie dienen 5 opgevangen te worden door de cohesie van het materiaal. Overschrijding van de toelaatbare grenzen zou snoerbreuk veroorzaken.

Naast de eis dat het aan te brengen materiaal te extruderen moet zijn, eventueel bij verhoogde temperatuur, 10 moet het materiaal direkt na extrusie voldoende kleef-kracht hebben (adhesie) om zich aan het substraat te hechten en voldoende interne sterkte bezitten (cohesie) om zich onder invloed van optredende krachten als gevolg van bijvoorbeeld kinetische energie elastisch te vervormen 15 (waarbij een zekere mate van plastische vervorming ook toegestaan is) zodat, onder invloed van eerdergenoemde krachten, het geëxtrudeerde snoer of draad niet zal breken.

Dergelijke eigenschappen vindt men onder andere bij diverse typen Hot Melts. Hot Melts zijn thermoplastische 20 lijmen welke veelvuldig in de verpakkingsindustrie en in de lichte produktassemblage-industrie worden toegepast.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is:

Figuur 1 een schematische afbeelding die in een aantal 25 stadia van bewerking het principe der uitvinding toelicht, figuur 2 een schematische afbeelding van de wijze waarop volgens de uitvinding een draad of strook op een substraat wordt neergeslagen, figuur 3 de bij het uitvoeren van de bewerking volgens 30de uitvinding op een materiaaldeeltje werkende krachten, figuur 4 een schematische afbeelding van de beweging van een materiaaldraad tijdens het uitvoeren van de bewerking volgens de uitvinding, figuur 5 in perspectief de wijze waarop een rechte 35 rand van een substraat wordt bekleed, figuur 6 een bovenaanzicht van het patroon volgens .8800984 'Λ 4 hetwelk een rechthoekige randbegrenzing van een substraat wordt bekleed, figuur 7 een schematische afbeelding van het patroon volgens hetwelk een cirkelvormige randbegrenzing van een 5 substraat wordt bekleed, figuur 8a een schematische afbeelding van het patroon volgens hetwelk een rechte randbegrenzing wordt bekleed met een cirkelvormige beweging, figuur 8b een overeenkomstige afbeelding van een 10 cirkelvormige randbegrenzing, figuur 9 een schematische afbeelding van de wijze waarop het cirkelvormig patroon met behulp van pneumatische middelen wordt teweeggebracht, figuur 10 toont schematisch een eerste praktische 15 uitvoeringsvorm van een inrichting waarin het principe der uitvinding wordt toegepast, figuur 11 toont een tweede dergelijke uitvoeringsvorm en figuur 12 toont een derde dergelijke uitvoeringsvorm.

In de figuren la-le is met het verwijzingscijfer 1 aange-20 geven een substraat met eindrand 2. Met het verwijzings-cijfer 3 is aangegeven een draad uit een plastisch defor-meerbaar materiaal dat voldoende adhesie ten opzichte van het substraat 1 heeft om te verzekeren dat het, wanneer het in de richting van de pijl 4 op het substraat 1 wordt 25 neergeslagen, aan dit substraat hecht en tevens voldoende cohesie heeft om te voorkomen dat de draad tijdens de, in het nu volgende te beschrijven, bewegingen desintegreert.

Wanneer de draad 3 in de richting van de pijl 4 op het substraat 1 wordt neergeslagen (figuur la) zal het 30 gedeelte 3a van de draad dus aan het bovenoppervlak la van het substraat 1 hechten. Het resterend gedeelte 3b zal onder invloed van de in de draad 3 aanwezige kinetische energie om de hoek 3c omklappen (zie figuur lb) tot de in figuur lc aangegeven stand. Op dat moment is de eindrand 2 van het substraat 35 door het draadgedeelte 3b bedekt. Indien de draad voldoende kinetische energie bezit zal ook het gedeelte 3b omvouwen .8&&09S4

V

iS

5 en wel ter plaatse 3d waardoor het dan nog resterend gedeelte 3b' tot onder het substraat 1 doorbuigt. Tenslotte zal dit gedeelte 3b' tegen de onderkant 1b van het substraat 1 komen te liggen en zich door de adhesie-eigenschappen van het draadmateriaal 5 daaraan hechten. Dan is de situatie volgens figuur le verkregen waarin een smal gedeelte van de eindrand 2 van het substraat 1 met het materiaal van de draad 3 is bedekt.

Aan de hand van de figuren 2 tot en met 5 zal worden toegelicht hoe een soortgelijk effekt kan worden verkregen 10 met behulp van een continu geëxtrudeerde draad uit een materiaal dat de voor het uitvoeren van de werkwijze der uitvinding noodzakelijke, in de inleiding toegelichte eigenschappen bezit.

Figuur 2 toont schematisch een substraat 6 met eindrand 15 6a en een bij benadering boven deze eindrand en op afstand daarboven opgesteld extrusiemondstuk 8 dat op niet getekende wijze is verbonden met een evenmin getekende geschikte bron van het voor het bekleden gebruikt materiaal. Het mondstuk wordt in een zwaaibeweging aangedreven in de richting van de 20 pijl 10 en tegelijkertijd wordt uit dit mondstuk een draad uitgestoten, die is voorgesteld als een reeks samenhangende druppeltjes, aangegeven met het verwijzingscijfer 12. De figuur toont als het ware een "momentopname" op het moment waarop het einde der draad, aangegeven met 12a het boven-25 oppervlak 6b van het substraat raakt terwijl de het dichtst bij het mondstuk gelegen materiaaldeeltjes 12b dit mondstuk zojuist hebben verlaten. Het zal duidelijk zijn dat op deze wijze over het substraatoppervlak een samenhangende draad van het geëxtrudeerde materiaal wordt gelegd op de wijze zoals dit aan de 30 hand van de figuren la-le is toegelicht.

Figuur 3 toont hoe de draad 14, over een aan de eindrand 6a grenzende zone 15 het bovenoppervlak 6b van het substraat bedekt en tevens de eindrand 6a heeft bedekt} deze situatie komt dus overeen met die welke is afgebeeld in 35 figuur 1c. Op een individueel materiaaldeeltje 14 werkt dan de als gevolg van de kinetische energie opgewekte kracht a die kan .8800984 * 6 worden ontbonden in de componenten b en c. De component b wordt gecompenseerd door de als gevolg van de cohesie van het materiaal optredende kracht b' en de kracht c is, zoals figuur 3 toont, schuin omlaag en naar links gericht. Het is 5 deze kracht die het "omklappen" van de draad om de eindrand 6a tot tegen het onderoppervlak 6c van het substraat teweegbrengt.

Figuur 4 verduidelijkt hoe uit de heen en weer gaande zwaaibeweging van het mondstuk 8 in de richting van de 10 dubbele pijl 18 een zwaaibeweging van de draad 16 om de eindrand 6a van het substraat 6 resulteert met als gevolg een bekleding van deze eindrand 6 en de daaraan aangrenzende randzones 15a, met het materiaal van de draad 16. Uiteraard wordt tijdens deze beweging het mondstuk 18 langs 15 de rand van het substraat, dus loodrecht op het vlak van tekening bewogen zodat de individuele draaaddelen die het materiaal bedekken naast elkaar komen te liggen. De figuur toont hoe reeds het bovenoppervlak 6b met de eindrand 6a zijn bedekt en de draad 16 zich tegen de onderste rand-'20 zone op het onderoppervlak 6c slingert en daaraan hecht; bij de teruggaande beweging zal de draad zich eerst enigszins verschoven ten opzichte van het reeds aangehechte gedeelte tegen dit onderoppervlak hechten en dan terugslingeren langs de voorrand 6a en het bovenopper-25 vlak 6b.

Figuur 5 toont zeer vereenvoudigd en met een duidelijkheidshalve overdreven groot getekende afstand tussen de individuele draad- of strookdelen het met de uitvinding verkregen resultaat. De figuur toont het substraat 20 waarvan een 30 smalle randzone 22 op het bovenoppervlak 20a, met het vooroppervlak 20b en een in de figuur niet zichtbare smalle randzone op het onderoppervlak zijn bekleed met het aan te brengen materiaal dat is aangebracht als gevolg van een oscillerende heen en weer gaande beweging van het, niet 35 getekende, toegepaste extrusiemondstuk met een gelijktijdige beweging van dit mondstuk langs de eindrand 20b. Het « 880 0984 k «i 7 materiaal wordt neergeslagen in de vorm van een continue draad 24 en de neergeslagen draden vloeien samen tot een doorlopende laag.

Figuur 6 toont hoe het met de werkwijze volgens de 5 uitvinding mogelijk is een rechthoekige schematisch met streep-puntlijnen aangegeven randbegrenzing 28, te bekleden door een spuitkop die de contouren van de randbegrenzing 28 volgt een oscillerende beweging loodrecht daarop te laten uitvoeren volgens de baan 30. Het is duidelijk dat de 10 begrenzing 28 zowel een buitenbegrenzing als een binnen-begrenzing (opening) van een substraat kan zijn.

Figuur 7 toont het bekleden van een cirkelvormige randbegrenzing 32, gebruik makend van een spuitkop die een oscillerende heen en weer gaande beweging 15 loodrecht op deze randbegrenzing uitvoert zoals schematisch aangegeven met de zig-zaglijn 34.

Gunstige resultaten worden ook verkregen met een spuitkop die geen oscillerende heen en weer gaande beweging uitvoert doch die, tijdens het volgen van de te bekleden 20 randbegrenzing een roterende beweging uitvoert en wel zodanig dat de hartlijn van de spuitkop en daarmee de uitgespoten draad, een van het spuitmondstuk uitgaand manteloppervlak beschrijft.

Figuur 8a toont de uit twee rechte delen 40a, 40b 25 bestaande randbegrenzing van het substraat en met de lijn 42 is aangegeven de snijlijn van de draad met het vlak van tekening. Het blijkt dat ter plaatse van de randbegrenzing de beweging van de draad een component dwars op deze begrenzing heeft. Het resultaat is dat niet alleen de 30 eindrand 46a van het te bekleden substraat 46 doch ook de smalle, gearceerd aangegeven zones 44 aan het boven- en onderoppervlak daarvan met het materiaal worden bekleed.

Figuur 8b verduidelijkt het op overeenkomstige wijze bekleden van de cirkelvormige eindrand 50a van een substraat 50; 35 de snijlijn van de uitgestoten draad met het vlak van tekening is aangegeven met de lijn 52.

. 880 0984 8

Deze roterende beweging van de uitgestoten draad kan ook worden verkregen met een speciaal gevormd spuitmondstuk dat geen rotatiebeweging uitvoert doch uitsluitend ten opzichte van de eindrand en deze volgend wordt bewogen (waarbij uiteraard, 5 het substraat wordt bewogen ten opzichte van een stilstaande spuitkop). De uitgestoten draad wordt daarbij in een roterende beweging rond de hartlijn van het spuitmondstuk gebracht, -bijvoorbeeld door pneumatische of elektrostatische beïnvloeding.

10 Figuur 9a en b lichten schematisch een pneumatische beïnvloeding der uitgestoten draad toe waarbij gebruik wordt gemaakt van een speciaal in de handel verkrijgbaar mondstuk, bijvoorbeeld het Nordsonmondstuk, in de handel gebracht door aanvraagster.

15 Figuur 9a toont schematisch een dwarsdoorsnede door de eindplaat 60 van een dergelijk mondstuk met decentrale spuitopening 62 en de vier concentrisch daaromheen aangebrachte schuin naar de hartlijn 66 gerichte lucht-uitstroomopeningen 64a-64d, die tijdens gebruik met 20 perslucht worden gevoed.

Figuur 9b toont een onderaanzicht van deze eindplaat.

Het resultaat is dat een uitgestoten straal, die aanvankelijk volgens de hartlijn 66 het mondstuk verlaat in een roterende beweging wordt gebracht; de uitgestoten draad zal op een 25 plat vlak neerslaan volgens het patroon zoals’aangegeven met 68 in figuur 9c in welke figuur met de lijn 70 is aangegeven de baan van de spuitopening 62. Wanneer een op deze wijze bedreven spuitmondstuk langs de rand van een substraat wordt bewogen zal het in het voorgaande 30 beschreven effekt optreden en zullen een smalle randzone van he boven- en onderoppervlak van het substraat tezamen met de eindrand daarvan met het uitgespoten materiaal worden bekleed.

Elk der figuren 10, 11 en 12 toont schematisch een 35 praktische uitvoeringsvorm van een inrichting waarin de principes der uitvinding worden toegepast. Overeenkomstige .9800934 9 elementen zijn daarbij met gelijke verwijzingscijfers aangegeven.

Elke inrichting omvat een over twee rollen 80, 82 (waarvan de rol 80 in de richting van de pijl 84 wordt 5 aangedreven) geleide transportbaan 86 die een substraat 88a respectievelijk 88b respectievelijk 88c draagt waarvan het eindvlak 90a respectievelijk 90b respectievelijk 90c op de in het voorgaande aangegeven wijze moet worden bekleed.

Figuur 10 toont de toepassing van een extrusiekop 92 die via 10 de armen 94a, 94b is opgehangen in een stationaire U-vormige beugel 96. Via de arm 98 die door een niet getekende actuator in een heen en weergaande beweging in de richting der dubbele pijl 100 wordt aangedreven krijgt de extrusiekop 92 een oscillerende beweging dwars op de 15 met de pijl 102 aangegeven bewegingsrichting van het substraat 88a. De door het mondstuk 104 uitgespoten straal 106 van het bekledingsmateriaal resulteert in een bekledings-patroon van de soort zoals aangegeven in figuur 5.

Figuur 11 toont een uitvoeringsvorm waarin de extrusiekop 20 92 op de in het voorgaande beschreven wijze is opgenomen in het gestel 96 en waarbij dit gestel 96 bovendien om de as 110 kan kantelen ten opzichte van het vaste gesteldeel 112, loodrecht op de kantelrichting rond de as 94a. Hiertoe is een bedieningsarm 111 aanwezig die door een niet getekende 25 actuator wordt aangedreven in de richting van de dubbele pijl 113. Het resultaat is dat de uitgespoten draad 106 op het oppervlak van het substraat 88b een patroon 114 beschrijft van de soort toegelicht aan de hand van figuur 8a, resulterend in een bekleding van de eindrand 90b van 30 het substraat 88b en van de aangrenzende smalle randzones.

Figuur 12 tenslotte toont een vast opgestelde extrusiekop 92 met spuitmondstuk 104 waarbij de daardoor uitgespoten draad 106 elektrostatisch wordt afgebogen door middel van een eerste en tweede paar afbuigplaten: 35 120a, 120b respectievelijk 122a, 122b. Elk der paren platen is verbonden met een paar aansluitingen 124 resp. 126 van een '8800934 10 r» wisselspanningsgenerator 128 die aan deze aansluitingen 124 resp. 126 over 90° in fase verschoven spanningen levert. Het resultaat is dat de straal 106 een roterende beweging rond de hartlijn van het mondstuk 104 zal uitvoeren op de wijze zoals op 5 zich bekend voor de elektrostatische afbuiging van een elektronen-straal in een kathodestraalbuis. Het uiteindelijk verkregen patroon 114 komt overeen met dat wat bij de uitvoering volgens figuur 11 wordt verkregen en ook is afgebeeld in figuur 8a.

10 Een dergelijk patroon kan ook, zoals reeds in het voorgaande beschreven, aan de hand van de figuren 9a-9c worden verkregen met pneumatische afbuiging van de uittredende straal. Daarbij wordt de inrichting volgens figuur 12 gebruikt zonder de afbuigplaten 120a-120b en 122a-122b, 15 waarbij de extrusiekop bijvoorbeeld het Nordson model H200-S kan zijn.

.880 0984

Claims (13)

1. Werkwijze voor het met een extrudeeerbaar, plastisch materiaal bekleden van een randbegrenzing van een substraat, met het kenmerk, dat men door middel van een nabij deze randbegrenzing gelegen spuitmondstuk op de aan deze eindrand 5 grenzende zone een reeks onderling aangrenzende en samenhangende draden of stroken uit dit materiaal neerslaat waarvan de lengte groter is dan de breedte van de zone vermeerderd met de dikte der eindrand, en wel met een zodanige uit-treedsnelheid uit het mondstuk dat een op het ene substraat-10 oppervlak neergeslagen draad of strook zich onder invloed van de in het uitgespoten materiaal aanwezige kinetische energie via de rand voortzet tot op het tegenover gelegen substraat-oppervlak.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men 15 gebruik maakt van een spuitmondstuk dat het materiaal in een straal uitstoot en tussen mondstuk en randbegrenzing een relatieve beweging tot stand brengt welke zowel de contour der der randbegrenzing volgt als een component dwars daarop bezit.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het spuitmondstuk zodanig aandrijft dat de hartlijn ervan een oscillerende beweging dwars op de randbegrenzing uitvoert.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men 25 het spuitmondstuk zodanig aandrijft dat de hartlijn ervan een van het mondstuk uitgaand manteloppervlak beschrijft.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men de uit het mondstuk uittredende straal materiaal zodanig beïnvloedt dat deze straal een oscillerende 30 beweging dwars op de randbegrenzing uitvoert.

6. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men de uit het mondstuk uittredende straal materiaal zodanig beïnvloedt dat deze straal een van het mondstuk uitgaand manteloppervlak beschrijft. ,8800984

7. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat men de uittredende straal pneumatisch beïnvloedt.

8. Werkwijze volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat men de uittredende straal elektrostatisch beïnvloedt.

9. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één of meer der conclusies 1-8, gekenmerkt door een met een bron van extrudeerbaar plastisch materiaal in verbinding staande spuitmond en middelen voor het bewegen daarvan ten opzichte van de te bekleden randbegrenzing.

10. Inrichting volgens conclusie 9, gekenmerkt door middelen voor het in een dwars op de randbegrenzing gerichte oscillerende beweging aandrijven van het spuitmondstuk.

11. Inrichting volgens conclusie 9, gekenmerkt door 15 middelen voor het zodanig bewegend aandrijven van het mondstuk dat de hartlijn ervan een van het mondstuk uitgaand manteloppervlak beschrijft.

12. Inrichting volgens conclusie 9, met'het kenmerk, dat het mondstuk is van de soort met een centrale uittreed- 20 opening en een aantal in een krans daaromheen aangebrachte naar de mondstuk gerichte luchtuitstroomopeningen.

13. Inrichting volgens conclusie 9, gekenmerkt door rond het mondstuk opgestelde elektrostatische afbuigelektroden verbonden met één of meer afbuigspanningbronnen. .8800984