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    公开号:WO1981003462A1
    申请号:PCT/EP1981/000052
    申请日:1981-05-21
    公开日:1981-12-10
    发明作者:H Custor
    申请人:Laube R；H Custor；
    IPC主号:B41M1-00
    专利说明:
    Verfahren und Vorrichtung zum Färben von bahnförmi gen Gegenständen sowie derartige Gegenstände BeschreibungDie Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Färben (Bedrucken) von bahnförmigen Gegenständen, insbesondere Skibelägen aus Thermoplasten,wieOlefinen, insbesondere Hoch- und Niederdruck-Poly- athylen,sowie derartig hergestellte Gegenstände, wobei vor oder bei der Farbübertragung die zu tedruckende Seite des Belages durch Wärmesinwirkung in einen thermoplestischen bzw. Schmelzezustand gebracht wird. Bekenntlich werden seit längerem sogenannte mehrschichtige Skier durch Verkiebenmehrerer Schichten hergestellt (vgl. z. B. aus jüngeror Zeit die DE-08 2 804 943),die ihrerseits einen Unter-, einen Mittel- und einen Oberbau bilden. - Der Mittelbau bestehtim allgemeinen aus einen Holz- oder Hartschaum-Kern, der seitlich mit duroclasti-schem Kunsthars-Schichtstoff kaschiertsein kann; - der Oberbaubesteht mindestens aus einen mit dem Kernverklebten Aluminiumblech und/oder Laminat aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), worauf als Deckbelag eine Kunststoff-Folie aufkaschiert ist, die in weiteren Arbeitsvorgängen dekorativ ausge staltet wird; ; - der Unterbau besteht seinerseits aus einem Aluminium- blech oder einer Schicht aus glasfasserverstärktem Kunststoff (GFK),das bzw. die an einer Seite nit dem Kern verklebt ist und an der anderen Seite (ge gebenenfalls über verschiedene weitere Schichten schliesslich) mit dem eigentlichen Laufbelag ver klebt ist, der im allgemeinenein transparenter Ibis 2 mm dicker Kunststoffbalag ist, und zwar vor zugsweise aus Polyäthylen, nämlich HDPE (high-density Polyäthylen) oder Polytetrafluoräthylen (Teflon) (Wz). Normalerweise ist dabei die Innenseite des Lauf-Belages (oder auch des Deck-Belags) bedruckt, urninsbesondere den Ski-Hersteller, Typenbezeichnungen usw. wiederzugeben; dieser Druck ist dann durch den transparenten Belag hindurch sichtbar. Bisher werden im wesentlichen HDFE-Ski-Beläge eingesetzt. Das Dekorieren, insbesondere Bedrucken der HDFE-Beläge und Weiterverarbeiten erfolgt bisher sehr aufwendig (vgl. DE-OS 2 804 943) und trotzdem nit oft schlechter Druckqualität; - es wird stückweise, also nicht endlos bzw. kontinu- ierlich, vorgegangen, nämlich durch Siebdruck (von Mustern, Schriftzügen oder dgl.) mit Epoxid-Druck farben, wobei zusätzlich der Belag vor dem Bedruk ken vorbehandelt werden muss, z. B. thermisch(Be flammen), elektrisch (Korona-Entladung) oder che misch (Ätzen), da sonst die (Epoxid-)-Druckfarbe nicht haften würde ; - nach dem Bedrucken muss etwa 10 bis 20 h lang ge trocknet werden, woraufdann der bedruckte und ge trocknete Belag zum weiteren Dekorieren mit einer opaken (gefärbten) epoxidhaltigen Vergussmasse (einem opaken Decklack) einschliesslich Härter ab gegossen wird, um eine Hintergrundfarben-Schicht fur den transparenten Belag zu schaffen; ; - diese Vergossmassen-Schicht wird dann mittels eines Klebers nornalerweisemit einer Schichtaus glas faserverstärktem Kunststoff (GFK) verklebt, aller dings erst nach einigen Stunden, nachdemaus der Vergussmasse vollständig das Lösungsmittel entwi chen, also die Masse ausgehärtet ist. Trotz dieses insbesondere sehr aufwendigen Herstel lungsverfahrensist es bisher nicht gelungen, eine gleichbleibende Druckqualität beim fertigen Ski zu sichern. Als zahlreiche Fehler, die oft erst zienlich spät, nämlich 3 bis 10 Momate nach der Ferstellungdes Skis, auftreten, kommen insbesondere infrage: - UnzureickendeHaftungs-Vorbehandlung de s Belags vor dem edrucken; - Angreifen des Druckbilds durch den Eleber,so dass sich farbtöne ändern, die Konturen des Druckbilds verschwimmen oder Risse innerhalb des Druckbilds auftreten; - mangelndeElastizität der Vergussmasse gegenliberden Belag bzw. unzureichende Haftung der opaken Verguss masse am z. B. Polyäthylen des Belags, so dass das Ablosender Vergussmasse sich in hellen Flecken auf der Laufflächen-Seite äussert; - unzureichendes Abdunsten des Lösungsmittels aus der opaken Vergussnasse, so dass dieses durch Blasenbil dung zusätzlich Haftungsschwierigkeiten zwischen der Vergussmasse und dem z. B. Polyäthylen des Belags und damit unschöne helle Flecken verursacht. Ähnliche Schwierigkeiten wie für den Lauf-Belag treten auf, wenn ein entsprechender, zu dekorierenderBelag als Deck-Belag verwendet wird. Diese Schwierigkeiten stellen bis heute (trotz minds stemsca. 10 JahrenErfahrung) inner noch ein ernstesProblen dar, da die Fehlerquellen im einzelnen nicht erforscht sind, so dass es häufig zu Reklamationen derSki-Abnehmer bei den Ski-Herstellern kommt. Schliesslich ist trotz alley Aufwands selbst die bestenfalls erreichbare Druckqualität sehr beschränkt auf nur relativ grobstruckturierte Druckbilder, d. h. der Druck von Photographien nit Halbtönen ist praktisch unmöglich. In brigentreten dieselben Probleme nicht nur beiSki-Belägen, sondern auch bei anderen bahnförmigenGegenständen aus Polyäthylen oder dgl. auf, z. B. bei Xinweisschildern,Werbetafeln, etc. Als relativ aufwendig und nur schwer beherrschbarhat sich auch das Transfer-Druckverfahrennach derDE-OS 2 642 350 herausgestellt, bei dem zur Vermeidung der Migrationsförderung die zu bedruckende Oberfläche von Hochdruck- und Niederdruck-Polyäthylen vorher mit einer farbstoffaffinen thermoplastischen Kunststoffschicht, z. B. Polyurethan-oder Polyesterschicht, versehen wird, die ohneSchwierigkeiten bedruckbarist. Die DE-OS 2 642 350 zeigt somit deutlich,dass es nicht für möglich gehalten wird, Hochdruck- $oder NiederdruckPolyäthylen oder dgl. Werkstoffe unmittelbar zu bedrucken. Ein Weg hierzuwurde nicht gesehen. In der DE-OS 2 731 121 wird nun gelehrt, unter anderenPolyäthylen dadurch zu bedrucken, dass die zu bedrukkende Seite des Formkörpers unter einer ein Aufschmel- zen der zu bedruckenden Seite bewirkenden Wärmeeinwir kungin Anlage an einen Zwischendruckoräger, z. B. Papierdruckträger, gebrachtwird, auf den vorher einDruckbild aus zuerst sublimier- und damn eindiffundierbaren Farbstoffen aufgetragen worden ist. Als vorteilhafte Temperatur wird 160 bis 2200 C angegeben. Als "ausreichende" Anpresszeit des Zwischendruckträgers an die zu bedruckende Fläche wird 5 bis 30 Sekunden vorgeschlagen. Bei die sen in der DE-OS 2 731 121 angegebenen Bedingungentreten jedoch genau dieselben Mi- grationsprobleme auf, die man nach der DE-OS 2 642 350 dadurch zu vermeidensucht, dass man die zu bedrucken- de Seite vorher gesondert beschichtet. Die Migrationsprobleme treten offenbar durch eine zu lange Anpresszeit unter hoherWärme auf, wobei jedoch andererseits ein relativ hoher Ampressdruckerforder lich ist, um eine ausreichende Penetration der Farbstoffe in den Formkörper zu erreichen. Neben den geschilderten Migrationsproblemen tritt beimBedrucken unter Verwendung dünner Papier-Zwischendruckträger, wie sie auch bei der Textilbedruckung verwendet werden, noch das Problem auf, dass der Papierdruckträger bei Anpresszeitemvon über 1 Sekunde teilweise unlösbarnit dem aufgeschmolzenen Kunststoff verschmilzt. Die bedruckte Oberfläche ist dann im wesent- lichen unbrauchbar. Entsprechende Versuche des Erfinders haben dies bestätigt. Schliesslich stellt bei den bekannten Verfahren dieVerwendung eines Zwischendruckträgers eine gewisse Verschwendung dar, da nach der Farbübertragung derZwischendruckträger unbrauchbar ist und vernichtet werden muse. Die Vernichtung der "abgefärbten" Zwischendruckträger stellt die Druckbetriebe auch vor beachtlicheProbleme im Hinblickauf die innerstrenger werdenden Umweltschutzbestimmungen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabezugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, das bzw. die bei mininalem Material- und Maschinenaufwand konturenscharfe, ver zerrungsfreieBrillantdrucke gewährleistet. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung,bedruckte bahnförmige Gegenstände, imsbesondere Ski Belage,aus einen Thermoplast, wie Olefin oder dgl., zu schaffen, deren Drucke verzerrungsfreisind und sich durch gute Fixierung der Druckfarbe auszeichnen und die sich einwandfrei und dauerhaftan ihrer Druckseite mit einen Tragkörper, z. B. Skikörper oder dgl., verkleben lassen.Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch die Lehre nach den Kennzeichen der hn-sprüche 1 bzw. 21 bzw. des Anspruches 20. Durch die Kurzzeitigkeit und die lokale Begrenzung derFarbübertragung wird eine intensive lokale Penetration der Farbstoffe in den Belag gewährleistet.Überraschen- derweise ist auch keinerlei Migration feststellbar. Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt überraschenderweise auch den Verzicht eines zusätzlichen Zwischendruckträgers, wie sie beim Thermotransferdruck allgemein blichsind. Auf Grund des Felilenseines Zwischendruckträgers können auch keine Synchronlaufprobleme zwischen die sen und dem zu bedruckenden Belag und dadurch bedingte Verzerrungsprobleme auftretem.DieWeglassung eines Zwischendruckträgers insbesondere bei eimemkontinuierlichen Druckverfahren wurde bisher von der Fachwelt nicht für möglich gehalten. Erfindungsgemäss ist es überraschenderweise möglich, zum Bedrucken von Ski-Belägen aus im Ski-Bau lichen Kunststoffen, nämlich Thermoplasten, insbesondere Hochoder Niederdruck-Polyäthylen, die seit längerer Zeit bekanntensublimier- und eindiffundierbaren Farbstoffe einzusetzen,derart, dass die Beläge unmittelbar, d. h. chne zusätzlicher farbstoffaffiner Zwischenschichten bedruckbar sind (vgl. hinsichtlichder Farbstoffe z. B. "Journal of the Society of Dyers and Colourists",Vol. 70, S. 69 - 71 (1954); im "Colour Index" dieRubrik "Dispersionsfarbstoffe"). Es hat sich ferner überraschenderweise gezeigt, dass vollständig verzerrungsfreie Druckbilder entstehen,insbesondere auch bei dem Verfahren gemäss de Ansprüchen 2 und 3, bei dem sich der zu bedruckende Gegenstand durch und durch im Schnelzezustand befindet, so dass bei der Abkühlung eine gleichmässige Kristallisation über den Querschnitt erfolgt. Innere thermische Spannungen knnen daher nicht auftreten. Bei Verwendung von Polyäthylen hat sich gezeigt, dass an den bedruckten Stellen die Eigenschaften des Poly äthylens unverändert erhalten bleiben. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte SkiBeläge oder dgl. zeichnen sich durch problemlose Verbindung mit einem Tragkörper, z. B. Ski-Körper, ails. Die Erfindung verneidetauch grundsätzlich eine Vorbehandlung des Druckguts, um überhaupt das Bedrucken su ermöglichen, wie es bisher zum Bedrucken von Kunst-stoff bereits für sich bekannt geworden ist, z. B. als Einwirkung elektrischerEntladung, chemischer Wirkstoffe (z. B. durch Ätzen) oder dgl.:Zum Beispiel werden bei eine Verfahren zum Anf rben,Bedrucken und Bemalemvon Formkörpern aus Polyolefinen und Mischpolymerisaten aus Olefinen (vgl. DE-PS 1 153 658) ganz spezielle Farbstoffe auf die Formkörper aufgebracht und nach dem An- bzw. Eintrocknen der Farbstoffe auf den Formkörpern letztere auf eine unter dem Kristallitschmelzpunkt des Polymeren liegenden Temperatur erwärmt, die nach den Ausführungsbeispielen über 100 C beträgt und während 3 bis 10 Minuten einwirkt. Die Verwendung spezieller Farbstoffe und die beschriebene Verfahrensweise sollen ein zu starkes "Ausblühen, Wandern und Verlaufen (Bluten) der Farbstoffe verneiden.Die Schwierigkeiten beim Bedrucken von Olefinen werden nicht nur in der DE-PS 1 153 658 in der geringen Affinitatder Farbstoffe zu Eolyolefinen, sondern auch in der starken Migration gesehen (vgl. Spalte 1, Zeilen 11, 12).Wie bereits dargelegt, wird in besonders vorteilhafterAusgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens derBelag insgesant als heisse Folie von im wesentlichenSchmelzezustant kontinuierlich in Anlage an den Farbträger gebracht,wobei die Farbauftragung in einen inFörderrichtung der Folie konvergierendenSpalt erfolgt, der zusammen nit der Fördergeschwindigkeit derFolie und des Farbträgers derart bemessemwird, dass sich eine im wesentlichen keilförmige StauzonevonFolienschmelze ausbildet. Dabei solldie Stauzonesich so ausbilden, dass am Farbträger praktisch kein Schmelze-Wulst entsteht, indem die Farbe "zu rollen" beginnt. Dadurch ist ein verzerzungsfreies Druckbild gewährleistet. Man spricht in diesem Fall von einem sogenannten"Mikrowulst", was so viel bedeutet,dass praktisch keinWulst vorhanden ist. Vorzugsweise erfolg6t die Farbauftragung in Bereich einesSpaltes zwischen einer als Farbträger dienenden Walze, insbesondere Tiefdruckwalze, und einer Gegem alze,die jeweils temperiertsind. Da sich die Zusammensetzung des Polyäthylens während einer Charge oder zwischen verschiedenen Chargen ändern kann, ist vorteilhafterweise eine sogenannte "MikrowulstMesseinrichtung" vorgesehen,die steuerungstechnisch mit den Antrieben der genanntenWalzen gekoppelt ist, derart, dass bei einen zu grossen Wulstantieg ein Signal an die Antriebe der Walzen abgegeben wira, das eine Änderung der Walzengeschwindigkeit bewirkt, derart, dass der Wulst wieder auf Höhe des gewünschten "Mikrowulstes" absinkt. Bei Verwendung einer Tiefdruckwalze als Farbträger weisen die Ferbnäpfchen je nach der gewünschten Farbintensität unterschiedliche Tiefen von 1 bis 40 auf.Die Verwendung einer Tiefdruckwalze als Farbtragerhat neben der Möglichkeit einer feinen Regulierung der Farbintansität und damit der Herstellung von Druckildern mit Halbtönen den Vorteil, dass sein Unfangso gehlt werdemkann, dass dieser der Länge eines Ski-Belages bzw. der Drucklänge eines Ski-Belages entspricht. Dadurch ist ein kontinuierliches Ski-gerechtes Bedrucken von Ski-Belägen möglich. Die Gegenwalze 1st vorzugsweise mit einer Prägeober- fläche versehen, so dass gleichzeitigmit dem Bedrucken eine Prägung des Belages an der der Druckseite gegen-überliegenden Seite stattfindenkannDer bedruckte Belag bzw. die bedruckte Folie kann in einem nachfolgenden Arbeitsprozess mittels eines transparenten oder hellen Klebersauf eine Verstärkungsma- teriallage zufkaschiertwerden. Als Eleber wird damnvorzugsweise ein Polyurethankleberverwendet. AlsVerstärkungsmateriallage kann ein hell eingefärbter glasfaserverstärkter Kunststoff verwendet werden. DasAufkaschieren erfolgt vorzugsweise unter Wärmeein wirkung. Zur Herstellung der Klebfähigkeit des bedruckten Belages bzw. der bedruckten Folie wird dieser bzw. diese von der bedruckten Seite her durch Hochfrequenz-Korona-Entladung oder anoxidierendes Beflanmenbehandelt. Die bedruckte Folie kann auch chemiseh(mit einem Primer) behandelt werden. Bei Verwendung einer kalten Folie muss diese zumindest an der Druckseitevor dem Bedrucken bzw. vor der Farbauftragung wieder erhitzt bzw. in einen thermoplastischen oder Schmelze-Zustand gebrachtwerden, wobei dies durch eine dem Farbträger in Förderrichtung vorgeschaltete Vorheiz-Einrichtung erfolgt.Soll der Belag mit elmemMehrfarbendruck versehen werden, wird das Druckbild auf den Farbträger bzw. dieFarbträgerwalze vorzugsweise durch eine Übertragungswalze (Offset-Walze) übertragen. Die Übertragungswalze, die vorzugsweise gekühlt ist, wirkt mit mindestenseiner, vorteilhafterweise zwei oder drei Hochdruckwalzen zum Aufbringen des zu übertragenden Druckbildes zusammen. Mittels der Hochdruckwalzen werden Druckbilder unterschiedlicher Farbe auf die Übertragungs- walzen aufgedruckt, wobei die Druckbilder sich nicht überlappen. Der Farbträgerwalze kann noch eine Reinigungseinrichtung, vorzugsweise eine Reinigungswalze, die durch einLösungsmittelbad oder dgl. geführtt ist, zugeordnet sein. Dadurch ist gewährleistet, dass auch bei länge- rem Betrieb eimsandfreie,d. h. saubere Druckbilder erhalten werden. Weitere vorteilhafteAusgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den Verfahrens- und Vorrichtungsunteransprüchen näher beschrieben, auf die ausdrücklich verwiesen wird. Nachstehend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. Herstellung der erfindungsgemäss bedruckten Gegenstände anhand der anliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Druckvorrichtung, undFig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Druck vorrichtung für ein Mehrfarbendruck, eben falls in schematischer Ansicht.Fig. 1: Anseinem Extrusions-Werkzeug 11 tritt eine Folie 14 thermoplastischen Konststoffs (HD-Polyäthylen) in Form einer Schmelzfahne aus, die durch einen zwischen einerFarbträgerwalze 10 und einer Gegenwalze 12 gebildetenWalzenspalt gefördert wird, wobei sie in diesem konti nuierlichin Anlage an die Farbträgerwalze 10 gebrachtwird. Der Walzenspalt ist so bemessen,dass sich eine keilförmige Stauzone 18 ansbildet.In dieser Stauzone findet die erste Stufe des Bedruckens (Farbauftragung) statt. Nach dem Austritt der Folie 2 aus dem Walzenspalt zwischen den beiden Walzen 10 und 12 wird die bedruckte Folie 14' über einen grösseren Winkel des Umfangs der Gegen- bzw. Förderwalze 12 geführt, und zwar vor zagsweisean einer nicht dargestellten Temper-Ein- richtung mit gesteuerter Abnahme der Temperatur ab dem Walzenspalt in Förderrichtung vorbei, bis über eine Umlenkwalze 10 die bedruckte Folie 14' zu einer nicht dargestellten Aufwickelrolle abgeführt wird. Die bedruckte Folie 14' läuft vor dem Anfwickelnauf dieAufwickel-Rolle noch vorzugsweise an einer Nachbe handlungs-Einrichtung vorbei,die nittels einer Hoch- frequenz-Sorona-Entladungoder anoxidierendenBeflanmung einwirkt. Obwohldie Walzen 10, 12 mit in wesentlichen gleichem Durchmesserdargestellt sind, versteht es sich, dass ihr Durchmesser durchaus unterschiedlich sein kann, wobei die Drucklägerwalze 10 vorzugsweise einen Durchmesser aufweist, der so bemessen ist, dass der Umfang etwa der Drucklänge eines Ski-Belages entspricht. Die Farbträger-Walze ist in Fig. 1 eine ailsder Papierbedruckung bekannte Tiefdruckwalze mit Farbnäpf chen 20, die eine Tiefs zwischen etwa 1 bis 40 aufweisen, wobei die Tiefe der Farbnäpfchen die Farbin-tensität besinflussen. Je tiefer ein Farbnäpfchen ist, desto intensiver ist der jeweilige Farbpunkt auf derFolie 14. Die Farbnäpfchen 20 verhindern auch ein "Wegschmieren"der Farbe im Walzenspalt bzw. in derStauzone 18 entgegen der Drehrichtung der Farbträgewalze 10. Die Farbnäpfchen 20 garantieren ein absolut verzerrungsfreies Druckbild. Die Farbträgerwalze 10 wird durch ein Farbbad 22 einer Farbübertragungs-Einrichtung 16 zur Aufnahne der Druckfarbe hindurchbewegt, wobei überschüssige Farbe durch ein anschliessendes Rakel 24 abgestreiftwird, derart, dass sich nur noch in den Farbnäpfchen 20 Druckfarbe befindet. Die vom Rakel 24 abgestreifte Farbe wird wieder in das Farbbad 22 zurückgeführt. Das Farbbad 22 ist vorzugsweise gekühlt. Dadurch ist gewährleistet, dass die durch die Farbträgerwalze 10 aufgenommeneFarbe in den Farbnäpfchen 20 nicht zu schnell trocknet. Elmegeringe Antrocknung ist nur dann unschäd- lich, wenmals Druckfarbe eine unter Druck und/oderWärme (wie in der Stauzone18) reaktivierbare Farbe verwendet wird. Die folgenden in Fig. 1 verwandten Symbole bedeuten: f = Offnungsweite des Extrusions-Werkzeugs 11 (Breit schlitzdüse), s = Weite des Walzenspalts (an der engsten Stelle) zwischen den Walzen 10 und 12, 1 = Länge des Walzenspalts zwischen den Walzen 10 und 12, d = Dicke der Folie 14. Ausweislich Fig. 1 ist die Walzenspalt-Länge 1 genaugenommen als Länge der Stanzone18 zu verstehen, und zwar zwischen einersentsdem in Förderrichtung (vgl. Pteil)ersten Auftreffen der Folie 14 auf den Unfang der Walzen 10, 12 und andererseitsder engsten, derWalzenspaltweite s entsprechenden Stelle, des Walzenspalts (vgl. dazuin Fig. 1 die beiden Strichlinien, die den Doppelpfeil 1 begrenzen). Dabeibestehen folgende Beziehungen zwischen den ein-zelnen Grössen: s=d f= (1,0 #1,2).s, 1 = (1 - 10) .s. P bezeichnet den Linien-Druck über den Umfang der Walzen 10, 12. Die Temperaturverteilung der Folie 2 iiber den Umfang der Walze 12 ist aus den entsprechenden Diagramm "Folien-Temperatur" in Fig. 1 ersichtlich. Diese Temperaturverteilung ist dadurch bedingt, dass die Folie 14, die ohnehinmit einer hohen Temperatur aus dem Extru- sions-Werkzeug 11 austritt,und zwar mit ca. 2250 C für hochmolekuleres Polyäthylen, sich dann trotz derWärmesufohr von den Walzen 10 und 12, die (z. B. nittels Ölumlaufheizung) auf Temperaturen von z. B. ca. 50 bis 700 C bzw. 70 bis 1100 C aufgeheizt sind, beim Verlassendes Walzenspaltsabkühlt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich,dass das Bedrucken der Folie praktisch in dem Walzenspalt-Bereich stattfindet, der sich aus den Umfangs-Bögen von 150 und 100 (vgl. die graphische Darstellung innerhalb der Walze 10) zusammensetzt, da dort der erforderliche hohe Druck (genauer : Liniendruck P) und auch die erforderliche hohe Temperatur (vgl. auch die Folientemperatur-Kurve innerhalbder Walze 12 mit hohen Werten im Unfangs- bogen von 0 bis 150 nach der engsten Stelle des Walzenspalts) herrschen. In einer nachfolgenden Stufe erfolgt eine kontinuierliche Abkühlung der bedruckten Folie, derart, dass dieFolie mit dem anfgedruckten Druckbild bei ihrer Abkühlung so temperaturgesteuert vom thermoplastischen in den festen Zustand übergeht, dass sie sich nicht verwirft und das Druckbild nicht verzerrt wird. Es empfiehltsich zur graduellenAbkühlung die Verwendung der bereits erwähnten Temper-Einrichtung, die z. B. durch einen Warmluftstrom-Kanal oder durch Infrarot-Strahler gebildet sein kann. Von Wichtigkeit ist auch notch, dass die beiden Walzen 10, 12 so angetriebensind, dass in der Stauzonedie erwünschte Null-Relativgeschwindigkeit zwischen demSchmelzenmaterial und der Farbträgerwalze 10 erhalten wird, die einen sauberen, d.h. verzerrungsfreien Druck gewährleistet. Ferner müsse die Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen 10 und 12 so eingestellt werden, dass an der Farbträgerwalze 10 ein nur kleiner Schmelze-Wulst (Mikrowulst) entsteht. Es muss vermieden werden, dass die aufgebrachte Farbe mit der Schnelze in denWulst "rollt". Vorzugsweise ist zur Einhaltung des gewünschten "Mikrowulstes" eine entsprechende Einrichtung 34 vorgeschen, die mit den Antrieben der beiden Walzen 10, 12 gekoppelt ist. Die Einrichtung 34 umfasst z. B. einen photo elektrischenSender und Empfänger. die derart angeordnet sind, dass der Sendestrahl den Zwickel zwischen der zugeführten heissen Folie 14 und der Farbträgerwalze 10 knapp oberhalbdes "Mikrowulstes" durchquert,so dass er bei einem zu grossen Wulstanstieg unterbrochen wird, wodurchein Signal an die Antriebe der Walzen 10 und/oder 12 abgegeben wird, das eine Änderung der Walzengeschwindigkeiten bewirkt,derart, dass der Wulst wieder auf Höhe des gewünschten "Mikrowulstes" absinkt. Die Einrichtung 34ist insbesondere deswegenvon Bedeutung, weil sich die Zusammensetzung des Polyäthylens während einer Charge oder von Charge zu Charge gering fiigigändern kann, mit der Folge, dass sich damn auch der Schmelze-Wulst ändert bei im übrigen unverändertenVerfahrensbedingungen. Mittels der Einrichtung 34 lassen sich derartige Wulst-Änderungen schnell korrigieren. Die Oberfläche der Gegen- bzw. Förderwalze 12 ist vorzugsweise als Prägefläche ausgebildet,so dass gleichzeitig die Folie 14 bedruckt und geprägt werden kamn. Die Druckfarbe ist vorzugsweise mit einen relativ hoch siedendemLösungsmittel versetzt, so dass auf dem Weg von der Farbübertragungseinrichtung 16 zur Stauzone 18 keine vorzeitigeAbdunstung und Antrocknung der Farbe auf der Tiefdruckwalze erfolgt. Als Druckfarbe wird vorzugsweiseelne Sublimierfarbe verwendet. Es kann jedoch auch eine unter Druck und/ oder Wärme "verschweissfähige" Farbe verwendet werden, die in Bereich der Stauzonesich mit den schmelz- flüssigen bzw. sich im Schmelzezustand befindlichenThermoplastmaterial der Folie 14 innig verbindet. Die Durchlaufgeschwindigkeit der zubedruckenden oldie 14 bzw. bedruckten Folie 14' beträgt etwa 3 n proMinute. Die Anordnung des Extrusions-Werkzeuges 11 kann mit seiner Offnungrelativ zum Walzenspalt so getroffen werden, dass der Einlaufwinkel der Folie 14 ca. 10 bis 15 zur Walzenspalt-Mittelachse, und zwar zurFarbträgerwalze 10 hin beträgt. Diese massnahme trägt erheblich zur Aufrechterhaltung eines "Mikrowulstes" bei, insbesondere bei Veränderung der Walzendurchmesser. Im übrigen trägt die Näpfchen- bzw. Rastercherfläche der Tiefdruckwalze 10 zur Vergrösserung undAufrauhung der bedruckten oberflächen bei, mit demVorteil, dass sowohl grössere spezifische Klebekräfte entstehenals auch beim Verpressen mit einem Skikörpar oder dgl. der Kleberam Wegquetschengehindert wird sowie eine gleichmässigere Verteilung erfährt. Fig. 2:Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel im wesentlichen nur durch die anders gestaltete Farbübertragungseinrichtung 16. Diese umfasst eine tbertragnngwwalze28, die vorzugsweise gekühlt ist, und mittels der die Farbe bzw. Druckbilder auf die eigentliche Farbträgerwalze 10' übertragen wird. Die Farbträgerwalze 10' ist in diesen Fall nit einer im wesentlichen glatten Walzenoberfläche versehen. Um dennoch ein "Wegschmieren" der Farbe im Bereich der Stauzone18 zu verhindern,wird der Einlaufwinkel der Folie 14 bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 10 bis 15 zur Walzenspalt-Mittelachse, und zwar zur Farbträgerwalze 10' hin, gewählt. Diese Massnahme hat sich als besonders vorteilhaftbewährt. is hat sich gezeigt, dass absolut verzerrungsfreie Druckbilder auf der Folie 14 erhalten werden. In übrigen sind die Walzentenperaturen sowie Spaltabmessungen bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig.2 dieselben wie bei dem Ausführungsbeispiel gemässFig. 1. Die Übertragung der Farbe bzw. Druckbilder auf die Übertragungswalze bzw. Offset-W alze 28 erfolgt bei den Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 durch zweiHochdruckwalzen 30, 32, wobei die Druck-Matrizen mitFarbwalzen 38, 40 zusammenwirken, die jeweils durch ein Farbbad 42, 44 hindurchbewegt werden. Die inFig. 2 dargestellte Vorrichtung erlaubt ein Mehrfar- bendruck, wobei die Hochdruckwalzen 30, 32 die Über- tragungswalze28 dann so mit Farbe beaufschlagen, dass die Druckbilder sich auf der Übertragungswalze 28 nicht überlappen. Das Farbbad 42 kann z. 3.eine rote und das Farbbad 44 eine blaueoder grüne Farbe enthalten. Die Übertragungs-bzw. Offset-Walze 28 ist zur besseren Farbaufnahme vorzugsweise nit einenGummituch überzogen. Zur Reinigung der Farbträgerwalze 10' ist eine durch ein Lösungsmittelbad geführte Reinigungswalze 26 vorgesehen. Es handelt sich dabei um ein sehr niedrig siedendes mösungsmittel,das spätestens ander Übertragungsstelle zwischen der Übertragungswalze 28 und der Farbträgerwalze 10' abgedunstet ist. DasLösungsmittelbad ist an eine nicht dargestellte Lösungsmittel-Reinigungs-Einrichtung angeschlossen, die nit einen auswechselbaren Filter zur Abfilterung der von der Farbträgerwalze 10' abgelösten Farbreste versehen ist. Such bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 kamndie Gegen- bzw. Förderwalze 12 mit elmenPrägeprofil versehen sein, um gleichzeitigmit dem Bedrucken derFolie 14 auch ein Prägen der später als Belag dienenden Folie vorzunehmen, wenn z. B. der Belag it Steighilfen (z. B. Schuppen) für den Ski-Langlauf versehen werden soll.
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    Verfahren zum Färben (Bedrucken) von bahnförmigen Gegenständen, insbesondere Skibelägen, aus Thermoplasten, wie Olefinen, insbesondere Hoch- und Niederdruck-Polyäthylen, bei dem die zu bedruckende Seite des Belages vor oder bei der Farbübertragung durch Wärm ein Wirkung in einen thermoplastischen bzw. Schmelzezustand gebracht wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Farbe von einem Farbträger, auf dem das Druckbild ständig erneuert wird, auf den Belag übertragen wird, indem dieser kontinuierlich in Anlage an den Farbträger gebracht wird, derart, dass die Farbübertragung kurzzeitig und jeweils nur entlang im wesentlichen eines schmalen Flächenstreifens quer zur Förderrichtung des Belages erfolgt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag als heisse Folie von im wesentlichen Schmelzezustand kontinuierlich in Anlage an den Farb träger gebracht wird, auf den vorher ein Druckbild aus zuerst sublimier- und dann eindiffundierbaren oder aus unter/Druck und/oder Wärme mit dem schmelzflüssigen Thermoplastmaterial sich innig verschmel zenden Farbstoffen aufgetragen worden ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasa. die Farbübertragung in einem in Förderrichtung der Folie konvergierenden Spalt erfolgt, der zusam men mit der Fördergeschwindigkeit der Folie und des Farbträgers derart bemessen wird, dass sich eine im wesentlichen keilförmige Stauzone von Folien-Schmel ze ausbildet.
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar im Anschluss an die Extursion gefärbt bzw. bedruckt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass eine kalteFolie wieder erhitzt und bedruckt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbauftragung im Bereich eines Spaltes zwischen einer als Farbträger dienenden Walze und einer Gegenwalze erfolgt, durch den die heisse Folie unter Bildung eines nur kleinen bzw. "Mikrowulstes" hindurchbewegt wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie an der der zu bedruckenden Seite gegenüberliegenden Seite simultan geprägt, d. h. mit einer Profilierung versehen wird.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbstoffe für sich bekannte lichtechte Farbstoffe verwendet werden.
    9. Verfaliren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbstoffe schnell trocknende, aber unter Einwirkung von Wärme und/oder Druck im wesentlichen schlagartig reaktivierbare Sublimierfarben verwendet werden.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbübertragung im Ηochdruckverfahren, vorzugsweise jedoch im Tiefdruckverfahren erfolgt.
    11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10 , dadurch gekennzeichnet , dass die Farbauftragung ca. 1 Sekunde dauert , die Wärme bei einer Temperatur von ca. 180 bi s 250° C einwirkt , und der Liniendruck in der Schmelze-Stauzone über eine Länge von ca. 3-6facher Extrusions-Werkzeugöff- nungsweite bzw . Foliendicke steil von ca. 1 auf ca. 60N/cm ansteigt .
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass der bedruckte bzw . farbbeaufschlagte Gegenstand nach der Farbbeaufschlagung kontinuierlich abgekühlt wird , wobei die Abkühlung so temperatur gesteuert erfolgt , dass der Gegenstand vom thermoplastischen in den festen Zustand ohne Verwerfen und Entstehung von verzerrten Druckbildern übergeht.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die heisse Folie unter einem Winkel von ca. 10 bis 15º zur Vertikalen an den Farbträger in Richtung zu diesem hin zuge führt wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Schmelzen- Zähigkeit durch Mischung von höchst- mit hochmole kularem Polyäthylen (Mol-Gewicht 6 . 105 bzw. 2,5 . 105) eingestellt wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen temperiert sind, wobei die Tem peratur in einem Verhältnis von ca. 50 bis 70° C für die Farbträger-Walze zu ca. 70 bis 110° C für die Gegen- bzw. Förderwalze der Folie stehen.
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da durch gekennzeichnet, dass der bedruckte Gegenstand behandelt wird durch:
    - Hochfrequenz-Korona-Entladung oder
    - anoxidierendes Be flammen.
    17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der bedruckte Gegenstand chemisch (mit einem Primer) behandelt wird.
    18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da durch gekennzeichnet, dass bei einem kontinuierlichen Bedrucken bzw. einer kontinuierlichen Farbauftragung die Druckgeschwindigkeit ca. 1,5 bis 4 m/min. beträgt.
    19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Druck farbe aufgebracht wird.
    20. Gegenstand, insbesondere Skibelag, aus einem thermoplastischen Material, wie Olefinen, insbesondere Hoch- und Niederdruck-Polyäthylen, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an den bedruckten bzw. Farbauftragstellen die Farbstoffe in das Material des Gegenstandes eingedrungen sind.
    21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19 bzw. zur Herstellung eines bedruckten Gegenstandes nach Anspruch 20, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Walzen (10, 12 bzw. 10', 12)-Paar zur Ausbildung eines Walzenspalts, wobei die eine Walze (12) von dem bahnförmigen Gegenstand bzw. der Folie (14) umschlungen ist und die andere Walze (10, 10') als
    Farbträger dient und mit einer Far büb er tragung sein richtung (16) zusammenwirkt, und Antriebseinrichtungen für die beiden Walzen (10, 12 bzw. 10', 12) zum Antrieb mit im wesentlichen gleicher Umfangsge schwindigkeit.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (10, 12 bzw. 10', 12) so angetrieben sind, dass die Farbträgerwalze (10 bzw. 10') eine etwas höhere Umfangsgeschwindigkeit aufweist als die Gegen- bzw. Förderwalze (12).
    23« Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenspalt und die gegen- seitige Umfangsgeschwindigkeit der Walzen (10, 12 bzw. 10', 12) so gewählt sind, dass in Förderrich tung vor dem Walzenspalt eine keilförmige Stauzone (18) der heissen bzw. im thermoplastischen Zustand befindlichen Folie (14) mit einem im wesentlichen "Mikrowulst" an der der Farbträgerwal ze (10 bzv. 10') zugewandten Seite entsteht.
    24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenspaltweite s etwa = Foliendicke d; und die Walzenspaltlänge e etwa = (1 ÷ 10) . Walzenspaltweite s betragen.
    25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Foliendicke d etwa 1,0 mm beträgt.
    26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass beide Walzen (10, 12 bzw. 10', 12) temperiert sind.
    27- Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbträgerwalze (10 bzw. 10') auf einer Temperatur von etwa 50 bis 70° C und die Gegen- bzw. Förderwalze (12) auf einer Temperatur von etwa 70 bis 110º C gehalten sind.
    28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbträgerwalze (10 bzw. 10') einen Umfang aufweist, der etwa der Länge eines Skibelages bzw. der Drucklänge eines Skibelages entspricht, und dass diese Walzen auswechselbar gelagert sind.
    29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass dem Walzenspalt der Stauzone (18) eine Temper-Einrichtung nachgeschaltet ist, die eine gesteuerte Abnahme der Tem peratur ab dem Walzenspalt in Förderrichtung erlaubt.
    30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (z. B. Koronastation) zum Behandeln des bedruckten Gegenstandes bzw. der bedruckten Folie (14) vorgesehen ist.
    31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbträgerwalze (10) eine Tiefdruckwalze mit Farbnäpfchen (20) einer Tiefe von etwa 1 bis 40/u ist.
    32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefdruckwalze zur Farbübernahme durch ein Farbbad (22) geführt ist, wobei überschüssige Farbe durch ein Rakel (24) oder dgl. von der Walzenoberfläche abgestrichen wird.
    33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zwisehen dem Walzenspalt und der Farbübertragungseinrichtung (16, 22) eine Reinigungseinrichtung (Reinigungswalze 26) zur Reinigung der Farbträgerwalze (10 bzw. 10') vor erneuter Farbübernahme angeordnet ist.
    34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 31, und 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbüber tragungseinrichtung (16) eine Übertragungswalze (Offset-Walze 28) umfasst.
    35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswalze (28) mit minde stens einer, vorzugsweise zwei oder drei Hochdruckwalzen (30, 32) zum Aufbringen des zu übertragenden Druckbildes zusammenwirkt.
    36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckwalzen (30, 32) Druckbilder unterschiedlicher Farbe auf die Übertragungswalzen (28) aufdrucken.
    37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswalze (28) gekühlt ist.
    38. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbbad (22) gekühlt ist.
    39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswalze (28) mit einem elastischen Überzug, vorzugsweise Gummituch oder dgl. versehen ist.
    40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegen- bzw. Förderwalze (12) als Prägewalze ausgebildet ist.
    41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der
    Antriebsgeschwindigkeiten der beiden Walzen (10, 12 bzw. 10", 12) eine "Mikrowulst-Messeinrichtung" (34) vorgesehen ist, die mit den Antrieben der Walzen gekoppelt ist.
    42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass die "Mikrowulst-Messeinrichtung" einen photoelektrischen Sender und Empfänger umfasst, die derart angeordnet sind, dass der Sendestrahl den Zwickel zwischen der zugeführten heissen Folie und der Färbträgerwalze knapp oberhalb des "Mikro-Schmelze-Wulstes" durchquert, so dass er bei einem zu grossen Wulstantieg unterbrochen wird, wodurch ein Signal an die Antriebe der Walzen abgegeben wird, das eine Änderung der Walzengeschwindigkeit bewirkt, derart, dass der Wulst wieder auf Höhe des "Mikrowulstes" absinkt.
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    同族专利:
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    1981-12-10| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    1981-12-10| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT CH DE FR GB LU NL SE |
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