Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND LAMINATING MECHANISM FOR PRODUCING A LAMINATED COMPOSITE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/045260
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method of producing a laminated composite (38) comprising at least one core layer (36) with at least one covering layer (32), the layers to be interconnected being assembled in the form of strips and being acted upon with the desired laminating pressure between laminating rollers (14, 16, 18) in the roll gap by adjustment of the gap height (d). The laminated composite (38) emerging from a first roll gap (20) wraps partially around one of the laminating rollers (16) and is then guided through at least one further roll gap (22). A suitable laminating mechanism (10) comprises three laminating rollers in an approximately L-shaped mutual arrangement. For technical laminates with traction-resistant covering layers, the removal force of the covering layers can generate by reversal a pressure force on the laminating rollers. The duration of the pressure is increased by the action of the subsequent loops wrapping around the rollers.

Inventors:
WATRINET HANNS (US)
GABI URS (CH)
Application Number:
PCT/CH1997/000197
Publication Date:
December 04, 1997
Filing Date:
May 21, 1997
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ALUSUISSE LONZA SERVICES AG (CH)
WATRINET HANNS (US)
GABI URS (CH)
International Classes:
B32B15/08; B32B37/00; B32B37/02; B32B37/22; (IPC1-7): B32B31/00; B32B15/08
Foreign References:
EP0453697A11991-10-30
EP0485896A11992-05-20
EP0495646A11992-07-22
EP0153220A21985-08-28
US5158831A1992-10-27
EP0356837A21990-03-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 174 (M - 316) 10 August 1984 (1984-08-10)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundes (38) aus mindestens einer Kernschicht (36) mit mindestens einer Deckschicht (32,34), wobei die miteinander zu verbindenden Schichten als Bänder zusammengeführt und zwischen Kaschierwalzen (14,16,18) im Walzenspalt durch Einstellen der Spalthöhe (d) mit dem gewünschten Kaschierdruck beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem ersten Walzenspalt (20) austretende Schichtverbund (38) eine der Kaschierwalzen (16) teil¬ weise umschlingt und nachfolgend durch mindestens einen weiteren Walzenspalt (22) geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierwalzen (14,16,18) einzeln angetrieben und/oder beheizt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass zumindest eine Deckschicht (32,34) vor dem Einlaufen in den ersten Walzenspalt (20) zu Erhöhung der Anpresskraft während der Umschlingung gebremst wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Deckschichten (32,34) und/oder die Kernschicht (36) vor dem Einlaufen in den ersten Walzenspalt (20) durch teilweise Umschlingung der Ka¬ schierwalzen aufgewärmt werden.
5. Kaschierwerk mit Kaschierwalzen zur Herstellung eines Schichtverbundes (38) aus einer Kernschicht (36) mit mindestens einer Deckschicht (32,34), dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens drei Kaschierwalzen (14,16,18) in Serie aneinandergereiht sind, wobei eine Kaschierwalze (16) mit zwei angrenzenden Kaschierwal¬ zen (14,18) zwei Walzenspalten ( 20, 22 ) bildet.
6. Kaschierwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass drei Kaschierwalzen (14,16,18) etwa Lförmig an¬ geordnet sind.
7. Kaschierwerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Kaschierwalzen (14,16,18) in einem Maschinenrahmen (24) schwenk bzw. kippbar angeordnet sind.
8. Kaschierwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierwalzen (14,16,18) in einem im Maschi¬ nenrahmen (24) gelagerten Rahmen (12) angeordnet sind, der über eine am Maschinenrahmen (24) gegengelagerte Spindel (26) schwenk bzw. kippbar ist.
9. Kaschierwerk nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaschierwalzen (14,16,18) gegeneinander schwenk bzw. kippbar angeordnet sind.
10. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bzw. Verwendung des Kaschierwerkes nach einem der Ansprüche 5 bis 9 zur Herstellung von Schichtverbunden, insbesondere von Metall/Kunststoff/MetallVerbunden.
Description:
Verfahren und Kaschierwerk zur Herstellung eines SchichtVerbundes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtverbundes aus mindestens einer Kernschicht mit min¬ destens einer Deckschicht, wobei die miteinander zu verbin¬ denden Schichten als Bänder zusammengeführt und zwischen Kaschierwalzen im Walzenspalt durch Einstellen der Spalt¬ höhe mit dem gewünschten Kaschierdruck beaufschlagt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Kaschierwerk.

Bei heute üblichem Walzenkaschieren einer oder mehrerer Kernschichten mit ein- oder beidseitigen Deckschichten zur Herstellung von Schichtverbunden, wie beispielsweise mit Metallblechen beplankte Kernschichten aus Kunststoff, wer¬ den die miteinander zu verbindenden Schichten als Bänder zusammengeführt und zwischen zwei Walzen im Walzenspalt mit dem gewünschten Kaschierdruck beaufschlagt. Da der Ka- schiervorgang nur im Walzenspalt stattfinden kann und demzu¬ folge die Kaschierstrecke sehr kurz ist, kann mit einem her¬ kömmlichen Zweiwalzen-Kaschierwerk nur ein geringer Wärme¬ eintrag in den Schichtverbund und demzufolge nur eine gerin¬ ge Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden. Eine Erhö- hung der Produktionsgeschwindigkeit ergibt sich beim Ein¬ satz einer Doppelbandpresse. Die Investitionskosten für eine Doppelbandpresse sind jedoch gegenüber einem Walzen¬ kaschierwerk sehr viel höher.

Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik liegt der Er¬ findung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die Pro¬ duktionsgeschwindigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Zwei¬ walzen-Kaschierwerken erheblich verbessert werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung.

Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe bezüglich des Ver¬ fahrens führt, dass der aus einem ersten Walzenspalz austre¬ tende Schichtverbund eine der Walzen teilweise umschlingt und nachfolgend durch mindestens einen weiteren Walzenspalt geführt wird.

Die Kaschierwalzen werden bevorzugt einzeln angetrieben und sind zweckmässigerweise auch individuell beheizbar. Zur Erhöhung der Anpresskraft während der Umschlingung kann zu¬ sätzlich zumindest eine Deckschicht vor dem Einlaufen in den ersten Walzenspalt gebremst werden. Diese Art der Erhöhung der Anpresskraft ist vor allem zur Herstellung technischer Laminate mit zugfesten Deckschichten aus z.B. Aluminium, Stahl sowie reissfesten Geweben geeignet. Ueber die Abzugs¬ kraft der Deckschichten wird durch Umlenkung eine Anpress¬ kraft auf die Kaschierwalzen erzeugt. Durch nachfolgende Umschlingungen der Walzen wird die für eine höhere Produk¬ tionsgeschwindigkeit erforderliche längere Kontaktzeit des Schichtverbundes mit den Kaschierwalzen zusätzlich erhöht. Ein allenfalls notwendiger Kaschierdruck ergibt sich beim Durchlaufen der Walzenspalten, deren Höhe entsprechend dem gewünschten Druck eingestellt wird.

Die Deckschichten und/oder die Kernschichten können bereits vor dem Einlauf in den ersten Walzenspalt durch teilweise Umschlingung der Kaschierwalzen aufgewärmt werden. Auf die¬ se Weise kann sich ein Teilverbund aus z.B. einer Deckschicht und einer an diese angrenzenden Kernschicht bereits vor dem Einlauf in den ersten Walzenspalt ausbilden.

Der Mindestdurchmesser der Kaschierwalzen wird so gewählt, dass die Deckschichten ihre materialspezifischen Dehngren¬ zen im Schichtverbund während der Umschlingung bzw. Umlen- kung nicht überschreiten, so dass die auf das Produkt über¬ tragene Walzenkrümmung wieder zurückgestellt werden kann.

Bei einem zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfah¬ rens geeigneten Kaschierwerk sind mindestens drei Kaschier¬ walzen in Serie aneinandergereiht, wobei eine Kaschierwalze mit zwei angrenzenden Kaschierwalzen zwei Walzenspalten bildet.

Bei einem einfachen und kostengünstigen Kaschierwerk sind drei Kaschierrollen etwa L-förmig angeordnet. Die vorzugs¬ weise in einem Maschinenrahmen schwenk- bzw. kippbar ange- ordenten Kaschierrollen können beispielsweise in einem im Maschinenrahmen gelagerten Rahmen angeordnet sein, der über eine am Maschinenrahmen gegengelagerte Spindel schwenk- bzw. kippbar ist. Selbstverständlich können auch die Ka¬ schierwalzen selbst gegeneinander schwenk- bzw. kippbar angeordnet sein. Durch die einfache Möglichkeit zur Verände¬ rung der Umschlingungsverhältnisse können Anpresskräfte und Kontaktzeiten zwischen Schichtverbund und Kaschierwalzen optimal und schnell eingestellt werden.

Das erfindungsgemässe Kaschierwerk umfasst im einfachsten Fall drei Kaschierrollen, wobei deren Anzahl nicht be¬ schränkt ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist geeignet zur Herstel- lung von Schichtverbunden aller Art. Ein bevorzugtes Anwen¬ dungsgebiet liegt bei den Metall/Kunststoff/Metall-Verbun- den, die infolge der hohen Zugfestigkeit ihrer Deckschichten eine hohe Anpresskraft auf die Kaschierwalzen ermöglichen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevor¬ zugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in ihrer einzigen Figur einen Quer¬ schnitt durch ein Kaschierwerk.

Ein Kaschierwerk 10 weist zwei L-förmige Rahmenteile 12 auf, zwischen denen drei Kaschierwalzen 14, 16, 18 gelagert sind.

Entsprechend der L-Form der Rahmenteile 12 sind auch die Ka¬ schierwalzen 14, 16, 18 L-förmig zueinander angeordnet, wo¬ bei jeweils zwei einander benachbarte Kaschierwalzen 14, 16, bzw. 16, 18 je einen Walzenspalt 20, 22 bilden.

Die L-förmigen Rahmenteile mit den Kaschierwalzen 14, 16, 18 sind um eine Schwenkachse x kipp- bzw. schwenkbar in einem Maschinenrahmen 24 angeordnet. Zur Einstellung des Kippwin¬ kels dient eine Spindel 26, die einerseits an einem der Rah- menteile 12 festgelegt und andererseits am Maschinenrahmen 24 gegengelagert ist.

Zwei Deckschichten 32, 34 durchlaufen je einen Vorwärmrol¬ lensatz 28, 30 und werden von der Oberfläche der Kaschierwal- zen 14, 16 dem ersten Walzenspalt 20 zugeführt. Zusammen mit einer zwischen die Deckschichten 32, 34 geführten Kern¬ schicht 36 ergibt sich ein Schichtverbund 38, der nach dem Durchlauf des ersten Walzenspaltes 20 der Oberfläche der zweiten Kaschierwalze 16 anliegt und in der Folge den zweiten Walzenspalt 22 durchläuft.

Im vorliegenden Fall wird die Deckschicht 32 nach dem Aus¬ tritt aus dem Vorwärmrollensatz 28 mit der Oberfläche der ersten Kaschierwalze 14 in Kontakt gebracht, d.h. die Deck- schicht 32 umschlingt die Kaschierwalze 14 bereits vor dem Eintritt in den ersten Walzenspalt 20. Auch die Kernschicht 36 wird so zugeführt, dass sie bereits vor dem Einlauf in den ersten Walzenspalt 20 der bereits auf der Oberfläche der Ka¬ schierwalze 14 anliegenden Deckschicht 32 anliegt. Dadurch ergeben sich für den bereits vor dem ersten Walzenspalt 20 gebildeten Teilverbund aus Deckschicht 32 und Kernschicht 36 ideale Bedingungen bezüglich des Wärmeeintrags. In gleicher Weise erfolgt eine weitere Aufwärmung der Deckschicht 34 nach dem Verlassen des Vorwärmrollensatzes 30 durch eine ebenfalls vor dem Eintritt in den ersten Walzenspalt 20 er¬ folgende Teilumschlingung der Kaschierwalze 16. Daraus er¬ geben sich auch für die Deckschicht 34 ideale Bedingungen für

den Wärmeeintrag. Nach dem Austritt aus dem ersten Walzen¬ spalt 20 erfolgt eine weitergehende Verbindung der Einzel¬ schichten 32, 34, 36 zum Schichtverbund 38 während der nach¬ folgenden Umschlingung der Kaschierwalze 16 im Auflagebe¬ reich A als Folge der idealen Vorwärmbedingungen bereits nach einer kurzen Kontaktzeit, so dass mit diesen Massnahmen eine weitere Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit mög¬ lich wird. Die Endverpressung des Schichtverbundes 38 er¬ folgt im zweiten Walzenspalt 22.

Die Deckschichten 32, 34 werden als Bänder von in der Zeich¬ nung nicht dargestellten Vorratsrollen, die zur Straffung der Bänder mit Bremsen ausgerüstet sind, abgewickelt. Die Kernschicht 36 kann beispielsweise direkt von einem Extruder zugeführt werden, wobei eine gegebenenfalls erforderliche Straffung mittels Bremsrollen erfolgen kann. Die Kern¬ schicht kann auch aus mehreren Teilschichten bestehen und z.B. beidseitig mit einer Klebstoffschicht bzw. -folie ver¬ sehen sein.

Die Kaschierwalzen 14, 16, 18 können einzeln angetrieben und beheizt werden. Dadurch ergibt sich einerseits die Möglich¬ keit, in Zusammenwirkung mit den Bremsen der Vorratsrollen die Anpresskraft auf den Schichtverbund 38 im Auflagebereich A auf der mittleren Kaschierwalze 16 zwischen den beiden Wal¬ zenspalten 20, 22 sowie generell im Umschlingungsbereich der Kaschierwalzen 14, 16, 18 einzustellen. Andererseits wird durch die Umschlingung der Kaschierwalzen 14, 16, 18 mit den Deckschichten 32, 34 bzw. dem Schichtverbund 38 die Kontakt- fläche und damit die Kontaktdauer mit den Kaschierwalzen wesentlich erhöht, was eine bessere Wärmeübertragung von den Walzen auf die Bänder und damit auch eine höhere Produktions¬ geschwindigkeit ermöglicht. Durch die einzeln regelbaren Umlaufgeschwindigkeiten der Kaschierwalzen 14, 16, 18 kön- nen auch Spannungen in den Deckschichten 32, 34, die sich als Folge der Walzenkrümmung ergeben, zumindest teilweise kom¬ pensiert werden.

Der Durchmesser D der Kaschierwalzen 14, 16, 18 beträgt bei¬ spielsweise 1000 mm. Der minimale Durchmesser wird bestimmt durch die maximal zulässige Krümmung des Schichtverbundes 38. Die Höhe d der Walzenspalten 20, 22 richtet sich nach der Dicke des herzustellendenSchichtverbundes 38 sowie nach dem gewünschten Kaschierdruck imWalzenspalt.

Mit dem Kaschierwerk 10 lassen sich z.B. Schichtverbunde 38 mit einer Kernschicht aus Polypropylen sowie Deckschichten aus Aluminium mit einer Gesamtdicke bis zu etwa 4 mm oder so¬ gar dicker herstellen.

Aus der Zeichnung ist ohne weiteres ersichtlich, dass das Kaschierwerk 10 auf einfache Weise auch durch Umrüsten eines bestehenden Zweiwalzen-Kaschierwerkes erhalten werden kann.