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DE19634386A1 - Verfahren zum Schmelzschneiden von thermoplastischen Folien und textilen Bahnen - Google Patents

Verfahren zum Schmelzschneiden von thermoplastischen Folien und textilen Bahnen

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Publication number
DE19634386A1
DE19634386A1 DE19634386A DE19634386A DE19634386A1 DE 19634386 A1 DE19634386 A1 DE 19634386A1 DE 19634386 A DE19634386 A DE 19634386A DE 19634386 A DE19634386 A DE 19634386A DE 19634386 A1 DE19634386 A1 DE 19634386A1
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DE
Germany
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embossing
separating
cut
heat source
cutting
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DE19634386A
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Ludvik Dipl Ing Doelling
Wilhelm Dipl Ing Haag
Otto Dipl Ing Wiedemann
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Agfa Gevaert AG
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Agfa Gevaert AG
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Publication date
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzschneiden von thermoplastischen Folien und textilen Bahnen basierend auf der Verwendung von zwei Trennelementen und einer Wärmequelle.
Fotografische Filme vom System 135 (Kleinbildfilme) werden in Patronen benutzt, die in die Kamera eingelegt werden, in denen sich der Film aufgewickelt auf eine drehbare Spule befindet und durch das Patronenmaul Bild für Bild in der Kamera ausgespult wird. Durch das Patronenmaul darf kein Licht ins Innere der Patrone gelangen. Aus diesem Grund ist das Patronenmaul an Ober- und Unterlippe mit schmalen Samtstreifen beklebt, die aus breiten Samtbahnen geschnitten werden.
Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zum Schmelzschneiden breiter Samtbahnen in schmale Samtstreifen, ist aber auch beim Schneiden anderer textiler Bahnen und beim Schneiden von thermoplastischen Folien anwendbar. Das Verfahren soll sich insbesondere dadurch auszeichnen, daß die Schnittränder durch Anschmelzen des Materials verfestigt sind und dadurch kein Schmutz anfällt, der sich z. B. auf dem fotografischen Film ablagern und dort zu Fehlern führen könnte.
Die bisher bekannten Verfahren zum Schmelzschneiden sind nicht geeignet, diese Aufgaben zufriedenstellend zu lösen:
Bekannt ist einerseits, die Textilbahn zwischen einer Wärmequelle und einem Trennrad hindurchzuführen, das mit einer bestimmten Andruckkraft gegen die Textilbahn gedrückt wird. Durch die Wärmequelle, z. B. eine Ultraschall-Sonotrode, schmilzt das Material partiell und wird durch das stehende Trennrad getrennt.
Ein schmales Trennrad schneidet das Material gut durch, verfestigt aber die Schnittränder nicht im geforderten Ausmaß, so daß Flusen und Fusseln entstehen, die das fotografische Material verschmutzen. Ein breites Trennrad verfestigt zwar die Schnittränder in ausreichendem Maße, zeigt aber eine unzureichende Schnitt­ qualität.
Bekannt ist andererseits, dem eigentlichen Schneidevorgang eine Vorprägung voranzustellen, bei der das Material unter Erwärmung auf eine geringere Stärke als zuvor zusammengedrückt und kurzzeitig aufgeschmolzen wird (ohne daß ein Schneiden erfolgt), und das Schneiden im Anschluß daran mittels eines Trenn­ rades, das gegen eine Gegenwalze gedrückt wird, wobei das Material zwischen Trennrad und Gegenwalze hindurchgeführt wird, durchgeführt wird. Dabei ist die Vorprägespur wesentlich breiter als die Trennspur, um zu gewährleisten, daß bei geringem seitlichem Verlaufen der Materialbahn zwischen Vorprägen und Schneiden die Trennspur immer noch auf der Vorprägespur verläuft, da sonst wiederum zuviel Schmutz anfallen und das Aufbringen der Vorprägespur seinen Zweck verfehlen würde.
Eine zu breite Vorprägespur verringert aber insgesamt die Schneidleistung und verfestigt das Material in Bereichen, wo dies eigentlich nicht erforderlich und auch nicht wünschenswert ist, weil dann bereits die Fähigkeiten des Samtes, eine Filmpatrone gegen Lichteinfall abzudichten, beeinträchtigt wird.
Aufgabe war daher, diese Nachteile zu vermeiden.
Es wurde nun gefunden, daß sich diese Aufgabe dadurch lösen läßt, daß das zu schneidende Material im Bereich des beabsichtigenden Schnittes unter Erwärmen unmittelbar nacheinander durch präzise Führung der Trennvorrichtung zur Vorprä­ gevorrichtung in der Weise vorgeprägt und geschnitten wird, daß die senkrecht und in der gleichen Richtung zur Materialbahn verlaufende Symmetrieebene durch die Vorprägevorrichtung mit der durch die Trennvorrichtung verlaufenden Symme­ trieebene identisch ist.
Vorprägevorrichtung und Trennvorrichtung sind somit tandemartig dicht hinter­ einander angeordnet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schmelz­ schneiden von thermoplastischen Folien und textilen Bahnen, enthaltend eine Vorpräge- und eine Trennvorrichtung sowie wenigstens eine Wärmequelle, auf der Vorpräge- und Trennvorrichtung in der Weise angebracht sind, daß die zu schneidende Folie oder Bahn zwischen ihnen und der wenigstens einen Wärmequelle hindurch geführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung tandemartig dicht hinter der Vorprägevorrichtung in der Weise angebracht ist, daß die senkrecht zur Achse der Vorprägevorrichtung verlaufende Symmetrieebene mit der Symmetrieebene senkrecht zur Achse der Trennvorrichtung identisch ist.
Vorpräge und Trennvorrichtung können auf je einer Wärmequelle, beispielsweise einer Ultraschallsonotrode angeordnet sein. Vorzugsweise ist ihr Abstand von­ einander aber so gering, daß sie gemeinsam auf einer Wärmequelle angeordnet sind.
Die Vorprägevorrichtung ist vorzugsweise in Form einer Vorprägekufe gestaltet, d. h. im Querschnitt gesehen in Form eines Kreissegmentes. Der Kreis hat insbe­ sondere einen Durchmesser von 10 bis 50 mm. Die Breite ist so gestaltet, daß eine Prägespur entsteht, die mindestens so breit ist wie die nachfolgende Trennspur, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm, insbesondere 0,1 bis 0,6 mm. Die Trennvorrichtung ist vorzugsweise in Form eines sich drehenden oder vorzugsweise feststehenden Trennrades gestaltet, dessen Durchmesser insbesondere 10 bis 30 mm und dessen Trennfläche (Breite der Umfangsfläche des Rades) insbesondere 0,05 bis 0,3 mm beträgt.
Die Berührungspunkte der Vorprägevorrichtung und der Trennvorrichtung auf der zu trennenden Bahn liegen insbesondere 0,3 bis 2 cm auseinander.
Wie die nachfolgend diskutierten Figuren zeigen, ist der Abstand der Vorpräge­ kufe von der Wärmequelle durch einen fein einstellbaren Anschlag begrenzt, d. h. die Vorprägekufe berührt die Wärmequelle nicht. Dadurch kann die verbleibende, von dem nachfolgenden Trennrad noch durchzutrennende Materialstärke genau bestimmt werden, denn die Vorprägetiefe ist bis zu sehr dünnen Material-Rest­ stärken auch bei hohen Andruckkräften genau definiert. Das Material kann nicht unkontrolliert zerquetscht werden. Das nachfolgende Trennrad muß nur sehr dünne Material schichten durchtrennen, die durch die vorherige Vorprägeleistung gegen Abschlag zudem weitgehend konstant und plastisch ist. Dadurch ergibt sich eine hohe Schnittleistung ohne Verschleiß an der Vorprägekufe und minimalem Ver­ schleiß am Trennrad.
In Kombination mit der Ultraschallsonotrode als Wärmequelle ist die Wärmeent­ wicklung nur beim Andruck des Materials gegen die Sonotrode gegeben. Wenn der Anschlag beim Andruck erreicht ist, ist die Andruckkraft gegen Sonotrode und somit die Wärmeentwicklung nahezu aufgehoben. Somit bewirkt der Anschlag, daß die Schnittleistung selbstregulierend ist, bzw. die Schnittqualität von der Schnittgeschwindigkeit und Materialqualität weitgehend unabhängig ist.
Der Abstand der Vorprägekurve von der Wärmequelle ist abhängig von Art und Stärke des zu schneidenden Materials und daher grundsätzlich größer Null und kleiner als die Materialstärke.
Ebenso ist die Temperatur, auf die das Material durch die Wärmequelle erwärmt wird, materialabhängig. Vorzugsweise liegt sie zwischen 100 und 200°C.
Fig. 1 und 2 zeigen schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt im Längsschnitt die zu trennende Bahn und die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt einen entsprechenden Querschnitt.
Die zu trennende Bahn 1 wird zwischen Vorprägekufe 2 und Trennrad 3 einerseits und einer Wärmequelle 4, z. B. einer Ultraschallsonotrode hindurchgeführt. 5 kennzeichnet den Abstand zwischen Vorprägepunkt und Trennpunkt. 6 und 7 kennzeichnen die Hebelarme für die Vorprägekufe und das Trennrad, 8 die entsprechenden Hebeldrehpunkte. Für den Hebelarm 6 der Vorprägekufe 2 ist ein Anschlag 9 vorgesehen, der die Prägetiefe festlegt.
Die Führung des Trennrades ist mit 10 bezeichnet. Es ergeben sich die Vorprägebreite 11 und die Trennbreite 12. 13 ist die gemeinsame Symmetrieebene durch Vorprägekufe 2 und Trennrad 3. Durch das Prägen ergibt sich im Prägebereich die verringerte Bahnstärke 14.
Die Anordnungsverhältnisse sind so gewählt, daß sich die Kräfte gegenseitig nicht beeinflussen. Andere Hebelanordnungen als dargestellt, z. B. einarmige Hebel, sind ebenfalls möglich.
Die Andruckkräfte für Prägekufe und Trennrad können z. B. durch Federn oder Pneumatikzylinder ausgeübt werden. Beide Kraftsysteme weisen bestimmte Federwirkung auf, die für die Funktion notwendig ist, damit die Trennelemente z. B. bei Materialverdickungen oder Fremdkörpern abheben können.
Beispiel
Ein Samtband der Stärke 1,6 mm aus Polyethylenterephthalat als Rücken und Polyamid als Flor wird mit einer Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 geschnitten, wobei die Vorrichtung folgende Maße aufwies:
Trennraddurchmesser: 16 mm
Durchmesser des Kreises, dessen Kreissegment die Vorprägekufe ist: 25 mm
Abstand der Berührungspunkte von Trennrad und Vorprägekufe: 7 mm
Trennbreite: 0,1 mm
Vorprägebreite: 0,3 mm
Bandtemperatur beim Schneiden: ca. 150°C
Bandgeschwindigkeit: 20 m/min
Abstand der Vorprägekufe von der Ultraschallsonotrode: 0,1 mm
Ergebnis: Einwandfreier Schnitt, keine Schmutzpartikel.

Claims (6)

1. Verfahren zum Schmelzschneiden von thermoplastischen Folien und textilen Bahnen unter Verfestigung der Schnittränder, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zu schneidende Material im Bereich des beabsichtigenden Schnittes unter Erwärmen unmittelbar nacheinander durch präzise Führung der Trennvorrichtung zur Vorprägevorrichtung in der Weise vorgeprägt und geschnitten wird, daß die senkrecht und in der gleichen Richtung zur Mate­ rialbahn verlaufende Symmetrieebene durch die Vorprägevorrichtung mit der durch die Trennvorrichtung verlaufenden Symmetrieebene identisch ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berüh­ rungspunkte der Vorprägevorrichtung und der Trennvorrichtung auf der zu trennenden Bahn 0,3 bis 2 cm auseinander liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vor­ prägevorrichtung eine Prägespur von 0,1 bis 1 mm Breite entsteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvor­ richtung in Form eines sich drehenden oder feststehenden Trennrades ge­ staltet ist, dessen Trennfläche eine Breite von 0,05 bis 0,3 mm hat.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Annäherung der Vorprägevorrichtung an die Wärmequelle durch einen einstellbaren Anschlag begrenzt ist.
6. Vorrichtung zum Schmelzschneiden von thermoplastischen Folien und tex­ tilen Bahnen, enthaltend eine Vorpräge- und eine Trennvorrichtung sowie wenigstens eine Wärmequelle, auf der Vorpräge- und Trennvorrichtung in der Weise angebracht sind, daß die zu schneidende Folie oder Bahn zwischen ihnen und der wenigstens einen Wärmequelle hindurch geführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung tandem­ artig dicht hinter der Vorprägevorrichtung in der Weise angebracht ist, daß die senkrecht zur Achse der Vorprägevorrichtung verlaufende Symmetrie­ ebene mit der Symmetrieebene senkrecht zur Achse der Trennvorrichtung identisch ist.
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