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压花辊的制作方法

本发明涉及一种压花辊,该压花辊具有内部的空心腔和环绕空心腔的壁以及与内部的空心腔连通的孔,负压能够施加到空心腔上,壁具有结构化的外表面,该外表面包括凸起和凹陷。

背景技术:

这种压花辊是已知的并且例如在结构化的基层的,例如具有模仿皮革天然纹理的表面的人造革的制造的领域中使用。基层在其制造之中或之后引导通过压花辊的外表面并且通过同样能够施加到内部的空心腔上的负压(负压通过孔作用于基层上),附着在结构化外表面上或吸附在其上,因而压花辊的结构化外表面以逆向方式传递至与其接触的基层外表面。

因此,当压花辊的结构化外表面例如为具有对应凸起与凹陷的皮革纹里的负图像时,则可在基层外表面获得此结构化外表面的准确的相反图像,也即,在压花辊具有凸起的位置上,在基层中产生对应的凹陷,反之亦然。该方法因而也常被称为真空或负压压花方法。

在前述方法中使用的压花辊可例如由金属材料制成,其中特征外表面结构可例如由切削方法或由蚀刻及类似方法产生。这非常复杂并且昂贵,此外必须以复杂的机械方式在壁上设置将负压传递至基层所需的孔。

US 3 072 961 A描述了一种压花辊,该压花辊具有空腔、通过黏剂能够施加于其上且带着压纹的纤维材料、以及施加在材料的外表面的压印该压印基于含有填充材料的环氧树脂。在该现有技术中也必须进行复杂的机器的开孔。

技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种这种压花辊的替代性的设计方案,其能够合理地且经济地制造。

为了实现该目的,本发明提出具有权利要求1的特征的压花辊的特征的设计方案。本发明其他有利的设计方案和扩展方式是从属权利要求的方案。

根据本发明的建议提出,根据本发明的压花辊的壁包含多个离散的由空心腔在外表面方向上彼此连续相继的层并且单个层基于填充材料填充的环氧树脂混合物成型。

通过本发明提出的、由填充材料填充的环氧树脂混合物组成的多层的壁的构造,能使用少量的原材料构成满足这种压花辊的机械要求的壁,能够在其靠近外表面的层中,也即能够在其构成压花辊外表面的最外层中直接设置期望的表面结构,例如能够在其制造过程中成型。

此外,这样制造的压花辊的壁本身就具有孔,这些孔使负压能够由空心腔传递到位于压花辊外表面区域的基层上。导致该孔形成的效果没有完全地说明,然而可以推测,在单个层内在单个填充材料粒子及环氧树脂之间的晶粒边界上产成毛细管和超小的空腔,其互相连通并且共同构成孔。

例如可以,在最外层由设有填充材料的环氧树脂块制造时,通过贴靠在相应的模具上形成表面结构。

此外还可以,以所谓的离心铸造方法制造根据本发明的压花辊,其中使旋转对称的模子围绕其中心轴转动,该模子的内侧具有待塑造的表面结构并且将在本发明中构成层的含填充材料的环氧树脂块在加热到适当温度条件下放置在模子的壁上,由此一方面形成层并且另一方面最外层在其表面的区域中以负结构的方式塑造模子的待塑造的表面结构。

显然,能够特别合理地实现压花辊的这种构造。

待由压花辊成型的外表面结构可以以例如金属层,例如钢;合适的耐热的塑料层,例如硅基或氟基塑料;或天然层,例如皮革层的形式维持。在使用之前阐述的离心铸造方法的条件下,模子的内表面用这个层涂层。

根据本发明的建议设置,靠近外表面的最外层构成结构化的表面并且包含凸起和凹陷,而远离外表面的层分别具有固定的层厚。

根据本发明成型的压花辊优选旋转对称并且是圆柱形的,但是,也可具有轻微偏离圆柱形的凸度或锥度。

根据本发明的另一建议设置,层的环氧树脂混合物与填充材料的比率分别为1:15至2:1,优选为1:10至1:1。该比率能够由专业人员根据所期望的层的特性选择。例如为了较高的机械强度及较高的耐磨强度则选择相应的较高的填充材料含量。

根据本发明的建议,根据本发明的压花辊的层的填充材料从包含金属-/非金属-氮化物、-氧化物、和/或-碳化物的群组中选择,其可以包含例如石英砂、碳化硅、氧化铝、氮化硼和/或氧化铁以及碳化合物,例如石墨或钻石,此外还可包含少量的金属粉末,如铜、银或金。

除此之外,靠近外表面的最外层的填充材料可进一步包含氯化钠、醋酸钠和/或醋酸钾并且邻近靠近外表面最外层的层的填充材料可进一步包含盐,例如氯化钠。

使用的填充材料的特征在于具有良好的热传导能力、高的硬度及化学稳定性并且促进了对于真空压花方法中的压花辊的应用必须的毛细管与空腔的形成。

在此,通常将待压花的材料加热到其软化温度并且引导通过压花辊并且通过存在的负压压在压花表面上,也即压在靠近外表面的层上。由于通过填充材料促成的压花辊的高热传导性,随后这样使结构冻结,即通过薄片在位于压花辊上时在变形状态中冷却至低于其软化温度,也即通过根据本发明的压花辊进行散热。

此外,本发明建议,填充材料具有从0.5到1000微米的粒径。

根据本发明的压花辊的一个实施方式设置成,从靠近外表面的最外层起包括三个其他的层,其中最内层具有高于其余的层的机械强度,从而这个最内层赋予根据本发明的压花辊需要的机械稳定性。

可以这样理解,层的数量也可由专业人员根据相应的需要改变,也即,可以实施为多于或少于之前提到的四层。

此外,本发明进一步涉及一种用于制造这种压花辊的方法。

根据本发明,通过下列步骤的顺序进行压花辊的制造:

a)准备旋转对称的模子,该模子在其内侧具有待成形的表面结构,

b)准备粉末状碎片,该粉末状碎片用于构成靠近外表面的层并且将其涂覆在模子内,

c)使模子围绕其中心轴转动并将其加温到适于层形成的温度,

d)形成靠近外表面的层并在其表面区域中塑造模子的待塑造的表面结构,

e)准备粉末状碎片,该粉末状碎片用于形成其他层并且放入成型为具有靠近外表面的层的模子中并连续地重复步骤c)以形成其他层,在保持旋转的模子内硬化和冷却该层的复合物并且接着将压花辊从模子中取出。

在此,将模子加热到由专业人员根据材料选择的温度,优选加热到从35到220℃的温度。

根据本发明的建议可以设置,在通过旋转和加热模子进行硬化之前在步骤e)后将压载层填充到设有层的模子中。压载层可例如由压载砂构成,压载砂在将压花辊从模子中取出前可以容易地除去。

用于构成单个层的粉末状碎片可以例如通过在加热情况下混合环氧树脂、硬化剂及填充材料成为颗粒并且接着研磨及过滤的方式制造。将其研磨成平均粒径在0.1和1000μm之间的粉末。

根据本发明的压花辊的原材料选择和层厚,硬化持续时间约在1到8小时。

附图说明

在附图中可以看到本发明的可能的实施方式。

具体实施方式

唯一的附图示出通过具有内部的空心腔10的压花辊1横截面,在空心腔中并未详细示出,但能够已知方式施加负压。除通往负压源(未示出)的管线外,压花辊1的端部封闭。空心腔10由在所示的实施例中实施为圆柱形的壁11围绕,该壁总共包括四个离散的并且由空心腔10在压花辊1圆柱外表面12方向上彼此连续相继的层111、112、113、114。全部的单个的层111、112、113、114成型为基于以填充材料填充的环氧树脂混合物并且分别以彼此相邻的方式连接。

层111、112、113、114可以具有相同或不同的层厚。

靠近外表面的最外层11具有结构化的外表面12,该外表面包含环绕的凸起120与凹陷121,该外表面同时构成压花辊1的结构化的外表面。凸起120与凹陷121可以例如是皮革纹理的负图像。

此外,压花辊1的壁11包含许多与内部的空心腔10连通的孔,该孔延伸穿过所有各层111、112、113、114,直至压花辊1的外表面12,以便于通过在空心腔10中存在的负压对待引导通过压花辊1压花的基层(未示出)设置对应结构化的外表面12的正像压花。

在此,孔由位于单个层111、112、113、114内的微细的毛细管和空腔产生。为此,层111、112、113、114分别由环氧树脂组成的混合物与填充材料制造,环氧树脂混合物与填充材料之比在1:15到2:1,优选在1:10到1:1。

可考虑例如石英砂、碳化硅、氧化铁、氧化铝、钙、氧化镁及/或氧化钛作为层111、112、113、114的填充材料,此外靠近外表面的最外层114的填充材料可进一步含氯化钠、醋酸钠和/或醋酸钾,并且邻近靠近外表面的最外层114的层113的填充材料可进一步含盐,例如氯化钠。

所使用的填充材料具有0.5至1000μm的粒径。在单个层111、112、113、114形成时,在对应的环氧树脂层内部沿填充材料颗粒边界生成互相连同的毛细管与空心腔,其最后通过所有层111、112、113、114互相连通并构成孔122。

此外,最内层(111)的配方这样选择,即使其具有高于其余各层(112、113、114)的机械强度。

通过之前阐述的压花辊特别能够在条带物或条带状的基层上产生二维或三维结构,该基层为多层构造,例如基于聚氨酯、硬及软聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃的人造革以及例如基于聚烯烃或PVC的薄片连续地通过负压塑造。


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