DE2852615A1

DE2852615A1 - Verfahren zur herstellung eines abmessungsstabilen dekorativen fussbodenbelags

Info

Publication number: DE2852615A1
Application number: DE19782852615
Authority: DE
Inventors: John Charles Kaufmann
Original assignee: Armstrong Cork Co
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1978-04-20
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1979-10-25
Also published as: CA1123565A; AU513078B2; US4225374A; AU4509179A; GB2019315B; GB2019315A; DE2852615C2

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fußbodenbelags und insbesondere zum Herstellen einer dimensionsstabilen bzw. abmessungsstabilen dekorativen,mechanisch in Deckung bzw. im Register geprägten Fußbodenplatte.

Ein Großteil der einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde bereits bei dem einen oder anderen Verfahren zur Herstellung von Fußbodenbelägen verwendet. Die meisten, zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtungen sind bei der Fußbodenbelagsherstellung üblicherweise verwendete Geräte.

Die Erfindung besteht in der Kombination der verschiedenen Vorrichtungen, insbesondere in dem Konzept, das Basismaterial an einem nicht dehnbaren gesteuerten bzw. überwachten Freigabeträger haften zu lassen, der nur eine Warmadhäsion und eine Kaltfreigabe hat, wodurch es möglich ist, das Produkt ohne Verziehen bzw. Verwerfen auszubilden, um eine Reihe von Verfahrensschritten ausführen zu können, die eine Kombination bilden, die in dieser Weise nicht vom Stand der Technik nahegelegt wird. Mit dieser Kombination ist es möglich, ein dimensionsstabiles Fußbodenbelagsprodukt herzustellen, das den bereits bekannten zwar ähnlich ist, jedoch in der Qualität und im ästhetischen Aussehen deutlich überlegen ist, wobei die Herstellungskosten niedriger und die Produktionsgeschwindigkeiten höher als bei den bekannten Maßnahmen sind.

Wie erwähnt, betrifft die Erfindung die Herstellung von Fußbodenplatten. Dabei werden Schnitzel oder eine Masse aus thermoplastischem Material zu einer Bahnform gewalzt bzw. kalandriert. Diese Bahn wird auf einem nicht dehbaren, gesteuerten bzw. überwachten Freigabeträger abgelegt und durch Wärme haftend darauf gehaltenο Der Träger hat nur eine Adhäsion im warmen Zustand, im kalten Zustand gibt er die Bahn

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frei. Während die Bahn an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haftet, wird sie mit einem gedruckten Muster unter Verwendung einer vorher bedruckten Übertragungsbahn versehen. Wenn das Muster auf das kalandrierte thermoplastische Material übertragen worden ist, wird die Übertragungsbahn entfernt. Auf die kalandrierte bedruckte Bahn, die noch an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haftet, wird eine klare bzw. durchsichtige filmartige Verschleißschicht bzw. Trittschieht aufgebracht. Wenn das Auflaminieren der durchsichtigen Trittschicht auf die kalandrierte Bahn ausgeführt ist, folgt darauf ein mechanischer Prägevorgang im Register bzw. in Ausrichtung. Man erhält so eine kalandrierte Bahn mit einem geprägten und bedruckten Muster, die von einer durchsichtigen Trittschieht bedeckt ist. Die Kalanderbahn wird dann von dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigäbeträger durch Abkühlen entfernt und in einzelne Platten geschnitten. Diese werden dann zur Spannungsfreigabe wärmebehandelt und auf die Endgröße gestanzt.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Herstellen eines diemensionsstabilen dekorativen Fußbodenbelagprodukts. Dabei wird zuerst eine Bahn ausgebildet, welche dann mit einem dekorativen Muster versehen wird. Anschließend wird eine durchsichtige Trittschieht aufgebracht, mechanisch in Deckung zum Muster geprägt und schließlich die Bahn in eine Vielzahl einzelner Platten geschnitten.

Anhand der Zeichnung, die schmmatisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Fußbodenbelagproduktes werden erhitzte Schnitzel oder eine Masse kleiner Teilchen eines thermoplastischen Materials aus einem Trichter 2 in einen Kalanderaufbau 4 gebracht, der aus zwei Walzen 6 und 8 besteht.

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Eine solche Walzenanordnung ist an sich bekannt (US-PS 3 o6o 5o2). Die erhaltene Bahn neigt zu einem Haften an der kälteren Walze 6 und wird um die Walze herumgeführt und auf einem erhitzten, nicht dehnbaren gesteuerten bzw. überwachten Freigabeträger 1o abgelegt, der beispielsweise aus einem endlosen verstärkten Silikon- oder Polytetrafluoräthylenband besteht, das zwischen Rollen geführt ist. Die kalandrierte Bahn 14 wird von der Walze 6 mittels eines Messers 12 abgestreift und auf der Oberseite des nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträgers 1o abgelegt. Die Bahn 14 aus verfestigtem thermoplastischen Material wird dann an den herkömmlichen Heizeinrichtungen vorbeibewegt, um die genaue Temperatur für das Anhaften an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger zu erzielen. Von dort aus bewegt sich die Bahn zu einer Musteraufbringstation 2o, in welcher eine vorher bedruckte Übertragungsbahn 22 nach unten bewegt und in Kontakt mit der kalandrierten Bahn 14 gebracht wird. Mit Hilfe einer oberen kautschukbeschichteten Walze 24 und einer unteren Stahlwalze 22 wird die Übertragungsbahn 22 zum Anhaften an der kalandrierten Bahn 14 und die Bahn 14 zum Anhaften an den nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger 1o gebracht, um während der restlichen Prozeßstufen ein Verziehen bzw. ein Verwinden oder Verwerfen zu verhindern. Gleichzeitig ergibt sich eine übertragung des vorher auf die Übertragungsbahn aufgedruckten Musters auf die obere Oberfläche der kalandrierten Bahn 14. Die Übertragungsbahn ist vorher mit einem Muster unter Verwendung üblicher Vinyldruckfarben bedruckt worden, wodurch man einen Musterfilm und ein Registerband bzw. Ausrichtband erhalten hat. Man verwendet einen Abziehübertragungsvorgang, bei welchem das Muster und das Registerband auf der Übertragungsbahn beim Anlegen von Wärme und Druck als Vinylfilm oder als gedrucktes Abziehbild auf der kalandrierten Bahn zum Haften gebracht wird. Wenn das Übertragungspapier von der kalandrierten Bahn entfernt wird, bleibt das gedruckte Muster auf der Oberseite der kaladrierten Bahn 14, die ihrerseits an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haften bleibt. Zur Unterstützung des Abstreifens des Übertragungs-

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Papiers von der kalandrierten Bahn wird ein gekühlter Plattenaufbau 26 mit einem Winkelrand verwendet. Der kalandrierten Bahn mit dem bedruckten Muster wird durch Verwendung von Heizeinrichtungen 28 erneut Wärme zugeführt, um die erforderliche Temperatur für das Auflaminieren und Haften der durchsichtigen Trittschicht zu erreichen. Danach wird ein durchsichtiger Trxttschichtüberzug 3o auf die bedruckte Oberfläche der kalandrierten Bahn 14 aufgebracht. Der Trittschichtüberzug wird auf die kalandrierte Bahn durch Verwendung einer Laminierungseinrichtung 32 als Schicht aufgebracht, wie sie an einem herkömmlichen Gerat (Fife Guider) angebracht wird, der zur Erzielung einer Prägeausrichtung im Register (AMD) verwendet wird. Diese Konstruktion hat eine obere glatte Stahlwalze 34 für ein gleichmäßiges Anhaften der Trittschicht in Form eines durchsichtigen Films auf der kalandrierten Bahn und eine untere Kautschukwalze 36. Die BaIm mit der auflaminierten Trittschicht 3o wird zu einer weiteren Heizeinrichtung 38 geführt, um die genaue Temperatur für das Prägen zu erzielen. Dann wird die Bahn zu der mechanischen Pragewalzenanordnung 4o zum Prägen im Register bzw. in Deckung transportiert, die eine obere Stahlprägewalze 42 und eine untere Kautschukwalze 44 aufweist. Mit einer Wassersprüheinrichtung 46 wird dann die in Deckung geprägte Verbundbahn mit dem Trittschichtfilm 3o und der kalandrierten Bahn 14 gekühlt. Dadurch kann die zusammengesetzte Bahn bzw. die Verbundbahn von dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger an der Stelle 48 abgestreift werden. Die Richtungsänderung und das Kühlen des nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträgers führt zum Abtrennen der beiden Komponenten. Die Verbundbahn wird dann durch eine Vakuumtrommel 5o aufgenommen, die dann die Bahn an einem Schlagmesser 52 vorbeiführt, durch welches die Bahn in einzelne Abschnitte zerschnitte wird. Da die Bahn ganz grob die Breite einer einzelnen Platte hat, wird sie in eine Vielzahl von einzelnen Platten geschnitten. Das Zerschneiden der Bahn in einzelne Platten erfolgt im Register bzw. in fluchtender Ausrichtung zu dem auf der Bahn

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geprägten und aufgedruckten Muster. Die Ausrichtung der Prägung und das Schneiden erfolgen mit Hilfe einer herkömmlichen Registersteuervorrichtung (Bobst-Champlain). Die Spannungsfreigabe wird durch einen Ofen 56 und einen Kühlabschnitt 58 erreicht. Das Endmaß wird schließlich durch ein abschließendes Stanzen mit der Stanzpresse erreicht.

Die Schnitzel oder Teilchen aus thermoplastischem Mteerial, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, sind in der Materialzusammensetzung an sich bekannt (US-PS 2 773 851). Dabei handelt es sich um ein Asbest enthaltendes Produkt. Es können auch andere Asbestplattenzusaramensstzungen, homogene Vinylplattenzusammensetzungen sowie typische Harz * enthaltende Fußbodenbelagsharzzusammensetzungen mit Kalkfüllstoffen verwendet werden. Das Verfahren eignet sich besonders für die Verarbeitung von Plattenmassen ohne Asbest zu dimensionsstabilen Platten, die keine beträchtliche Warmfestigkeit haben, wie dies bei . Asbest enthaltenden Plattenzusammensetzungen infolge des Vorhandenseins von Asbest der Fall wäre. Die Schnitzel fallen nach unten in den Kalander, bei welchem die Walze 8 mit einer Temperatur von 138 bis 154 C (28o bis 31o°F) und die Walze 6 mit 82 bis 9o°C (18o bis 195°F) arbeiten. Der nicht dehnbare gesteuerte Freigabeträger 1o, beispielsweise ein übliches verstärktes Silikon- oder Polytetrafluorähtylenband, wird auf 15o C (3oo°F) erhitzt. Besonders günstig ist ein glasfaserverstärktes Silikonkautschukband (Permacel Division, Johnson & Johnson, P-57oT). Die kalandrierte Bahn und der nicht dehnbare gesteuerte Freigabeträger werden an einer Heizeinrichtung 18 vorbeigeführt, wodurch die Abdecktemperatur beim Eintritt in die Musteraufbringstation 2o auf 135 bis 143°C (275 bis 29o°F) gebracht wird und der nicht dehnbare Freigabeträger auf einer Temperatur

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über 15o C (3oo F) gehalten wird. Wenn ein verstärktes Silikonband benutzt wird. Die Musteraufbringstation 2o hat eine obere Walze 24, die mit einer Oberflächentemperatur von etwa

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66°C (15o°F) arbeitet, sowie eine untere Walze, die mit einer Temperatur von 15o°C (3oo°F) arbeitet. Die obere Walze 24 ist eine kautschuküberzogene Walze, die untere Walze 26 eine Walze mit einer Stahloberfläche. Die Walzen 24 und 26 sorgen gleichzeitig dafür, daß die erhitzte kalandrierte Bahn 14 an dem erhitzten, nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haftet, so daß er daran während des drauffolgenden Auflaminierens des durchsichtigen Films der mechanischen Prägevorgänge gehalten wird, um ein Verwerfen oder Verziehen zu verhindern. Außerdem wird das vorher bedruckte Übertragungspapier an der Oberseite der Bahn 14 haftend gehalten. Gleichzeitig damit worgen die Walzen für die Übertragung des gedruckten Musters und des Registerbandes von der Übertragungsbahn auf die Oberseite der kalandrierten Bahn, so daß bei einem späteren Entfernen des Übertragungspapiers das gedruckte Muster auf der Oberseite der kalandrierten Bahn 14 bleibt. In Prozeßrichtung stromab von den Walzen 24 und 26 befindet sich eine gekühlte Abstreifplatte. Diese Platte enthält gekühltes Wasser von einer Temperatur von etwa 12,8°C (55°F). Sie kühlt die Trennfläche zwischen dem Übertragungspapier und der kalandrierten Bahn auf 132°C (27o°F) oder weniger, so daß das Übertragungspapier von der Bahn abgestreift werden kann und das Muster auf der kalandrierten Bahn 14 bleibt» Zusätzlich hat die Kühlplatte 26 einen Winkelrand mit einem Winkel von etwa 12o , der das Abstreifen der Übertragungsbahn herbeiführt, die in eine Richtung aus der Laufbahn der kalandrierten Bahn 14 zurückgezogen wird. Sowohl die gekühlte Platte als auch die Winkelabstreifung ergeben ein sauberes Entfernen der Übertragungsbahn von der kalandrierten Bahn, so daß das Muster voll auf der kalandrierten Bahn abgelegt wird und sich die Bahn in keiner Weise von dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger während des Entfernens der Übertragungsbahn als Schicht trennt. Die Bahn .14 trägt nun das Druckmuster. Dann bewegt sich die Bahn zu dem Laminierwalzenaufbau 32. Um die Temperatur der bedruckten Bahn auf 149 bis 16o°C (3oo bis 32o°F) zu bringen, damit ein richtiges Anhaften der durchsichtigen Trittschicht vor dem

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Zuführen zu dem Laminierwalzenaufbau 32 gewährleistet ist, werden geeignete Heizeinrichtungen 28 eingesetzt. Die glatte obere Laminierwalze 34 ist eine gekühlte Stahlwalze, die mit einer Oberflächentemperatur von 15,6°C bis 35 C (6o bis 95°F) betrieben wird und ein gleichförmiges Anhaften der Trittschicht in Form eines durchsichtigen Films an der kalandrierten Bahn ermöglicht. Die untere, mit Kautschuk beschichtete Walze 36 wird weder erhitzt noch gekühlt. Sie läuft mit der Umgebungstemperatur der Oberfläche, mit der sie in Kontakt steht. Die Walzen 34 und 36 sitzen auf einem herkömmlichen Führungssystem (Fife), welches dazu verwendet wird, den Längsrand der kalandrierten Bahn in einer bestimmten Stellung zu halten. In dem Zeitpunkt, in welchem das gedruckte Muster auf der Druckübertragungsbahn aufgebracht wird, wird gleichzeitig angrenzend an das gedruckte Muster ein Registerband bzw. ein Ausrichtband aufgebracht. Dieses Registerband ist hauptsächlich eine dunkle Linie mit einer Breite von 9,52 mm (3/8") und ist mit unbedruckten Flächen oder Markierungen am Ende eines jeden Wiederholungsmusters versehen, die 3,2 mm χ 8 mm breit sind. Zum Fühlen des ununterbrochenen Randes des Registrierbandes und zum Steuern der Führungseinrichtung (Fife) derart, daß der Längsrand der Bahn 14 zu der Prägewalze 42 ausgerichtet ist, wird ein übliches photoelektrisches Augenführungssystem (Fife) benutzt. Dies wird auch als Maschinenquerrichtungsausrichtung bzw. Maschinenquerrichtungsregistrierung bezeichnet. Die Walzen 34 und 36 bringen die durchsichtige Trittschicht, beispielsweise einen Polyvinylchloridfilm 26, als Schicht auf die bedruckte Oberfläche der Bahn 14 auf, so daß man einen Verbundaufbau bzw. einen zusammengesetzten Aufbau erhält, der aus der durchsichtigen Trittschicht, dem aufgedruckten Muster und der Basisbahn 14 besteht. Es können auch andere durchsichtige Trittschichten aufgebracht werden, beispielsweise Trittschichten aus Polyamid (Nylon), aus ionomeren Harzen auf der Basis von vernetzten Äthylencopolymeren (Surlyn usw., wie sie bei der Fußbodenbelagshersteilung benutzt werden. Heizeinrichtungen 38 halten die Temperatur der Verbundbahn auf

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149 bis 16o°C (3oo bis 32o°F), ehe diese Bahn in die Prägewalzen 4o eintritt. Die Prägewalze 42 wird auf einer Oberflächentemperatur von weniger als 32,2 C (9o F) gehalten. Diese Walze ist eine Stahlwalze, die zusammen mit einer Kautschukstützwalze verwendet wird. Die Walze 44 wird weder erhitzt noch gekühlt, sondern sie läuft mit der Umgebungstemperatur der Oberfläche, mit der sie in Kontakt steht« In Verbindung mit der Prägerolle wird zum Fühlen der nicht bedruckten Registerflächen auf dem Registerband bzw. Ausrichtband eine bekannte Fühleinheit verwendet (ÜS-PS 3 915 o9o), so daß das von der Prägewalze geprägte Muster in Maschinenrichtung in Deckung mit dem gedruckten Muster ist. Wie vorstehend erwähnt, werden die nicht bedruckten Registerflächen mit einer Breite von 3,2 mm χ 8 mm am Ende einer jeden Musterwiederholung angebracht. Die Prägewalze wird in herkömmlicher Weise im Register bzw. in Deckung mit dem sich wiederholenden aufgedruckten Muster gehalten, so daß sich die Prägung genauso wiederholt wie die Bedruckung, die dadurch im Register bzw. in Deckung sind.

Eine geeignete Wassersprüheinrichtung 46 kühlt dann die bedruckte Verbundbahn, die von dem undehnbaren gesteuerten Freigabeträger getragen wird. Die Verbundbahn setzt sich aus dem kalandrierten Basismaterial 14 mit dem aufgedruckten Muster und einer mechanisch im Begister geprägten durchsichtigen Trittschicht darüber zusammen. Das Kühlen erfolgt, bis die Verbundbahn eine Temperatur von 26,7 bis 37,8⁰C (8o bis 1oo°F) erreicht. In diesem Zeitpunkt geht der nicht dehnbare gesteuerte Freigabeträger um eine Walze an der Stelle 48 herum. Die Trennung der Verbundbahn und des Silikonbandes tritt an dieser Stelle 48 infolge der Kaltfreigabeeigenschaft und der Richtungsänderung des .nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträgers ein. Die Verbundbahn wird dann von einer herkömmlichen Vakuumwalze 5o aufgenommen, welche die Bahn infolge eines Vakuums hält, das ans Innere der Walze angelegt ist. Diese Walzenanordnung schiebt dann die Verbundbahn zur Schneideeinrichtung 52. Die Schneideeinrichtung 52 besteht einfach aus zwei Walzen, von denen die

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obere Walze eine Messerstange hat, die sich quer zur Walze erstreckt. Diese Anordnung wird als Schlagmesser bezeichnet. Mit einer bekannten Steuereinrichtung (US-PS 3 915 o9o) werden die nicht bedruckten Registerflächen wieder erfühlt und die Rotation der oberen Walze des Schlagmessers so eingestellt, daß die Schneide des Schlagmessers die Bahn in eine Vielzahl von einzelnen Platten zerschneidet, wobei der Schnitt auf dem Mittelpunkt der nicht bedruckten Registerfläche ausgeführt wird. Man erhält so eine Anzahl von Platten, die bisher aus aufeinanderfolgenden Mustern über der Länge der Bahn bestanden, und zwar in Form einer Anzahl einzelner Platten, die aus der Bahn in entsprechender Ausrichtung zu dem bedruckten Muster geschnitten sind. Die einzelnen Platten werden dann von weiteren Förderern 54 aufgenommen und durch einen Wärmebehandlungsofen 56 und einen Kühlabschnitt 57 geführt. Die Platten werden auf eine Temperatur von 99 bis 1o4°C (11o bis 22o°F) erhitzt. Die Platten bleiben dann auf dieser Temperatur zur Entspannung. Sie befinden sich dabei auf einem sich bewegenden Träger, an dem die Platten jedoch nicht anhaften. Anschließend werden sie auf eine Temperatur von 26,7 bis 4o°C (8o bis 1o5 F) abgekühlt. Ein typischer WärmebehandlungsZyklus für eine Bahngeschwindigkeit von 9 m/min sind eine Heizperiode von 9o s, eine Verweilzeit für die Spannungsfreisetzung von 9o s und eine Kühlzeigt von 9o s. Die Heiz- und Kühlzeit werden entsprechend der Bandgeschwindigkeit und der Produktzusammensetzung geändert. Man erhält dann eine Platte, die für die abschließende Endmaßgebung, das Verpacken und den Transport fertig ist.

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Claims

Patentanspruch Verfahren zum Herstellen eines abitiessungsstabilen dekorativen Fußbodenbelags, dadurch gekennzeichnet, daß a) eine erhitzte Masse von Teilchen aus thermoplastischem Material zu einer Basisbahn kalandriert wird, b) diese Bahn aus thermoplastischem Material auf einem erhitzten, nicht dehnbaren, gesteuerten Freigabeträger abgeschieden wird> der heiß eine Haftung und kalt eine Freigabe bewirkt„ c) die Bahn aus thermoplastischem Material und der nicht dehnbare gesteuerte Freigabeträger an Heizeinrichtungen vorbeigefördert werden, um die genauen Temperaturen für das Aufbringen eines Musters und das Haften der Bahn am Träger zu erreichen/ ■:'."'80-98/*3/nP97 ORIGINAL INSPECTED DEA/G-K 2o55 - 2 - d) an einer Station zum Aufbringen eines Musters ein vorher bedrucktes Übertragungspapier mit einem aufgedruckten Muster und einem aufgedruckten Einstell- bzw. Ausrichtband auf die erhitzte Oberfläche des Bahnmaterials unter Druck auflaminiert wird, wobei die Bahn gleichzeitig an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haftet, um ein späteres Verziehen zu verhindern, e) unter Verwendung einer speziell ausgelegten Abstreifplatte das Übertragungspapier von dem Bahnmaterial entfernt wird, so daß ein gedrucktes Muster auf dem Bahnmaterial verbleibt, während das Bahnmaterial noch an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haftet, f) eine durchsichtige filmförmige Trittschicht auf die Oberfläche des Bahnmaterials so aufgebracht wird, daß die durchsichtige filmförmige Trittschicht gleichförmig auf dem Bahnmaterial· haftet, wobei gleichzeitig eine fluchtende Ausrichtung des an dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger haftenden bedruckten Bahnmaterials in Maschinenquerrichtung zu einer Prägewalze vorgenommen wird, g) anschließend das Verbundbahnmaterial ohne Verziehen im Register bzw. in Deckung geprägt wird, wobei das Bahnmaterial aus der Basisschicht, dem aufgedruckten Muster und der durchsichtigen Trittschicht besteht, h) das Verbundbahnmaterial gekühlt wird, i) die Verbundbahn von dem nicht dehnbaren gesteuerten Freigabeträger durch Kühlen und Änderung der Richtung des Trägers abgestreift wird, 0 9 fU 3 / B K 9 7 DEA/G-K 2o55 - 3 - j) die Verbundbahn in Übereinstimmung mit dem Muster in eine Anzahl einzelner Platten geschnitten wird, k) die Platten zur Spannungsfreigabe wärmebehandelt werden, und daß

1) die Platten auf Fertigmaß gebracht werden.