DE1273172C2

DE1273172C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1273172C2
Application number: DE1963S0083538
Authority: DE
Original assignee: Solitaire Soc Nouv
Priority date: 1962-03-05
Filing date: 1963-02-01
Publication date: 1973-09-27
Also published as: FR1324301A; DE1273172B

Description

Die unteren Walzen 4, 6 werden durch teilweises Eintauchen in ein Wasserbad? gekühlt. Die oberen Walzen 3, 5 werden mit dem durch die Leitungen 8,9 zugeführten Wasser besprüht.

Das erhaltene Band R gelangt hierauf unter Führung durch die Walzen 10, 11, 12 in einen Kühlbehälter E und wird dann durch Schlitzdüsen 13 getrocknet, indem aus jeder derselben ein kalter Luftstrahl austritt. Das Band geht sodann durch eine Kontrollvorrichtung F hindurch und wird schließlich -on einer Aufwickelvorrichtung G aufgenommen, in welcher dasselbe zu einer Rolle H aufgewickelt wird.

Nachstehend werden einige Einzelheiten der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.

Hinsichtlich der Beschickung der Strangpresse C haben Versuche gezeigt, daß es zur Erzielung einer guten Gleichmäßig der Eigenschaften, der Breite und Dicke des erhaltenen Bandes R unbedingt erforderlich ist, eine gleichmäßige Beschickung der Strang- ao presse sicherzustellen. Insbesondere Y*\ der Beschikkung mit Granulat wird der Trichter B aus dem Vorratstrichter Λ durch ein Rohr 14 (F i g. 1) gefüllt, welches das Granulat α dem Speisetrichter B zuführt, in welchem sich eine natürliche Böschung b bildet, deren Eigenschaften konstant sind. Auf diese Weise bleibt die Charge für die Speisung der Spindel 1 der Strangpresse konstant. Selbstverständlich muß auch die Kalibrierung des Granulats konstant sein.

Die Spindel der Strangpresse muß eine genügend große Länge aufweisen, die das 20- bis 26fache ihres Durchmessers beträgt, um jede Pulverisierung bei der Speisung der Auspreßdüse zu vermeiden. Außerdem muß die Regelung der Temperaturen genau sein, um am Auslaß eine konstante Temperatur und eine konstante Menge des austretenden Konststoffes zu erhalten. Die Toleranz der Temperaturregelung beträgt ± 1 C Bei der Verarbeitung von Polyvinylchlorid muß die Temperatur desselben am Einlaß der Auspreßdüse 2 172 r 1^: C betragen.

Andererseits muß der absolute Wert der Fördermenge genügend hoch sein, damit die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches genügend groß ist, so daß der Temperaturabfall des Schlauches zwischen dem Auslaß der Düse 2 und dem Durchgang zwisehen den Walzen 3, 4 genügend gering ist, um eine gute Schweißbarkeit des Kunststoffes zu bewahren.

Wenn beispielswe^iV" ein aus Polyvinylchlorid bestehender Schlauch mit einem Durchmesser von 49 mm mit einer Temperatur von 172+ l^c C aus der Düse austritt, wobei die Länge / = 200 mm ist, SO¹I die Geschwindigkeit 0,5 bis 0,7 m/s betragen.

Der Auspreßkopf und die Düse können vorteilhaft in der in F i g. 2 dargestellten Weise ausgebildet sein.

Das Profil mr.o des Auspreßkopfes 15 und das Profil pgr des Kernes 16 müssen eine ausreichende Kompression des Kunststoffes ermöglichen, um Zonen geringer Fördermenge zu vermeiden und um eine gleichmäßige Temperatur im Inneren des Kunststoffes zu gewährleisten. Diese Ergebnisse werden erzielt, indem dem Profil mno die Form eines sehr langgestreckten S mit großen Krümmungshalbmessern (die wenigstens 70 mm betragen) gegeben wird, während das Profil pqr eine spitzbogenartige Form erhält, die bei q etwas abgeflacht ist.

Die Düse 2 muß besonders untersucht werden, vor allem, um den inneren Durchmesser if, und den äußeren Durchmesser d₂ in Abhängigkeit von der Breite des zu erhaltenden Bandes zu bestimmen sowie um die Walzlänge festzustellen.

Beispielsweise wurde festgestellt, daß zur Erzielung eines Bandes R mit einer Breite von 76 mrn und einer Dicke von 0,27 mm die optimalen Abmessungen der Düse für den inneren Durchmesser d_x 79,50 mm und für den äußeren Durchmesser rf, 80,04 mm betragen. Andere Düsen mit Durchmessern von 79,60 und 80,02 mm bzw. 79,65 und 80,10 mm liefern weniger zufriedenstellende Ergebnisse.

Die aus dem Auspreßkopf 15 und der Düse 2 bestehende Einheit soll derart ausgebildet werden, daß jede Gefahr einer Exzentrizität der Düse beim Anziehen der Klemmschrauben 22 beseitigt ist.

Um schließlich am Auslaß der Düse 2 einen Schlauch T mit konstanten Abmessungen zu erhalten sowie um die Bildung von Furchen auf diesem Schlauch zu vermeiden, muß im Inneren des Schlauches ein geringer Überdruß, aufrechterhalten werden.

Dieser Überdruck ist sehr gering und beträgt nur einige Millimeter Wassersäule. Derselbe muß jedoch stets konstant bleiben. Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist eine Luftleitung 17 vorgesehen, welche die hinführung einer Luftströmung in den Teil des Schlauches T ermöglicht, der sich zwischen der Düse 2 und dem ersten Walzenpaar 3, 4 befindet. Die Leitung 17 mündet in die hohle Mutter 18, die zur Befestigung des mittleren Doms 19 dient, und die Luft gelangt daher axial in der Richtung des Pfeiles /, in die axiale Bohrung 20 des Dorns 19.

Die Leitung 17 ist mit einer Auslaßöffnung 21 versehen. Der im Schlauch T erzeugte Druck entspricht daher der Diffeienz zwischen der durch die Leitung 17 zugeführten Luftmenge und der durch die Öffnung 21 austretenden Luftmenge. Die Auslaßöffnung hat überdies die Aufgabe, zufällige geringe Überdrücke zu vermeiden oder abzuschwächen.

Diese Uberdruckvorrichtung ist zur Erzielung eines zufriedenstellenden Ergebnisses unbedingt erforderlich.

Die Achsen der unteren Walzen 4 und 6 sind ortsfest, und die unteren Teile dei Walzen tauchen in ein Wasserbad 7 mit konstanter Temperatur ein. Die oberen Walzen 3 und 5 hingegen sind in einer senkrechten Ebene beweglich. Ihre Stellung wird durch Mikrometerschrauben 21 α bestimmt, welche die Einstellung des Druckes ermöglichen, den die Walzen auf das Kunststoffband R ausüben, das zwischen den oberen und unteren Walzen festgeklemmt ist. Die oberen Walzen werden durch Besprühen mit Wasser gekühlt.

Die Walze 3 besteht aus nichtrostendem Stahl, während die Walzen 4, 5, 6 vorzugsweise mit Gummi oder einem ähnlichen Material überzogen sind. Der Überzug der Walzen soll derart ausgebildet sein, daß derselbe sowohl der mechanischen und chemischen Abnutzung als auch der thermischen Beanspruchung beim Durchgang des Kunststoffbandes Widerstand leistet, was insbesondere für die Walze 4 gilt.

Der Durchmesser der Walzen soll derart groß sein, um die Bildung von störenden Falten im Augenblick des Festklemmen des Schlauches zu vermeiden, wenn dieser aus der Schlauchform in die Bandform übergeht. Im Augenblick des Durchganges zwischen dem ersten Walzenpaar 3, 4 befindet sich der Kunststoff noch auf einer erhöhten Temperatur, und sein halbviskoser Zustand schließt daher jede Möglichkeit

der Anordnung einer Vorrichtung zur progressiven Formgebung aus, wie sie beim Flachlegen von Folienschläuchen üblicherweise verwendet wird.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß für einen Schlauch T mit einem Durchmesser von 49 mm der Durchmesser der Walzen wenigstens 125 mm betragen sollte.

Die zwischen dem Kühlbehälter £ und der Aufwickelvorrichtung G angeordnete Kontrollvorrichtung F ermöglicht, die Gleichmäßigkeit der Dicke und der Breite des Bandes zu überwachen.

Die Kontrolle der Dicke kann beispielsweise mittels eines Solex-Mikrometers ausgeführt werden, das auf einem Querschlitten verschiebbar ist, so daß eine rasche Ablesung ermöglicht wird und Unterschiede von einigen Mikron festgestellt werden können.

Zur Kontrolle der Breite kann ein Satz von gekoppelten photoelektrischen Zellen verwendet werden, welche die über die Toleranz hinausgehenden Maße anzeigen, sowohl bei zu großen als auch bei zu geringen Breiten.

Die Aufwickelvorrichtung G ist von üblicher Art. Es muß jedoch auf die Wichtigkeit der völligen Gleichmäßigkeit hingewiesen werden, mit welcher der auf das Band R einwirkende Zug ausgeübt werden muß. Unterschiede dieses Zuges wirken bis zum hinteren Ende der Vorrichtung zurück und rufen Unterschiede in der Dicke und Breite des Bandes hervor.

Mit einer Strangpresse, deren Spindel eine Länge

ίο aufweist, welche dem 26fachen Durchmesser entspricht, ist es beispielsweise möglich, ein aus plastifiziertem Polyvinylchlorid bestehendes Band zu erhalten, dessen Breite 76 + 1 mm und dessen Dicke 0,27 mm mit einer Toleranz von ± 0,05 mm beträgt.

Diese sehr geringen Dickenunterschiede treten nicht regelmäßig auf, sondern sind derart verteilt, daß die aufgewickelte RoIIeH eine völlig zylindrische Form aufweist. Die Aufwickelgeschwindigkeit beträgt 40 bis 45 m/min.

Die Merkmale der Vorrichtung gehören nicht zur Erfindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ergibt sich durch die Warmformung des Kunststoff-Patentanspruch: bandes ein wesentlich wertvolleres Fertigerzeugnis

und im Vergleich zu bekannten Kalandrierverfahren

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung bei der Extrusion über die Schlauchform eine besoneines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff, 5 ders haltbare gleichmäßige Randzone der Bänder sobei dem der Kunststoff durch eine kreisringför- wie nun zusätzlich durch das erfindungsgemäße Vermige Düse zu einem im Querschnitt zylindrischen fahren auch bei dieser Herstellungsweise die Möglich-Schlauch von nahezu gleichmäßiger Wandstärke keit einer kontinuierlichen Kontrolle und Narhrege- und konstantem Durchmesser geformt wird, der lung der Abmessungen des erzeugten Kunststoffanschließend zusammengedrückt, unter Zug- io bandes. Es ist damit praktisch möglich geworden, wirkung abgekühlt und schließlich zu einer Rolle außerordentlich dünne Kunststoffbänder herzustellen aufgewickelt wird, dadurch gekennzeich- weil beim erfindungsgemäßen Verfahren infolge des net, daß in dem Schlauch ein geringer Über- vorgeschlagenen Überdruckes und der einwirkenden druck aufrechterhalten und das Abflachen des Zugkräfte auch im waagerechten Preßverfahren praknoch heißen Schlauches unter Bilden eines homo- 15 tisch keine ins Gewicht fallende Verformung des aus genen Bandes durch Walzen bei gleichzeitiger der Düse austretenden Kunststoffschlauches auftritt. Kühlung vorgenommen wird. Mit dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich

die verschiedenartigsten thermoplastischen Kunststoffe in vorteilhafter Weise zu entsprechenden Bän-20 der verarbeiten, die keiner Nachbearbeitung mehr

bedürfen.

Wie Versuche ergeben haben, erhält man mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung außerordentlich gleichmäßige Band-Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuier- 25 stärken, deren Fertijungstoleranzen in der Grenze liehen Herstellung eines Bandes aus thermoplasti- von 2⁰O bleiben und deshalb auch beim Aufwickeln schem Kunststoff, bei dem der Kunststoff durch eine erheblicher Bandlängen sehr gleichmäßig zylindrische kreisringförmige Düse zu einem im Querschnitt zylin- Rollen ergeben.

drischen Schlauch von nahezu gleichmäßiger Wand- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur

stärke und konstantem Dui Arnes- -τ geformt wird, 30 Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

der anschließend zusammengedrückt, unter Zug- dargestellt; im einzelnen zeigt

wirkung abgekühlt und schließlich zu ;iner Rolle auf- F i g. 1 im senkrechten Längsschnitt eine schemagewickelt wird. tische Ansicht der Gesamtvorrichtung,

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art besteht Fig. 2 im veigrößerten Maßstab einen Längs-

auch bei sehr sorgfältiger Dosierung der Kunststoff- 35 schnitt durch den Auspreßkopf 15 nach F i g. 1 und

bestandteile und bei genauer Einhaltung der Betriebs- F i g. 3 in perspektivischer Darstellung und teil-

temperaturen und der vorgegebenen Zugkräfte kaum weise durch abgebrochene Wäncte veranschaulicht,

noch die Möglichkeit, bei der Bandherstellung auf- die Ziehvorrichtung D nach F i g. 1.

tretende Toleranzen auszugleichen, weil eine nach- Die Gesamtdarstellung nach F i g. 1 veranschau-

trägliche Verformung des aus der betreffenden Ma- 40 licht folgenden Verfahrensablauf:

schine bereits in Bandform austretenden Kunststoffes Der verwendete Kunststoff M hat die Form von

nicht mehr möglich ist. Es kann daher vorkommen, Granulat, von Pulver oder auch von Piastisolen. Der

daß die Bandabmessungen im Verlauf des Ferti- Kunststoff befindet sich im Vorratstrichter A und

gungsvorganges Änderungen erfahren und infolge- wird mittels eines weiteren Speisetrichters B in eine

dessen das aufgewickelte Erzeugnis unzulässig hohe 45 Strangpresse C eingeführt. Unter der Wirkung der

Maßtoleranzen aufweist. Außerdem läßt sich natur- Spindel 1 dieser Strangpresse wird der Kunststoff in

gemäß mit einem aus der kreisförmigen Düse und eine kreisförmige Düse 2 gedrückt, um einen

der zur Abflachung des heißen Kunststoffes angeord- Schlauch T mit dünner Wand und sehr gleichmäßiger

neten Spaltform jeweils nur eine einzige Bandbreite Dicke zu erhalten. Unmittelbar hinter dem Auslaß

herstellen, und jede abweichende Bandform erfordert 50 der Düse, wo der Kunststoff noch eine genügend

dementsprechend geänderte Werkzeugteile. hohe Temperatur aufweist, um mit sich selbst ver-

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, schweißt zu werden, wird dieser Schlauch zwischen

ein Verfahren zu schaffen, bei dem sich sowohl die zwei Walzen 3, 4 mit waagerechten und parallelen

Dicke als auch die Breite des kontinuierlich erzeug- Achsen abgeflacht, die am Einlaß einer Abflach- und

ten Kunststoffbandes in gewissen Grenzen verändern 55 Ziehvorrichtung D angeordnet sind. Der Abstand I

lassen und somit die Herstellung besonders gleich- zwischen dem Auslaß der Düse 2 und der Berüh-

mäßiger Bandabmessungen durch entsprechende rungsgraden der beiden Walzen 3, 4 kann für einen

Kontrolle des Verfahrensablaufes erzielbar wird. aus Polyvinylchlorid bestehenden Schlauch T mit

Die gestellte Aufgabe läßt sich bei der kontinuier- einem Durchmesser von 49 mm etwa 200 mm be-

lichen Herstellung thermoplastischer Kunststoffbän- 60 tragen.

der gemäß der Erfindung in der Weise lösen, daß in Der Schlauch T tritt daher nach dem Durchgang dem Schlauch ein geringer Überdruck aufrechterhal- zwischen den Walzen 3, 4 in Form eines Bandes R ten und das Abflachen des noch heißen Schlauches aus, dessen beiden Schichten, die den beiden halbunter Bilden eines homogenen Bandes durch Walzen zylindrischen Abschnitten des Schlauches entsprebei gleichzeitiger Kühlung vorgenommen wird. 65 dien, vollkommen und innig miteinander verschweißt Gegenüber bisher bekannten Verfahren, nach sind. Das Band geht zwischen zwei weiteren WaI-denen der Kunststoff durch Gießen einer Lösung und zen 5, 6 hindurch, die dasselbe unter einer konstandcren Lösungsmittel anschließend verdampft wird, ten Spannung halten.