DE1779703A1

DE1779703A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Gebilden aus Polymerisaten von verhaeltnismaessig grosser Dicke und im wesentlichen rechteckigem Querschnitt

Info

Publication number: DE1779703A1
Application number: DE19681779703
Authority: DE
Inventors: Ryan Daniel J; Discavage James L
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1967-10-31
Filing date: 1968-09-13
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR1586075A; GB1216527A; NL6814484A; US3518722A; BE721462A

Description

PATENTANWALT *j 779703

DIPL. ING. AMTIIOR FBANKFUKT AM MAIN

Patentanwalt Dipl. Ing. Wolf

β FHANKFÜHT A. M. 1 0 ο 9 β 1968 nun» (0*11)55 20 23

Z=L-- ^{10 m I/bü}

FMC öorporation

1617 Pennsylvania Boulevard Philadelphia, Pa./USA

Vorrichtung zum Herstellen von Gebilden aus Polymerisaten von verhältnismäßig großer Dicke und im wesentlichen rechteckigem Querschnitt»

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen verhältnismiißig dicker Erzeugnisse aus Polymerisaten mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt unl von unbestimmter Länge, vorzugsweise auf eine Vorrichtung zur Formung solcher Artikel, die anschließend weiter gereckt werden, um dadurch eine Mol ekul ar orientierung in der Längsrichtung hervorzurufen,, Insbesondere ist die Erfindung gerichtet auf eine Apparatur zur Herstellung von bandförmigem Material hoher Festigkeit aus orientierten Polymerisaten, das sich für eine Verwendung anstelle von Stahlbändern zum Umschnüren von Kisten, Pak·» kungen u.dgl. eignet·

109838/1412

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der in der amerikanischen Patentschrift Nr₀ 3 276 076 beschriebenen Vorrichtungo Nach dieser Patentschrift ist die Apparatur zur Herstellung relativ dicker Artikel aus Polymerisaten von rechteckigem Querschnitt mit einer besonderen Führung ausgestattet, die in einem Kreisbogen mit einer vertikalen Tangente und einer praktisch horizontalen Tangente angeordnet ist, um einen teilweise verfestigten Gegenstand anfänglich zunächst senkrecht nach unten in das eine Ende eines sich horizontal erstreckenden, mit Wasser gefüllten Tanks zu leiten, in dem das Gebilde sich vollkommen verfestigt und von da aus,in im wesentlich horizontaler Richtung, bis es herausgezogen wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Führung eine Mehrzahl von sich horizontal erstreckenden, im Abstand voneinander in einem Kreisbogen angeordneten Elementen auf«

In eine solche Führung kann leicht eingefädelt werden und sie ermöglicht ein gleichförmiges Kühlen des Gebildes während dessen Laufes über die J?ührung_e

Zur näheren Erläuterung zeigt die Zeichnung in

Fig« t einen Seitenaufriß einer Vorrichtung zum Herstellen verhältniemäflig dicker Gebilde aus Polymerisat, und die führung ηβ,οη der vorliegenden Erfindung} ■

109838/1412

Figo 2 ist eine Draufsicht auf die Führung (abgebrochen)_o

Da sich die Erfindung auf denjenigen Teil des Arbeitsganges bezieht, der sich vor einer Molekülarorientierung des fertiggestellten Produktes vollsieht (für den Fall, daß eine Molekularorientierung hervorgerufen werden soll), so ist nur derjenige Teil der gesamten Arbeitsanlage dargestellt, der die Extrusionsdüse und das Kühlbad enthält« Das geschmolzene Poly- f merisat wird in vertikaler Richtung nach unten von einem üblichen Extruder 10 durch eine im wesentlichen rechteckige Düse 12 ausgepresst. Nachdem das ausgepresste Material zwei,sich gegenüberliegenden Kühl- und Kalibrierwalzen 14 durchlaufen hat, fällt es, gegebenenfalls bereits etwas verfestigt, als noch heißes Gebilde 16 in das eine Ende des langgestreckten Badbehälters 18 mit kaltem Wasser, dessen Spiegel mit 20 bezeichnet ist, ein·. Dieses Bad ist das eigentliche Kühlbad und kann sich über eine Länge von 3,3m oder langer erstrecken, g

damit eine vollkommne Verfestigung des Gebildes auf dem Wege durch das Bad gewährleistet ist. Nach seinem Eintritt in vertikaler Richtung in den Badebehälter wird das Gebilde in Längsrichtung durch das Bad in einer wesentlichen horizontalen Richtung mittels eines Paares von Abzugswalzen 22 ge« zogen, von denen aus es durch eine Vorrichtung für die Molekularorientierung wandert oder in Fällen, in denen eine Molekularorientierung nicht erwünscht ist oder nicht nötig ist,

109838/U12

unmittelbar gesammelt, Z₀B₀ aufgerollt wird« Im Falle einer dünnen Folie kann man den Übergang von der Vertikal- zu der im wesentlichen horizontalen Richtung dadurch erreichen, daß man ihn über eine Rolle laufen läßt, wenn das Gebilde dagegen verhältnismäßig dick ist, beispielsweise, wenn das kleinere Maß der Düse, welches maßgeblich ist für die Bestimmung der Dicke des Gebildes, 1,5 mm oder mehr beträgt, so muß man seine Zuflucht zu anderen Mitteln nehmen, um ein Erzeugnis von gleichmäßiger Dicke zu erhalten, wie hier beschrieben werden soll. An dieser Stelle sei bemerkt, daß im Falle eines hochfesten Bandes aus Polypropylen das Band ungefähr auf das 8-fache seiner Länge beim Austritt aus der Düse gereckt werden muß, um den gewünschten Grad an Molekularorientierung zu erreichen und für ein Band mit einer Dicke von 0,5 mm ist eine Düsenöffnung von einer lichten Breite von 1,5 mm erforderlich·

Wenn man die praktische Bedeutung der nachstehend beschriebenen Einrichtung vollkommen richtig erfassen will, muß man berücksichtigen, daß wenn das Band oder ein anderes Gebilde in das Püllbad eintritt, es sich in hochplastischem Zustand befindet und ziemlich heiß ist· Das Durchlaufen des extrudierten Materiales durch die Kühl- und Kalibrierungsrollen 14 führt zwar zu einer Kühlung und teilweisen Verfestigung , aber nur der Außenflächen, das Innere des Gebildes ist da-

109838/U12

gegen praktisch noch im geschmolzenen Zustand, wenn das Gebilde in das Bad eintritt und in der Tat erreicht das Innere keine vollständige Verfestigung, bevor es bis zu der Stelle kommt, wo es aus dem Bade austritt₀ Wenn nun ein verhältnismäßig dickes Gebilde, wie ζ„Β. ein Band, zu einer Änderung seiner vertikalen Richtung in die Horizontale ge« zwungen wird, so ist die Bandoberfläche an der Außenseite ■ _Λ der Kurve zu einem bemerkenswert längeren Weg genötigt, als dies bei der Innenseite der Pail ist. Dadurch tritt eine Streckung des Bandes an der Außenseite der Kurve ein, wodurch, wenn das Band die horizontale Richtung erreicht, die untere Seite (tiefer als Fig. 1 zu sehen) etwas länger ist als die Oberseite. Da aber das Band an dieser Stelle noch nicht vollkommen in sich verfestigt ist, wenn es beginnt, sich in grader Linie weiterzubewegen, entsteht eine Runze— lung der Unterseite, weil beide Seiten nun nicht mit der gleichen Geschwindigkeit weiterwandern. Diese Runzelbildung | auf der Unterseite des Gebildes bedeutet, daß das Gebilde nun nicht mehr gleichmäßige Dicke hat, wenn es zu den Rollen 22 gelangt. Da weiterhin das Band im Augenblick seines Eintretens in das Bad sehr heiß ist, so gerät an der Beruh— rungsstelle des Bandes mit der Badflüssigkeit das Wasser ins Kochen, wodurch sich Gasbläßchen an die Bandoberflächen ansetzen können und infolgedessen an diesen Stellen, die mit Bläschen besetzt sind, die Kühlung verzögert wird. Eine

109838/U12 .

• ./D

solche ungleichmäßige Kühlung führt zur Ausbildung eines fleckigen oder durch Pusteln und Kratern beeinträchtigten Aussehens. Diesen Schwierigkeiten ist weitgehend begegnet durch die Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in dem obenerwähnten USA-Patent Nr. 3 276 076 beschrieben ist, aber bei der Apparatur nach diesem Patent ist das Einfädeln sehr ^ schwierig auszuführen} die Vorrichtung ist auch verhältnismäßig kostspielig und verbraucht für den Betrieb eine recht erhebliche Menge Wasser_o

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Führung eine Mehrzahl von horizontal verlaufenden Führungsgliedern 24,26,28 30, 32, 34,36, 38, und 40 auf, die im Abstand voneinander in einem Kreisbogen angeordnet sind, der eine vertikale, dicht neben den vertikal abwärts gerichteten Verlauf des Gebildes liegende und eine im wesentlichen horizontale Tangente am W Boden des Kreisbogens hat. Vorzugsweise haben diese Führungsglieder die Gestalt beiderseits offener Rohre und sind mit ihren Enden an einem Plattenpaar 42 und 44 befestigt, das, wie man aus dem Schnittbild Fig· 2 sieht, - in Flucht mit den Rohrenden vorgesehene Bohrungen aufweist, so daß das Wasser des Bades durch die Rohre zirkulieren kann und diese dadurch gekühlt hält. Die Platten 42 und 44 sind oben an den Randkanten der Badbehälterwände 46 und 48 so angebracht, daß die vorerwähnten Glieder 24, 26 usw. in der in Fig. 1 ge-

1 0 9 8 3 8 / H 1 2

zeigten Weise innerhalb des Tankes gehalten sind. Das Band ist rund über die Führung geschnürt, indem man es wie einen Webfaden von innen und außen über die verschiedenen horizontalen Glieder so hindurchfädelt, daß das Band außen um das Glied 24, dann von innen um das Glied 26, dann wieder um die Außenseite des folgenden Gliedes läuft, u.s.f.o Wenn das Band um die Außenseite des Gliedes 24 herumläuft, so wird seine eine Seite von Gasbläschen freigewischt und wenn es ™

rund um die innere Seite des Gliedes 26 läuft, so wird seine andere Seite freigewischt· Bas lokal auftretende Kochen des Badwassers beschränkt sich im wesentlichen auf die unmittelbare Nachbarschaft der Stelle des Eintritts des Extrudionsmateriales in das Bad, so daß schon die Reibung der einen Seite des Erzeugnisses gegen Glied 24 und der anderen Seite gegen das Glied 26 normalerweise ausreicht, um alle Gasbläschen zu entfernen. Die Anzahl der Glieder 24, 26 usw., durch die das Bad hindurchgeschnürt wird, hängt von der Dicke des Bandes ab, t So kann ein besonders dickes Band alternierend und um die jeweils gegenüberliegenden Flächen sämtlicher Glieder herumgeführt sein, ein dünnes Band dagegen, nur um einige der ersten Glieder, wie in der Zeichnung dargestellt, und für ein sehr dünnes Band genügt es, dieses nur um von innen um Glied 26 herum zu führen und von da ab nur noch über die Außenflächen der übrigen Glieder 28 - 40·

109838/U12 ../8

Fädelt man das Band alternierend rund über die ganze Anzahl der Glieder 24 usw_Of so durchläuft die untere Seite des Bandes den gleichen Weg wie die obere Seite, da das Band über alles ungefähr eine Drehung um 90° vollführt. Dies allein gewährleitet, daß das Band seine ursprünglich gleichförmige ^icke beibehält· Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht jedoch darin, daß das Band

P kontinuierlich vor- und zurüokgebogen wird, wenn es seinen gewundenen Lauf vollführt. Dieses "Arbeiten" des Materiales während der Kühlung, trägt zu einer gleichmäßigeren Kühlung bei. Die Kurvenführung nach dem USA-Patent 3 276 076 macht es erforderlich, daß l&sser durch die Kurvenbahn hindurchzirkuliert, damit diese vor einer Aufheizung geschützt wird, die zu einer Übertragung auf das Band führen würde; gemäß der vorliegenden Erfindung dagegen ist das Band auf beiden Seiten mit dem Wasser des Bades fast auf der ganzen

. Länge des Weges in direktem Kontakt gehalten und insbesondere, wenn die verschiedenen Glieder 24,26 usw. in Form offener

Fa₁IIs gewünscht und insbesondere, wenn es sich um die Herstellung dünner Gegenstände handelt, kann man eine wasser-

108838/U12

Rohre ausgebildet sind. Ständig auf ganze Länge gekühlt durch das Durchströmen der Rohre durch das Wasser des Bades tritt eine Erwärmung der Führungsglieder in nur äußeret geringem

Maße ein. :

gekühlte Andrückhülse oder -röhre 50 vorsehen, um das frische Gebilde an das oberste Glied 24 angedrückt zu halten und durch Entlangschleifen an der Bandoberfläche gebildete Gasblasen abzustreifen. In diesem Fall führt man das Gebilde zwischen Hülse 50 und Glied 24 und dann über die Außenseiten der verschiedenen Glieder 26, 28 usw„ in einer glatten Kurve. Die Hülse oder das Rohr 50 ist nicht drehbar in einem Armpaar gehalten, - nur ein Arm sichtbar dessen Arme an gegenüberliegenden Wänden des Badbehälters drehbar gelagert sind · Ein mit einem der Arme 52 verbundener Stab 54 ist von einer Feder 56 umfasst, die zwischen einer einstellbaren Justiermutter 58_S zwischen dieser und einem an der Seitenwand des Tankes befestigten Tragarm 60 auf den Druck regelbar ist, mit dem die Hülse 50 gegen das Führungsglied 24 drücken soll. Ein Schlauchpaar 62, von dem man nur den einen Schlauch sieht, ist an den beiden Enden der Hülse 50 angebracht und dient dazu, daß man kaltes Was- | ser durch die Hülse pumpen kann.

10Ö838/U1 2

Claims

Patentansprüche

a/Vorrichtung zum Herstellen von Gebilden aus Polymerisaten von verhältnismäßig großer Dicke und im wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit einer in einem Kreisbogen verlaufenden !führung mit einer vertikalen und einer im wesentlichen horizontaelen Tangente zur Leitung eines teilverfestigten ' Gebildes zunächst senkrecht nach unten in das eine Ende eines horizontalen Wassertanks, in dem das Gebilde vollständig fest wird und aus dem es in im wesentlicher horizontaler Richtung abgezogen wird, dadurch gekenn~ zeichnet, daß die Führung eine Mehrzahl horizontal und im Abstand von einander ungeordneter führungsglieder im Kreisbogen aufweist_o

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennfc zeichnet, daß das am oberen Bogenanfang belegene horizontale Glied neben der vertikal abwärtsgerichteten Tangente belegen isto

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal ungeordneten Glieder offene Rohre sind um eine Durchzirkulierung des Badwaseer durch sie gestatten.

109838/U12

-Jt -

Ae Vorrichtung nach Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß zwei im Abstand voneinander angeordnete und mit den 'Seitenwänden des Badbehälters verbundene Platten die Enden der zwischen ihnen angeordneten horizontalen Glieder tragen.

5c Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten den öffnungen der " an sie angesetzten Rohren entsprechende öffnungen aufweisen

109838/U12