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Verfahren zur Herstellung eines Spannbandes aus Kunststoff
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Spannbandes aus Kunststoff, das aus Polypropylen durch Strangpressen gebildet und zum Bündeln und Zusammenschnüren von Kisten, Paketen u. dgl. und auch zum Verstärken von Papier geeignet ist. Es kann auch in Fällen zur Anwendung kommen, für die Stahlbänder, Draht oder Seile benutzt werden, ist jedoch vor allem zur Verwendung an Stelle von Stahlbändern gedacht.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Spannbandes aus Kunststoff, nach welchem das Band aus Polypropylen durch Strangpressen gebildet und zur Kühlung durch ein Wasserbad geführt wird, worauf das auf etwa 60 bis 1500C erhitzte Band um etwa 6 bis 121o, vorzugsweise 80/0 gedehntund auf eine Rolle aufgewickelt wird, besteht darin, dass das Band vor Durchführung durch das Wasserbad
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zeichnen. Wenn Stahlbänder für den Zusammenhalt mehrerer Gegenstände, wie Kisten, benutzt wer- den, können solche Bänder auf Grund ihrer geringen Dehnbarkeit gelegentlich abspringen.
Die Kraft, die benötigt wird, um ein hande1sübliches Stahlband mit einer Zugfestigkeit von 7000 kg/cm2 zu brechen und eine Dehnung von 2 1/2 bis 30/0 zu erreichen, liegt bei ungefähr 2, 07 X 108 dyn. cm/cm3. Bei Verwendung derartiger Stahlbänder zum Bündeln von Gegenständen, die über längere Zeit dem Rütteln einer Eisenbahn oder eines Lastwagens ausgesetzt sind, werden diese Bänder leicht gelockert, wonach sie die ursprüngliche Spannung nicht zurückgewinnen. Schliesslich ist das Rosten derartiger Bänder und die hiedurch begrenzte Lebensdauer von Nachteil.
Zum Brechen eines erfindungsgemäss hergestellten Bandes ist eine Kraft erforderlich, die wesentlich grösser als die zum Brechen von Stahlbändern erforderliche. Ein erfindungsgemäss erhaltenes Band hat ferner eine kontrollierbare Dehnbarkeit sowie eine entsprechende Zugfestigkeit und ist leicht, rostsicher und billig.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Bandabschnittes.
Zur Herstellung des Bandes wird ein Polypropylenharzgranulat, mit einer Dichte von etwa 0, \i bis 0, 915 g/cm3 und einem Schmelzindex von 1, 0 vorzugsweise zwischen 0, 7 und 0,8, in den Trichter - 10-- einer Strangpresse -11-- eingebracht, von dem aus der Kunststoff nach unten durch eine im wesentlichen rechteckige Düse-12-ausgepresst wird. Der aus der Düse austretende Strang passiert dann unmittelbar ein Paar gekühlter Walzen --13, 14-- zum Kühlen und zur Kalibrierung. Diese Walzen haben vorzugsweise eine Temperatur von etwa 70C, um schnell das ausgepresste Material abzuschrecken, das in Form eines Bandes --15-- aus der Strangpresse austritt. Die Walzen -13,14-- haben eine polierte Metalloberfläche und sind voneinander entsprechend der gewünschten Banddicke distanziert.
Der Abstand der Walzen-13, 14-entspricht jedoch nicht der Enddicke des Bandes, sondern steht nur in bestimmter Beziehung zu ihr. Die Walzen sind insofern für eine gleichförmige Banddicke erforderlich,
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als ohne ihre Druckwirkung das Band in der Mitte dicker würde als an den Kanten, u. zw. wenn die Düsenform rechteckig ist.
Nach den Walzen-13 und 14-wird das Band zwecks innerer Abkühlung durch einen Kühlbehälter --16- geleitet, der Wasser von etwa 320C enthält. Diese zusätzliche Kühlung ist sehr wesentlich, um die kristalline Struktur, in der Harze aushärten, zu erhalten. Mit einem Walzensatz-17-wird das Band aus dem Kühlbehälter gezogen und in eine Heizkammer-18-geleitet, in der das Band wieder auf 60 bis 1500C aufgewärmt wird, vorzugsweise auf Temperaturen von etwa 82 bis 110 C. Die Heizkammer-18-kann entweder mit Infrarotlampen oder mit Gas beheizt sein.
Die Bauart der Heizkammer ist im einzelnen nicht entscheidend und ein grosser Temperaturregelbereich ist zulässig, denn der Hauptzweck der Wiedererwärmung zu diesem Zeitpunkt besteht darin, das Recken des Bandes zu erleichtern, wenn es aus der Heizkammer kommt.
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des kontrollieren. Von den Walzen-19, 20-wird das Band auf die Walzen-21, 22-übergeleitet, die eine Temperatur von etwa 70 e aufweisen und die schneller umlaufen als die Walzen-19, 20--, wodurch das Band zwischen den Walzen-20 und 21-gereckt wird.
Die Reckung des Bandes erfolgt in einem"Reckverhältnis"zwischen sechs und zwölf, vorzugsweise etwaacht.Der Ausdruck "Reckverhältnis" wird im Sinne einer Bandlängung verstanden. Ein "Reckverhältnis" von acht bedeutet dann, dass das Band achtmal länger als vorher ist. Es ist im wesentlichen durch dieses Reckverhältnis die Molekülorientierung im Band bestimmt und bei einem Reckverhältnis von 8 sind etwa 60'go der Moleküle etwa unter 100 zur Bandachse ausgerichtet. Ein höheres "Reckverhältnis" hat eine stärkere Längsausrichtung der Moleküle zur Folge und vergrössert die Zugfestigkeit des Bandes, verringert aber gleichzeitig auch die Längungsmöglichkeit des Bandes.
Um ein optimales Verhältnis zwischen Zugfestigkeit und Dehnbarkeit zu erhalten ist ein Reckverhältnis von 8 als am geeignetsten gefunden worden. Um eine grosse Zähigkeit zu erzielen, müssen mindestens 20% der Moleküle beliebig gerichtet sein. Reckverhältnisse unter 8 führen zu geringerer Zugfestigkeit und grösserer Dehnbarkeit.
Nach Ablauf von der Walze-22-- ist das Band an sich fertig, aber vor dem Aufwickeln auf eine Rolle-26-, wird es zweckmässig noch gekühlt, um zu verhindern, dass das Band eine ständige Neigung zum Rollen behält und dass sich die einzelnen Windungen zusammenkleben. Das Band wird deshalb, wenn es von der Walze --22- abläuft, über eine weitere Walze---M-geführt, die auf einer Temperatur von etwa 7 C gehalten wird. Von der Wallie --23-läuft das Band durch ein Kühlbad-24-mit etwa7 C und anschliessend über eine Führungsrolle zur Aufwickelrolle-26-. Gegebenenfalls wird das Band zur Trocknung noch mit Luft aus Düsen --27 - beaufschlagt, wenn es aus dem Kühlbad kommt.
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manuellen Aufgabe des Granulates absieht.
Alle Variablen des obigen Prozesses, wie Schmelzindex, Harzdichte, Temperaturen und Reckver-
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mindestens 20tu0 der Moleküle sind zufällig orientiert und erhöhen die Zähigkeit des Bandes. Ideal liegt die Banddicke zwischen 0, 254 bis 1 mm und eine Dicke von 0, 5 mm ist für Anwendungsbereiche, die denen der Stahlbänder entsprechen, als geeignet gefunden worden. Die Bandbreite variiert normalerweise
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die Fläche unter der Spannungs-Zug-Kurve dar.
Daraus geht hervor, dass das erfindungsgemäss erhaltene Polypropylenband, da es eine geringere Zugfestigkeit hat als ein Stahlband, auf Grund seiner grösseren Dehnung eine grössere Bruchenergie aufnimmt als einstahlband. Wie schon dargelegt, gibt es viele Anwendungsfälle, in denen das Aufnahmevermögen für Bruchenergie wichtiger ist als die tatsächliche Zugfestigkeit. Selbstverständlich ist eine relativ hohe Zugfestigkeit ebenfalls wesentlich, und bei einer Zugfestigkeit von 4200 kg/cm ist das erfindungsgemäss erhaltene Band sehr gut für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet. Wenn es zum Bündeln mehrerer Gegenstände benutzt wird, so wird es sich durch das Rütteln beim Transport etwas
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dehnen, aber ebenso wird es sein ursprüngliches Mass annehmen, wenn das Bündel wieder ruhig liegt.
\\ ie erwähnt, wird sich das Stahlband unter gleichen Bedingungen ebenfalls dehnen, aber nicht mehr seine ursprüngliche Länge annehmen, und das Bündel gelockert bleiben. Wenn mehrere Gegenstände zusammengebündelt sind, so wird beim Sturz dieses Bündels eine beachtliche Energie auf das Band ausgeübt. Da das erfindungsgemäss erhaltene Band eine beachtlich grössere Energie aufnehmen kann als ein Stahlband, ist es einem Stahlband bei derartiger Verwendung beachtlich überlegen und ausserdem ist es unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Rost.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Spannbandes aus Kunststoff, nach welchem das Band aus Polypropy- len durch Strangpressen gebildet und zur Kühlung durch ein Wasserbad geführt wird, worauf das auf etwa 60 bis 1500C erhitzte Band um etwa 6 bis 1210, vorzugsweise 81o gedehnt und auf eine Rolle aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Band vor Durchführung durch das Wasserbad zwischen zwei gekühlten Walzen (13, 14) gleichzeitig abgekühlt und kalibriert wird.