AT309792B - Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen eines Filmes aus thermoplastischem Kunststoff auf ein Trägermaterial - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen eines Filmes aus thermoplastischem Kunststoff auf ein Trägermaterial, z. B. Papier, welche eine Strangpresse mit nach unten gerichteter Breitschlitzdüse und unterhalb derselben ein Walzenpaar zum Abziehen und gleichzeitigen Strecken sowie Verbinden des Filmes mit dem Trägermaterial aufweist. Die Erfindung bezweckt dabei die Beeinflussung der Kantenausbildung an extrudierten Kunststoffilmen, insbesondere dann, wenn der Kunststoff ein Polymer oder Copolymer eines Niederalkylolefins, wie Äthylen oder Propylen, ist. 



   Eines der wesentlichsten Probleme beim Strangpressen dünner Filme oder Blätter aus Kunststoff besteht darin, dass sich Kanten ungleichmässiger Dicke an dem extrudierten Material ausbilden. Beispielsweise wird beim überziehen durch Strangpressen oder bei der Aufbringung eines extrudierten Filmes aus Polyäthylen oder einem andern extrudierbaren Kunststoff auf ein Trägermaterial, wie Papier, Karton, Folien   od. dgl.   der heisse Film durch einen engen Spalt in der Strangpresse gedrückt und im Bereich zwischen dem Spalt und dem Punkt seiner Berührung mit dem Trägermaterial auf seine Enddicke abgezogen bzw. verstreckt. In diesem Verstreckungsbereich (manchmal auch Luftspalt genannt) schrumpft der geschmolzene Film in der Breite oder "buchtet ein", wodurch eine Wulstbildung oder Stauung von thermoplastischem Kunststoff an den Kanten des Filmes auftritt.

   Eine solche Wulstbildung tritt an beiden Längskanten des extrudierten Filmes auf. Der Film kann dort zwei- bis zehnmal so dick sein wie in seinem übrigen Bereich und kann, wenn die ganze Breite des Filmes, einschliesslich dieser Wulstkanten über ein Trägermaterial der gleichen oder einer grösseren Breite geschichtet wird, es praktisch unmöglich machen, das überzogene Trägermaterial in zufriedenstellender Weise aufzurollen (wenn dieses nicht in einem umständlichen und teuren Arbeitsgang nach dem Strangpressen und vor dem Aufrollen zugeschnitten wird, um es von der Verdickung des Überzuges zu befreien). 



   Es wurde bereits vorgeschlagen (USA-Patentschrift Nr. 2, 982, 995), dieses Problem der dicken oder unebenen Kanten an extrudiertem Kunststoffmaterial in Form von Filmen dadurch zu lösen oder zu vermeiden, dass man Kantenmessstäbe verwendet, die an der Strangpressdüse angeordnet sind und die Wulstbildung beeinflussen. Versuche mit einer derartigen Vorrichtung haben jedoch nicht die gewünschten Resultate erbracht, vielleicht infolge des Einflusses verschiedener Variablen, wie der Strangpressleistung, Maschinengeschwindigkeit und Temperatur des Kunststoffes sowie verschiedener Arten von Kunststoffen. 



   Der Erfindung liegt nun unter anderem die Aufgabe zugrunde, reproduzierbare Ergebnisse bei zufriedenstellender Arbeitsweise zu erreichen. Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch sichergestellt, dass mindestens ein in die Bahn des aus der Strangpressdüse heiss austretenden, insbesondere Polymere oder Copolymere von Niederalkylolefinen, beispielsweise Polyäthylen enthaltenden Filmes ragender Draht zum Spalten des Filmes angeordnet ist. 



   Unter Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung ist es etwa auch möglich, ein Trägermaterial aus Papier   od. dgl.   mit einem Material wie Polyäthylen mit Ausnahme eines Bereiches entlang einer oder beider Kanten des Trägermaterials zu überziehen. Wegkantenähnliche Ränder aus nicht überzogenem Trägermaterial mit einer Breite von etwa 13 mm werden etwa dann gewünscht, wenn klebende Oberflächen unter Anwendung billiger Klebstoffe erzielt werden sollen, die auf dem Polyäthylen jedoch nicht haften. Für andere Verwendungszwecke, beispielsweise für die Herstellung von doppelwandigen Trinkbechern aus überzogenem Papier, werden breitere, unüberzogene Ränder benötigt, wofür ebenfalls erfindungsgemäss ausgestaltete Vorrichtungen angewendet werden können. 



   Nachdem der Film gespalten ist, zieht sich das Material des Filmes in Form eines umgekehrten"V" zusammen oder buchtet sich ein, bis es mit dem Trägermaterial, das mit dem Film überzogen werden soll, in Berührung gelangt. 



   Die endliche Breite des gespaltenen Filmes bestimmt, wie man gefunden hat, den Grad oder das Ausmass der Wulstbildung an den Kanten des durch das Spalten gebildeten Filmes, beispielsweise wurde durch Versuche mit einer Laboratoriumsstrangpresse festgestellt, dass praktisch keine Wulstbildung auftrat, wenn die an dem überzogenen Papier gemessene Endbreite des Spaltstückes etwa 38 mm oder weniger betrug, dass jedoch die Wulstbildung deutlich bemerkbar wird, wenn die Endbreite grösser als etwa 38 mm war. Es wurden sogar zufriedenstellende Rollen aus überzogenem Papier hergestellt, bei denen unüberzogene Bereiche (Längsstreifen), die etwa 64 mm massen, vorgesehen waren. 



   Anderseits wurde gefunden, dass die Endbreite der Filmstreifen je nach der Art des verwendeten Kunststoffes variierten beispielsweise, wenn Polyäthylen niedriger, mittlerer oder hoher Dichte verwendet wurde. 



  Sie variierte weiters mit der Maschinengeschwindigkeit, mit der Temperatur des Kunststoffes und mit der Temperatur und Lage des die Spaltung herbeiführenden Drahtes in bezug auf den Spalt, der durch eine Druckwalze und eine Kühlwalze gebildet wird und in dem der Kunststoff mit dem Trägermaterial festhaftend vereinigt wird. 



   In der erfindungsgemässen Vorrichtung können Drähte etwa aus Wolfram mit 0, 076 mm Durchmesser oder aus Nichrom mit 0, 28, 0, 81 und 1, 90 mm Durchmesser verwendet werden. Diese Drähte können ohne Erhitzung verwendet werden, wenn man von der Hitze absieht, die von der Düse und von dem stranggepressten Kunststoffmaterial aus einwirkt (etwa im Bereich von 205 bis 344 bzw. 177 bis 316 C). Die Drähte können jedoch auch durch Verbindung mit einer 110 V-Stromquelle erhitzt werden. Der Draht aus Nichrom mit 

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   0, 81 mm Durchmesser   zeigte sich bei den Versuchen als ziemlich zufriedenstellend, insbesondere wies er eine hinreichende Steifheit auf, brauchte keinen überschüssigen Strom für eine ausreichende Erhitzung und ergab bei Rotglut hervorragende Werte (wobei er eine Temperatur von etwa 316 bis 4270C aufwies). 



   Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es   zeigen : Fig. 1   eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. l, Fig. 3 einen Grundriss der Vorrichtung nach Fig. l und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie   4-4   der Fig. 3. 



   Fig. l und 4 zeigen eine Strangpressdüse --10-- die geschmolzenen Kunststoff beispielsweise Polyäthylen, enthält und eine   Öffnung --12-- aufweist,   aus der ein heisser Film--13--aus geschmolzenem Kunststoff in den sogenannten Streckbereich --A-- herausgedrückt wird. Im Weg des   Filmes --13-- ist   ein   Draht --15-- angeordnet.   Beide Enden des   Drahtes --15-- sind   an einer   Klammer --16-- befestigt,   die ihrerseits an einem Ansatz eines   Armes --17-- angeordnet   ist, welcher mit einem   Träger-18-verbunden   ist, in welchem die Enden der   Druckwalze --19-- drehbar   gelagert sind.

   Die Drahtenden sind vorzugsweise an eine (nicht gezeigte) elektrische Energiequelle angeschlossen, so dass der   Draht --15-- erhitzt   werden kann. Die Drähte können in ähnlicher Weise verbunden werden, wenn ihre Enden stattdessen durch Klammern an jeder Seite der Strangpressdüse --10-- befestigt sind. Die Befestigungsstelle ist nicht von Bedeutung, sondern lediglich eine Sache der Gewohnheit. Die Befestigung der   Klammer --16-- an   einem Ansatz des die Lager der 
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 wie aus Fig. 3 ersichtlich, an   Klammern--16a,   16b und 16c--befestigt, welche an einer die beiden Arme -17-- verbindenden Stange--17a--angeordnet sind. 
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2- aufweist.

   Charakteristisch für ein Arbeiten mit einer Egan-Strangpresse mit etwa 64 mm Behälterdurchmesser und einem Verhältnis der Länge zum Durchmesser des Behälters (L/D) von   24 : 1   ist die Temperatur von etwa 299 bis 3240C für einen Film aus einem Polyäthylen niedriger Dichte entlang der Linie seines Austrittes aus der Strangpresse und die Entfernung einer solchen Linie bis zu einem Draht liegt im Bereich von etwa 18 bis 76 mm. Die Maschinengeschwindigkeit liegt im Bereich von etwa 152   m/min.   Dann läuft der gespaltene Film weiter durch den   Streckbereich-A- (Fig. 2   und 4) und in den   Spalt-B-zwischen   den   Walzen--19   und 20--, zusammen mit der Bahn --21-- des Trägermaterials, das in dieser Vorrichtung überzogen wird.

   Der vom Film durchlaufene Abstand,   d. h.   der Abstand zwischen der Ursprungslinie an der Strangpressdüse --10-- und dem   Spalt--B-,   beträgt beispielsweise etwa 76 bis 127 mm. Im Spalt--B-wird der Film --13-- durch die Druckwalze--19--, die normalerweise für die Ausübung eines Druckes von etwa 178 kg/cm Länge eingestellt ist, mit der   Bahn --21-- vereinigt.   Gleichzeitig wird der Film-13durch eine   Kühlwalze--20--gekühlt,   die auf einer Temperatur von 10 bis   490C   gehalten ist.

   Eine solche Kühlung ermöglicht das erforderliche Abheben des Kunststoffmaterials des Filmes--13--von der Kühlwalze   - -20--.   Dabei erhält man ein weitgehend überzogenes, teilweise jedoch nicht überzogenes Bahnmaterial, welches, wie in Fig. 3 gezeigt, die Vorrichtung verlässt und an den Trennlinien zwischen den überzogenen und nicht überzogenen Bereichen seiner Oberfläche glatte, von Verdickungen freie Kanten des Kunststoffüberzuges aufweist. 
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 dem Schlitz--25--des Filmes--13--und die andere Kante mit der Seite --21a-- des Trägermaterials   --21-- oder   überragt dieses.

   Wenn daher der   Spalt--B--den Hauptteil   des Filmes --13-- gegen das   Trägermaterial-21-drückt,   drückt er den Teil --13a--, der vom Film durch den   Spalt --15-- getrennt   ist, gegen den   Gurt-22--.   Wenn danach der   Gurt-22-in   einer andern Richtung als die Bahn-21aus Trägermaterial läuft (Fig. 4), führt er den Teil --13a-- weg, beispielsweise zu einer Kunststoffrückgewinnungsanlage, die eine pneumatische Einrichtung zum Abnehmen des Teiles--13a--von 

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 ohne Zuhilfenahme eines Gurtes entfernt werden. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen eines Filmes aus thermoplastischem Kunststoff auf ein Trägermaterial, z. B. Papier, welche eine Strangpresse mit nach unten gerichteter Breitschlitzdüse und unterhalb derselben ein Walzenpaar zum Abziehen und gleichzeitigen Strecken sowie Verbinden des Filmes mit dem 
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 Strangpressdüse (10) heiss austretenden, insbesonders Polymere oder Copolymere von Niederalkylolefinen, beispielsweise Polyäthylen enthaltenden Filmes (13) ragender Draht (15) zum Spalten des Filmes (13) angeordnet ist. 
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