Verfahren zum Herstellen von Hohlprofilen aus Thermoplasten
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Hohlprofilen aus thermoplastischen Stoffen. Sie betrifft im besonderen die Herstellung von Hohlprofilen mit besonders glatter Oberfläche und unter Anwendung des bekannten Folienblasverfahrens die Herstellung von glasklaren Folienschläuchen.
Hohlprofile aus Thermoplasten werden im allgemeinen auf Strangpressen mit vorgeschalteten und gegebenenfalls profilierten Ringdüsen hergestellt. Je nach den Eigenschaften des Werkstoffs und der Stärke der Wandung entsteht entweder ein steifes Rohr oder ein mehr oder weniger flexibler Schlauch. In noch plastischem Zustand kann ein solcher durch Quetschwalzen abgeschlossener Schlauch durch das Einpressen eines gasförmigen Mediums unter wesentlicher Aufweitung zu einer Schlauchfolie verformt werden. Diese Verformung erfolgt meistens bei Temperaturen oberhalb des Erweichungs- oder Kristallitschmelzpunktes und wird dann als Recken biezeichet. Schwieriger ist ein als Strekken bezeichnetes Verformen unterhalb des Erweichungs- und Kristallitschmelzpunktes auszuführen.
Beim Strecken sind auf den Schlauch Kräfte auszu üben, die beträchtlich höher ! als die eines Reckvorganges liegen. Häufig muss der Folienschlauch für das Strecken nochmals bis in die Nähe des Erweichungspunktes erwärmt werden.
In diesem Zusammenhang ist es zur Herstellung von Mehrschichtrohren und -schläuchen bereits bekannt, unmittelbar vor dem Austrittsquerschnitt der Düse einen stirnseitig geschlossenen Druckraum anzuordnen. Dieser Raum wird mit einem Druckgas gefüllt, das die überein andergeschobenen Schläuche bzw. Rohre in n noch pla- stischem Zustand von innen her gegen eine steife äussere begrenzende Wandung presst (DAS 1117 862).
Es handelt sich hierbei also um einen im Schlauchinnern herrschenden Druck gegenüber einer Wand, an der der extrudierte Schlauch einer erheblichen Reibung unterliegt. - In ähnlichem Zusammenhang ist es auch bereits bekannt, das Schlauchprofil mittels eines durch Öffnungen in der äusseren Stützwand wirkenden Unterdrucks fest gegen diese anzupressen und dadurch die Kalibrierung der Rohre bzw. der Schläuche zu verbessern. - Die durch solche Massnahmen erheblich gesteigerte äussere Reibung setzt naturgemäss die grösstmögliche Strangpressgeschwindigkeit herab und beeinträchtigt bei der Herstellung von klarsichtigen Blasfolien deren Transparenz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Hohlprofilen so zu verbessern, dass sich für Rohre eine exaktere Kalibrierung und bei einer nachfolgenden Reckung oder Streckung zu Schlauchfolien die bestmögliche Oberflächenbeschaffenheit und Transparenz ergibt. - In letzterem Zusammenhang ist durch die belgische Patentschrift 578 741 schon ein Verfahren und eine Vorrichtung zu ihrer Ausführung bekannt geworden, bei der auf die Ebene der Ringdüse ein etwas grösserer Hohlzylinder druckdicht aufgesetzt ist, der den entstehenden Schlauch mit geringem Abstand umgibt.
Das äussere Ende dieses auch als Temperkammer bezeichneten Hohlzylinders ist zur Bildung einer Verengung entsprechend dem Durchmesser des extrudierten Schlauches eingezogen. In den zylindrischen Ringraum wird ein gasförmiges Druckmittel eingeführt, das den entstehenden Schlauch über seinen noch plastischen Bereich hinweg von aussen stützt und dem inneren Druck etwa das Gleichgewicht hält.
Es ist auch bereits bekannt, den Überdruck in der Temperkammer durch eine Drosselung ihres Austrittsquerschnitts in gewissen Grenzen zu regeln. Eine Reibung des Schlauches gegenüber der am Ende des Zylinders gebildeten Engstelle tritt erst jenseits der Frostlinie des Werkstoffes auf, wenn die Temperkammer hinreichend lang gewählt wird. Die Durchsichtigkeit des nachfolgend unter nochmaliger Erwärmung zu reckenden und zu streckenden Schlauchs wird durch eine solche Stützanordnung unmittelbar hinter der Ringdüse zwar verbessert, es ist aber nicht möglich, den Stützdruck im den Schlauch umgebenden Ringraum hinter der Ringdüse während des Betriebes in genügend wei tem Bereich zu ändern, da das Druckmittel an der Engstelle austreten kann.
Es wurde nun gefunden, dass sich die bekannten Strangpressverfahren für Rohre sowie Verfahren zum Herstellen von Schlauchfolien weiter verbessern lassen und bessere CkbierflächenbeschaSenheiten und Kiarsicht- eigenschaften erzielt werden, wenn das Hohlprofil aus der Ringdüse unmittelbar in einen ganz oder teilweise flüssigkeitsgefüllten Raum hineingepresst wird, in dem der auf das Hohlprofil von aussen ausgeübte Druck durch Andern der Höhe einer Flüssigkeitssäule geregelt wird.
Zweckmässig wird zwischen der Ringdüse und der Flüssigkeitssäule ein Gaspolster eines bestimmten, von der Höhe der Flüssigkeitssäule abhängenden Druckes aufrecht erhalten. Ferner lässt sich vorteilhaft ebenfalls die Standhöhe der Flüssigkeit in dem den Schlauch umgebenden Raum durch Anlegen eines regelbaren Unterdrucks zwischen der Düsenebene und dem Flüssigkeitsspiegel heben und senken. Die Flüssigkeit bildet hierbei am Ausgang des den Schlauch umgebenden und diesen von aussen stützenden Druckraums einen vollkommenen Abschluss.
Nach diesem Verfahren hergestellte Rohre beliebigen Querschnitts zeichnen sich auf Grund der unmittelbar an der Düsenplatte einsetzenden Kühlung nicht nur durch bessere Masshaltigkeit und Profiltreue über grosse Längen hinweg aus, sondern ermöglichen es auch, die Strangpressgeschwindigkeit wesentlich zu steigern. Es wurde ferner festgestellt, dass nach diesem Verfahren, hergestellte Folienschläuche weitestgehend amorphe Struktur besitzen, die sich in einer besonders hohen Transparenz äussert. - Weitere Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich besonders beim Herstellen von Profilen aus Kunststoffen, die ein Treibmittel zur Erzeugung einer zellförmigen Struktur enthalten.
Durch den in weiten Grenzen regelbaren Druck auf den stranggepressten Querschnitt unmittelbar hinter der Düse lässt sich der bisher nur unbefriedigend beeinflussbare Blähgrad gut beherrschen und in der gewünschten Grössenordnung konstant halten.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Hohlprofil im mit der Flüssigkeit ganz oder teilweise gefüllten Raum gereckt. Dazu wird die Flüssigkeitssäule gegebenenfalls kontinuierlich beheizt oder es wird ein Flüssigkeitskreislauf geschaffen, in dem eine geregelte Zur und Abführung der Wärme an anderer Stelle als der den Stützdruck bestimmenden Flüssigkeitssäule erfolgt.
In anderer Weise als bisher kann ferner der Querschnitt des strauggepressten Hohlprofils auch nach dem Passieren der einem bestimmten regelbaren Druck entsprechenden Flüssigkeitssäule verändert, insbesondere vergrössert werden. Mit Hilfe der regelbaren Flüssigkeitssäule ausserhalb des Hohlprofils und des regelbaren Gasdrucks im Inneren des Profils wird der zum Strecken erforderliche höhere Druck aufgebracht, wobei das Hohlprofil in seinem plastischen Bereich gegen den anwendbaren höheren Innendruck durch die äussere Flüssigkeitssäule von der Düse ab regelbar gestützt ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen des Verfahrens in Verbindung mit den Zeichnungen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung von flexiblen Schläuchen im Querschnitt.
Ein- U-förmig gestaltetes Gehäuse 1 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt. Die Flüssigkeitssäule 2 im rechten freien Schenkel des Gehäuses besitzt eine Höhe, die unter Berücksichtigung der Wichte der Flüssigkeit dem im linken Schenkel an der die Ringdüse enthaltenden Düsenplatte 3 zu erzeugenden maximalen Druck entspricht. Die Düsenplatte 3 am Kopfstück 3 a der nicht näher dargestellten Schneckenpresse ist zur Verringerung des Wärmeübergangs gegebenenfalls aus Isolierstoff ausgeführt.
Das Gehäuse 1 ist druckdicht mit der Düsenplatte 3 bzw. dem Kopfstück 3a der Strangpresse verbunden.
Der Umfang des linken abgeschlossenen Schenkels bzw. dessen Querschnittsfläche ist in der Düsenplattenebene grösser als die gestreckte Länge der Ringdüse bzw. die durch diese bestimmte Querschnittsfläche. Die Schnekkenpresse drückt den plastischen Schlauch 4 fortlaufend in die Flüssigkeit 2, wobei das sofortige Einfallen bzw.
Zusammenfallen des Schlauches durch ein über das Rohr 5 in das Schlauchinnere eingeführtes gasförmiges Druckmittel verhindert wird. Der Druck der Flüssigkeitssäule 2 in unmittelbarer Nähe der Düsenplatte 3 und der Gasdruck im Schlauchinnern sind grössenordnungsmässig etwa im Gleichgewicht. Der vorteilhafte Unterschied der äusseren Abstützung des Schlauches durch die Flüssigkeit im linken abgeschlossenen Schenkel des U-förmigen Gehäuses 1 gegenüber der bisher üblichen äusseren Abstützung durch ein gasförmiges Medium ist in der Zu- bzw.
Abnahme des Druckes in Abhängigkeit von der sich ändernden Höhe hx des sich bewegenden Schlauchprofils in der Flüssigkeitssäule zu sehen. - Der abgekühlte Schlauch wird von der Abzugsvorrichtung 6 über die Umlenkrollen 6' durch das U-förmige Gehäuse gezogen, passiert gegebenenfalls noch Abstreifvorrichtungen für anhaftende Flüssigkeit und wird dann in der üblichen Weise auf Vorratsrollen gewickelt. Selbstverständlich ist es auch möglich, den abgekühlten Schlauch bereits aus dem waagerechten Zweig seiner Bewegung durch eine in der Gehäusewand angebrachte Dichtlippenanordnung auf kürzerem Wege aus dem Gehäuse 1 herauszuführen.
In der Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform des gleichen Verfahrens wiedergegeben. Die Verbindung des Kopfstücks 3a der Strangpresse mit dem U-förmigen Gehäuse 1 sowie der Abzug des abgekühlten Schlauches entspricht vollständig der Anordnung in Fig. 1. Zur Aufrechterhaltung eines Gaspolsters 7 im kurzen Schenkel des Gehäuses 1 zwischen der Düsenplattenebene und dem Pegel der Flüssigkeitssäule ist in das Kopfstück 3 a ein weiter aussen liegendes Zuführungsrohr 8 für ein gasförmiges Druckmittel eingefügt.
An einem weiter zurückliegenden, nicht näher dargestellten Ort, ist im Zuge der Gaszuführung 8 ein Absperrventil 8a vorgesehen, das ein Entweichen des in den kurzen Schenkel des Gefässes 1 eingepressten Gaspolsters verhindert. - Bei der Ausführung des Verfahrens zum Herstellen von Hohlprofilen unter Verbindung von Kunststoffen mit verhältnismässig hohem Schmelzbereich ist es vorteilhaft, das Gaspolster 7 bis auf wenige Millimeter Höhe zu verkürzen. Es dient dann im wesentlichen nur als besonders gut wärmeisolierende Schicht zwischen der Düsenplatte und dem Flüssigkeitspegel.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens, bei dem das freie Ende des mit der Düsenplatte 3 dicht verbundenen Gefässes 1 in eine mit der Flüssigkeit gefüllte Wanne la eintaucht. Hydrostatisch liegen die gleichen Verhältnisse wie bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 vor.- Durch den Rohrstutzen 8 in der Düsenplatte 3 wird der den Schlauch 4 umge bunde Raum so weit teilweise levakuier, t, dass der Flüssigkeitsspiegel bis zur gewünschten Höhe ansteigt. Die in diesem Fall gegebenen Druckverhältnisse im gasgefüllten und im flüssigkeitsgefüllten Teilraum des Gefässes 1 sowie der über dem Rohrstutzen 5 ausgeübte regelbare Druck im Innern des plastischen Schlauchs bewirken dessen Reckung unmittelbar hinter der Düsenplatte.
In Fig. 4 ist die Ausführung des Verfahrens mit der Abzugsrichtung des Schlauches 4 nach oben schematisch wiedergegeben. Von der Strangpresse ist wiederum lediglich die Düsenplatte 3 mit der Zuleitung 5 für die in den Schlauch einzuführende Druckluft dargestellt. Nach der regelbaren Abstützung in der Flüssigkeitssäule 7 durchläuft der Schlauch eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ringförmig angeordnete Heizvorrichtung 9 und wird auf die dem jeweiligen Werkstoff angepasste Reckoder Strecktemperatur gebracht. Die Quetschwalzen der Abzugsrichtung 6 schliessen den Schlauch 4 oben gasdicht ab. Durch Erhöhen und Regeln des Gasdrucks im Innern wird der Schlauch in üblicher Weise gereckt oder gestreckt, je nach Bemessung der Temperatur, die die Heizvorrichtung 9 abstrahlt.
Gegenüber den bekannten Strangpressvorrichtungen mit auf die Düsenplatte aufgesetzten Temperkammern, die am Austrittsende des Schlauchs lediglich durch eine spaltförmige Engstelle mit unvermeidlicher mechanischer Reibungswirkung oder auch durch eine an der gleichen Stelle angeordneten Blende abgeschlossen sind, ist durch die in das Gefäss 1 eingeführte Flüssigkeit in jedem Fall ein reibungsfreier druckdichter Abschluss gegeben.
Beispiel
Das Verfahren wurde an einer wie folgt aufgebauten und dimensionierten Anlage praktisch erprobt. An den Düsenkopf einer mit dem Abzug nach unten arbeitenden Schneckenstrangpresse mit einem Schneckendurchmesser von 12 mm und der Schneckenlänge 15D, einem Ringdüsendurchmesser von 20 mm und einer Spaltbreite von 0,8 mm, war ein Flansch von 250 mm Durchmesser angeschlossen. An diesem Flansch wurde ein Plexiglasrohr entsprechenden Durchmessers von 350 mm Länge dicht befestigt. Das freie Ende dieses Rohres wurde entsprechend der Anordnung nach Fig. 2 in den kurzen Schenkel eines mit Wasser gefüllten U-förmigen Gefässes getaucht. Zur Erzeugung eines Luftpolsters vor der Düsenplatte der Strangpresse war ein ausserhalb des Ringdüsendurchmessers liegendes Zuführungsrohr an eine Druckluftanlage angeschlossen.
Die Strangpresse wurde mit einer Schneckendrehzahl von 1400/min. betrieben. Aus der Düse wurde ein Schlauch aus Polyäthylen der Dichte 0,918 und dem Schmelzindex 1,5 bei einer Massentemperatur von
1950 C und einer Abzugsgeschwindigkeit von 5 m/min. extrudiert. Der Schlauch wurde auf etwa 60 mm Durchmesser, d. h. im Verhältnis 1:3 gereckt, wobei sich eine Wandstärke von 0,2 mm einstellte.
Mit der üblichen Luftkühlung gelang es nicht, die Schlauchfolie auch im Inneren so zu kühlen, dass sie hinter dem Walzenpaar beim Eintritt in das Kühlwasser nicht verschweisste. Verstärkte man den Druck der
Stützluft im Schlauchinnern, so wurde letzterer nur stärker gereckt, ohne das Verschweissen zu vermeiden.
Durch Ändern der Höhe der Flüssigkeitssäule im freien Schenkel des Gefässes änderte sich im gleichen Mass der r Druck des Luftpolsters, und der D, Druck im Schlauch- inneren wurde über das Zuführungsrohr 8 danach im gleichen Mass erhöht. Bei diesem Betriebszustand war ein Druck von 160 mm Wassersäule im kurzen ge schlossenen Schenkel des Gefässes gegeben. Der Schlauch trat jetzt, ohne dass sich das Reckverhältnis änderte, etwa kegelförmig in das Kühlwasser ein. Seine Wände wurden durch eine bis zu den Absperrwalzen reichende Luftschicht aneinandergehalten, die ihn ausserhalb des Kühlwassers wieder auf vollem Kreisquerschnitt aufblähte. Die auf diese Weise extrudierte Polyäthylen-Schlauchfolie hatte bei einer geforderten Wandstärke von 0,2 mm eine aussergewöhnlich geringe Streuung in der Stärke.
Sie war glasklar und hatte einen hohen Glanz.
Das erfindungsgemässe Verfahren sowie entsprechende Anordnungen und Vorrichtungen zu seiner Ausführung sind im Rahmen der Erfindung noch auf verschiedene Weise wandlungsfähig. Es ist zum Beispiel möglich, die auf der Düsenplatte lastende Flüssigkeitssäule schichtweise aus Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte und Eigenschaften zusammenzusetzen, um entweder zusätzliche Behandlungseffekte zu erzielen oder den Umfang der mit einem U-förmigen Gefäss von bestimmter Höhe erzielbaren Druckänderungsbereich durch die Anwendung höherer Flüssigkeitsdichten als 1 noch zu erweitern.
Process for the production of hollow profiles from thermoplastics
The invention relates generally to the production of hollow profiles from thermoplastic materials. It relates in particular to the production of hollow profiles with a particularly smooth surface and, using the known blown film process, to the production of crystal-clear film tubes.
Hollow profiles made of thermoplastics are generally produced on extrusion presses with upstream and possibly profiled ring nozzles. Depending on the properties of the material and the thickness of the wall, either a stiff tube or a more or less flexible hose is created. In the still plastic state, such a tube closed by squeezing rollers can be deformed into a tubular film by pressing in a gaseous medium with substantial expansion. This deformation usually takes place at temperatures above the softening or crystallite melting point and is then called stretching. A deformation called stretching below the softening and crystalline melting point is more difficult to carry out.
When stretching, the forces exerted on the hose are considerably higher! than that of a stretching process. Often the film tube has to be heated again to near the softening point for stretching.
In this context, it is already known for the production of multilayer pipes and hoses to arrange a pressure space closed at the end immediately in front of the outlet cross section of the nozzle. This space is filled with a pressurized gas which presses the hoses or pipes pushed one on top of the other in their still plastic state from the inside against a rigid outer delimiting wall (DAS 1117 862).
This is a pressure prevailing inside the hose against a wall on which the extruded hose is subject to considerable friction. In a similar context, it is already known to press the hose profile firmly against it by means of a negative pressure acting through openings in the outer support wall and thereby improve the calibration of the pipes or the hoses. The external friction, which is considerably increased by such measures, naturally reduces the greatest possible extrusion speed and impairs their transparency in the production of clear blown films.
The invention is based on the object of improving the production of hollow profiles in such a way that a more precise calibration results for pipes and the best possible surface properties and transparency in a subsequent stretching or stretching to form tubular films. - In the latter context, a method and a device for its execution has already become known through the Belgian patent specification 578 741, in which a somewhat larger hollow cylinder is placed pressure-tight on the plane of the ring nozzle, which surrounds the resulting tube at a small distance.
The outer end of this hollow cylinder, also referred to as a tempering chamber, is drawn in to form a constriction corresponding to the diameter of the extruded tube. A gaseous pressure medium is introduced into the cylindrical annular space, which supports the resulting hose from the outside beyond its still plastic area and keeps the internal pressure approximately in equilibrium.
It is also already known to regulate the overpressure in the tempering chamber within certain limits by throttling its outlet cross-section. A friction of the hose against the constriction formed at the end of the cylinder only occurs beyond the frost line of the material if the tempering chamber is chosen to be sufficiently long. The transparency of the hose to be stretched and stretched with repeated heating is improved by such a support arrangement directly behind the annular nozzle, but it is not possible to increase the support pressure in the annular space surrounding the hose behind the annular nozzle during operation in a sufficient range change, as the pressure medium can escape at the narrow point.
It has now been found that the known extrusion processes for pipes and processes for the production of tubular films can be further improved and better CkbierflächenbeschaSenheiten and Kiarsicht- properties are achieved if the hollow profile is pressed from the ring nozzle directly into a completely or partially liquid-filled space in which the pressure exerted on the hollow profile from the outside is regulated by changing the height of a column of liquid.
A gas cushion of a certain pressure depending on the height of the liquid column is expediently maintained between the annular nozzle and the liquid column. Furthermore, the level of the liquid in the space surrounding the hose can advantageously also be raised and lowered by applying a controllable negative pressure between the nozzle plane and the liquid level. The liquid forms a complete seal at the outlet of the pressure space surrounding the hose and supporting it from the outside.
Pipes of any cross-section produced according to this process are not only characterized by better dimensional accuracy and profile accuracy over long lengths due to the cooling that occurs directly on the nozzle plate, but also enable the extrusion speed to be increased significantly. It was also found that film tubes produced according to this process have a largely amorphous structure, which is expressed in a particularly high degree of transparency. - Further advantages of the method according to the invention arise particularly when producing profiles from plastics which contain a propellant for producing a cellular structure.
Due to the pressure on the extruded cross-section directly behind the nozzle, which can be regulated within wide limits, the degree of swelling, which was previously only unsatisfactorily influenced, can be well controlled and kept constant at the desired level.
In a further embodiment of the invention, the hollow profile is stretched in the space completely or partially filled with the liquid. For this purpose, the column of liquid is optionally heated continuously or a liquid circuit is created in which the heat is supplied and removed in a controlled manner at a point other than the column of liquid which determines the support pressure.
In a different way than before, the cross section of the extruded hollow profile can also be changed, in particular enlarged, even after it has passed the liquid column corresponding to a specific controllable pressure. With the help of the adjustable liquid column outside the hollow profile and the adjustable gas pressure inside the profile, the higher pressure required for stretching is applied, with the hollow profile being supported in its plastic area against the applicable higher internal pressure by the outer liquid column from the nozzle.
Further advantages of the invention emerge from the following description of several embodiments of the method in conjunction with the drawings.
Fig. 1 shows schematically a device for the production of flexible hoses in cross section.
A U-shaped housing 1 is filled with a liquid. The liquid column 2 in the right free leg of the housing has a height which, taking into account the weight of the liquid, corresponds to the maximum pressure to be generated in the left leg on the nozzle plate 3 containing the annular nozzle. The nozzle plate 3 on the head piece 3a of the screw press, not shown in detail, is optionally made of insulating material to reduce the heat transfer.
The housing 1 is pressure-tightly connected to the nozzle plate 3 or the head piece 3a of the extrusion press.
The circumference of the left closed leg or its cross-sectional area is greater in the plane of the nozzle plate than the extended length of the annular nozzle or the cross-sectional area determined by this. The screw press presses the plastic tube 4 continuously into the liquid 2, whereby the immediate collapse or collapse.
Collapse of the hose is prevented by a gaseous pressure medium introduced into the hose interior via the pipe 5. The pressure of the liquid column 2 in the immediate vicinity of the nozzle plate 3 and the gas pressure inside the hose are roughly in equilibrium in terms of magnitude. The advantageous difference between the external support of the hose by the liquid in the left, closed leg of the U-shaped housing 1 compared to the previously usual external support by a gaseous medium is the supply and
To see the decrease in pressure as a function of the changing height hx of the moving hose profile in the liquid column. - The cooled hose is pulled by the take-off device 6 over the deflection rollers 6 'through the U-shaped housing, if necessary also passes stripping devices for adhering liquid and is then wound in the usual way on supply rolls. Of course, it is also possible to lead the cooled hose out of the housing 1 over a shorter distance from the horizontal branch of its movement through a sealing lip arrangement attached to the housing wall.
Another embodiment of the same method is shown in FIG. The connection of the head piece 3a of the extrusion press with the U-shaped housing 1 and the withdrawal of the cooled hose corresponds completely to the arrangement in Fig. 1. To maintain a gas cushion 7 in the short leg of the housing 1 between the nozzle plate plane and the level of the liquid column is in the head piece 3 a inserted a further outward feed pipe 8 for a gaseous pressure medium.
At a location further back, not shown in detail, a shut-off valve 8 a is provided in the course of the gas supply 8, which prevents the gas cushion pressed into the short leg of the vessel 1 from escaping. When carrying out the method for producing hollow profiles by combining plastics with a relatively high melting range, it is advantageous to shorten the gas cushion 7 to a height of a few millimeters. It then serves essentially only as a particularly good heat insulating layer between the nozzle plate and the liquid level.
3 shows a further embodiment of the method, in which the free end of the vessel 1, which is tightly connected to the nozzle plate 3, is immersed in a tub 1 a filled with the liquid. Hydrostatically, the same conditions exist as in the arrangements according to FIGS. 1 and 2. Through the pipe socket 8 in the nozzle plate 3, the space surrounding the hose 4 is partially levacuated to such an extent that the liquid level rises to the desired height. The pressure conditions in this case in the gas-filled and in the liquid-filled subspace of the vessel 1 and the controllable pressure exerted above the pipe socket 5 in the interior of the plastic tube cause it to be stretched immediately behind the nozzle plate.
In Fig. 4, the execution of the method is shown schematically with the withdrawal direction of the hose 4 upwards. Of the extrusion press, only the nozzle plate 3 with the feed line 5 for the compressed air to be introduced into the hose is shown. After the adjustable support in the liquid column 7, the hose runs through a heating device 9 arranged in a ring above the liquid level and is brought to the stretching or stretching temperature adapted to the respective material. The nip rollers in the take-off direction 6 close the tube 4 at the top in a gas-tight manner. By increasing and regulating the gas pressure inside the hose is stretched or stretched in the usual way, depending on the dimensioning of the temperature which the heating device 9 radiates.
Compared to the known extrusion devices with tempering chambers placed on the nozzle plate, which are closed at the outlet end of the hose only by a gap-shaped constriction with inevitable mechanical friction or also by a diaphragm arranged at the same point, the liquid introduced into the vessel 1 is in any case given a frictionless pressure-tight seal.
example
The process was practically tested on a system constructed and dimensioned as follows. A flange with a diameter of 250 mm was connected to the nozzle head of a screw extruder working with the discharge downwards with a screw diameter of 12 mm and screw length 15D, an annular nozzle diameter of 20 mm and a gap width of 0.8 mm. A plexiglass tube with a corresponding diameter and a length of 350 mm was tightly attached to this flange. The free end of this tube was immersed in the short leg of a U-shaped vessel filled with water in accordance with the arrangement according to FIG. 2. In order to generate an air cushion in front of the nozzle plate of the extrusion press, a feed pipe lying outside the ring nozzle diameter was connected to a compressed air system.
The extruder was running at a screw speed of 1400 / min. operated. From the nozzle a hose made of polyethylene with a density of 0.918 and a melt index of 1.5 at a mass temperature of
1950 C and a take-off speed of 5 m / min. extruded. The tubing was cut to about 60 mm in diameter; H. stretched in a ratio of 1: 3, with a wall thickness of 0.2 mm.
With the usual air cooling it was not possible to cool the tubular film inside in such a way that it did not weld behind the pair of rollers when it entered the cooling water. One increased the pressure of the
Support air inside the hose, so the latter was only stretched more without avoiding welding.
By changing the height of the liquid column in the free leg of the vessel, the r pressure of the air cushion changed to the same extent, and the D, pressure inside the hose was then increased to the same extent via the supply pipe 8. In this operating condition there was a pressure of 160 mm water column in the short, closed leg of the vessel. The hose now entered the cooling water in an approximately conical shape, without changing the stretching ratio. Its walls were held together by a layer of air reaching as far as the shut-off rollers, which inflated it again to a full circular cross-section outside the cooling water. The polyethylene tubular film extruded in this way had an exceptionally low variation in thickness with a required wall thickness of 0.2 mm.
It was crystal clear and had a high gloss.
The method according to the invention as well as corresponding arrangements and devices for its execution are still adaptable in various ways within the scope of the invention. For example, it is possible to put together the liquid column bearing on the nozzle plate in layers from liquids of different densities and properties in order to either achieve additional treatment effects or the extent of the pressure change range achievable with a U-shaped vessel of a certain height by using liquid densities higher than 1 to expand.