CH630558A5

CH630558A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von laenglichen gebilden, z.b. von faeden, welche von kunststoff ummantelte seelen aufweisen.

Info

Publication number: CH630558A5
Application number: CH69677A
Authority: CH
Inventors: Werner Hartmann
Original assignee: Harwe Ag
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1977-01-20
Publication date: 1982-06-30
Also published as: HU176373B; DK23877A; AT351140B; IT1071713B; JPS52112656A; US4122145A; CA1089168A; DE2602312B2; DE2602312C3; FR2351769B1; NL165233B; JPS5523533B2; NL165233C; FR2351769A1; DE2602312A1; SE7700432L; NL7700595A; ES455257A1; DD128356A5; SU1041020A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von länglichen Gebilden durch Verwendung von Formen, z.B. Fäden, welche von Kunststoff ummantelte Seelen, z.B. aus Draht oder Hanf, aufweisen, wobei diese Ummantelung in Formen erfolgt.

Fäden wurden bisher im Spinnverfahren oder im Druckdüsenverfahren hergestellt. Es ist nicht möglich, in die Fäden Seelen einzutragen, also stabilisierende Faktoren, die gegenüber dem Kaltfluss des Kunststoffes eine Wirkung zeigen. Fischnetze z.B. werden bisher aus 6-er-Polyamid-Gruppe als Nylon-Fäden gewebt. Derartige Netze müssen auch in Fanggebieten mit extrem niedrigen Temperaturen eingesetzt werden, wo der Kunststoff aber durch seinen geringen Stockpunkt nachteilig ist und dadurch brüchig wird.

Ausserdem werden Schiffstaue mit einem Durchmesser zwischen 200 und etwa 650 mm aus Hanf gefertigt. Diese Hanf-Fäden unterliegen aber einer Verrottung und müssen etwa jährlich erneuert werden.

Will man unter Verwendung von Formen Seelen mit Kunststoff ummanteln, dann gelingt das nicht bei dünnen Fäden, und es ist nicht möglich, kontinuierlich diese Ummantelung der Seelen zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es gestatten, kontinuierlich Seelen, die sehr dünn sind, von Kunststoff kontinuierlich ummanteln zu lassen, um damit Fischnetze, Schiffstaue und ähnliches herzustellen.

Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren so geführt wird und solche Materialien verwandt werden, dass der Kunststoff ein Poly-Laurin-Lactam ist, bei dem der Zusatz des Aktivators und Katalysators in einer in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Form liegenden, die Flüssigkeitsströme mischenden Mischkammer 9,30 erfolgt und ebenfalls in die Mischkammer die zu ummantelnden Seelen 16 eingeführt werden, die von dem in die Form einströmenden aktivierten, dünnflüssigen Laurin-Lac-tam in Strömungsrichtung 5 in die Formen 17 kontinuierlich während der Ummantelung der Seele mitgenommen werden, wobei die Erhärtung noch innerhalb der Form eintritt.

Bei diesem Verfahren wird ein vollkommen neuer Weg beschritten. Es wird ein Monomeres verwandt, das sehr dünnflüssig ist und relativ rasch erhärtet. Dieses dünnflüssige Monomere nimmt aufgrund seiner Strömungsgeschwindigkeit und der dadurch entstehenden Reibung zwischen der Oberfläche der Seele und dem Kunststoff diese Seele mit in die Form in Strömungsrichtung, d.h., die Zentrierung erfolgt gewissermassen selbsttätig, da der Strömungsdruck innerhalb der Form dafür sorgt, dass die Seele automatisch von den Wandungen der Form gleichen Abstand besitzt. Nachdem innerhalb der Form schon eine Härtung auftritt, geht das ganze Verfahren kontinuierlich vor sich, denn der austretende, eine ummantelte Seele besitzende Strang ver-lässt in einer solchen Geschwindigkeit die Form, dass die Seele innerhalb der Form immer noch zentriert bleibt, weil die Erhärtung innerhalb der Form erfolgt.

Für die Führung des Verfahrens ist es wesentlich, dass als Katalysator Kohlendioxyd eingesetzt ist und mit diesem die Schmelze des Lactams gesättigt wird und der Aktivator ein Phenyl-Isocyanat ist.

Wesentlich ist es ferner, dass der Katalysator und Aktivator getrennten flüssigen Mengen von Laurin-Lactam zugesetzt ist.

Um die Erhärtung schon innerhalb der Form zu erreichen, ist es wichtig, dass die Temperatur der Form ungefähr Vi der Schmelztemperatur des Poly-Laurin-Lactams beträgt.

Eine bevorzugte Vorrichtimg zur Ausübung des Verfahrens besteht darin, dass die Mischkammer ein Mischwerkzeug, z.B. Turborührer, aufweist und ohne Hinterschneidungen für den Rührstrom ausgebildet ist.

Diese Ausbildung ist wichtig, damit die gleichzeitig in die Mischkammer einzuführende Seele sich selbst imerhalb der rohrförmigen Form nur aufgrund der Strömungsverhältnisse der Flüssigkeit zentrieren kann.

Zweckmässig ist es ferner, dass die Formen für die Fäden herausnehmbare zentrisch angeordnete Rohre sind.

Ferner ist es wichtig, dass die Mischkammer sich zwischen den Formen für die Fäden und Zuführrohren für Seelen, die den Fäden zugeordnet sind, befindet.

Besonders vorteilhaft ist es, hinsichtlich der Strömungsverhältnisse, dass die Mischkammer in ihrem Längsschnitt etwa Herzform hat.

Die Seelen sind beispielsweise Draht, Stahldraht oder Hanf. Das Rückstellvermögen bei den erfindungsgemäss hergestellten Monofaden liegt bei 80%. Aktiviertes PL ist in seiner Grundphase dünnflüssig wie Wasser. Die kurze Topfzeit wirkt sich hauptsächlich sehr günstig dahingehend aus, dass beim Fahren eines Fadens die Länge der Führungsbuchse relativ kurz sein kann, bis das Material erstarrt ist. Gleichzeitig kann die Herstellungsgeschwindigkeit wegen der kurzen Topfzeit entsprechend erhöht werden. Bei her2

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kömmlichen Verfahren müssen anschliessend an die eigentliche Fadenherstellung sehr lange Nachfolgeeinrichtungen benutzt werden. Ausserdem musste jeder Faden in einer Endphase, also nach dem Extrudieren, noch verreckt werden, um seine Endlage zu begrenzen. Auch dies entfällt.

Eine kontinuierliche Fadenproduktion wird über Pumpen gewährleistet, die gleichmässig über den gesamten Mono-Fadengang arbeiten. Der Druck in der gesamten Anlage ist sehr niedrig und liegt unter 0,5 Atü. Das Herstellungsverfahren kann also als drucklos bezeichnet werden.

Den Pumpen vorgelagert ist in Laufrichtung des Austritts ein Absperrorgan. Die korrekte Temperatur des Fadens liegt bei 160 °C. Die Temperatur der gesamten Anlage beträgt bis zur Mischkammer ebenfalls etwa 160 °C. Im Formteil materialisiert sich diese Temperatur auf die Hälfte der Arbeitstemperatur (gemessen über 0 °C). Die Temperatur im Führungskopf der Anlage muss reduziert werden, da sonst der Wärmestau in der kontinuierlichen Fertigung der länglichen Kunststoff-Teile eintritt.

Von den beiden Möglichkeiten, Aktivator und Katalysator entweder in der Mischkammer zuzuführen oder in getrennten Strömen, wird die letztere Möglichkeit bevorzugt, weil dann gleichzeitig mit dem Wirksamwerden von Aktivator und Katalysator der Formungsvorgang beginnen kann. Man braucht somit kürzere Zeit für das Wirksamwerden von Aktivator und Katalysator. Gerade diese Zeiten sind wichtig, weil die Topfzeit gering gehalten werden soll. Die erwähnten getrennten Mischströme haben sich bei Versuchen als notwendig erwiesen, weil sonst eine bestimmte Anzugszeit des Katalysators oder Aktivators in der Kunststoff-Schmelze erfolgen muss. Dieser Zeitpunkt liegt zwischen 15 und 30 Minuten. Die verwendeten Aktivatoren und Katalysatoren sind sogenannte Kontakt-Aktivatoren oder -Katalysatoren, die einen bestimmten Vergasungspunkt in der Wärme erreichen müssen. Dieses Gas muss abgesaugt werden, so dass nur die flüssige Substanz in sich die Wirksamkeit der Verbindung trägt.

Als Führungskopf des Turbomischers wird ein sogenannter Hinterschnitt-Turborührer bevorzugt, der also eine Scheibenform mit einer hinteren Abschrägung von ca. 15° hat. Dieser Winkel liegt in der Richtung zur sogenannten Abkantung der Mischkammer, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird.

Die Mischkammer soll so ausgebildet sein, dass beim Rührprozess bzw. beim Einsatz des Turborührers in Strömungsrichtung hinten total abgerundete und glatte Flächen vorliegen, so dass vom Aufwirbeln des Turborührers in der Endzone der Mischkammer eine Materialberührung entsteht. Für die Mischkammer wird daher eine Herzform bevorzugt, wodurch die angestrebte Beruhigung erreicht wird. Weitere bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 die wichtigen Teile einer Vorrichtung zur Herstellung von mit Seelen versehenen Fäden nach dem neuen Verfahren.

Fig. 2 wesentliche Bauelemente einer anderen Vorrichtung zum Herstellen von Formen nach dem neuen Verfahren.

Zunächst sei Fig. 1 erläutert. Die zu mischenden Materialien, nämlich der neue, flüssige Kunststoff, Aktivatoren und/oder Katalysatoren gelangen in Pfeilrichtung 1 in eine Mischkammer 9, deren rückwärtiger Teil, wie aus Fig. 1 ersichtlich, in etwa Herzform hat. Das Material bildet in der Mischkammer einen Mischkreislauf, der in Pfeilrichtung 2 verläuft. Die Materialien strömen dann weiter durch die Herzform in Pfeilrichtung 3 und bauen sich vor einer Mischscheibe 10 eines Turbomischers auf. Dadurch werden die Materialien in Pfeilrichtung 4 vollständig beruhigt und in Pfeilrichtung 5 in Formen gegeben. Die Mischkammer ist nach vorne von Abschrägungen 6, 7 begrenzt, wodurch eine Wirbelbildung vermieden wird. Die Mischscheibe 10 hat vollständig glatte Oberflächen. Sie ist im Querschnitt trapezförmig.

Der Antrieb der Mischscheibe 10 erfolgt über eine Kupplung 8 von einem Motor 15. Dadurch kann der Motor abgenommen werden.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sollen die hergestellten Fäden Seelen haben, beispielsweise aus Hanf oder Draht. Diese Seelen 16 werden in Pfeilrichtung 11 durch eine Brille 12 der Spitze der Brille zugeführt und gehen dann in Führungsstangen 13. Am Vorderende der Führungsstangen befinden sich Stoffbuchsen 14, die die Verbindung mit der Mischkammer 9 herstellen. Die Seelen werden von dem sich vorwärtsbewegenden Strom in Pfeilrichtung 5 mitgenommen und gelangen dann in rohrförmige Formen 17, wo sie etwa bei Pos. 20 erhärten. Vorher werden die Seelen von dem dünnflüssigen Kunststoff ummantelt. Die Seelen müssen also einmal eingefädelt werden und laufen dann kontinuierlich mit, weil sie etwa ab Pos. 20 mit dem Kunststoff-Mantel fest verbunden sind.

Die ummantelten Fäden treten dann bei Pos. 22 aus den Formen 17 aus und werden über eine Ablenkkappe 23 zu einem Führungsgerät geführt, welches nicht näher dargestellt ist. Sie werden dort beispielsweise verseilt oder auf andere Art und Weise weiter verarbeitet.

Um die Temperatur zu halbieren, sind die Formen 17 von einem Kühlraum 18 umgeben, in den ein geeignetes Kühlmedium über eine Leitung 19 eintritt und über eine Leitung 21 austritt.

In Fig. 2 wird ganz entsprechend der Vorrichtung nach Fig. 1 der neuartige Kunststoff in Pfeilrichtung 24 der Mischkammer 30 zugeführt, und zwar wiederum in getrennten Strömen für PL und Aktivator und Katalysator. Die Mischkammer 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nach unten geneigt und hat ebenfalls glatte Flächen. In der Mischkammer wird das Material vermischt und in seiner Strömung beruhigt. Es fliesst dann in Pfeilrichtung 31, im freien Lauf zu einem Giessrohr 32, wo es die Anlage verlässt. Das Giessrohr dient z. B. zum Füllen von Formen für Rohre, Formteile und dergleichen. Es können nach dem Verfahren nach der Erfindung somit auch Gegenstände hergestellt werden, die nicht unbedingt länglich sind. Die Mischkammer 30 ist von einem Mantel 33 umgeben, wodurch ein Ringraum 35 ausgebildet wird, in dem ein Heizmedium zirkulieren kann, beispielsweise innerhalb von Rohren 36. Ein Deckel 34 ist mittels mehrerer an seinem Umfang verteilter Schrauben 37 abnehmbar. Dadurch ist die Mischkammer 30 leicht zugänglich und kann leicht gereinigt werden.

Wesentlich ist es somit, dass durch das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung praktisch beliebig geformte Gegenstände aus Kunststoff mit oder ohne Seele mit hervorragenden Materialeigenschaften und hoher Lebensdauer hergestellt werden können.

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2 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zur Herstellung von kunststoffummantelte Seelen aufweisenden länglichen Gebilden in Formen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Poly-Laurin-Lactam ist, zu dessen Bildung Aktivator und Katalysator zu jeweils getrennten Mengen Laurin-Lactamschmelze zugesetzt werden und die Flüssigkeitsströme in einer in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Form liegenden Mischkammer (9, 30) vermischt werden und ebenfalls in die Mischkammer die zu ummantelnden Seelen (16) eingeführt werden, die von dem in die Formen einströmenden aktivierten dünnflüssigen Laurin-Lactam in Strömungsrichtung (5) in die Formen (17) kontinuierlich während der Ummantelung der Seelen mitgenommen werden, wobei die Erhärtung noch innerhalb der Form eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator Kohlendioxid eingesetzt wird, mit dem die Lactamschmelze gesättigt wird, und als Aktivator ein Phenylisocyanat verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Form (17) nach der Mischkammer ungefähr Vi der Schmelztemperatur des Poly-Laurin-Lactams beträgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Mischkammer und in den Formen (17) unter 0,5 Atü liegt.

5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (9, 30) ein Mischwerkzeug (10), z.B. einen Turborührer, aufweist und ohne Hinterschneidungen für den Rührstrom ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formen (17) für die Fäden herausnehmbare zentrisch angeordnete Rohre sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (9, 30) sich zwischen den Formen (17) für die Fäden und Zuführrohre (13) für Seelen, die den Fäden zugeordnet sind, befindet.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (9,30) in ihrem Längsschnitt etwa Herzform hat.