DE1163005B

DE1163005B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folienschlaeuchen aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1163005B
Application number: DEL30608A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Wilfried Voigt
Original assignee: Lonza AG
Current assignee: Lonza AG
Priority date: 1957-06-19
Filing date: 1958-06-18
Publication date: 1964-02-13
Also published as: NL108305C; US3008186A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folienschläuchen aus thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Folienschläuchen aus thermoplastischem Kunststoff. Bei dem Verfahren wird der ringförmig extrudierte und abgezogene, warmplastische Schlauch, dessen Innerem ein Aufblähgas mit geringem Überdruck zugeführt wird, kontinuierlich im aufgeblähten Zustand auf seiner äußeren Umfangsfläche kalibriert und dabei gleichzeitig mit einer strömenden Kühlflüssigkeit benetzt.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird der Folienschlauch von oben nach unten durch einen Kalibrierzylinder geleitet. Der Kalibrierzylinder wird außen durch eine Flüssigkeit gekühlt, welche über den oberen Rand des Kalibrierzylinders an den Folienschlauch gelangt, um diesen zu benetzen. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der Folienschlauch die ihn benetzende Flüssigkeit längs seines Weges durch den Kalibrierzylinder mitnimmt.
Während die Temperatur des Schlauches längs dieses Weges abnimmt, steigt gleichzeitig die Temperatur der Kühlflüssigkeit an, weil diese allmählich die Temperatur des Schlauches annimmt. Die Differenz zwischen der Temperatur des Schlauches und der Temperatur der Flüssigkeit ist also am größten am Eingang des Kalibrierzylinders, unmittelbar nachdem der Schlauch die Spritzdüse verlassen hat, und während er noch seine höchste Temperatur hat. Und diese Temperaturdifferenz ist am kleinsten am Ausgang des Kalibrierzylinders. Daraus folgt, daß der Schlauch zuerst plötzlich abgekühlt, d. h. abge schreckt, und dann nur unwesentlich weitergekühlt wird. Das Abschrecken des thermoplastischen Kunststoffes ist jedoch nachteilig für dessen Qualität. Um ein Abschrecken des Schlauches zu vermeiden, müßte bei diesem Verfahren die Temperatur des Kühlmittels relativ hoch sein. Bereits nach einem relativ kurzen Teil des Weges im Kalibrierzylinder würde aber dann die Kühlflüssigkeit ihre Temperatur der des Schlauches angepaßt haben, und die Kühlung wäre wenig wirksam. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens entsteht dadurch, daß der Schlauch im Kalibrierzylinder unter der Wirkung des Überdruckes des Aufblähgases steht. Der Gasdruck drückt den Schlauch gegen die Innenseite der Wand des Kalibrierzylinders. Dadurch wird bereits am oberen Ende des Kalibrierzylinders das Eindringen der Flüssigkeit zwischen diesen Zylinder und den Schlauch sehr erschwert. Eine wirksame, sich auf die ganze Länge des Kalibrierzylinders erstreckende Benetzung des Schlauches ist deshalb kaum möglich.
Zur Vermeidung dieser Nachteile erfolgt erfindungsgemäß die Benetzung des in an sich bekannter Weise von unten nach oben extrudierten Folienschlauches im Gegenstrom.
Dabei kommt der noch heiße Schlauch beim Einlaufen in den Kalibrierzylinder mit Kühlflüssigkeit in Berührung, welche an dem Schlauch bzw. der Innenwand des Kalibrierzylinders entlang bereits einen nennenswerten Weg zurückgelegt und dabei eine höhere Temperatur angenommen hat, und der Schlauch kommt erst später, nachdem er hinreichend abgekühlt ist, mit kalter Kühlflüssigkeit in Berührung. Dadurch ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Schlauch und der Kühlfiüssigkeit längs des Kalibrierzylinders nahezu konstant. Ein Abschrecken des Schlauches wird dabei zuverlässig vermieden, und der Schlauch wird auf seinem ganzen Wege durch den Kalibrierzylinder wirksam abgekühlt.
Bei der bekannten Vorrichtung, mit welcher das bekannte, obenerwähnte Verfahren durchgeführt wird, könnte der Folienschlauch nicht erfolgreich von unten nach oben extrudiert und dabei im Gegenstrom von oben nach unten benetzt werden, weil die Kühlflüssigkeit unten aus dem Kalibrierzylinder austreten und an den Düsenmund gelangen würde, was unbedingt vermieden werden muß.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat eine vertikal nach oben gerichtete, den ihr zugeführten thermoplastischen Kunststoff zu einer Schlauchfolie formende Ringspaltdüse mit einem zentral angeordneten Kanal für die Zufuhr des Aufblähgases, einen koaxial zur Ringspaltdüse angeordneten Kalibrierzylinder zur Kalibrierung der äußeren Umfangsfläche des unter der Wirkung des zugeführten Aufblähgases aufblähbaren und durch zwei gummiummantelte Quetschwalzen abziehbaren Folienschlauches. Erfindungsgemäß ist der Kalibrierzylinder innen mit einem schlauchförmigen Docht ausgekleidet, dessen oberes und unteres Ende in je ein Ringgefäß hineinragen, wobei das obere Ringgefäß zur Aufnahme der dem Docht zuzuführenden Kühlflüssigkeit dient und das untere Ringgefäß zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit dient, welche den Docht durchströmt hat.
Dadurch ist der erwähnte Nachteil beseitigt, welcher darin besteht, daß das Eindringen und die Weiterleitung der Kühlflüssigkeit zwischen den Schlauch und die Innenseite des bekannten Kalibrierzylinders dadurch erschwert ist, daß der Schlauch durch den Überdruck des Aufblähgases gegen die Innenseite des Kalibrierzylinders gedrückt wird; denn die Feuchtigkeit des schlauchförmigen Dochtes der erfindungsgemäßen Vorrichtung und das Eintreten der Flüssigkeit in diesen Docht und das Durchdringen dieses Dochtes mit Flüssigkeit von oben nach unten wird von dem gegen den Docht gedrückten Schlauch nicht beeinträchtigt. Auch der weiterhin obengenannte Nachteil, daß Kühlflüssigkeit unten aus dem bekannten Kalibrierzylinder austritt, welche beim Gegenstromverfahren an den Düsenmund gelangen würde, ist dadurch vermieden, weil der Docht die Kühlflüssigkeit hält, und außerdem deshalb, weil das untere Ende des Dochtes in das untere Ringgefäß hineinragt, welches die KüFhlflüssigkeit aufnimmt, die den Docht durchströmt hat.
Es ist bekannt, den Folienschlauch von unten nach oben durch einen Kalibrierzylinder zu leiten.
Bei dem bekannten Verfahren dieser Art wird der Folienschlauch mittels eines angefeuchteten Dochtes benetzt, bevor er in den Kalibrierzylinder an dessen unterem Ende eintritt. Dabei erfolgt die Benetzung im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren nicht im Gegenstrom, so daß die bereits erwähnten Nachteile nicht zu vermeiden sind. Es kommt also die Kühlflüssigkeit mit dem unmittelbar aus der Düse ausgetretenen Teil des Schlauches, welcher noch heiß ist, in Berührung. Soweit die Kühlflüssigkeit dabei nicht verdampft, neigt sie natürlich dazu, nach unten zu fließen, so daß der Schlauch kaum benetzt ist, während er durch den Kalibrierzylinder geleitet wird.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Figur zeigt wesentliche Teile einer Anlage zur Herstellung von Folienschläuchen durch Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen im Extrudor, teilweise in einem axialen Schnitt.
Die dargestellte Extrudoranlage enthält eine Schneckenpresse 1 und einen beheizten Spritzkopf mit einer vertikal nach oben gerichteten Ringspaltdüse 2, durch welche axial eine Druckluftzuleitung 3 hindurchführt. Oberhalb des Spritzkopfes ist ein Kalibrierzylinder 6 koaxial zur Düse 2 und darüber ein Paar QuetschwalzenS,Sa angeordnet. Jede dieser Walzen 5, 5 a ist mit einem Gummimantel 11, 11a versehen.
Aus der Ringspaltdüse 2 wird kontinuierlich ein Schlauch 4 extrudiert, welcher unmittelbar hinter der Düse unter der Wirkung der durch die Leitung 3 zugeführten Druckluft zu dem dünnwandigen Folienschlauch 4 a aufgebläht und in den Kalibrierzylinder 6 hineingeblasen wird. Der Schlauch 4a wird mittels der Walzen 5, 5 a gestreckt und oben aus dem Kalibrierzylinder 6 herausgezogen und zwischen diesen Walzen 5, 5a flach zusammengedrückt. Der zwischen den Walzen 5, 5a flachgedrückte Schlauchteil bildet einen luftdichten Abschluß für den aufgeblähten Teil 4 a des Folienschlauches.
Über die Innenwand des Kalibrierzylinders 6 wird eine Kühlflüssigkeit - in der Praxis meist eine wäß rige Lösung - im Gegenstrom zu der aufwärts gerichteten Bewegung des Folienschlauches 4, 4 a, geführt. Eine wirksame Kühlung und eine gleichmäßige Verteilung der Kühlflüssigkeit über die Innenwand des Zylinders 6 wird dadurch erreicht, daß der Zylinder 6 aus einem Drahtnetz besteht und innen mit einem schlauchförmigen Docht 7 bekleidet ist, dessen oberes Ende sich über den Rand des Zylinders 6 nach unten biegt und in die Kühlflüssigkeit taucht, welche in einem Ringgefäß 8 enthalten ist. Unten ist der Zylinder 6 konisch erweitert, wobei der untere Rand der konischen Erweiterung 6 a die Düse umschließt. Das untere Ende des Dochtes 7 überragt diesen Rand und taucht in ein Ringgefäß 9, das den nicht verdampften und nicht vom Schlauch 4 a mitgenommenen Teil der Kühlflüssigkeit, welcher aus dem Ringgefäß 8 durch den Docht 7 geströmt ist, aufnimmt. Dieser Teil der Kühlflüssigkeit fließt durch ein Rohr 10 ab.
Vorzugsweise wird der Folienschlauch 4 vor dem Einlaufen in den Zylinder 6 auf einen Durchmesser aufgeblasen, der etwas größer als der lichte Innendurchmesser d des Dochtschlauches 7 ist. Da die konische Erweiterung 6 a eine nennenswerte Abkühlung des aus der Düse 2 ausgetretenen Folienschlauches 4 verhindert, bleibt dieser bis zum Einlaufen in den Kalibrierzylinder 6, 7 thermoplastisch und wird daher in diesem Zylinder 6, 7 genau auf das vorgeschriebene Kaliber geformt. Wenn eine Kühlflüssigkeit verwendet wird, deren Siedepunkt zwischen der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffes und der Temperatur des Schlauches 4 a im unteren Teil des Kalibrierzylinders 6 liegt, gleitet der zunächst noch heiße, plastische Folienschlauch 4 a im unteren Teil des Kalibrierzylinders 6, 7 auf einer Dampfhaut und dann weiter oben, nach erfolgter Abkühlung und Erhärtung, auf einer Flüssigkeitshaut, so daß der Schlauch weder festkleben noch mechanisch beschädigt werden kann.
Als Kühlflüssigkeit kann man im einfachsten Fall Wasser verwenden, dem z. B. Farbstoffe oder zur Erzeugung eines »Antistatik-Überzuges« kleine Mengen eines wasserlöslichen Stearinsäureesters zugeben werden können. Es können jedoch auch andere Kühlflüssigkeiten Verwendung finden, deren Siedepunkt dem thermischen Verhalten des jeweils verarbeiteten thermoplastischen Kunststoffes optimal anzupassen ist. Wertvolle Lösungsmittel können dabei in üblicher Weise durch Abdampfen und Kondensieren zurückgewonnen werden.
Als Docht 7 benutzt man zweckmäßig einen gewirkten Schlauch. Der betreffende Docht kann jedoch auch aus einem Gewebe oder einem Filz bestehen, und die Kühlflüssigkeit kann ihm auch durch fortgesetztes Begießen oder Besprühen fortlaufend zugeführt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Folienschläuchen aus thermoplastischem Kunststoff, bei welchem der ringförmig extrudierte und abgezogene warmplastisohe Schlauch, dessen Innerem ein Aufblähgas mit geringem Überdruck zugeführt wird, kontinuierlich im aufgeblähten Zustand auf seiner äußeren Umfangsfläche kalibriert und dabei gleichzeitig mit einer strömenden Kühlflüssigkeit benetzt wird, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Benetzung des in an sich bekannter Weise von unten nach oben extrudierten Folienschlauches im Gegenstrom erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlflüssigkeit verwendet wird, deren Siedepunkt zwischen der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffes und der Temperatur des Folienschlauches beim Eintritt in die Benetzungszone liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlflüssigkeit Stoffe, wie z. B. Farbstoffe oder Antistatika, zugesetzt werden, welche auf der Außenfläche des Folienschlauches einen gewünschten Überzug hinterlassen.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer vertikal nach oben gerichteten, den ihr zugeführten thermoplastischen Kunststoff zu einer Schlauchfolie formenden Ringspaltdüse mit einem zentral angeordneten Kanal für die Zufuhr des Aufblähgases und mit einem koaxial zur Ringspaltdüse angeordneten Kalibrierzylinder zur Kalibrierung der äußeren Umfangsfläche des unter der Wirkung des zugeführten Aufblähgases aufblähbaren und durch zwei gummiummantelte Quetschwalzen abziehbaren Folienschlauches, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierzylinder (6) innen mit einem schlauchförmigen Docht (7) ausgekleidet ist, dessen oberes und unteres Ende in je ein Ringgefäß (8, 9) hineinragen, wobei das obere Ringgefäß (8) zur Aufnahme der dem Docht (7) zuzuführenden Kühlflüssigkeit dient und das untere Ringgefäß (9) zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit dient, welche den Docht (7) durchströmt hat.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Kalibrierzylinders (6) perforiert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierzylinder (6) wenigstens teilweise aus einem Drahtnetz besteht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rand des Kalibrierzylinders (6) und das untere Ringgefäß (9) die Ringspaltdüse (2) umschließen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierzylinder (6) am unteren Ende konisch erweitert ist und der untere Rand der konischen Erweiterung (6 a) samt dem unteren Ringgefäß (9) die Ringspaltdüse (2) umschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 741963; USA.-Patentschrift Nr. 2 641 022.