DE1504015A1

DE1504015A1 - Verfahren zur Herstellung homogener Kalanderfolien

Info

Publication number: DE1504015A1
Application number: DE19641504015
Authority: DE
Inventors: Otto Hedderich; Wagner Dr Herbert; Woellhaf Dipl-Ing Josef; Wilhelm Uhl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1964-08-19
Filing date: 1964-08-19
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1114406A; NL6510822A; US3387322A

Description

ludvji^shafen den 18. August 1964 Verfahren zur Herstellung homogener Kalanderfolien

Es ist bekannt, Folien aus Hart-PVC mit Hilfe eines Kalanders herzustellen. Hierzu mischt man das PVC mit einer geringen Menge Wachs und plastifiziert es auf einem beheizten Zweiwalzenstuhl vor. In dem Kalander wird das PVC-Wachs-Gemisch zur Folie ausgewalzt. Danach wird die Folie kurzzeitig auf hohe Temperatur erwärmt, wieder abgekühlt und schließlich aufgewickelt oder gereckt.

Die ungereckte Folie wird z.B. als Tiefziehfolie oder für Verpackungen verwendet. Gereckte Hart-PVC-Folien werden in der Klebeband Industrie oder als TrägerfoMe für Tonbänder benutzt.

Bei der Verwendung als Tonband stellt man der Folie besonders hohe Anforderungen. Bei guter Formbeständigkeit müssen ihre Dickentoleranzen klein, sein. Ferner muß die Folie homogen hergestellt werden, d.h. sie darf keine Streifen und Schlieren enthalten.

Formbeständigkeit, d.h. Steifheit, Festigkeit und ausreichend hoher Ε-Modul sind bei der Hart-PVC-Folie im Gegensatz zur

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Weich-PVC-Folie vom Ausgangsmaterial her gegeben. Die beiden letztgenannten Bedingungen dagegen, nämlich kleine Dickentoleranzen und Homogenität der Folie, erfordern bei der Herstellung dünner Folien bis zu einer Dicke von etwa 40 ja beim Hersteller große Erfahrungen. Bei Dicken über 0,04 mm wird die Herstellung homogener Folien mit gleichbleibender Dicke schwierig.

Die Ursache hierfür liegt im Kalanderprozeß selbst. Bei der Folienherstellung wird beispielsweise PVC mit einem K-Wert von 75 mit etwa 2 $ Wachs gemischt und nach dem Vorplastifizieren auf einem Zweiwalzenstuhl oder in einem Extruder in den Kalander eingeführt. Dabei ist es notwendig, das Rohmaterial zu zerkleinern. Es darf nicht in sogenannten "Puppen", d.h. zylinderförmigen Ballen, in den Kalander eingebracht werden, da sich sonst in den Walzenspalten zu große Druckunterschiede ergeben, die sich später in der Folie als ungleiche Dicken bemerkbar machen.

Das zerkleinerte Gemisch wird demnach mittels einer Förderan» lage in die aus dem Spalte zwischen den Walzen 1 und 2 und einem diesem Spalte vorgelagerten Aufgabeblech gebildete Kalanderöffnung gebracht. Das Gemisch läuft dann in den ersteja ·

und
Spalt zwischen den Walzen 1 und 2 wird hier unter hohem Druck durchgeknetet und ausgewalzt. Die plastische Verformung des Material in dem Spalt kann durch unterschiedliche Drehzahlen der beiden Walzen verstärkt werden.

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Der zweite Spalt zwischen den Walzen 2 und 3, den das ausgewalzte Material zur weiteren Verformung passiert, muß enger als der erste eingestellt sein. Daher bleibt vor dem 2. Spalt überschüssiges Material zurück und es kommt zur Bildung eines sogenannten Knetes. Vor dem folgenden 3. Kalanderspalt bildet sich ebenfalls ein Knet. Dieser letzte Walzenspalt ist für die Eigenschaf.ten der Folie entscheidend. Deshalb muß die Obeifläche der beiden letzten Walzen hochwertig poliert sein.

Der hier gebildete Knet vergrößert sich mit der Zeit und schiebt sich dabei aus dem Spalt heraus. Dadurch wird er abgekühlt, und zwar teilweise bis unter die Erweichungstemperatur des Materials. Werden nun die einzelnen Teile des Knet so groß und schwer, daß sie abreißen und nach unten fallen, so sammeln sie sich in der Kalanderöffnung und werden von dort wieder dem ersten Spalt zugeführt. Reißen diese Teile jedoch nicht ab, so werden sie nach einiger Zeit wieder in den letzten Spalt hineingezogen und hier in abgekühltem Zustand mit dem wärmeren Material vermischt. Dabei reicht die Verweilzeit im Spalt aber nicht aus, um den kaltgewordenen Knet wieder auf die Temperatur des übrigen heißen Materials zu bringen. Es bilden,sich dadurch in der fertigen Folie inhomogene Stellen, Streifen oder Schlieren mit Lufteinschlüssen aus.

Durch diese erneut in den Spalt hineingezogenen kalten und daher sehr harten Teile des Knets werden weiterhin bei allen Kalanderfolien, und zwar unabhängig von der Foliendicke_#unterschiedlich

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hohe Druckzonen aufgebaut. Diese ergeben Schwankungen der oberen Walzen in ihren Lagern, d.h. Änderungen in der Spaltweite. Daa Ergebnis ist eine Folie mit starken Querschnittsschwankungen.

Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herateilung homogener Kalanderfolien mit gleichbleibender Dicke zu entwicklen und hierbei die durch die Bildung eines¹ Knetes bedingten Störungen auszuschalten. Die Folien »erden in einem Walzengerüst mit mehreren motorisch regelbar, angetriebenen und übereinander angeordneten Walzen hergestellt. Erfindungsgemäß wird das sich vor dem letzten Walzenspalt bildende überschüssige Folienmaterial (Knet) kontinuierlich abgeschnitten, seitlich weggeräumt und dem ersten Walzeaspalt zugeführt.

Zwischen den beiden obersten Walzen ist eine parallel zur Walzenachse im Spalt verschiebbare und mit einem mehrschneidigen unä den Spalt vollständig ausfüllenden Messer versehene · Räumvorrichtung vorgesehen.

Zur kontinuierlichen hin- und hergehenden Bewegung der Räumvorrichtung ist ein mit dem Getriebemotor versehener Kettenantrieb angeordnet.

Durch diese Vorrichtung wird der beschriebene Knet im obersten Kalanderspalt abgeschnitten und die Qualität der Folie, wesent-

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lieh verbessert. Die Dickenschwankungen der Folie »erden etwa auf die Hälfte vermindert, da der Walzendruck infolge Fehlens ungleichmäßiger bzw. harter Anteile konstant "bleibt. Die Streifen und Schlieren werden daher völlig beseitigt, da keine kalten und harten Knetteile mehr in den Spalt kommen.

In den Abbildungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 das Kalandergerüst mit der Räumvorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 eine Ansicht M in Richtung A von oben auf die Vorrichtung und Fig. 3 eine Ansicht von vorn.

Die Vorrichtung ist an dem Kalander angebaut. Letzterer besteht aus zwei mehrteiligen Ständern 5 und 6, zwischen denen die Walzen 1 bis 4 befestigt sind. Die Walzen liegen parallel zueinander und übereinander und sind in den beiden Ständern 5 und 6 in Lagern geführt. Durch Verschieben der Lager in senkrechter Richtung kann der Spalt zwischen den einadnen Walzen verändert λ werden. Die Walzen 1 bis 4 werden einzeln und regelbar motorisch angetrieben.

Die Räumeinrichtung besteht aus einem zweischneidigen Räummesser mit einem Ablaufblech 8, einem Antrieb 9 und zwei Einstelleinrichtungen 10 (Fig. 1 und 3).

Das den Walzenaußenflächen genau angepaßte Räummesser 7 ist in der Einstelleinrichtung 10 befestigt, um die Knetteile zu

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entfernen. Der abgestreifte Knet 11 wird von dem an den Ständern 5 und 6 befestigten und der Außenfläche der Walze 3 angepaßtem Ablaufblech 8 aufgenommen. Zur Vorschubbewegung des Räummessers 7 in axialer Richtung und zur zusätzlichen Aufnahme der senkrecht zur Vorschubbewegung auftretenden Kräfte dient eine Schiebeeinrichtung. Sie ist auf zwei Achsen

12 gelagert und besteht aus einem kleinen oberen Lagergehäuse

13 zur Aufnahme einer Kugelbüchse und einem größeren unteren Lagergehäuse 14 zur Aufnahme von zwei Kugelbücheen, um durch Dreipunktauflage eine sichere axiale Bewegung des Räummessers 7 zu gewährleisten (!"ig. 2). Auf der Schiebeeinrichtung ist eine Schaltgabel 15 befestigt, welche über zwei an den Einstelleinrichtungen 10 angebrachte Endschalter 16 die Hubbegrenzung sowie die Vor- und Rücklaufbewegung der Räumeinrichtung auslöst.

Ein an der rechten Einstelleinrichtung befestigter Getriebemotor 9 bewirkt über eine Rollenkette 17 und zwei Kettenräder. 18 die hin- und hergehende Bewegung der Räumeinrichtung. Um jeder Foliendicke und somit jeder Knetmenge zu entsprechen, ist die Räumeinrichtung mitsamt ihrem Antrieb 9 und den Endschaltern 16 durch Handräder 19 bzw. Gewindespindeln 20 der Einstelleinrichtungen 10 horizontal gegenüber den Walzen 3 und

4 verstellbar.

Die gesamte Räumeinrichtung ist über die-beiden waagerecht, angeordneten Einstelleinrichtungen 10 mit den beiden Ständern

5 und 6 fest verbunden.

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Im Betrieb wird der Knet 11 durch die Räumezurichtung abgestreift und nach außen an die Enden der Walze 3 geführt, von dem Ablaufblech 8 aufgenommen und hier in den Aufgabetrichter 21 zwischen Walze 1 und 2 zurückgegeben, von wo das Material dem Kalander wieder zugegeben und über die Walzen 1 bis 4 mit Hilfe der Walze 22 als Folie ausgetragen wird.

Die Beseitigung des Knetes aus dem Walzenspalt ist nicht nur mit der beschriebenen Räumeinrichtung möglich, sondern es sind ^ dazu auch andere Vorrichtungen wie Räumschnecken, Kettenräumgeräte oder ähnliche Räumaggregate geeignet.

Beispiel 1 Gereckte Kalanderfolie mit einer Dicke von 34

Emulsions-PVC (K-Wert 75) wurde mit 3 i° Montanwachs gemischt und auf einem Zwei-Walzenstuhl bei 145⁰C ausgewalzt.

Me Dicke der ungereckten Folie betrug nach dem Verlassen des Kalander etwa 75 ja.

Die Temperatur an den Kalanderwalzen 1 bis 4 war bei einer Walzgeechwindigkeit von lOm/min:

155°, 155°, 160° und 162⁰C.

Die Temperatur der Schmelzwalze in der Reckmaschine betrug 245⁰C,

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die Recktemperatur 11O⁰C und
der Reckgrad 300 fo.

Die unter diesen Bedinungen hergestellte 34 /U dicke PVC-Folie zeigte Schwankungen in der Dicke von 5 $.

Wurde die Folie unter den gleichen Bedingungen, jedoch unter Verwendung der erfindungsgemäßen Räumeinrichtung hergestellt, so betrug die Dickenschwankung nur 2 $.

Beispiel 2 Ungereckte Kalanderfolie mit einer Dicke von 140 /U

Emulsions-PVC (K-Wert 75) wurde mit 2 $ Montanwachs gemischt und mit Hilfe eines Zwei-Walzenstuhls "bei 145°C ausgewalzt. Die Kalanderwalzen zeigten bei einer Walzgeschwindigkeit von 8 m/min Temperaturen von

155°, 155°, 160° und 165⁰C.

Die Temperatur der Schmelzwalze in der Reckmaschine betrug 245⁰C. Die 140 u dicke ungereckte Folie enthielt Streifen und Schlieren.

Wurde unter den gleichen Bedingungen, aber unter Verwendung der Räumeinrichtung gearbeitet, so ergab sich eine vollkommen streifen- und schlierenfreie Folie.

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Claims

- 9 Patentansprüche 1 5 O Λ Ο 1 5

Ml Verfahren zur Herstellung homogener Kalanderfolien in einem Walzengerüst mit mehreren motorisch regelbar angetriebenen und übereinander angeordneten Walzen, dadurch gekennzeichnet _t daß das sich vor dem letzten Walzenspalt bildende überschüssige Folienmaterial (Knet) kontinuierlich abgeschnitten, seitlich weggeräumt und dem ersten ^ Walzenspalt zugeführt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden obersten Walzen eine parallel zur Walzenachse im Spalt verschiebbare und mit einem mehrschneidigen und den Spalt vollständig ausfüllenden Messer versehene Räumvorrichtung vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß " zur kontinuierlichen hin- und hergehenden Bewegung der Räumvorrichtung ein mit einem Getriebemotor versehener Kettenantrieb angeordnet ist.

BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG Lj · Zeichn.

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