DE1504251B2

DE1504251B2 - Verfahren zur herstellung eines packbandes aus polypropylen

Info

Publication number: DE1504251B2
Application number: DE19641504251
Authority: DE
Inventors: John James Pennsauken N J Wyckhoff Harold Winfield Wyncroft Media Pa Armstrong, (V.St A)
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1963-02-25
Filing date: 1964-02-21
Publication date: 1971-08-05
Also published as: US3324217A; CH438698A; NL6401761A; GB1000677A; BE644265A; DE1504251A1; SE300153B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dem aus der Kunststoff nach unten durch eine im eines Packbandes aus Polypropylen, bei dem ge- . wesentlichen rechteckige Düse .12 ausgestoßen wird, schmolzenes Polypropylen in Form eines Bandes aus Der ausgedüste Strang passiert dann unmittelbar ein einer Breitschlitzdüse mit im wesentlichen rechteckiger Paar kalter Walzen 13, 14 zum Quetschen und zur Austrittsöffnung in den Spalt eines gekühlten Walzen- 5 Querschnittsbemessung. Diese Walzen haben eine paares extrudiert und in einem Wasserbad abge- Temperatur von angenähert 7° C, um schnell das ausschreckt wird, worauf das verfestigte Band auf eine gedüste Material abzuschrecken, das in Form eines Temperatur zwischen 60 und 150° C erwärmt, um das Bandes IS aus dem Extruder 11 kommt. Die Walzen 13, 6- bis 12fache seiner ursprünglichen Länge verstreckt, 14 haben eine polierte Metalloberfläche, und sind von abgekühlt und aufgespult wird. to einander entsprechend der gewünschten Banddicke

Nach dem Stand der Technik (österreichische distanziert. Die Distanz der Walzen 13, 14 entspricht Patentschrift 217 205) werden Folien und Schläuche jedoch nicht der Enddicke des Bandes 15, sondern relativ geringer Dicke hergestellt, und das Abkühlen steht nur in bestimmter Beziehung zu ihr. Die Walzen derartiger dünner Gebilde erweist sich als wenig 13, 14 sind insofern für eine gleichförmige Banddicke problematisch. Insbesondere hat die Erfahrung ge- 15 erforderlich, als ohne ihre Druckwirkung das Band 15 zeigt, daß es vermittels des Standes der Technik un- in der Mitte dicker würde als an den Kanten, und zwar möglich ist, relativ dicke Bänder, wie Packbänder, mit wenn die Düsenform rechteckig ist.
einwandfrei rechteckigem Querschnitt und engen Nach der Passage der Walzen 13 und 14 wird das Toleranzen herzustellen, die unbedingt für die Ver- Band 15 zur inneren Abkühlung durch einen Kühlbearbeitung in modernen Verpackungsvorrichtungen er- 20 hälter 16 geleitet, der Wasser von etwa 32° C enthält, forderlich sind. Diese zusätzliche Kühlung ist sehr wesentlich, um die

Die üblicherweise für Verpackungszwecke herange- kristalline Struktur, in der Harze aushärten, zu erhal-

zogenen Stahlbänder sind mit einer Reihe von Nach- ten. Mit einem Walzensatz 17 wird das Band 15 aus

teilen behaftet. Hierzu gehört, daß bei Verwendung der dem Kühlbehälter 16 abgezogen und in einen Heizer 18

bekannten Stahlbänder für den Zusammenhalt meh- 25 geleitet, in dem das Band 15 wieder auf 60 bis 150° C

rerer Gegenstände, wie z. B. Kisten, es geschehen kann, aufgewärmt wird, vorzugsweise auf Temperaturen von

daß diese, wenn das Bündel herunterfällt, abspringen, etwa 82 bis 110°C. Der Heizer 18 kann mehrere Infra-

was durch die begrenzte Dehnbarkeit derartiger Bän- rotlampen enthalten oder mit Gas beheizt sein. Die

der bedingt ist. Wenn weiterhin derartige Bänder aus Bauart des Heizers 18 ist im einzelnen nicht entschei-

Stahl zum Bündeln von Gegenständen benutzt werden, 30 dend, und ein großer Temperaturregelbereich ist zu-

die über längere Zeit dem Rütteln der Eisenbahn oder lässig, denn der Hauptzweck der Wiedererwärmung zu

von Lastwagen ausgesetzt sind, so führt dies zur di3sem Zeitpunkt besteht darin, das Ausziehen oder

Lockerung und gegebenenfalls zum Abfallen der Spannen des Bandes 15 zu erleichtern, wenn es aus dem

Bänder. Die Stahlbänder können dabei die Ursprung- Heizer 18 kommt.

liehe Spannung nicht wiederherstellen, und sie bleiben 35 Wenn das Band 15 durch den Heizer 18 gelaufen ist, im lockeren Zustand. Weiterhin ist das Rosten der- passiert es zwei Walzen 19,20, die auf einer Temperatur artiger Bänder und damit die dadurch begrenzte von etwa 127° C gehalten werden und die die Tempera-Lebensdauer zu berücksichtigen. tür des darüberlaufenden Bandes 15 kontrollieren. Von

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein den Walzen 19, 20 geht das Band 15 auf die Walzen 21,

Packband aus Polypropylen herzustellen, das repro- 40 22 über, die eine Temperatur von etwa 7⁰C haben und

duzierbare enge Toleranzen und einen rechteckigen die schneller umlaufen als die Walzen 19, 20, wodurch

Querschnitt aufweist. das Band 15 zwischen den Walzen 20 und 21 gedehnt

Die Aufgabe wird bei dem eingangs geschilderten wird. Die Reckung oder das Ausziehen des Bandes er-

Verfahren dadurch gelöst, daß das Band durch den folgt in einem Reckveihältnis zwischen sechs und zwölf,

Spalt des auf 7°C gekühlten Walzenpaares geführt 45 vorzugsweise etwa acht. Der Ausdruck Reckverhältnis

wird, bevor es in das auf 32° C erwärmte Wasserbad wird im Sinne einer Bandlängerung verstanden. Ein

gelangt. Reckverhältnis von acht bedeutet dann, daß das Band

Auf Grund der erfindungsgemäßen Lehre zum tech- 15 achtmal länger als vorher ist. Es ist im wesentlichen nischen Handeln gelingt es, das Band vor Eintritt in dieses Reckverhältnis, das die Molekülorientierung im das Wasserbad nur an'den Berührungsoberflächen ab- 50 Band 15 bestimmt, und bei einem Reckverhältnis von zukühlen, so daß auf. Grund der noch vorhandenen acht sind ungefähr 60% der Moleküle etwa unter 10° Weichheit des Bandkerns das Band in den erforder- zur Bandachse ausgerichtet. Ein höheres Reckverhältlichen engen Toleranzen genau rechteckig ausgeformt nis hat eine stärkere Längsausrichtung der Moleküle werden kann, bevor ein Eintritt in das erwärmte zur Folge und vergrößert die Zugfestigkeit des Bandes Wasserbad erfolgt, in dem der Bandkern nun eine Ver- 55 15, verringert aber gleichzeitig auch die Dehnungsfestigung und Ausbildung einer kristallinen Struktur möglichkeit des Bandes 15. Um ein optimales Vererfährt, hältnis zwischen Zugfestigkeit und Dehnbarkeit zu

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den erhalten, ist ein Reckverhältnis von acht als am ge-

Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher eignetsten gefunden worden. Um eine große Zähigkeit

beschrieben. Es zeigt 60 zu erzielen, müssen mindestens 20 °/₀ der Moleküle be-

F i g. 1 schematisch die Einrichtung zur Durch- liebig gerichtet sein. Reckverhältnisse unter acht führen

führung des Verfahrens und zu geringerer Zugfestigkeit und größerer Dehnbarkeit.

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Band- Nach Ablauf von der Walze 22 ist das Band 15 an

abschnittes. sich fertig, aber vor der Aufnahme auf eine Sammel-

Ein Polypropylenharzgranulat mit einer Dichte von 65 rolle 26 wird es zweckmäßig gekühlt, um zu verhindern,

etwa 0,9 bis 0,915 g/cm³ und einem Schmelzindex von daß das Band 15 eine ständige Neigung zum Rollen be-

etwa 1, vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,8, wird in hält und daß die einzelnen Windungen zusammenkle-

einen Trichter 10 eines Extruders 11 geworfen, von ben. Das Band 15 wird deshalb, wenn es von der

Walze 22 abläuft, über eine weitere Walze 23 geführt, die auf einer Temperatur von etwa 7° C gehalten wird. Von der Walze 23 läuft das Band 15 durch ein Kühlbad 24 mit etwa 7° C und anschließend über eine Führungsrolle zur Sammelrolle 26. Gegebenenfalls wird das Band zur Trocknung noch mit Luft aus Düsen 27 beblasen, wenn es aus dem Kühlbad 24 kommt.

Die beschriebene Einrichtung ist in gerader Linie vom Trichter 10 bis zur Sammelrolle 26 aufgebaut, und das Verfahren läuft kontinuierlich ab, wenn man von einer gegebenenfalls manuellen Aufgabe des Granulates absieht.

Alle Variablen des obigen Prozesses, wie Schmelzindex, Harzdichte, Temperaturen und Zugverhältnisse, haben Einfluß auf die Eigenschaften des Bandes. Ein Band, das im Rahmen obiger Parameter hergestellt wird, hat eine Zugfestigkeit von etwa 3,9 bis 5,6 kg/cm², eine Dehnbarkeit von 12 bis 20% und erfordert eine Bruchenergie von etwa

2,42 · 10⁸ bis 5 · 10⁸

dyn · cm

cnr

Die Bruchenergie stellt die Fläche unter der Spannungs-Zug-Kurve dar. Bei einem Reckverhältnis von acht werden ungefähr 60% d^er Moleküle des Bandes unter etwa 10° zur Bandachse orientiert, und mindestens 20 % der Moleküle sind zufällig orientiert und erhöhen die Zähigkeit des Bandes. Ideal liegt die Banddicke zwischen 0,254 und 1 mm. Eine Dicke von 0,5 mm ist für Anwendungsbereiche, die denen der Stahlbänder entsprechen, als geeignet gefunden worden. Die Bandbreite variiert normalerweise zwischen 6 und 75 mm. Bei einem Reckverhältris von 8 beträgt die Auslängung 15% und die Zugfestigkeit etwa 4200 kg/cm². Ein Band von 0,5 mm Dicke und 16 mm Breite erfordert eine Bruchenergie von 2,93 · 10' dyn · cm pro cm³. Ein vergleichbares Stahlband von 0,38 mm Dicke erfordert als Bruchenergie 2,16 · 10⁸ dyn · cm pro cm³.

Daraus geht hervor, daß das erfindungsgemäß hergestellte Polypropylenband, da es eine geringere Zugfestigkeit hat als ein Stahlband, auf Grund seiner größeren Dehnung eine größere Bruchenergie aufnimmt als ein Stahlband. Wie schon dargelegt, gibt es viele Anwendungsfälle, in denen das Aufnahmevermögen für Bruchenergie wichtiger ist als die tatsächliche Zugfestigkeit. Selbstverständlich ist eine relativ hohe Zugfestigkeit ebenfalls wesentlich, und bei einer Zugfestigkeit von 4200 kg/cm² ist das Band sehr gut für

ίο eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet. Wenn es zum Bündeln mehrerer Gegenstände benutzt wird, so wird es sich durch das Rütteln beim Transport etwas dehnen, aber ebenso wird es sein ursprüngliches Maß annehmen, wenn das Bündel wieder ruhig liegt. Wie erwähnt, wird sich ein Stahlband unter gleichen Bedingungen ebenfalls dehnen, aber nicht mehr seine ursprüngliche Länge annehmen, und das Bündel gelockert bleiben. Wenn mehrere Gegenstände zusammengebündelt sind, so wird beim Sturz dieses Bündels eine beachtliche Energie auf das Band ausgeübt. Da das Band eine beachtlich größere Energie aufnehmen kann als ein Stahlband, ist es einem Stahlband bei derartiger Verwendung beachtlich überlegen, und außerdem ist es unempfindlich gegen Feuchtigkeit und Rost.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Packbandes aus Polypropylen, bei dem geschmolzenes Polypropylen in Form eines Bandes aus einer Breitschlitzdüse mit im wesentlichen rechteckiger Austrittsöffnung in den Spalt eines gekühlten Walzenpaares extrudiert und in einem Wasserbad abgeschreckt wird, worauf das verfestigte Band auf eine Temperatur zwischen 60 und 15O⁰C erwärmt, um das 6- bis 12fache seiner ursprünglichen Länge verstreckt, abgekühlt und aufgespult wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band durch den Spalt des auf 7°C gekühlten Walzenpaares geführt wird, bevor es in in das auf 32°C erwärmte Wasserbad gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen