DE1504536A1 - Einrichtung zum zweiachsigen Orientieren eines schlauchfoermigen Erzeugnisses - Google Patents

Einrichtung zum zweiachsigen Orientieren eines schlauchfoermigen Erzeugnisses

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DE1504536A1
DE1504536A1 DE19621504536 DE1504536A DE1504536A1 DE 1504536 A1 DE1504536 A1 DE 1504536A1 DE 19621504536 DE19621504536 DE 19621504536 DE 1504536 A DE1504536 A DE 1504536A DE 1504536 A1 DE1504536 A1 DE 1504536A1
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mandrel
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tubular
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orientation
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Hathaway Charles Thomas
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Description

  • Einrichtung zum zweiachsigen Orientieren eines schlauchförmigen Erzeugnisses Die Erfindung bezieht sich auf @ilme und Flachmaterial aus ther@oplastischem synthet@schem Polymeraterial und betrifft £osordere die b ef??ru e&c i :e ietterur0 bei Dii1mer L&-c% -iömcffiffi c{er j>C iar»tei Ät. eine zweiac@sige Orientierun wird bei Filmen aus Polymeraterial im allgemeinen mit @ilfe eines von zwei @@ientierungsverfahren herbeigeführt. Diese Verfahren untersc @eiden sich c%dtircbffi, rj¼ß das atria1 i em-efl- Fu1e III 1oia (i-c,3 jcbisiicfs und in @nderen Falle in Form einer flachen @ahn vor@@beitet wird. Von diesen beiden Verfahren hat sich dasjenige, bei welchem das material in er- eines Schlauchs verambeitet wird, wegen seiner Einfachheit in, großen Umfange eingeführt. ~ íil ergeben sic - bei diese@ Verfahren ir Vergleich zu dem Verfahren zur Verarbeitung flacher Bahnen kleinere @engen an @bfall. bei dem Verfahren zur Verarbeiten flacher Bannen, bei dem @an lt Spannrahmen ähnelnden Vorrichtungen arbeitet, @üssen die Kanter des @aterials ii einem erheblichen Aus@aß beschnitten @erde@, da sie durch die Elemm@rn der Spannr@@men bese Ädigt werden.
  • As @etzt wi@ bei dem Verfahren zu Orientier@ schlauchf@@@@en @@@@@@le@@ @l@ enei@@n mit einem gasförmigen "Dorn" gearbeitet, bei den es sich tatsächlich um eine eingeschlossene' Blase aus Luft oder Gas handelt, über die hinweg der aus; dem Filmmaterial bestehende Schlauch bei einer geeigneten Temperatur bewegt wird, wobei das Filmmaterial in der Längs- oder Maschinenrichtung sowie in der Querrichtung. gedehnt oder gereckt wird.
  • Es sei bemerkt, daß das gleiche Verfahren bei dem sogenannten Blasstrangpreßverfahren Anwendung findet, und daß bei diesem Verfahren eine zweiachsige Orientierung der Polymerfilme oder -balmen nicht notwendigerweise erfolgt, es sei denn, daß die Reckung bzw. Dehnung bei einer Temperatur stattfindet, die das Auftreten einer Orientierung erleichtert. Tatsächlich wird das schlauch-, Film- oder bahnförmige Material während des Blasstrangpressens in den meisten Fällen auf einer Temperatur in der Nähe der Strangpreßtemperatur gehalten, die bei zahlreichen Materialien weit oberhalb derjenigen Temperatur liegt, bei elcher eine Grientierung erfolgreich b-ewi,rkt werden kann. Infolgedessen ergibt sich zwar eine Herabsetzung der Dicke des Bilmmaterials,- und in der Strangpresse wird ein Gegendruck erzeugt, doch tritt hierbei keine Orientierung auf, und es wird keine Verbesserung der physikalische ; Eingenschaften erzielt.
  • Im Gegensatz hierzu ist es beim Orientieren schlauchförmigen Materials unter Benutzung eines gasförmigen Dorns in durchaus befriedigender Weise möglich, bei manchen Polymermaterialien eine Orientierung zu erzielen. Allerdings erweist sich dieses Verfahren z.B. bei Polystyrol bezüglich der Erzeugung einer zweiachsigen Orientierung als ungeeignet. Der Innendruck der Gasblase bewirkt, daß eine Vergrößerung oder Erweiterung am Punkte des geringsten Widers-tandes stattfindet, d.h. an oder nahe an dem Werkzeug, von dem aus der Schlauch aus Polystyrol vorwärtsbewegt wird, wo die Temperatur am höchsten und die Visositat des Polymers am niedrigsten ist. Bei Polystyrol erhlt man einen Film von geringer Festigkeit, bei dem insbesondere die Gefahr des Aufreißens in der maschinenrichtung besteht, und der Film ist allgemein von schlechter Qualität. Aus diesen Gründen werden bis Jetzt Polystyrolfilme trotz der Nachteile des Verfahrens zum Verarbeiten flacher Bahnen mit Hilfe dieses Verfahrens orientiert bzw. gerichtet.
  • Ein Hauptziel der Erfindung besteht nunmehr darin, eine zum Recken dienende Einrichtung vorzusehen, die es ermöglicht, unter Anwendung eines Verfahrens zum Recken schlauchförmigen Materials eine zweiachsige Orientierung bei Filmen aus thermoplastischem synthetischem Polymermaterial herbeizuführen und aufrechtzuerhalten.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Erzeugung von Filmen aus Polymermaterialien, deren Eigenschaften bezüglich der Festigkeit und des Aussehens verbessert# sind, wobei diese Verbesserung darauf zurückzuführen ist, daß die Materialien mit hilfe eines Verfahrens zum Recken schlauchförmigen Materials zweiachsig orientiert worden sind.
  • Weitere Ziele der Erfindung ergeben sich zum Teil von selbst oder gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.
  • Diese und andere Ziele der Erfindung lassen sich mit Hilfe einer Einrichtung erreichen, die es ermöglicht, eine zweiachsige Orientierung Üei einem schlauchförmigen Erzeugnis aus thermoplastischem synthetischem Polymermaterial herbeizuführen; diese Einrichtung umfaßt gemäß der Erfindung einen Dorn von starrer Konstruktion, der zwischen einer ringförmigen Strangpreßdüse und Mitteln zum Abziehen des Materials angeordnet ist; dieser Dorn umfaßt an seiner Außenseite ein in der Längsrichtung kegelförmiges Vorschubende, das im Querschnitt kontinuierlich gekrümmt ist, und auf seiner Innenseite mehrere Temperaturregelungszonen; zu diesen Zonen gehört eine Erhitzungszone, die im Inneren des konischen Vorschubendes angeordnet ist und dazu dient, dem Erzeugnis eine Temperatur zu verleihen, die etwa oberhalb der glasigen Übergangstemperatur des thermoplastischen Materials liegt, sowie eine hinter der Erhitzungszone liegende Kühlzone, mittels deren dem Erzeugnis eine Temperatur verliehen wird, die unter der glasigen Übergangstemperatur des thermoplastischen Materials liegt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.
  • Zig. 1 zeigt eine Ausbildungsform der Erfindung in einer schematischen Seitenansicht.
  • Fig. 2 ist ein Teil der Rückansicht der Anordnung nach Fig. 1 Fig. 3 ist ein senkrechter Teilschnitt, der in grökerem Maßstabe eine einen Dorn und einen Werkzeugkopf umfassende Kombination zeigt, die bei der Durchführung der Erfindung benutzt werden kann.
  • Fig. 4 zeigt ill einem senkrechten Teilschnitt eine zweite Ausbildungsform eines bei der Durchführung der Erfindung benutzbaren Dorns.
  • In den Zeichnungen sind ähnliche Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet ; in Fig. 1 bis 3 ist eine Einrichtung 10 zum Herbeiführen einer zweiachsigen Orientierung bei einem schlauchförmigen Erzeugnis 12 aus einem synthetischen Polymermaterial gezeigt, wobei dieses Material in zwei i Richtungen orientiert werden soll, während es die Linrichtung durchläuft.
  • Man erkennt einen n Strangpreßkopf 14, während die übrigen Teile der r Strangpresse nicht dargestellt sind; der r Strangpreßkopf besitzt eine e ringförmige e Öffnung 16, die sich zwischen dem Gehäuse 18 des s Strangpreßkopfes und einem @ Werkzeugkern 20 erstreckt; durch diese Öffnung wird das Material ausgepreßt, um das schlauchförmige Erzeugnis 12 herzustellen. Einzelheiten dieser Anordnung g gehen aus Fig. 3 hervor. Wach dem auspressen wird das schlauchförmige Erzeugnis 12 über die Außenseite eines Dorns 22 2 hinweggezogen.
  • Gemäß Fig. 3 ist der Dorn 22 oberhalb der Strangpreßöffnung 16 und gleichachsig mit dieser r angeordnet. Bei der bevorzugten Anordnung nach Fig. 3 ist der Dorn 22 an seinem d Strangpreßwerkzeug g benachbarten Ende Dit einem zylindrischen Fortsatz z 24 versehen, der in das benachbarte @ Ende des Werkzeugkerns 20 O eingeschraubt werden n kann. er Dorn 22 2 umfaßt an seiner r Außenseite eine sich in der Längsrichtung g erstreckende konische e mantelfläche 26, die in den Fortsatz 24 übergeht. Somit besitzt die @antelfläche 26 die Form eines s Kegelstumpfos. J'ie e außenfläche e des anteils 26 des Dorns ist im n Querschnitt t kontinuierlich h gekrümmt. Es sei i bemerkt, daß der Querschnitt des s Kegelmantels 26 6 vorzugsweise kreisrund iSt, , daß man jedoch auch verschiedene andere elliptische Querschnittsformen vorsehen könnte.
  • Auf dem Kegelmantel 26 wird die Orientierung des schlauchförmigen Erzeugnisses 12 sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung herbeigeführt. Der hintere Abschnitt 28 des Dorns 22, der sich an den Kegelmantel 26 anschließt bzw. dessen hintere Verlängerung bildet, besitzt- einen konstanten Durchmesser und dient dazu, die vorher bewirkte zweiachsige Orientierung durch Abkühlen des Schlauchs 12 zu fixieren.
  • Im Inneren umfaßt der Dorn 22 mehrere Temperaturregelungszonen, und zwar gemäß Sig. 3 eine Erhitzungszone 30 und eine Abkühlungszone 32. Die Erhitzungszone 30 liegt im Inneren des Kegelmantels 26. Diese Unordnung dient dazu, das schl&uchförmige Erzeugnis 12 aufdiejenige Temperatur zu bringen und es auf derjenigen Temperatur zu halten, bei welcher das Material in zwei Richtungen orientiert werden kann, wobei der schlauch 12 gleichzeitig gereckt wird. Ein S-tandrohr 34, das an eine hier nicht gezeigte Heizmittelquelle angeschlossen ist, dient zum Einleiten eines erhitzten Meizmittels in die Erhitzungszone 30.
  • Ferner ist ein Austrittsrohr 36 vorgesehen, so daß das Heizmittel in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren kann. Damit man der hinter bzw. oberhalb der Erhitzungszone 30 angeordneten Abkühlungszone 32 ständig ein Kühlmittel von der gewünschten Temperatur zuführen kann, sind eine Zuführungsrohr 38 und ein Austrittsrohr 40 vorgesehen, die beide mit der Kühlmittelquelle verbunden sind. Gegebenenfalls kann die Abkühlungszone 32 auch Teile des Hohlraums 42 umfassen.
  • Bei der Ausbildungsform nach Fig. 3.umfaßt der Dorn 22 einen Abschnitt 43, der sich an den kegelmantel 26 anschließt oder zwischen dem Kegelmantel und dem Befestigungsabschnitt 24 angeordnet ist. Gemaß Fig. 3 bestehen die soeben genannten Teile aus einem Stück; Fig. 4 zeigt dagegen eine andere Ausbildungsform, die weiter unten näher beschrieben wird. Das Innere des ibschnitts 43 ist zusammen mit dem Inneren des Befestigungsabschnitts 24 so gestaltet, daß eine Isolationszone 44 vorhanden ist, die durch eine Rohrleitung 46 mit einer hier nicht gezeigten Quelle für Druckluft oder ein Druckgas verbunden ist. Diese Vorkehrungen sind insbesondere getroffen, um die Inbetriebsetzung der Einrichtung zu ermöglichen, und sie können ferner dazu dienen, die Wärmeabgabe bzw. die Abkühlung des Stranpreßwerkzeugs 16 durch welche die Qualität des Erzengnisses beeinträc@tigt würde, auf ein Hindestr, laß herabzusetzen. Mit Kilfe hier nicht gezeigter Umwälzeinrichtungen ist es zusätzlich möglich, die Temperatur der Luft in der Isolationszone 44 zu reeln, d.b. die Luft an dieser Stelle nach Bedarf zu erwärmen oder zu kühlen.
  • Damit der Schlauch 12 mit einer vorbestimmten @eschwindigkeit über den Dorn 22 hinweggezogen werden kann, sind geeignete Mittel vorgesehen; gemäß Fig. 1 und 2 handelt es sich hierbei um zwei Druckwalzen; 5 und 52, hinter denen ein Sartz von Spannrollen 54, 56 und 58 angeordnet ist, auf welche eine Aufwickelrolle 60 folgt, die durch einen hier nicht gezeigten @otor oder dergleichen angetrieben wird.
  • Der Dorn 22 ist zwischen der n ri@gförmigen Strangpreßdüse 16 bzw. der Strangpresse 14 und der soehen beschriebenen itufwickeleinrichtung angeordnet. Gemäß Fig. 1 und 3 sitid üittel zum.
  • Aufschlitzen des Films in Ges@alt eines Messers 62 vorgesehen, das auf dem hinteren bzw. oberen Ende des Dorns 22 so angeordnet ist, daß der Schlauch 12 unmittelbar nach dem Verlassen des Dorns aufgeschlitzt und in Form einer flachliegenden, Bahn durch die verschiedenen Aggregate der Aufwickeleinrichtung geleitet werden kann. Hierdurch wird di Entstehung von Falzlinien vermieden, die sich bilden würden, wenn der Film in Form eines schlauchs durch die Aufwickeleinrichtung geführt würde.
  • Fig. 4 zeigt eine zweite für die Durchführung der Erwindung geeignete Ausbildungsform eines Dorns. Der mit 122 bezeichnete Dorn dient zunächst dazu, die gleichen Aufgaben zu erfüllen wie der Dorn nach Sig. 3, d .h. er umfaßt eine Orientierungszone und eine Abkühlungszone für das schlauchförinige' Er-, zeugais 12, das über den Dorn hinweggezogen wird.
  • Ähnlich wie in Fig. 3 ist der Dorn 122 mit einem Befestigungsabschnitt 124 versehen, und er umfaßt einen Kegelmantel 126 an dessen hinteres bzw. oberes Ende sich ein Abkühlungsabschnitt 123 zum Fixieren der Orientierung des Materials 12 anschlieft. Ziele. Erhitzungszone 130 ist im Inneren des Kegelmantels 126 vorgesehen, und jenseits der Erhitzungszone befindet sich eine Abkühlungszone 132, die sich im Inneren des Abshcnitts 128 und parallel zu diesem iii der Löngsrichtung erstreckt. Cum Einleiten des erhitzten @eizmittels in die Erhitzungszone 130 dient ein Rohr 134, und es ist ein weiteres Rohr 136 vorgesehen, durch das das Meizmittel aus der Erhitzungszone 130 austreten kann. Die Rohre 134 und 136 sind an eine hier nicht geziegte Quelle für das erhitzte Reizmittel angeschlossen.
  • Das Mühlmittel wird der Abkühlungszone 132 über eine Öffnung 138 zugeführt und kann über eine weitere Öffnung 140 aus der Abk 2hlungszone austreten. Die übrigen Teile des Systems einschließlich der Rohrleitungen und der Kühlmittelquelle sind in Fig. 4 nicht dargestellt.
  • Der Dorn 122 besitzt im Vergleich zu dem Dorn 26 der ersten Ausbildungsform weitere merkmale. Erstens sind zwei Zonen -142 und 144 vorgesehen, die dem Kegelmantel 126 des Dorns 122 vorgeschaltet sind. Die erste Zone 142, die zum Konditionieren des Materials dient, kann nach Bedarf mit einem Kühlmittel oder einem @eizmittel gespeist werden, das über ein Rohr 145 zugeführt wird, wobei ein weiteres Rohr 146 vorgesehen ist, damit das Heiz- oder Kühlmittel umgewälzt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß das Vorhandensein der Konditionierungszone 142 eine bessere Regelung der Dicke des Materials ermöglicht, das in die Borm des Schlauchs 12 überführt werden soll. Der Isolationszone 144 kann man in der bezuglich der ersten Ausbildungsfomr beschriebenen Weise gekühlte oder erhitzte Luft oder ein anderes. Gas zufthren, und zwar bei der Inbetriebsetzung der Einrichtung; dies geschieht zu dem Zweck, den schlauch so weit aufzublasen, das er auf den Dorn geleitet werden kann.
  • Gemäß bis. 4 sind die beiden Zonen 142 und 144 im Inneren des befestigungsabschnitts 148 für den Dorn 122 vorgesehen. Der Befestigungsabschnitt 148 kann von dem Dorn 122 getrennt werden, und zwischen diesen beiden Teilen ist eine Dichtung 149 angeordnet.
  • Weiterhin ist das zweite Ausführungsbeispiel des Dorns nach Fig-. 4 so ausgebildet, daß das Ansammeln von Kondensaten, z.B. Wasser, monomer, flüchtigen Bestandteilen usw., auf der oberfläche des Dorns und der ihm. nahe benachbarten Teile wie des Strangpreßwerkzeugs usw. vermieden wird. Zu diesem Zweck ist der Abschnitt 148 an seiner UmfangsfLäche mit Ringnuten. versehen, die in der Achsrichtung mit ringförmigen Stegen abwechseln und unterhalb bzw. vor diesem Abschnitt 148 verjüngt sich der Dorn unter einem spitzen Winkel zu einer die Dornachse rechtwinklig schneidenden Ebene, um schließlich in einen Ablauf 150 zu münden, der dazu dient, die sich oberhalb des Ablaufs sammelnden Kondensate aufzufangen und abzuführen.
  • Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendabare Dorn ist von starrer Eonstrulçtion, so daß er dem schlauchförmigen Erzeugnis aus thermoplastischem Material, dort wo dieses Llaterial längs zwei Achsen orientiert werden soll, eine feste Fläche darbietet. Der äußere Mantel des Dorns, der eine oder mehrteilig ausgebildet sein kann, läßt sich aus einem starren Material herstellen, z.B. aus verschiedenen Metallen, Legierungen und keramischen Materialien, welche iärme relativ gleichmäßig und möglichst adiabatisch fortleiten, um zur Gleichmäßigkeit der Orientierung und damit zur Gleichmäßigkeit der phsikalischen Eigenschaften und des Aussehens des fertigen, längs zwei Achsen orientierten'filmErmigen Erzeugnisses beizutragen. Stahl, Kupfer und verschiedene Nickellegierungen-sind für den genannten Zweck besonders zu empfehlende Werkstoffe.
  • Die Außenfläche, insbesondere diejenige des kegelförmigen Llantels des Dorns, auf dem die Orientierung stattfindet, kann poliert oder mit verschiedenen Überzugsmaterialien behandelt sein, um die Reibung zwischen der Außenfläche des Dorns und der Innenflache des sich darüber hinweg bewegenden schlauchförmigen Films zu verringern.
  • Wie schon erwähnt, ist der kegemantel des Dorns, auf dem die orientierung des thermoplastischen Materials erfolgt, so ausgebildet und angeordnet, daß er sich in der Dewegungsrichtung des Materials erweitert, und er ist im Querschnitt gleichmäßig gekrümmt. Der sich an den Kegelmantel anschließende Teil des Dorns, auf dem die Orientierung fixiert wird, hat vorzugsweise einen konstanten Durchmesser, und auch dieser Abschnitt ist im Querschnitt gleichmäßig gekrümmt.
  • Die Gesamtabmessungen des Dorns bezüglich des Querschnitts oder des Umfangs richten sich nach der Lunge des inneren Umfangs des schlauchförmigen Materials, das bei gleichzeitiger Orientierung bzw. Reckung hergestellt werden soll, und der Umfang des in der Bewegungsrichtung des Materials am weitesten vorn liegenden Endes kann -dem Innendurchmesser des scklauchförmigen Erzeugnisses vor der Durchführung der orientierung entsprechen, d.h. gegebenenfalls dem Innendurchmesser des aus dem Strangpreßwerkzeug austretenden Schlauchs. Der Kegelwinkel des Dornmantels kann in Abhängigkeit vom Aus@aß der in d-r Längs-oder Maschinenerichtung bzw. der in der Seiten- oder Querrichtung zu bewirkenden Orientierung des schlauchförmigen @ materials variieren. Um ein Beispiel zu geben, sei erwähnt, daß man einen Dorn der in Fi£. 4 gezeigten Art mit einem Gesantdurchmesser von etwa 190 mm und einem Kegelwinkel von 60° benutzen kann, um ein schlauchförmiges Erzeug is aus Iolystyrol @@ (55 000 bis 70 000 Staudinger) zu orientieren, wobei die Dicke des Materials etwa 1 mm und Innenumgang der 120 etwa mm beträgt. Miterbei beträgt die Geschwindigkeit Materialbewegung der 17 etwa @/min. @enn Polystyrolschlauch der verl@ft, den Dorn beträgt seine Wandstärke nur noch e1Swa 0,025 mm und die Länge seines Innenumfangs hat auf etwa 60C mm zugenommen, wobei diese beiden Abmessungen für das fixierte Material gelten. Wenn man den fertigen Film nach der Vorschrift ASTM-D1504 prüft, zeigt er in der Maschinenrichtung eine Orientierungssprnnung von etwa 35 bis 63 kg/cm2 und in der Seiten- oder Querrichtung eine solche von etwa 10,5 bis 28 kg/cm2 Bei der Durchführung der Orientierung, in diesem als Beispiel genan@ten Falle wird mit den nachstehend genannten Temperaturen In den verschiedenen Zonen gearbeitet: 65 bis 760 C in der Konditionierungszone; 107 bis 1180 C in der Orientierungszone; 15 bis 79° C in der Fixierungszone.
  • Der Dorne wird vorzugsweise so angeordnet, daß seine Längsachse auf der Achse des Strangpreßwerkzeugs zum Herstellen des schlauchförmigen Erzengnisses liegt. Mierbei ordnet man den Dorn außerdem vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Strangpreßwerkzeugs an, jedoch derart, daß das schlauchförmige Erzeugnis nach der, Auspressen nicllt sofort in Berührung mit dem benachbarten Ende des Dorns kommt, auf dem die Orientierung bewirkt wird. Vielmehr soll sich der Schlauch in der auf Fig. 3 und 4 ersichtlichen Weise längs einer gewissen Strocke frei bewegen, bevor er in Berührung mit dem Dorn kommt. In diesem Falle kann eine Vorkonditionierung s stattfinden, dh. eine herabsetzung der Temperatur des thermoplastischen a-terials auf eine Temperatur, die sich der optimalen Orientierungstemperatur annähert.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Orientieren thermoplastischen Materials ljngs zwei Achsen wird allgemein in der Weise bernutzt, daß man das zu orientierende schlauchförmige Erzeugnis nach dem Strangpressen über den Dorn hinweg bewegt, auf dem das Material zuerst in zwei Richtungen orientiert wird, woraufhin diese Orientierung durch rasche Abkühlung des Materials fixiert wird. Danach wird das schlauchförmige Erzeugnis schlitzt, so daß eine flache Bahn von einfacher Breite entsteht, die in dieser Form durch die Aufwicl, ; eleinrichtunn, geleitet wird, so daß schließlich eine aus dem Material mit einfacher Breite gebildete Rolle aus zweiachsig orientiertem thermoplastischem Material entsteht. Die Bewegung des schlauchförmigen Erzeugnisses und später der Flachen Bahn aus synthetischem htermoplastischem Material, das in der beschriebenen Weise zweiachsig orientiert ist, wird mit Hilfe der Aufwickeleinrichtung herbeigeführt, die eine oder mehr Antriebseinrichtungen umfaßt.
  • Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung spielen die Z6it und die Temperatur eine wichtige Rolle. Diese Faktoren variieren in Abhängigkeit von der Art des zu orientierenden thermoplastischen Materials, insbesondore in Abhängigkeit von seinem chemischen Aufbau, und in einem geri@geren Ausnaß von dem Grad der herbeizuführenden orientierung. Man kann jedoch allgemein feststellen, daß die Orientierung bei einer Temperatur erfolgt, die oberhalb der glasigen Übergangstemperatur des betroffenden thernoplastischen materials liegt. Insbesondern richtet sich die orientierungstemperatur danach, ob es sich um ein nicht kristallisationsf@higes Materials handelt, wie es bei ataktischem Polystyrol, Polystyrol von geringer Dichte, Polyvinylchlorid usw. der Fall ist, oder um ein kristallisationsfhäiges Material, z.B. um isotaktisches Polystarol, lineares Polyäthylen, Polypropylen usw. Im ersteren Falle kann die Orientierung bei einer Temperatur erfolgen, die so weit über der glasigen Übergangstemperatur liegt, daß eine Dehnung ohne Bruch bei praktisch cI' brauchbaren Geschwindigkeiten erfolgen kann, die bei ataktischem Polystyrol 100 bis 500 % ausmacht und mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 200 % in der Sekunde bewirkt wird.' Auch bei den kristallisationfähigen Polymeren liegt die Orientierungstemperatur oberhalb der glassigen Übergangstemperatur, und sie kann sich dem Schmelzpunkt des Materials nähern. In jedem Falle kann man die Temperatur, bei der sich die Orientiefung schnell durchführen läßt, im Vergleich zu der Temperatur abschtzen, bei der die Kristallisation des Polymers mit einer praktisch brauchbaren Geschwindigkeit stattfindet, und zwar gleichzeitig mit der Orientierung und/oder nach der Orientierung.
  • Bei der glasigen Übergangstemperatur handelt es sich um diewenige Temperatur, bei welcher ein diese Temperatur nach oben durchlaufendes Material aus dem festen Zustand in einen viskoelastischen Zustand übergeht. Diese Temperatur ist im allgemeinen nicht scharf ausgeprägt, sondern sie erstreckt sich über einen Bereich von einigen Temperaturgraden. Diese Temperatur wird auch als Übergangstemperatur zweiter Ordnung bezeichnet.
  • Die orientierung soll daher nicht bei einer Temperatur erfolgen, die den Schmelzpunkt des zu orientierenden synthetischen Polymermaterials überschreitet, dh. die jenige Temperatur, bei der das material in den flüssigen Zustand übergeht.
  • Die Fixierung, die bewirken sol, da2 die herbeigeführte Orientierung erhalten bleibt, wird bei einer Temperatur unterhalb der glasigen Übergangstemperatur durchgeführt, und diese Temperatur variiert in Abhängigkeit von dem betreffenden Kunststoff. Die glasi£'e Übergangstemperatur von Polystyrol, Polyätffylen und Polyvinylchlorid liegt z.B-. im Bereich von etwa 8?o C, während ein ähnlicher Übergang im Falle von Polypropylen bei etwa 0° C stattfindet. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Orientierung -bei einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur erfolgt. Für Polystyrol, dessen Übergangstemperatur zweiter Ordnung bei etwa 870 C liegt, wird eine Betriebstemperatur von etwa 1G7 bis 1180 C vorgeschrieben Die tatsächlichen b betrieb smäßigen Orientierungstemperaturen für andere thermoplastische synthetische Materialien können in ähnlicher Weise varrieren, d.h. sie liegen etwas oberhalb ihrer Übergangstemperatur zweiter Ordnung.
  • Auch die Zeit und insbesondere die Verweilzeit des thermoplastischen Materials während der orientierung und deren Fixierung richtet sich nach den physikalischen und chemischen sifenschaften des Laterials. Die für das thermoplastische Material kennzeichnende zweckmäßige Verweilzeit bestimmt somit die Geschwindigkeit, mit der das Laterial während der Durchführung der zweiachsigen Orientierung vorwärtsbewegt wird. Jei der ;. ahl der Bewegungsgeschwindigkeit muß man ferner die Konstruktion der Vorrichtung berücksichtigen, z.B. die Größe des Dorns und insbesondere die Abmessungen und die Querschnittsform des vorse@iedenen Zonen des Dorns.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zum orientieren t@ermoplastischen Materials in zwei Richtungen kann bei solchen JJllthetischen t er@oplastischen Materialien be@utzt werden, für die eine glasige Übergangstemperatur bzw. ein Temperaturbereich der zweiten Ordnung besteht. Beispiele für solc'e @aterialien sind Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, lolyvinylchlorid, Polyäthylenterephthalat usw.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Durchführen einer zweiachsigen Orientierung läßt sich auf einfache Weise betreiben, und die Schwierigkeiten bezüglich des @etriebs des Strangpreßwerkzeugs werden auf ein Minimum verringert. Außerdem tragt die Einfachheit der KOnstruktion zu einer Herabsetzung sowohl der Betriebskosten als auch des Kapitalaufwandes im Vergleich zu Verfahren zum Verarbeiten flacher Bahnen bei, bei welchen Spannrahmen benutzt werden, oder bei d.egen man mitdem Blasstrangpreßverfahren unter Verwendung einer' Gas- oder Luftblase arbeitet.
  • Es sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Patentansprüche:

Claims (5)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Einrichtung zum Herbeiführen einer Orientierung längs swei Achsen bei einem schlauchförmigen Erseugnis aus thermoplastischem synthetischem Polymermaterial, g e k e n n -s e i c h n e t durch einen Dorn von starrer Konstruktion, der zwischen einer ringförmigen Strangpreßdüse und einer Autwickelvorrichtung angeordnet ist, wobei der Dorn auf seiner Außenseite einen sich in der Längsrichtung auf die Strangpreßdüse zu verjüngenden Abschnitt mit ,gleichmäßig gekrümmter Querschnittsform besitzt und im Inneren mehrere Temperaturreglung,-zonen aufweist, wobei diese Zonen eine im Inneren des sioh verjüngenden Abschnitts angeordnete ERhitzungszone umfassen, mittels deren das schlauchförmige Erzeugnis auf eine Temperatur oberhalb der glasigen Übergangstemperatur des thermoplastischen Materials gebracht wird, sowie eine in der Bewegungsrichtung des Materials hinter der Erhitzungszone legende Abkühlungszone, mittels deren das schlauchförmige Erzeugnis auf eine Temperatur unterhalb der glasigen Übergangstemperatur des thermoplastischen Materials gebracht wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i e h n e t , daß der Dorn an seinem der Strangpreßdüse zugewandten Ende mit einer Vorkühlungszone versehen ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i zu e h n e t , da's die Außenfläche des der Strangpreßdüse zugewandten Dornabschnitts poliert ist.
  4. 4. Einrichtung zum Herbeiführen einer Orientierung längs zwei Achsen bei einem schlauchförmigen Erzeugnis aus thermoplastischem Polystyrolmaterial, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Dorn von starrer Konstruktion, der zwischen einer ringförmigen Strangpreßdüse und einer Aufwickelvorrichtung angeordnet ist, wobei der Dorn auf seiner Außenseite einen sich in der Längsrichtung auf die, Strangpreßdüse ZU verjüngenden Abschnitt von gleichmäßig gekrümmter Querschnittsform aufweist und im Inneren mit mehreren Temperaturregelungszonen versehen ist, wobei diese Zonen eine im Inneren des sich verjüngenden Abschnitt@ vorgesehene Erhitzungszone umfassen, mittels deren das schlauchförmige Err.eugnis auf eine Temperatur oberhalb der glasigen Ubergangstemperatur des Polystyrolmaterials gebracht wird, sowie eine in der Bewegungsrichtung des Materials hinter der Erhitzungssone liegende Abkühlungszone, mittels deren das schlauchförmige Erzeugnis auf eine Temperatur unterhalb der glasigen Übergangstemperatur des Polystyrolmaterials gebracht wird.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n ns e i e h n e t , daß die Erhitzungszone das schlauchförmige Polystyrolerzeugnis auf eine Temperatur von etwa 107 bis etwa 1180 s bringt, und daß die Abkühlungszone das schlauchförmige Polystyrolerzeugnis auf eine Temperatur von etwa 15 bis 790 C bringt.
    L e e r s e i t e
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DE2811254A1 (de) * 1978-03-15 1979-09-27 Idemitsu Petrochemical Co Verfahren zum verformen von synthetischen, olefinischen polymerharzen

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