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B e 5 c h r e i b u. n "Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von Schlauchfolien aus Thermoplastenh." Priorität 20. Juni l)65 - KALI.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Anlage zur herstellung
von schlauchfolien aus Thermoplasten (z.B. aus Polypropylen), bei welcher ein durch
Wärme erweichtes thermoplastisches Material als Schlauchfolie aus einer ringförmigen
Düse in ein Abschreckbad, beispielsweise in kaltes Wasser, ausgepreßt wird, worauf
die erstarrte, aus dem Bad austretende Folie entweder auf eine haspel zur Lagerung
aufgewickelt oder beispielsweise unmittelbar zur Verpackung von Gut verwendet oder,
falls erforderlich weiterbehandelt wird.
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Im allgemeinen wird die Schlauchfolie durch das Bad im flachgelegten
Zustand
geführt und wird erst zum Zeitpunkt ihrer Verwendung, z. B. an einer Abfüllstelle
einer Verpackungsmaschine, in ihre Schlauchform geöffnet.
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Es wurde. festgestellt, daß auf diese Weise hergestellte Schlauchfolien
gewöhnlich feine Tröpfchen der Abschreckflüssigkeit enthalten, die an der Folieninnenfläche
haften. Das Vorhandensein solcher Tröpfchen ist aus vielen Gründen unerwünscht.
So sind z.B. viele Waren für Wasser oder Feuchtigkeit empfindlich. Ausserdem können,
wenn die Folie von einer Verpackungsmaschine verarbeitet wird, die in der Folie
enthaltenen Wassertröpfchen leicht an den Werkzeugen der VerpRckungsmaschine haften
bleiben, was zur Rostbildung führen kann0 Darüber hinaus nimmt das aussehen der
Folie durch die Tröpfchen Schaden. Das Vorhandensein der Tröpfchen in der Schlauchfolie
ist offenbar in der-Hauptsache dadurch bedingt, daß die Abschreckflüssigkeit in
das offene vordere Ende des Schlauches zu Beginn des Herstellungsvorgangs eindringt.
Eine weitere Ursache für die~Bildung von Wassertröpfchen ist die Kondensation von
Feuchtigkeit im Schlauch, wenn der letztere beispielsweise von etwa 2000 bis 2500C
auf die Kaltwassertemperatur (etwa 200C) abgeschreckt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens
und einer Vorrichtung, durch welche eine tröpfchenfreie Schlauchfolie mit Erfolg
hergestellt werden kann.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist darauf gerichtet, ein dadurch
Wärme
erweichtes thermoplastisches Material als Schlauchfolie in
ein flüssiges lbschreokbad auszupressen und die Folie durch das Bad im flschgelegten
Zustand zu ziehen, und ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die
flachgelegte Folie in einer zumindest subvertikalen Richtung aus dem Bad herausgezogen
wird, eine räumlich feststehende Blase des Films, die sich in der erwähnten zumindest
subvertikalen Richtung erstreckt, gebildet und während des Auspreß bzw. Spritzvorgangs
aufrecht erhalten wird, und auf die Blase in einer Richtung Schwingungen übertragen
werden, die zur Länge der Blase im Wesentlichen quer gerichtet ist, um hierdurch
Flüssigkeitströpfchen von der Innenfläche der Blase zu entfernen und sie im unteren
Abschnitt der letzteren zu sammeln.
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Vorzugsweise ist zumindest der untere Abschnitt der Blase mit einem
Absorptionemittel in Deilchenform gefüllt, wie Silicagel, wasserfreies Natiumsulist,
Aagnesiumsulfat, Naliuncarbonat, wasserfreies Kupfersulfat, @tiviertes Aluminiumoxyd.
Die Teilcheniorm ist zweckmässig@@rnigun, wire durch Pelletisieren des Materials
vor dem Gebraucl erziele, l Die I-ier verwendete Bezeicnnung "Absorptionsmittel"
umfaßt sowonl A@s@retionsmittel als auch Adserptionsmittel für die Flüssigachoem@ine
Lange der auf diese weise benandelten Schl@ucholie auf eine Speic@@@@aspel aufgewickelt
werden ist (oder unmittelbar für V@rpackungs- @@er @@@iere Zwecke verbraucht worden
ist), wird die Schlauchfolie br:etrenrft, entweder zum Auswechseln des Assorptionsmittels
oder
zum Ableiten der in der Zwischenzeit im unteren Absohnitt der Blase gesammelten
Wassermenge, wenn kein 1bsorptionemittel verwendet wird, worauf der Prozeß von neuem
in Gang gegetzt wird0 Die Schwingungen können der Blase durch beliebige geeignete
Mittel mitgeteilt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden elektroakustische
Wandler verwendet, welche mit einer Überschallfrequenz durch einen elektrischen
Oszillator erregt werden. Die Wandler haben zweckmässig die Form von Platten, welche
den Umfang der Blase zumindest teilweise umgeben. Es können sdooh gegebenenfalls
auch elektromagnetisch oder mechanisch betriebene Vibratoren verwendet @ werden.
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In der beil##genden Zeichnung ist mit 1 eine Spritzpreses bozeiohnet,
die einen Querspritzkopf 2 aufweist, welcher mit einer nach unten gerichteten ringförmigen
Spritzform 3 versehen ist. Aus der Spritzt form wird eine durch Wärme erweichte
-thermoplastische Schlauchfolie 4 nach unten ausgepreßt, wobei sie zu einer Blase
4a mittels Luft oder ein anderes Gas (z.B. Stickstoff) aufgeblasen wird, das durch
eine Leitung 5 und ein "Torpedo" im Kopf 2, wie an sich bekannt, zugeführt wirdX
Es ist ferner bekannt, daß durch ein solches 5pritz- und Blase verfahren die durch
Wärme erweichte Folie gestr#ckt und eine
tierte molekulare Struktur des materials auf diese leise erhalten wrid, was besonders
wichtig ist, wenn isotaktisches Polypropylen als thermoplastisches Material verwendet
wird.
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Die gerade ausgepreßte und aufgeblasene Schlauchfolie wird in einem
Wasserbad 6 abgeschreckt, das in einem Behälter 7 enthalten ist, welcher unterhalb
der Spritzform 3 angeordnet ist. Die abgeschreckte Sohlauchfolie wird in einem flachgelegten
Zustand durch zwei glemmwalzen 8 gezogen, die im Bad arbeiten und denen zwei Flachleger
9 zùgeordnet sind, wie an sich bekannt. Die durch das Bad geförderte flachgelegte
Schlauchfolie wird um eine Führungswalze lo senkrecht nach oben umgelegt und von
zwei weiteren Klemmwalzen 11 aufgenommen, die oberhalb des Behälters 7 angeordnet
sind. Ausserdem ist noch ein Klemmwalzenpaar 12 senkrecht oberhalb der Klemmwalzen
11 in beträchtlichem Abstand von den letzteren vorgesehen, um einen senkrecht gerichteten
Abschnitt der Bahn ttr die Schlauchfolie 4 zu bilden, über dessen Länge die Schlauchfolie
zur Bildung einer in senkrechter Richtung langgestreckten Blase 4b aufgeweitet wird.
Den unteren Klemmwalzenpaar 11 sind zwei Öffner 13 zugeordnet, um die Bildung der
Blase 4b aus dem Schlauch zu erleichtern. Dem oberen Klemmwalzenpaar 12 sind zwei
Flachleger 14 zugeordnet, welche in ähnlicher weise wie die Flachleger 9 wirken.
In der Blase 4b befindet sich ein Gas, beispielsweise Luft, und eine Füllung 15
eines pelletisierten Absorptionsmittels in ihrem unteren Teil, wobei sowohl der
Austritt äer Luft als auch des Absorptionsmittels, durch die Klemmwalæen 11 und
12 verhindert wird. Der zwischen dem oberen Klemmwalzenpaar 12 hindurchtretende
Schlauch wird auf einer Haspel 16 aufgewickelt.
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Zwei elektroakustische Ultraschallwandler 17, 17 sind auf diametral
entgegengesetzten
Seiten der Blase 4b an einer Stelle etwa in der kitte zwischen den Klemmwalzenpaaren
11, 12 und oberhalb der Füllung 15 angeordnet, welche Wandler durch einen Oszillator
18 erregt werden,um zwischen sich ein akustisches Schwingungsfeld von einer Überschallfrequenz
von beispielsweise So ooo Hz zu erzeugen, das quer zur Länge der Blase 4b gerichtet
ist. Wenn die Schlauchfolie dieses Feld durchquert, werden die Wände des Schlauches
zum Schwingen mit der erwähnten Frequenz erregt, so daß an der Innenfläche des Schlauches
haftende Wassertröpfohen von dieser gelöst werden und in den im Ruhezustand befindlichen
unteren Abschnitt des Schlauches fallen, in welchem sie von der Füllung 15 absorbiert
werden. Wenn keine Füllung verwendet wird, werden die Tröpfchen in dem im Stillstand
befindlichen unteren Abschnitt zur Bildung eines Flüssigkeitskörpers gesammelt.
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Wenn die Füllung 15 mit der absorbierten Flüssigkeit gesättigt ist
oder wenn der Flüssigkeitskörper eine bestimmte Tiefe erreicht, wird der Preßvorgang
unterbrochen, um die Füllung auswechseln bzw. den Flüssigkeitskörper abziehen zu
können. Für aiesen Zweck bestehen mehrere Möglichkeiten. So kann z.B-. eine Länge
des Schlauches 4 die sich von unmittelbar unterhalb des unteren Klemmwalzenpaares
11 (oder von unmittelbar unterhalb der ;Spritzform 3) bis unmittelbar oberhalb der
Wandler 17 erstreckt, abgetrennt werden. Gegebenenfalls kann ein einziger Trennschnitt
unmittelbar unterhalb den Wandlern 17 vorgenommen und der Inhalt der blase 4b weggegossen
werden. Im letzteren Falle ist es zweckmässig, das untere Klemmwalzenpaar 11 und
die Öffner 13 auf einer Halterung zu ordnen, die bei 20 schematisch dargestellt
ist
und die um einen Winkel von 90 - 100° in der Richtung des Pfeils F gedreht werden
kann so das die Füllung 15 oder der flüssigkeitskörper in der Blase 4b in einen
neben dem Behälter 7 befindlichen Sans:ler gegossen werden kann.
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In der Regel sind bei der vorangehend beschriebenen Vorrichtung keine
besonderen Mittel zur Bildung der Blase 4b am Beginn (oder am erneuten Beginn des
Prozesses erforderlich. Es braucht lediglich eine Länge des Schlauches 4 durch das
Bad 6 bis zu einer Stelle oberhalb der Öffner 19 ausgerpeßt und dann der vorauseilende
Endabschnitt des Schlauches von Hand "gsöffnet" iu werden, worauf gegebenenfalls
-eineFüllung 15 aus einem Asorptionsmittel eingeschüttet und das offene Ende beim
Erreichen der Klemmwalzen-flachleger-Gruppe 12, 14 von neuem ge schlossen wird,
worauf dt. Wandler eingeschaltet werden. Da die ersten wenigen Faß Länge des zwischen
den Klemmwalzen 12 heraustretenden Sh1auohes gewöhnlich Flüssigkeitströpfche und
Teilchen des Absorptionamittels enthalten, wtrd diese Länge abgetrennt und vernichtet.
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Hierbei ist zu erwähnen, daß die der Blase 4b mitgeteilten Schwingungen
ferner dazu dienen, von der Innenfläche der Blase irgendwelche Absorptionsmittelteilchen
zu entfernen. Diese Wirkung wird durch die Verwendung des Absorptionsmittels in
einem körnigen (pelletisierten) Zustand noch wesentlich verstärkt.
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Die Schlauchbahn zwischen den Klemmwalzenpaaren 11 und 12 braucht
nicht unbedingt senkrecht zu sein und kann auch eine subvertikale 0 Anordnung (bis
zu etwa 4o - 45 zur Vertikalen) vorgesehen werden, wenn
dies aus
irgendwelchen Gründen erforderlich oder unvermeidlich ist.
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Es ist jedoch wesentlich, daß der Schlauch zwischen den Walzenpaaren
und den Wandlern. 17 (oder anderen äquivalenten Vibratoren) in Aufwärtsrichtung
geführt wird, damit die Tröpfchen und irgendwelche Feststoffteilchen, die an der
Wandung des Schlauches haften, in denjenigen Abschnitt (Blasenboden) des Schlauches
fallen können, der
in der Schwingungsbehandlung steht. Das mit Flüssigkeit gesättigte Absorptionsmittel,
welches periodisch aus dem Schlauch entfernt wird, wird gesammelt, durch Trocknen
regeneriert und wiederverwendet.
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Obwohl im Vorangehenden Polypropylen als thermoplastisches material.
für die Schlauchfolie 4 erwähnt wurde ist die Erfindung natürlich nicht auf dieses
besondere Harz beschränkt, sondern es können auch andere Thermoplaste, z.B. Vinyl
und Vinylidenharze, nach dem Auspressen in ein flüssiges AMschreckbad in gleicher
Weise behandelt werden.
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Die Arbeitsfrequenz der Vibratoren kann innerhalb ziemlich weiter
Grenzen schwanken. Überschallfrequenzen von etwa 20 ooo Ht werden sowohl wegen ihres
Wirkungsgrades als auch wegen ihres Hgeräuschlosen" Charakters bevorzugt0 Gegebenenfalls
können jedoch auch Schallfreqienzen bis herunter zu etwa 500 Hz und sogar weniger
trotz des relativ niedrigeren Wirkungsgrades und der Geräuschbildung verwendet werden.
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Die Wandler 17 oder äquivalente Vibratoren sind vorzugsweise im Abstand
von
der zwischen ihnen hindurchtretenden Schlauchfolie (Blase 4b) angeordnet, um eine
Beschädigung der letzteren durch mechanische Berührung zu vermeiden, so daß sie
als '5chwingungsstrahler" wirken.
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Im allgemeinen sind zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Strahler
ausreichend, wenn eine Schlauchfolie von kleinem Durchmesser behandelt wird. Anderenfalls
ist es zweokmässig, mindestens zwei um die Blase herum-verteilte Strahlerpaare zu
verwenden.
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Schlauchfolien, die nach dem vorangehend beschriebenen Verfahren und
mit der beschriebenen Vorrichtung erhalten werden, sind auf ihrer Innenseite völlig
trocken.
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Patentansprüches