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"Verfahren zur Ausformung von etranggepreßten Falienschläuchen" Es
ist bekannt, Folienschläuche mit Hilfe innenliegender, wärmeübertragender Dorne
auszuweiten, besonders, wenn die thermolastischen Polymeren auf eine Temperatur
abgekühlt werden, bei welcher sie sich leicht verstrecken lassen. Man stellt bei
diesem Vorgang den gewünschten Kristallinitätsgrad der Folie ein und sichert deren
Zähigkeit durch "Einfrieren" der molekularen Orientierung, wobei der Film über dem
Dorn in gespanntem Zustand gehalten wird. Derartige Dorne sind im allgemeinen über
einen Teil ihrer Länge zylindrisch ausgebildet und laufen in ein sich zur Strangpresse
hin verjüngendes Nasenstück aus. Will man die Ausweitung unter Berührung von Dorn
und Filmschlauch durchführen, so arbeitet man mit Dornen, bei denen das Nasenstück
rund um seinen Umfang mit Offnungen versehen ist. Durch diese Öffnungen kann in
die ausgepreßt, zwischen Strangpresse und Dorn liegende Schlauchfolie unter Druck
eingeführtes Gas in das Dorninnere abgeleitet werden, bevor die Schlauchfolie den
Dorn selbst berührt.
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Bs ist schon vorgeschlagen worden, stranggepreßte Folienschläuche
unter fortlaufender Weiterbewegung über einen wärmeübertragenden, gegenüber der
Schlauchwand durch ein schmales Gaspolster getrennten Dorn aus zu weiten. Bei diesem
Verfahren entstanden erhebliche Schwierigkeiten, weil sich insbesondere über erhebliche
Dornlängen ein gleichmäßiger Gasdruck des zwischen Dornwand und Folienschlauch liegenden
Gaspolsters nicht aufrechterhalten ließ. Die längs der Dornwand im Gaspolster auftretenden
Druckunterschiede sind im wesentlichen zurückzuführen au9 die natürliche Schrumpfneigung
des Polymeren während der Kühlung sowie auf die bei der Weiterbewegung des Schlauches
auf das Gas ausgeübte Pumpwirkung, Die Druckunterschiede wirken sich in einer ungleichmäßigen
AblAhlung des Schlauches bei seiner Weiterbewegung aus und drücken einen Teil des
Gases häufig gerade in den nächst der Strangpresse gelegenen Schlauchabschnitt zurück,
der hier noch nicht die erforderliche Formbeständigkeit aufweist, Auf diese Weise
werden Verformungen, bleibende Verzerrungen, Faltenbildungen und wesentliche Dickeunterschiede
am Folien-schlauch hervorgerufen.
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Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten durch ein Verfahren
zur Ausformung von stranggepreß ten Folienschläuchen, das unter fortlaufender Weiterbewegung
der Schläuche über einen wärmeübertragenden, gegenüber der Schlauchwand durch ein
schmales Gaspolster getrennten Dorn durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet, daß man an jedem Punkt der Dornoberfläche einen im wesentlichen
kons-tanten Gasdruck aufrechterhält, indem man im Gaspolster auftretende Uberdrucke
durch in den Dorn führende Druckausgleichsöffnungen auf den einzuhaltenden konstanten
Gasdruck abfallen läßt. Vorzugsweize
stellt man den konstanten Gasdruck
8o ein, daß zwischen Schlauchwand und Dornoberfläche ein Gaspolster von höchstens
254 Mikron, vorzugsweise 25 - 254 Mikron, Dicke ausgebildet bleibt. Nach einer Ausführungsform
der Erfindung steht das in das Dorninnere abgeführte Gas unmittelbar mit der Außenluft
in Verbindung.
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Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise in einer Vorrichtung
durchgeführt, bei der an eine Schlauchfolien-Strangpresse ein Wärmeübertragung bewirkender
Dorn anschließt, der eine oder mehrere hinter der ersten Stelle des größten Dornumfanges
in den Dorn führende Druckausgleichsöffnungen aufweist. Die Druckausgleichsöffnungen
können aus Gas-durchlässigen Flächen von porösem Material bestehen. Sie können nach
einer anderen Ausführungsform aber auch ringförmige in die Dornoberflache eingelassene
und mit dem Dorninnern in Verbindung stehende Aussparungen darstellen.
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Nach einer Ausführungsform der Vorrichtung hat der Dorn gasdurchlässige
Wande, während das Dorninnere mindestens einmal unterteilt ist, wobei außerdem Gaszuführun
sleitungen in die abgeteilten, gegenüber den Druckausgleichsöffnungen abgesonderten
Kammern führen.
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Als hinter der ersten Stelle des größten Dornumfanges liegend" sind
jene Punkte des Dornmantels anzusehen, die von der Strangpresse einen größeren Abstand
haben als die erste Stelle des größten Dornumfanges.
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Die im Dorn untergebrachten Druckausgleichsöffnungen können in verschiedenartig
ausgebildet sein, beispielsweise voneinander abgesetzte Ringe, poröse Flächen, Löcher
oder auch entsprechende Kombinationen darstellen, die mit
Leitungen
verbunden sind. Man verbindet die Druckauegleichsöffnungen durch das Dorninnere
hindurch mittelbar oder unmittelbar mit der Außenluft oder unter Berücksichtigung
des zwischen Dornwand und Folienschlauch aufrechtzuerhaltenden Druckes mit einem
Niederdruckaggregat bzw. einem Yakuumbehälter. Es hat sich bewährt, die Druckausagleichsöffnungen
ring- oder bandartig so in den Dornumfang einzulassen, daß sie senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Schlauches verlaufen.
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Die Dornabmeßsungen und der Abstand zwischen Strangpresse und Dorn
werden durch die thermoplastischen und physikalischen Eigenschaften des Filmmaterials
bestimmt. Im allgemeinen ordnet man den Dorn höchstens 0,61 m vom Strangpressenmundstück
entfernt an. Im Dorn können Schlangen zur Nahrung der wärmeübertragenden Medien
untergebracht sein.
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Das der Strangpresse zugewandte Nasenstück des Dorns kann einen kegelförmig
verjüngten Abschnitt mit entsprechend zu wählenden Neigungswinkeln aufweisen; der
Abschnitt kann auch halbkugelförmig ausgebildet sein.
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Die bei der Weiterbewegung des Schlauches maßgeblichen Wärmeübertragungs-
und WärmBbergangsverhältnisse bestimmen die Länge des zylindrischen Dornteils. Entsprechend
eingebaute Heiz- oder Kühlelemente machen es möglich, Temperaturunterschiede einzustellen
zwischen jener Zone, in der der Film noch weich ist, und Jener Zone, in der der
Film gereckt wird.
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Sie ermöglichen es außerdem, die Filmschrumpfung an verschiedenn Stellen
längs der Dornwand zu variieren, Als Werkstoffe für die Dornherstellung konmen in
erster Linie Metalle infrage, besonders Leichtmetalle, wie Aluminium.
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Man kann die Dorne nach dem Gußverfahren herstellen und ihnen durch
spanabhebende Bearbeitung die endgültige Form geben.
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Da eine unmittelbare Berührung zwischen Folienschlauch und Dorn nicht
erfolgt, kommt es auf die Bearbeitungemethode des rohen Donformlings nicht an, nur
soll eine möglichst glatte Dornoberfläche vorliegen.
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Im allgemeinen wird Luft als in den Schlauch einzublasendee und das
Gaspolster ausbildendes Gas gewählt.
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Für aus porösen Bereichen bestehende Druckausgleichsöffnungen benutzt
man besonders gesinterte Metalle, wie Bronze usw. Die porösen Stellen der Dornwand
können aus 12,7 mm dicker gesinterter Bronze mit 27 * Poren in der Volumeneinheit
bestehen. Derartige Massen erlauben den Durchtritt von 1t52 m3 Duit/Min. Je 0.3
m2 Metallfläche bei einem Überdruck von 0,35 kg/cm2. Auch andere gadurchlässige
Massen können iilr diesen Zweok eingesetzt werden, z. B, durch punktförmiges Zusammenschweißen
von aus Vogelechrot bestehenden Metallkörnern erhaltene, luftdurchlässige Massen,
metallkeremische, in ihrer Wärmeleitfähigkeit den Metallen ähnliche Stoffe sowie
durch Sintern gewonnene Drahtgefüge.
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Vorteilhaft arbeitet man erfindungsgemäß mit Dornen, deren Wände ganz
au9 porösem Stoff, z. B. Sintermetall, bestehen. Bei dieser Arbeitsweise sorgt man
bei gegebenem Gasdruck für eine fortlaufende Gasströmung aus dem Dorninnern zum
Gaspolster, daß dann in Form einer sehr dünnen Gasschicht, als Gasfilm, vorliegen
soll. Bei Dornen mit Wänden aus porösem Stoff unterteilt man das Dorninnere in mehrere
Zonen, um den an den einzelnen Abschnitten der Dornwand herrschenden Druck besser
einstellen zu können. Die Wege für die Gaszuführung müssen natürlich in den einzelnen
Zonen von den die Druckausgleichsöffnungen mit der Außenluft verbindenden Leitungen
getrennt gehalten werden.
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Die Zeiohnung veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung,
bei der ein den Polienschlauch ausweitender Dorn gasdruchlässige Wände hat und bei
dem die Druckausgleichsöfffnungen durch ringförmige Aussparungen gebildet werden,
die zwischen den verschiedenen Druckzonen des Dorns liegen.
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Der aus einer ringförmigen Strangpressform 11 fortlaufend austretende
Film A A wird über einen anqchlies senden, mit gasdurchlässigen Wänden ausgestatteten
Dorn lo geführt, der eine Unterteilung in ein Basenstück loa und zylindrisch ausgebildet.
Abschnitte lob und lo o aufweist. Die Abschnitte sind durch trommelförmige, mit
Aussparungen 12a und 1 3a verschene Trennstücke 12 und 19 so voneinander abgesetzt,
dass in Jeder der rammern 14, 15 und 16 ein besonderer Gasdruck herrschen kann.
Durch Leitungen 17, 18 und 19 wird den Kammern 14, 15 und 16 Luft zugeführt.
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Ein Entweichen des Gases der rammer 14 durch das Nasenstück des Dorns
hindurch wird durch den Verschluss 20 verhindert.
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Die ringförmigen Ausparungen 12a und 13 a der Trennstücke 12 und 13
stehen vermittels durch die Trennstücke führender Kanäle 21 und 22 und Leitungen
23 und 24 mit der Aussenluft in Verbindung0 Man kann diese Leitungen auch mit einem
besondere Luft unter bestimmten Druckbedingungen enthaltenden Behälter ver@inden.
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Zum Entlltften des zwischen dem Dorn und dem Strangpressmundstück
liegenden, vom Folienschlauch umgebenen Zwischenraum 26 dient eine Druckentlastungsleitung
25. Diese Entlüftungsmöglichkeit verhindert jede Ausbuchtung des an dieser S+elle
noch nicht völlig
formfesten thermoplastischen Materials durch Druckwirkung
der eingeschlossenen Luft.
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Die Druckausgleichsöffnungen sollen hinter dem ersten Punkt des grössten
Dornumfangs liegen, also im zylindrischen Dornteil, da der gesamte zur Verfügung
stehende Druck vorher dazu benötigt wird, den Folienschlauch auszuweiten.
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Im Dorninnern können nicht gezeichnete Heiz- und Kühlaggregate untergebracht
werden.
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Das Nasenstück ioa läuft in eine das thermoplastische Material im
gewünschten Masse aufweitenden Verjüngung aus.
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Das durch die Poren oder Lücken der Dornwände aus tretende Gas bildet
ein zwischen dem Folienschlauch und der metallischen Dornoberfläche liegenden dünnes
Luftpolster aus, wobei eine dauernde Wärmeübertragung zwischen Dornwand und Schlauch
erfolgen kann, ohne dass sich diese unmittelbar berühren. Gasüberdruck innerhalb
des Gaspolsteri wird durch die Druckausgleichsöffnungen abgelassen. Auf diese Weise
lassen sich bei der Schlauchaufweitung Faltenbildung, Verzerrungen sowie Form- und
Dickeänderungen vermeiden.
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Beim Verformen der Folienschläuche muss man die Menge des aus dem
Dorninnern durch die porösen Dornwände austretenden, das Gaspolster längs der äusseren
Dornwand ausbildenden Gases abstimmen mit der an den einzelnen Stellen im Zusammenhang
mit der gewünschten Ausdehnung erforderlichen Zugfestigkeit des Folienschlauches.
rauch muss die Gasmenge ausreichen, um ein Einschrumpfen des Schlauches auf geringeren
S0hlauchumfang zu vermeiden.
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Als Ausgangsstoffe für die Ausformung der Folienschläuche kommen grundsätzlich
alle thermoplastischen Polymerisate infrage, die sich in Strangpressen zu Filmschläuchen
verarbeiten lassen. Besonders geeignet sind folgende Stoffes 1) Normalerweise amorphe,
also nicht kristallisierende Polymere, wie Polystyrol und Polymethylmethacrylat,
2) solche Polymere, die kristallisierbar sind oder kristallisierbar gemacht werden
können, die man aber in einem im wesentlichen amorphen Zustand abkühlen kann.
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Beispieles Polyester, Polyamide, Polyäthylenterephthalat, Mischpolymere
von Polyäthylenterephthalat und Polyäthylenisophthalat mit mindestens 65 Gew.-%
Äthylenterephthalat in der Mischung, Polyäthylen-2, 6-naphthalat, Polytetramethylen-i
,2-dioxybenzoat, Polyäthylen-1,5-naphthanat, Polyhexamethylenadipinsäure, Polyhexamethylensebacinsäureatnid,
Polycaproamid sowie Polyvinylchlorid 3) Normalerweie kista1line Polymere, die im
aGlgemeinen aus der Schmelze nicht in eine im wesentlichen amorphe nicht kristalline
Form überführt werden können wie Polyäthylen niederer, mittlerer und hoher Dichte,
Polypropylen, Polyvinylfluorid und Polyoxymethylen.
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4) Filme auf Cellulosebasis wie solche aus r.generierter Cellulose.
Beispieles Viskose (alkalische Lösung von Cellulosexanthogenst) von relativ hoher
Viskosität kann aus einem kreisförmigen Mundstück der Strangpresse ausgepresst und
erfindungsgemäss zu einem FolienschlAuch verarbeitet werden.