DE1629369A1 - Strangpressverfahren und hierfuer geeignete Vorrichtung - Google Patents

Strangpressverfahren und hierfuer geeignete Vorrichtung

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DE1629369A1
DE1629369A1 DE19661629369 DE1629369A DE1629369A1 DE 1629369 A1 DE1629369 A1 DE 1629369A1 DE 19661629369 DE19661629369 DE 19661629369 DE 1629369 A DE1629369 A DE 1629369A DE 1629369 A1 DE1629369 A1 DE 1629369A1
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Germany
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line
stream
mouthpiece
thermoplastic
plasticized
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Lee Robert Edward
Donald Harold Jack
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Dow Chemical Co
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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    • B29C48/307—Extrusion nozzles or dies having a wide opening, e.g. for forming sheets specially adapted for bringing together components, e.g. melts within the die

Description

Dipl-Ing. F.Weickmann, Dr. Ing. A/Weickmann, Dipping. H. Weickmann D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Patentanwälte I D Z ο Ο Ο α
8 MÜNCHEN 27, möhlstrasse 22, rufnummer 483921/22
Case 11 273-F
Dr.K/pö
The Dow Chemical Company, Midland, Michigan,■USA
Strangpreßverfahren und hierfür geeignete Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Strangpreßverfahren und eine hierfür geeignete Vorrichtung, insbesondere ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum gemeinsamen Auspressen von Stoffen, die schwierig auszupressen sind.
Aufgrund der Erfindung ergibt sich ein Verfahren zum Auspressen einer zusammengesetzten geschichteten folie, wobei ein erster Strom eines wärmeplästifizierten, thermoplastischen/ harzartigen Materials gemeinsam mit einem zweiten, Strom eines unterschiedlichen harzartigen Materials unter Bildung eines zusammengesetzten geschichteten wärmeplastifiziorfen Stromes ausgepreßt und zu d§r gewünschten bogenärtigen Konfiguration geformt wird, das darin besteht, daß in den ersten Ström ein zusammengesetzterStrom eingeführt wird, weicher aus einer inneren Schicht und zwei äußeren Schichten eines Materials besteht/ welches die innere Schicht an das Material des ersten Stromes bindet.
009880/1749
Das erfindungsgemäße Verfahren wird günstigerweise in der Praxis unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung durchgeführt, welche in zusammenwirkender Kombination Einrichtungen zur Zuführung eines ersten Stromes eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen Materials, Einrichtungen zur Zuführung eines zweiten Stromes eines wärmeplastifizierten thermoplastischen, harzartigen Materials, Einrichtungen zur Zuführung eines dritten Stromes eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, harzartigen Materials, ein.Formmündstück, welches eine innere öffnung und ein Auspreßmundstück bildet, wobei das Aüspreßmundstück eine im allgemeinen längliche Konfiguration hat und zum Auspressen eines Bogens geeignet ist, eine erste Leitung, eine zweite Leitung und eine dritte Leitung enthält, wobei die erste Leitung eine Verbindung zwischen der Zufuhreinriöhtüng für den ersten Strom und der Höhlung des Foröimündstückes bildet, die zweite Leitung eine Verbindung zwiäöhefc der zweiten Zufuhreinrichtung und der inneren öffnung des Formmundstückes bildet, wobei sieh die zweite Leitung im allgemeinen parallel zum Aü§preßmündstück de* Form erstreckt und ein inneres Msptfeßmuridstück iiii allgemeinen parallel zu der Auspreßöffnüng des FörmmundstÜekes bildet, während die dritte Leitung in Verbindung mit der dritten Zufuhreinrichtung und der zweiten Leitung steht und innere halb der zweiten Leitung an einer Stelle entfernt von Sem..
009886/1740
durch die zweite Leitung gebildeten inneren Mundstück endet, so daß die Endstelle der dritten Leitung innerhalb der zweiten Leitung im allgemeinen entfernt von der Innenwand der zweiten Leitung angebracht ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, worin
Fig. 1 eine schematische, isometrische Wiedergabe einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt eines in Fig. 1 angewandten
Formenmundstückes entlang Linie 2-2 derselben, en
Fig. 3 ein/Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang Linie 3-3 , und
Fig. 4 einen Querschnitt eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1 entlang Linie 4~4
darstellen.
In Fig. 1 ist schematisch eine allgemein mit der Bezugsziffer IO bezeichnete Vorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem ersten Extruder oder einer ersten Zufuhreinrichtung 12 für den ersten wärmeplastifizierten Strom, einem zweiten Extruder oder einer zweiten Zufuhreinrichtung 13 für einen wärmeplastifizierten Strom, einem dritten Extruder oder einer Zufuhreinrichtung 14 für
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einen warmeplastifizierten Strom, einem Formmundstück 15 r welches einen inneren Hohlraum 16 und eine Auspreßöffnung . 17 bildet. Die Auspreßöffnung 17 hat eine längliche Ausbildung und ist insbesondere zum Auspressens eines Bogens geeignet. Eine erste Leitung 19 stellt die Verbindung zwischen dem Extruder 12 und dem inneren Hohlraum 16 des Formmundstückes 15 her. Eine zweite lätung 21 ergibt die Verbindung zwischen der Innenöffnung 16 und dem Extruder 13. Die Leitung 21 nimmt im allgemeinen die gesamte Breite der öffnung 16 ein. Eine dritte Leitung 23 steht im zusammenwirkender Verbindung mit dem Extruder 14 und der zweiten leitung 21. Ein zusammengesetzter thermoplastischer Bogen oder eine derartige Folie 26 ist aus dem Auspreßmundstück 17 herauskommend gezeigt. Ein Paar Verarbeitungswalzen 28 und 29 dient zur Abkühlung des Bogens 26 unterhalb seiner thermoplastische^. Temperatur.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt des Formmundstückes 15 entlang Linie 2-2 von Fig. 1 gezeigt. Der Schnitt zeigt die Beziehung zwischen der öffnung 16 des Formmundstückes 15 und der von dem Extruder 12 entfernten Leitung 19, welche einen ersten wärmeplastifizierten Strom 31 in die Öffnung 16 des Formmundstückes 15 an einer von der Auspreßöffnung 17 abgekehrten Stelle liefert. Innerhalb des Hohlraums 16 des Formmundstückes 15 erstreckt sich die Leitung 21, welche ein inneres oder zweites Auspreßmundstück 32 bildet, welches
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im allgemeinen abgekehrt· von dem Endteil der Leitung und dem Auspreßmundstück 17 zugekehrt angebracht ist. Das Auspreßmundstück 32 hat eine allgemein schlitzartige Ausbildung und erstreckt sich im allgemeinen über die gesamte Breite des Hohlraumes 16 des Formmundstückes Innerhalb der Leitung 21 befindet sich ein zweiter Strom eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, harzartigen Materials und ein dritter Strom 34 eines dritten wärmeplastifizierten synthetischen, harzartigen Materials, welcher praktisch völlig innerhalb des zweiten Stromes 33 eingehüllt ist. Der erste Strom 31, der zweite Strom 33 und der dritte Strom 34 vereinigen sich unter Bildung eines zusammengesetzten Stromes 36, der anschließend aus dem Mundstück 17 unter Bildung der zusammengesetzten Folie 26 ausgepreßt wird.
In Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der Leitung 21 entlang Linie 3-3 der Fig. 1 gezeigt. In Fig* 3 ist der zweite Strom 33 und der dritte Strom 34 in praktisch koaxialer Stellung zueinander zu sehen, wobei der zweite Strom 33 den dritten Strom 34 einschließt oder umhüllt.
In Fig. 4 ist ein Querschnitt der Leitungen 21 und 23 nach Fig. 1 entlang Linie 4-4 derselben gezeigt. Ein zweiter Strom eines wärmeplastifiziertenr thermoplastischen, harzartigen Materials 33 befindet sich in der Leitung 21.
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Ein dritter Strom eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, harzartigen Materials 34 befindet sich innerhalb der Leitung 23. Der Endteil der Leitung 23, der mit 23a bezeichnet ist, befindet sich innerhalb der Leitung 21 im Abstand zu den Wänden derselben. Der dritte Strom wird in die Leitung 21 so freigegeben, daß er völlig durch den Seitenstrom 33 umhüllt ist.
Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wird ein erster, thermoplastischer, harzartiger Strom zu dem Extruder 12 zugeführt, woraus er durch Leitung 19 in den Hohlraum 16 des Formmundstückes 15 geht. Günstigerweise liefert bei Inbetriebsetzung dieser Vorrichtung der Extruder 12 den ersten Strom 31 zu dem Hohlraum 16, und es wird eine nichtgeschichtete Folie aus einem Bestandteil ausgepreßt, bis die gewünschten Auspreßbedingungen erreicht sind, worauf der Extruder 13 in Betrieb genommen wird und den zweiten Strom 33 liefert, der - bei Abwesenheit des Stromes 34 - die Leitung 21 füllt und aus dem Mundstück 32 in praktisch bögenartiger Ausbildung ausgepreßt wird, wobei das erhaltene Produkt dann eine dreischichtige Folie oder ein derartiger Bogen ist, der aus den Massen 31, 34 und aufgebaut ist. Wenn dessen gewünschte Temperatur erreicht wird, wird der Extruder 14 in Betrieb gesetzt, der ein Material im wärmeplastifizierten Zustand als Strom 34 auspreßt. Der Strom des wärmeplastifizierten Materials
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in der Leitung 21 in dem Formmundstück 15 ergibt einen Zwei-Bestandteilsstrom/ welcher dann durch den Schlitz 32 in der in Fig. 2 gezeigten Weise ausgepreßt wird, wodurch sich eine fünfschichtige Folie, beispielsweise die Folie 26 der Fig. 2, ergibt. Die erhaltene Folie wird dann durch geeignete Einrichtungen, beispielsweise die Walzen 28 und 29, wie in Fig. 1 gezeigt, gekühlt. Günstigerweise müssen bei der Handhabung von thermoplastischen, harzartigen Materialien von korrosiver Art lediglich der Extruder 14 und die Leitung 23 aus einem korrosionsbeständigen Material gefertigt sein. Falls ein korrosives Material als Strom 34 angewandt wird, ist dieses erfolgreich gegenüber der Lei-
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tung/durch den Strom 33 und von dem Formmundstück 15 durch die Ströme 31 und 33 abgeschirmt. Durch änderung des relativen Ausstoßes des ersten, zweiten oder dritten Extruders kann praktisch jede gewünschte Beziehe a iiinsichtlich der Abmessungen der Schichten der erhaltenen Folie erhalten werden. Im allgemeinen können die Extruder 12 und 13 sowie das Formmundstück 15 aus Materialien, wie Kohlenstoff stahl, gefertigt sein, welcher zur Verwendung mit Polyolefinen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol und ähnlichen relativ unschädlichen auspreßbaren, thermoplastischen, harzartigen Materialien geeignet ist, während Behälter und Schnecke des Extruders 14 sdwie die Leitung 23 günstigerweise aus Materialien, wie rostfreiem Stahl, Nickel und ähnlichen korrosionsbeständigen Metallen oder Metal1-
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legierungen gefertigt sind, welche für das speziell in der mittigen Schicht oder zur Herstellung des Stromes 34 angewandte Material geeignet sind.
Beim Betrieb der Vorrichtung und der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Kritische Auspreßtemperatur diejenige Temperatur, die für die äußere Schicht des zusammengesetzten Stromes 36 oder das Material des Stromes 31 am geeignetsten ist. Falls geeignete Auspreßbedingungen für dieses Material erzielt werden, kann die für die Ströme 33 und 34 angewandte Temperatur erheblich von den Auspreßbedingun— gen bei einer einzigen Schicht abweichen, wie sie im allgemeinen für solche Stoffe empfohlen werden.
Der übliche Temperaturbereich zum Auspressen wird hierdurch häufig verdoppelt und bisweilen sogar verdreifacht. Jedoch bestehen im allgemeinen die zentralen Schichten, beispielsweise die Schicht 34, häufig aus einem halogenierten Material, beispielsweise einem Vinylidenchloridpolymeren oder -copolymeren und zur Erzielung einer minimalen Zersetzung und maximal günstiger Eigenschaften des erhaltenen Produktes ist es häufig günstig, dieses Material bei der niedrxgstmöglichen Temperatur, auszupressen, um thermischen Abbau auf einem Minimum zu halten. Für das Material der zentralen Schicht ist nur erforderlich* daß
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das Material innerhalb einer Schutzschicht eines weiteren Polymeren auspreßbar ist/ und daß die Zusammensetzung die gewünschten Eigenschaften aufweist. Besonders günstig und vorteilhaft sind auspreßbare Massen aus Vinylidenchlorid-Polymeren, bei denen die Polymeren mindestens etwa-70 Ge^ wichts"% Vinylidenchlorid enthalten, wobei der Rest aus einem oder mehreren olefinisch ungesättigten, hiermit copolymerisierbaren Monomeren besteht.
Besonders für das Auspressen der Vinylidenpolymeren ist es häufig vorteilhaft und günstig, in diese einen kleineren Anteil eines Plastifizierers, häufig einen Wärmestabilisa·* tor und einen Lichtstabilisator, einzugeben. Derartige Zusätze sind bekannt und erweisen sich im allgemeinen vorteilhaft insofern, daß die zum Auspressen erforderliche Temperatur erheblich vermindert wird und die Gefahr der Zersetzung des Polymeren in dem Extruder erniedrigt wird,
"Andere Sperrschichtmassen, die mit Vorteil in den mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Folien verwendet werden können, sind Vinylchlorid*" Polymere, die eine überwiegende Menge von Vinylchlorid enthalten und günstigerweise Fluorkohlenstoffpolymere, Fluorkohlenwasserstoff polymere, Fluorhalogenkohlenwasserstoffpolymere, wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenfluorid, chloriertes Polyäthylen und Polymere von derartigen Stoffen,
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wie ζ.Β» Vinylidenfluorid und Chlortrifluoräthylen, Vinylfluorid, Chlortrifluoräthylen und Vinylidenfluorid, Chlortrifluoräthylen und Vinylchlorid, Chlortrifluoräthylen und Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen. Im allgemeinen,werden aus wirtschaftlichen Gründen Vinylidenchloridpolymere angewandt, da sie am einfachsten bei verhältnismäßiag niedrigen Kosten zugänglich sind.
hiß äußere Schichten werden besonders günstig und vorteil*- haffc solche aus Polyäthylen, Polypropylen oder harzartigen Copolymeren von Äthylen und Propylen hergestellte verwendet. Günstige Stoffe, welche für die Zwischenschicht oder den zweiten Strom geeignet sind, sind, chlorierte Polyäthylencopolymere aus etwa 14 bis 50 Gewichts-% Äthylacrylat und etwa 86 bis 50 Gewichts-% Äthylen, sowie aus etwa 10 bis etwa 40 Gewichts-% Vinylacetat und 90 bis 60 Gewichts-% Äthylen, Ebenfalls sehr geeignet ist ein chloriertes Polyäthylen mit einem Gehalt von etwa 20 bis etwa 40 Gewichts-% Chlprt
Im folgenden wurden zur weiteren Erläuterung mehrschichtige Folien unter Verwendung einer Vorrichtung entsprechend Fig» J. hergestelltf wobei die in der folgenden Tabelle angegebenen Bedingungen und Geschwindigkeiten zur Anwendung
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Tabelle
Versuchs-Nr.
3.
■c
Schicht"Zusam- mensetzung
PE (B)
PEVAc (C)
VeCl9-VCl (A)
PEVAC (C)
PE (B)
PE (B)
PEVAc (C)
VeCl9-VCl (A)
PEVAC (C)
PE (B)
PE (B)
PEVAC (C)
VeCl9-VCl (A)
PEVAS (C)
PE (B)
PE (B)
PEVAc (C)
VeCl9-VCl (A)
PEVAC (C)
PE (B)
PE (B)
PEVAc (C)
VeCl9-VCl (A)
PEVAC (C)
PE (B)
PE (B)
PEVAC (C)
VeCl9-VCl (A)
PEVAC (C)
PE (B)
Stärke Mils mm
1.70 0,10 0,42 0,10 1,70
1,00 0,10 0,75 0,10 1,00
1,65 0,10 0,50 0,10 1,65
1,75 0,15 0,25 0,15 1,75
0,65 0,10 0,50 0,10 0,65
0,22 0,10 0,25 0,10 0,72
0,043
0,0025
0,0107
0,0025
0,043
0,025
0,0025
0,019
0,0025
0,025
0,042
0,0025
0,0127
0,0025
0,042
0,044
0,0038
0,Ό06
0,0033
0,044
0,017
0,0025
0,0127
0,0025
0,017
0,018
0,0025
0,006
0,0025
0,018
Kunststoff-Temperatur
19O°C 19 0°C 14 00C
19O°C 2000C 153°C
190°C 195°C 144°C
185°C 200°C 14 O0C
19 O0C 2Ö0°C 145°C
185°C 200 C 14O°C
Form - Geschwindigkeit Temperatür ." Temper. lbs/hr kg/hr· d. Abkühlwalze
215°C 174 79 80°C " 23O°C 170 77 85°C 225°C 160 72,5 85°C 225"C
174 , 79
160
72,5
90°C
225°C ■ 160 72,5 87°C
90°C
CD CO CD CO
Fußnoten zur Tabelle
(A) 93,75 Gewichtsteile eines Copolymeren aus 85 Gewichts-% Vinylidenchlorid und 15 Gewichts-% Vinylchlorid 4,50 Gewichtsteile Acetyltributyleitrat 1,00 Gewichtsteil eines epoxydierten Sojabohnenöls, welches unter der Warenbezeichnung Paraples G-60 erhältlich ist
.0,75 Gewichtsteile 4-tert.-Butylsalol
(B) Polyäthylen, Dichte 0,930; Schmelzindex 3,8
(C) Copolymeres aus 72 Gewichts-% Äthylen und 28 Gewichts-% Vinylacetat, Schmelzindex 3,0
Es wurde kein Anzeichen einer inneren Zersetzung der zentral angebrachten Schicht bei der Herstellung der vorstehenden Proben festgestellt. Es konnte kein Anzeichen einer Korrosion der Ausrüstung beobachtet werden, da festgestellt wurde, daß stets die Zentral- und Sperrschicht durch eine äußere Harzschicht von der Oberfläche der Ausrüstung in der Stromabwärtsrichtung von der Öffnung 23a der Fig. 4 getrennt war.
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Claims (10)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Auspressen einer zusammengesetzten mehrschichtigen Folie, wobei ein erster Strom eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, harzartigen Materials gemeinsam mit einem zweiten Strom eines unterschiedlichen harzartigen Materials unter Bildung eines zusammengesetzten geschichteten, warmeplastifizxerten Stromes ausgepreßt wird und zu der gewünschten bogenartigen Ausbildung geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Strom ein zusammengesetzter Strom eingeführt wird, wicher aus einer inneren Schicht und zwei äußeren Schichten eines Materials besteht, durch das die innere Schicht an das Material des ersten Stromes gebunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Strom ein Polyolefin verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Strom ein Vinylidenchloridpolymeres verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere, Schicht ein Polymeres aus Äthylen und Vinylacetat verwendet wird,
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5. Vorrichtung zur Durchführung, des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, zum Auspressen einer mehrschichtigen Folie, bestehend aus einer Kombination von
einer Einrichtung (12) zur Zuführung eines ersten Stromes (31) eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, harzartigen Materials,
einer Einrichtung (13) zur Zufuhr eines zweiten Stromes
(33) eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, harzartigen Materials,
einer Einrichtung (14) zur Zufuhr eines dritten Stromes
(34) eines wärmeplastifizierten, thermoplastischen, Materials, einem Formmundstück (15) , welches einen inneren Hohlraum (16) und ein Auspreßmundstück (17) bildet, wobei das Auspreßmundstück (17) eine allgemein längliche Ausbildung hat
und zum Auspressen eines Bogens (26) geeignet ist, einer ersten Leitung (19) , einer zweiten Leitung (21) und
einer dritten Leitung (23), wobei die erste Leitung (19) die Verbindung zwischen der Zufuhreinrichtung (12) für den ersten Strom (31) und dem inneren Hohlraum (16) des Formmundstückes (15) darstellt, d4e zweite Leitung die Verbindung zwischen der Zufuhreinrichtung (13) für den zweiten Strom (33) und dem Innenraum (16) des .Formmundstückes (15) darstellt, in den sich diese zweite Leitung (21) allgemein parallel zum Auspreßmundstück (17) der Form (15) erstreckt, wobei die zweite Leitung (21) eine im allgemeiner» zu dem
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Auspreßmundstück (17) des Formmundstückes (15) parallele und zugekehrte Auspreßöffnung (32) aufweist, während die dritte Leitung (23) die Verbindung mit der Zufuhreinrichtung (14) für den dritten Strom (34) und die zweite Leitung (21) herstellt, wobei die dritte Leitung (23) innerhalb der zweiten Leitung (2l) an einer von dem durch die zweite Leitung (21) gebildeten inneren Mundstück (32) entfernten Stelle und allgemein entfernt von der Innenwand der zweiten Leitung (21) endet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (28, 29) zur Kühlung des aus dem Auspreßmundstück (17) des Formmundstückes (15) kommenden Materials auf eine Temperatur unterhalb der thermoplastischen Temperatur .
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspreßmundstück (32) der zweiten Leitung eine längliche schlitzartige Ausbildung aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspreßmundstück der zweiten Leitung (21) sich praktisch über die gesamte Breite des inneren Hohlraumes (16) der Form (15) erstreckt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
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daß die dritte Leitung (23) praktisch koaxial innerhalb der zweiten Leitung (21) angebracht ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (12, 13, 14) zur Zufuhr von Strömen des wärmeplastifizierten, thermoplastischen, Materials aus Strengpressen bestehen.
6/1749.
DE19661629369 1965-08-19 1966-08-19 Strangpressverfahren und hierfuer geeignete Vorrichtung Pending DE1629369A1 (de)

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