DE1629473C - Verfahren zur Herstellung von gewell ten Folien aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Materialien verwendet werden, die ein hohes MoIe-

lung einer gewellten Folie aus thermoplastischem kulargewicht haben.

Material, wobei eine längsgewellte stranggepreßte Thermoplastische Materialien, die im Verfahren

thermoplastische Folie von einer ersten Station zu gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind

einer zweiten Station in Längsrichtung geführt 5 beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen und andere

wird. Poly-a-olefine, Polyvinylchlorid, Polymere und Co-

Zur Herstellung von Verpackungen werden häufig polymere von Styrol, d. h. Styrol/Maleinanhydrid-Folien verwendet, welche zur Verbesserung ihrer Copolymere, Polymethylmethacrylat und Copolymere Steifigkeit gewellt oder gegrillt sind, da sie einen höhe- von Methylmethacrylat mit Acrylsäure und Alkylren Widerstand gegen Biegebeanspruchung, recht- io acrylaten, Polyoxymethylene, Polycarbonate, Polywinklig zu den durch die Wellungen gebildeten Nuten, amide und Polyester und vorzugsweise Polyamide besitzen, im Vergleich mit nicht gewellten Folien und Polyester mit hohem Molekulargewicht. Vorzugsdesselben Materials in derselben Stärke. Ihr Wider- weise werden Polyolefine, Polyvinylchlorid und PoIystand gegen Biegespannungen, die auf die Nuten oder methylmethacrylat verwendet, da diese Polymere über Rillen selbst wirken, ist jedoch nicht größer als der- 15 einen relativ weiten Temperaturbereich in einem verjenige der nicht gewellten Folie. Häufig ist es wün- formbaren Zustand gehalten werden können. PoIyschenswert, die Folie zur Erzielung besonders hoher mere mit einem relativ scharf definierten Schmelz-Steifigkeit nicht nur mit einer Längswellung zu ver- punkt, d. h. Poly-4-methylpenten-l und Polyamide sehen, d. h. einer Wellung, deren Berge und Täler und Polyester mit hohem Molekulargewicht, d. h. sich in Längsrichtung der Folie erstrecken, sondern 20 Polyhexamethylendiaminadipat oder Polyäthylenteredie Folie zusätzlich zur Längswellung mit einer Quer- phthalat, werden jedoch auch bevorzugt verwendet, wellung auszustatten. Die Querwellung kann hierbei da nur eine relativ schwache Kühlung notwendig ist, entweder so ausgebildet sein, daß die Berge und Täler um die Wellen erstarren zu lassen, die durch das senkrecht zur Längswellung ober- bzw. unterhalb der erfindungsgemäße Verfahren in der stranggepreßten Folienmittelebene verlaufen oder so, daß sie sich in 25 Folie hergestellt werden.

der Folienmittelebene erstreckt, wobei die Berge und Jede Station der Erfindung stellt einen Punkt dar, Täler der Längswellung in der Folienebene wellen- der zuläßt, daß die Folie sich in Längsrichtung beförmig ausgebildet sind. Solche mit Wellen versehenen wegt, aber der eine Bewegung der Folie in jeder anFolien aus thermoplastischem Material wurden bisher deren Richtung relativ zu der Station verhindert. Sie durch umständliche Vakuum verformungsverfahren 30 kann beispielsweise aus einem Paar Haltewalzen oder hergestellt. endlosen Riemen oder aus einer geschlitzten oder

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ein- geriffelten Platte bestehen, in der die Folie gleitet bzw.

faches Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, einen Gleitsitz hat.

längsgewellte Folien mit einer zusätzlichen Quer- Die erste dieser Stationen kann zweckmäßigerweise

wellung auszustatten. 35 die Matrize der Strangpresse sein, aus der die Folie

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem extrudiert wird. Gegebenenfalls kann an der ersten

eingangs geschilderten Verfahren die Stationen relativ Station eine Heizeinrichtung zur Erweichung der

zueinander hin- und herbewegt werden, so daß Quer- kalten Folie angebracht sein, so daß sie verformbar

wellen in die sich wenigstens während eines Teils wird. Jedoch kann die Folie in der ersten Station

ihres Laufs zwischen den Stationen in verformbarem 40 eine Temperatur unterhalb derjenigen haben, bei der

Zustand befindliche längsgewellte Folie eingebracht sie verformbar wird, wobei in diesem Fall die zweite

werden. Hierdurch ist es möglich, auf einfache Weise Station mit einer Heizeinrichtung ausgestattet ist, oder

in kontinuierlichem Arbeitsverfahren längsgewellte es ist vorzugsweise eine Heizeinrichtung zwischen

Folien mit einer zusätzlichen Querwellung zu ver- diesen Stationen angeordnet, wobei in diesem Fall

sehen. 45 die Heizeinrichtung vorzugsweise keinen direkten

Unter einem verformbaren Zustand soll ein solcher Kontakt mit der Folie hat, d. h., es wird zweckmäßig

verstanden werden, bei dem die Folie eine solche eine Strahlungsheizung angewendet.

Temperatur besitzt, daß ihre Elastizität bzw. ihre Eine Abschreckvorrichtung wird vorgesehen, um

Rückstellkraft nicht stark genug ist, um sich prak- die Temperatur der Folie zu verringern, so daß sie

tisch von den aufgebrachten Querwellungen zurück- 50 nicht länger in dem verformbaren Zustand ist, um

zubilden, während sie genügend elastisch ist, daß sie dadurch die Querwellen in der Folie zu verfestigen,

die bereits in der Folie vorhandenen Längswellen Eine solche Abschreckvorrichtung kann in bekannter

praktisch nicht verliert. Gleichzeitig sollte die Visko- Weise aus einem Wasserbad oder einem Luftstrom

sität im verformbaren Zustand derart sein, daß die bestehen, und sie ist vorzugsweise an der zweiten

F⁷olie genügend fließfähig ist, um verformt werden 55 Station oder zwischen den beiden Stationen angeord-

zu können, aber nicht so stark fließfähig, daß sie die net. Die Entfernung, über die sich die Folie in dem

gebildeten Wellen verliert. Somit besitzen die Folien verformbaren Zustand befindet, ist natürlich von dem

gemäß der Erfindung bei der Wellenbildung normaler- Abstand zwischen dieser ersten Station, falls die Folie

weise eine Temperatur, die gerade über ihrem dort verformbar ist, oder der Lage der Heizeinrich-

Schmclzpunkt liegt, und sie bestehen aus einem 60 tung, wenn die Folie an dieser ersten Station nicht

thermoplastischen Material, das für das Schmelz- verformbar ist, und der Abschreckeinrichtung be-

strangpressen geeignet ist. Temperaturen am oder stimmt. Faktoren, die die Größe dieser Entfernung

gerade unter dem Schmelzpunkt können in dem Fall beeinflussen, sind die Amplitude und die Wellenlänge

verwendet werden, wenn diese Materialien, die in der Wellen, die erzeugt werden sollen, und die Ge-

cinem weiten Temperaturbereich und bei Tempera- 65 schwindigkeit, mit der die Folic in Längsrichtung

türen erweichen, die beträchtlich über dem Schmelz- bewegt wird.

punkt liegen, wenn die Materialien eine ausreichende Die beiden Stationen können relativ zueinander

Viskosität bei dieser Temperatur besitzen, d. h., wenn hin- und herbewegt werden, indem entweder beide

Stationen hin- und herbewegt werden, aber vorzugsweise wird nur eine dieser Stationen hin- und herbewegt. Die Hin- und Herbewegung erfolgt vorzugsweise entweder in der Ebene dieser Folie und quer zur Laufrichtung der Folie, wodurch Querwellen erzeugt werden, deren Berge und Täler sich in der Folienmiüelebene erstrecken, oder in einer Richtung wechselseitig senkrecht, sowohl zur Strangpreßachse als auch zur Querachse der Folie, wodurch Querwellen erzeugt werden, deren Berge und Täler sich senkrecht zur Längsrichtung der Folie ober- bzw. unterhalb der Folienmittelebene erstrecken. Die Amplitude und Wellenlänge der eingebrachten Wellen wird durch die Amplitude und Frequenz der relativen Hin- und Herbewegung und durch die Laufgeschwindigkeit der Folie bestimmt. Es wird vorgezogen, daß die Amplitude der Querwellen, deren Berge und Täler sich in der Folienmittelebene erstrecken, wenigstens gleich dem seitlichen Abstand der vorhandenen Längswellen ist. Es wird ferner vorgezogen, daß die Wellenlänge dieser Querwellen so groß ist, daß die Querwellen ihre Hauptachse in einem Winkel von etwa 45° schneiden, da dies die größte Festigkeit erbringt. Eine solche Bedingung wird zufriedenstellend erreicht durch die Wellen in Form einer sinusförmigen Kurve mit einer Wellenlänge, die πηωΐ ihrer Amplitude ist.

Es können auch beide Arten Querwellen in der längsgewellten Folie erzeugt werden, und zweckmäßigerweise wird dies in zwei getrennten Arbeitsgängen durchgeführt.

Füllstoffe, einschließlich fasrigen Füllstoffen, und andere Zusätze können in dem thermoplastischen Material enthalten sein, aus dem die Folien hergestellt werden. Es kann auch ein Material verwendet werden, das durch ein Treibmittel expandiert wurde, d. h. geschäumte Folien aus Polystyrol oder aus einem Copolymer von Styrol und Maleinanhydrid.

Die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Folien, die Querwellen enthalten, deren Berge und Täler sich in der Folienmittelebene erstrecken, können bei der Herstellung von Schichtstoffen bzw. Laminaten, d. h. mit einer ebenen Deckfolie oder Folien aus demselben oder verschiedenem Material versehen werden. Ein besonders geeigneter Schichtstoff ist derjenige, bei dem eine dieser Folien zwischen ebenen Folien angeordnet ist. Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung dieses Schichtstoffes ist, die Folie in Berührung mit den beiden ebenen Folien zu bringen, solange sie sich noch in verformbarem Zustand befindet, wobei die beiden ebenen Folien vorzugsweise ebenfalls in verformbarem Zustand (d. h. frisch stranggepreßt) sind, wobei diese Anordnung durch eine Laminiereinrichtung geführt wird, die die drei Schichten zusammendrückt, ohne jedoch praktisch die Wellen in der Mittelfolie zu beschädigen bzw. zu zerstören. Bei diesem Laminierverfahren kann die gewellte Folie durch eine gewellte Matrize extrudiert werden, die in Querrichtung hin- und herbewegt wird, um Querwellen zu erzeugen, und die ebenen Folien können durch stationäre geradlinige Matrizen extrudiert werden, die an jeder Seite dieser gewellten Matrize in einem gewissen Abstand angeordnet sind. Bei diesem Laminierverfahren wird vorzugsweise beim Zusammenbringen der drei Folien genügend Druck aufgebracht, so daß genügend Druck zwischen ihnen vorhanden ist, um ein Gleiten oder Rutschen übereinander zu verhindern.

Dreischichtlaminate können natürlich auch in der Weise hergestellt werden, daß auf die abgekühlte starre gewellte Folie auf jede Seite eine flache ebene Folie mit Hilfe eines Klebstoffes aufgebracht wird, oder durch Schmelzpressen der ebenen Folien auf jede Seite der kalten gewellten Folie gemäß der Erfindung.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der

F i g. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung von Querwellen zeigt, deren Berge und Täler sich in der Folienmittelebene erstrecken;

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 1;

F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung von Querwellen, deren Berge und Täler sich senkrecht zur Längsrichtung der Folie ober- bzw. unterhalb der Folienmittelebene erstrecken;

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie C-C von Fig. 4;

F i g. 6 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schichtstoffes oder Laminates, bei dem der Mittelteil eine gerillte Folie ist, und

F i g. 7 ist ein Schnitt längs der Linie D-D von Fig. 6.

In Fig. 1 wird eine längsgewellte Folie 1 aus einer wellenförmigen Matrize 2 (s. Fi g. 2) stranggepreßt und gelangt in ein Kühlbad 3, an dessen Boden sie durch Walzen 4 gefördert bzw. transportiert wird. Eine Stange 5 sitzt gleitbar in Lagern 6 und ist an einem Ende mit einem Hebel 7 verbunden, der durch eine Kurbelscheibe 8 in Schwingungen versetzt wird. An der Stange 5 angebrachte Teile oder Greifer 9 erfassen sanft die gewellte Folie 1, so daß sie von Seite zu Seite geschwenkt bzw. hin- und herbewegt wird, wenn sie zwischen den Greifern 9 hindurchläuft. Die längs- und quergewellte Folie 1 wird über eine Zwischenrolle 10 aus dem Kühlbad 3 abgezogen.

Bei der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung gewellter Folien wird eine ebene Folie von einer Walze 11 zwischen Infrarotheizern 12 Walzen 13 zugeführt, deren Oberflächen, wie aus F i g. 5 ersichtlich, in der Achsrichtung wellenförmig genutet wird, so daß in der Folie Längswellen erzeugt werden, worauf die längsgewellte Folie zwischen weiteren Infrarotheizern 14, ferner einer Stange 15, die durch eine Einrichtung 16 hin- und herbewegt wird, und Düsen 17 durchgeführt wird, die Kaltluft auf die Folie blasen, um sie zu kühlen oder abzuschrecken, worauf sie schließlich durch Spann- und Halterollen 18 abgezogen bzw. abtransportiert wird. Auf diese Weise wird die längsgewellte Folie noch mit Querwellen versehen, deren Berge und Täler senkrecht zur Längsrichtung der Folie ober- bzw. unterhalb der Folienmittelebene verlaufen.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, bei der eine längsgewellte Mittelfolie 19 aus einer wellenförmigen Matrize 20 und Außenfolien 21 und 22 aus ebenen Matrizen 23 und 24 extrudiert werden. Die Matrize 20 ist über eine Stange 25 mit einer Schwingeinrichtung 26 verbunden, und diese schwingt zwischen den in Fig. 7 mit 20' bezeichneten Extremlagen hin und her, um auf diese Weise an der längsgewellten Mittelfolie 19 auch noch Querwellen zu erzeugen. Die drei stranggepreßten Folien werden zwischen konvergierende Platten 27 hindurchgeführt, die innen oder

außen wassergekühlt sind und die die drei Folien zusammenpressen. Das erzeugte Laminat bzw. der erzeugte Schichtstoff wird durch Förderwalzen 28 abgezogen.

Gewellte Folien, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, haben beispielsweise eine Breite von 5 cm bis 180 cm, und besitzen etwa 0,1 bis 40 Wellen je Zentimeter und ferner eine Amplitude von 0,005 'bis 10 cm, wobei Preßgeschwindigkeiten von 1,50 bis 20 m je Minute angewandt werden können. Die Amplitude der in die längsgewellte Folie eingebrachten Querwellen kann im Bereich von 0,025 bis 12,5 cm und die Wellenlänge im Bereich von 0,025 bis 300 cm liegen.

Die Steifheit der Folien wird vorzugsweise durch den Kenley-Steifheitsversuch gemessen, der in der Druckschrift British Standard 3748 von 1964 beschrieben ist. In diesem Versuch wird der Widerstand gegen Biegung durch die Kraft in Gramm gemessen, die notwendig ist, ein rechteckiges Versuchsstück (3,75 cm breit und wenigstens 6,9 cm lang), das an einem Ende gehalten wird, um einen Biegewinkel von 15° abzulenken, wenn diese Kraft in einem Abstand von 4,9 cm von dem eingespannten Ende über eine Dauer von 2,5 bis 30 Sekunden aufgebracht wird. Eine nicht gewellte Folie mit einer Dicke von 0,025 cm hat eine Kenley-Steifheit im Bereich von 10 bis 50. Eine längsgewellte Folie hat eine Steifheit von 300 bis 700 in einer Richtung, aber nur eine Steifheit von 10 bis 50 in der Querrichtung. Es wurde festgestellt, daß eine Folie, die zusätzlich zu den Längswellen noch quergewellt wurde, eine Steifheit in beiden Richtungen im Bereich von 200 bis 500 hat.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer gewellten Folie aus thermoplastischem Material, wobei eine

35 längsgewellte stranggepreßte thermoplastische Folie von einer ersten Station zu einer zweiten Station in Längsrichtung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stationen relativ zueinander hin- und herbewegt werden, so daß Querwellen in die sich wenigstens während eines Teils ihres Laufs zwischen den Stationen in formbarem Zustand befindliche längsgewellte Folie eingebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie vor oder während des Einbringens der Wellen durch ein Treibmittel expandiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch eine zwischen den Stationen gelegene Heizeinrichtung auf den formbaren Zustand erwärmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das relative Hin- und Herbewegen der Stationen in der Ebene der Folie und quer zu ihrer Laufrichtung erfolgt, so daß Querwellen erzeugt werden, deren Berge und Täler sich in der Folienmittelebene erstrecken.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das relative Hin- und Herbewegen der Stationen in einer Richtung senkrecht sowohl zu der Strangpreßachse als auch zur Querachse der Folie erfolgt, so daß Querwellen erzeugt werden, deren Berge und Täler sich senkrecht zur Längsrichtung der Folie ober- bzw. unterhalb der Folienmittelebene erstrecken.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gskennzeichnet, daß eine ebene, stranggepreßte Schicht an jeder Seite der Folie laminiert bzw. angeschichtet wird, solange die Folie noch im formbaren Zustand ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen