DE1704896A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Folien - Google Patents

Description

DR, F. ZUMSTEIN - DR. E. ASSMANN DR₁R-KOENIGSBERQER-DIPL₁-PHYS-R-HOLZBAUEr

TELEFON: 22 34 76 und S21911 POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 91139

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6/Li
(2/2/1)

179-H

PEIRO-TlX CHEMICAL CORPOMTIOF, Houston, Texas, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer

Folien.

Die Erfindung "betrifft ein neuartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Folien. Sie "betrifft in einer Hinsicht ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung rohrförmiger thermoplastischer Folien, die keine "brüchigen oder spröden Ränder oder Falten haben. Insbesondere betrifft sie eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Zusammenlegen oder Flachdrücken geblasener rohrförmiger Folien, ohne daß die Wände der rohrförmigen Folie geschwächt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein neuartiges

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Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung flexibler und zusammenlegbarer Polybutenrohre, die keine geschwächten oder spröden oder brüchigen Ränder oder Falten haben.

Viele thermoplastische Materialien können in dünne Folien oder rohrförmige Folien mit einer Dicke unter 0,00025 mm oder manchmal bis zu Dicken von 0,125 mm geblasen werden, ohne daß irgendwelche besonderen Herstellungsschwierigkeiten auftreten oder die Erzeugnisse schlechter· werden. Wurden jedoch Versuche gemacht, eine thermoplastische Folie zu erhalten, deren Wanddicke 0,125 mm oder mehr betrug oder bei der das zu ihrer Herstellung verwendete thermoplastische Material leicht runzelt oder Falten wirft, so trat im allgemeinen eine-Schwächung der aus einer solchen Folie hergestellten rohrförmigen Erzeugnisse auf. Bei bestimmten bekannten Verfahren wird eine Kombination von Stufen angewandt, bei der das thermoplastische Material in schmelzflüssiger Form als dicke, rohrförmige Hülse extrudiert wird, die nachfolgend durch ein Druckgas erweitert wird. Wenn die Hülse extrudiert und erweitert ist, wird sie normalerweise von der Strangpreßmaschine abgezogen und dann zusammengelegt oder flachgedrückt, indem sie zwischen einem Paar sich drehender Druckwalzen durchgeführt wird. Die flache, rohrförmige Folie wird dann auf einer Sammelrolle aufgewickelt. Das zum Erweitern der rohrförmigen Hülse verwendete Expansionsgas wird gewöhnlich innerhalb des Rohres mit Hilfe der Matrize des Extruders an einem Ende und einer Aufwickelrolle am anderen Ende unter Druck gehalten«

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Die Schwächung der rohrförmigen Wände der thermoplastischen Folie, die durch das Folienblasverfahren gewonnen wird, tritt "' gewöhnlich dann auf, wenn die thermoplastische Folie zusammen—, gelegt bzw« flachgedrückt wird, und zwar infolge der Bildung scharfer Falten längs der Ränder der zusammengelegten rohrförmigen Folie. Diese zusammengekniffenen Falten rufen gewöhnlich eine dünne, spröde Linie hervor, die parallel längs jeder Seite des rohrförmigen Produktes verläuft. Durch diese \ dünne,spröde j "bzw. brüchige Linie längs jeder Seite der rohrförmigen Folie wird die Gesamtfestigkeit der Folie wesentlich geschwächt, so daß der Gebrauch unter Druck ernsthaft und entscheidend beschränkt ist. Es wurde ferner festgestellt, daß, wenn ein aus dieser geschwächten Folie hergestelltes rohrförmiges Produkt bis zu seinem Berstdruck unter Druck gesetzt wird, der Bruch in dem rohrförmigen Erzeugnis parallel zu dem Rohr längs der Falte des Rohres verläuft, so daß wesentliche Abschnitte des Rohres unbrauehbar werden·

Ein Ziel der Erfindung ist daher eine Vorrichtung und ein Verfahren, durch die die Schwächung der rohrförmigen Falte oder des Randes, die bisher bei Folienblas- und -strangpreßverfahren auftraten, überwunden werden.

Ein|weiteres Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung geblasener Folien, deren Festigkeits-

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- 4 eigenschaften denen von nahtlosen oder faltenlosen, geblasenen

Folien äquivalent sind.

Noch ein Ziel der Erfindung ist,ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenlegen bzw. Flachdrucken geblasener thermoplastischer Folien ohne geschwächte oder spröde oder brüchige Ränder oder Falten längs der Kanten der zusammengelegten oder flachgedrückten, rohrförmigen Folie zu bilden.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von geblasenen Polybutenfolien, die keine geschwächten oder spröden bzw. brüchigen Falten oder Mhte haben.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Paar verbesserter Druckwalzen, durch die die Beschränkungen überwunden werden, mit denen die bisher verwendeten Druckwalzen behaftet waren.

Weitere Ziele der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Be-" Schreibung hervor.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden durch -die nachfolgend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung und das Verfahren erreicht, wobei besondere beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt und beschrieben sind. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung fassen, kurz gesägt, ein einzigartiges und neuartiges Paar von Druckwalzen zum Aufnehmen, Ziehen und Zusammenlegen stranggepreßter, ge-

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blasener thermoplastischer Folien. Die so hergestellten Folien haben eine gleichmäßige Festigkeit und Dicke, was bisher schwierig, wenn nicht unmöglich zu erhalten war.

Die Druckwalzen bestehen, genauer gesagt, aus einem Paar zusammenwirkender, gegenläufiger, praktisch zylindrischer Druckwalzen, die wenigstens zwei, am Umfang verlaufende Aussparungen an oder nahe den Enden haben. Durch die Aussparungen bzw. Ab- λ sätze haben die Druckwalzen einen tangentialen Mittelabschnitt und zwei zurückgesetzte Endabschnitte, die mit den umlaufenden Aussparungen bzw. Absätzen zusammenfallen. Im Betrieb wird die geblasene thermoplastische Folie gewöhnlich flach gedrückt oder zusammengelegt, indem sie simultan über eine Walze geführt wird, die in einer bestimmten Richtung rotiert und unter der anderen Walze durchgeführt wird, die in der entgegengesetzten Richtung rotiert. Aus Gründen der Einfachheit wird die untere Walze, über die die rohrförmige Folie läuft, normalerweise die hintere oder untere Walze genannt, während die Walze, unter der die rohrförmige Folie durchläuft, gewöhnlich die vordere oder obere Walze genannt wird. Ebenfalls zur Vereinfachung wird in der Beschreibung allgemein auf die obere oder vordere Walze als die Walze bezug genommen, die die am Umfang verlaufenden Aussparungen bzw. Abdrehungen hat, während auf die hintere oder untere Walze als die Walze bezug genommen wird, die die glatte, gleichmäßige, kontinuierliche Oberfläche hat, die frei von am Umfang verlaufenden Auss^rungen ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß diese Walzen ausgetauscht werden können.

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Die obere Walze hat einen kontinuierlichen Mittelabschnitt mit relativ konstantem Durchmesser und wenigstens zwei zurückgesetzte" Endabachnitte, deren Durchmesser kleiner als der des Mittelabschnitts der oberen Walze ist. Im Betrieb wirkt der kontinuierliche Mittelabschnitt der oberen Walze tangential mit der unteren Walze zusammen, wobei der tangentiale Mittelabschnitt der Druckwalzen gebildet wird. Die zurückgesetzten Endabschnitte der oberen Walze, die mit den Aussparungen der oberen Walze zusammenfallen, sind von der Oberfläche der unteren Walze getrennt, wodurch die freien oder zurückgesetzten Endabschnitte der Druckwalzen gebildet werden.

Bei Verwendung der Vorrichtung und der Druckwalzen der Erfindung wird die expandierte, geblasene thermoplastische Folie zu den gegenläufigen Walzen gezogen und von diesen aufgenommen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die der Geschwindigkeit der Strangpressung und der Expansion der geblasenen Folie angenähert ist. Wenn die geblasene Folie aus dem Extruder von den gegenläufigen Walzen aufgenommen wird, so wird der mittlere Teil der Folie zusammengelegt und zwischen dem kontinuierlichen Mittelabschnitt der oberen Walze und der Oberfläche der unteren Walze zusammengedrückt (tangentialer Mittelabschnitt der Druckwalzen). Gleichzeitig mit dem Zusamenlegen bzw. Zusammendrücken des Mittelabschnittes werden auoh die seitlichen Handbeile der Folie flachgedrückt, aber dieses Flachdrücken erfolgt,ohne daß die Ränder der flachen Folie zusammengekniffen oder gefaltet

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werden. Diese Randabflachung wird durch den Durchlauf durch den Raum erreicht, der durch die zurückgesetzten Endabschnitte der öfteren Walze und die kontinuierliche Oberfläche der unteren Walze gebildet wird. Durch den Durchgang der thermoplastischen Folie durch die Druckwalzen in der oben beschriebenen Weise werden die Innenwände des Teiles der zusammengelegten rohrförmigen Folie, der durch den. Mittelabschnitt der Druckwalzen läuft, fest zusammengehalten. Dieses Zusammenhalten oder Aneinanderhaften der Innenwände des flach gedrückten Rohres wird gewöhnlich, als Blockierung bezeichnet und auf die Klebrigkeit oder Zähflüssigkeit zurückgeführt, die bei teilweise ausgehärteten thermoplastischen Materialien vorhanden ist. Diese Blockierung oder Haftwirkung teilt die zusammengelegte rohrförmige Folie in einen blockierten Mittelabschnitt und zwei nicht blockierte Kandabschnitte. In den nicht haftenden Randabschnitten der Folie bleibt eine kleine Menge des Gases zurück, das zum Erweitern oder Aufblasen der thermoplastischen Folie verwendet wurde. Durch diese Gasrückhaltung längs der Ränder der flachen ( Folie erhalt man zwei durch Gas aufgeblähte thermoplastische Rissen längs jeder Seite des zusammenliaf tend en Mittelabschnitts. Durch Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung wird die Bildung von scharf gefalteten Rändern oder Falten beim Zusammenlegen bzw, Flachdrücken von stranggepreßten, geblasenen Folien vermieden.

Ifachfolgend werden anhand der Zeichnung verschiedene beispielsweioe Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei gleiche

Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet sind.

Pig, 1 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung der Erfindung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit der Rahmen, der die Hauptteile der Vorrichtung trägt, weggelassen ist.

Pig. 2 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform und zeigt ein Paar zusammenwirkender, sich berührender Druckwalzen.

Pig. 3 zeigt eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform eines Paares von Druckwalzen.

Pig. 4 zeigt isometrisch die in Pig. 2 dargestellten Druckwalzen, aus denen eine thermoplastische Polie ausgetragen wird.

Pig. 5 zeigt einen Querschnitt eines flachgedrückten oder zusammengelegten Rohrs, das man durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erhält.

Pig. 6 ist ein Querschnitt eines zusammengelegten Rohres, das durch Druckwalzen erzeugt wird, die keine zurückgesetzten bzw. ausgesparten Endabschnitte haben.

Pig. 7 ist ein Querschnitt des in Pig. 5 dargestellten Rohres, das expandiert wurde und unter Druck steht.

Pig. 8 ist ein Querschnitt des in Pig. 6 dargestellten Rohres, das expandiert wurde und unter Druck steht.

Pig. 9 ist ein Schaubild und zeigt den Zusammenhang zwischen der Rohrwanddicke und der durchschnittlichen Pestigkeit der thermoplastischen Polie, die durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung hergestellt wurden, im Vergleich mit anderen Verfahren.

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In Fig. 1bestehen die Hauptteile der Vorrichtung zur Herstellung thermoplastischer Folien aus einem Trichter 11 zur Aufnahme von Polymerpartikeln für die Zufuhr in eine Strang-, preßmaschine, die gewöhnlich aus einem mit einer Druckschnecke versehenen Strangpreßzylinder 12, einer Matrize 13 und einer Expandiereinrichtung 16 besteht. Obwohl die Polymerpartikel gewöhnlieh in Form von Pellets in den Trichter eingefüllt werden, die einen Durchmesser von etwa 1,6 Ms 12,7 mm haben, I können alle anderen Formen aus thermoplastischem Material verwendet werden, die ein relativ hohes Schüttgewicht haben und vorzugsweise frei νοώ-lösungsmitteln sind. Sa das thermoplastische Material durch eine Förderschnecke durch den Strangpreßzylinder gepreßt wird, wird das thermoplastische Material, ehe es die Matrize 13 erreicht, durch nicht gezeigte Heizeinrichtungen geschmolzen. An dieser Stelle wird die thermoplatische Schmelze durch die Form 14 und um einen ovalen Dorn 15 gepreßt, um eine ziemlich dicke Polymerhülse zu bilden. Während a des Strangpressens wird das thermoplastische Material gewöhnlich auf einer Temperatur, die etwas über ihrer Schmelztemperatur liegt, und auf einem Druck gehalten, der der gewünschten Strangpreßgeschwindigkeit entspricht. Venn beispielsweise das thermoplastische Material ein Polymer, wie z.B. Polybutenpolymer, Ist, so kann die thermoplastische Schmelze bei einer Temperatur von etwa 93*0 bis etwa 316^ö0 und mit einem Druck von etwa 30 bis 500 Atmosphären durch die Form und um den Dorn gepreßt werden.

Eine regulierte Menge eines Gases, wie z.B. Luft, wird dann

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vom Zentrum der Form und ,des Dorns in die Hülse aus thermoplastischem Material durch eine feasdüsenartige Expandiereinrichtung 16 unter einem Druck eingeführt, der ausreicht, das geschmolzene thermoplastische Material zu erweitern. Die Ausdehnung»geschwindigkeit der Blase hängt von der Dicke des thermoplastischen Materials ab, wenn dieses den Dorn verläßt» und außerdem von der gewünschten Dicke der erweiterten Polymerfolie. Der

^ Grad und die Geschwindigkeit der Erweiterung hängen ferner in einigem Umfang von der Art des strangzupressenden thermoplasbischen Materials ab. Wenn das thermoplastische Material beispielsweise ein Polybuten-(1)-polymer ist, und wenn ein Mindestmaß-¹ an biaxialer Orientierung gewünscht ist, so wird das Polybuten-(1 )-polymer im allgemeinen auf einen Durchmesser erweitert, der nicht mehr als zweimal so groß wie der Durchmesser des Dornes ist. Der gewünschte Durchmesser der Blase kann geeignet durch Variation der in die thermoplastische Hülse eingeführten Luftmenge reguliert werden, wobei eine geeignete Reguliereinrichtung,

" wie z.B. ein Druckregelventil, verwendet wird.

Gegen den Umfang der hälb-schmelzflüssigen Blase wiai mit Hilfe einer Kühleinrichtung 17 Kühlluft geblasen, um das stranggepreßte Material so schnell wie möglich zu kühlen und auszuhärten, sobald danach die gewünschte Blasengröße erreicht ist. Im allgemeinen besteht die Kühleinrichtung aus einem kreisförmigen Gasrohr, das eine Vielzahl von Düsen-hat, um den Kühlgasstrom in einer Menge und Geschwindigkeit zu dirigieren, die einer

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schnellen Verfestigung oder Aushärtung der geblasenen thermoplastischen Folie dienlich sind. Diese Gasdüsen liegen vorzugsweise nahe beider Form und dem Dorn, so daß gekühlte Luft in Berührung mit dem thermoplastischen Material kommen kann, sobald das thermoplastische Material aus der Form extrudiert und erweitert wird. Der Verfestigungs- oder Härtungspunkt des geblase-

Erstarrungs- nen thermoplastischen Materials wird durch eine ÖEKHfelmie 19 angezeigt, und er kann durch Variation der Kühlgeschwindigkeit angehoben oder erniedrigt werden. Eine Vielzahl von Klassierführungen 20 sind in Längsrichtung der Blase angeordnet, um die Beibehaltung einer konstanten Blasengröße zu unterstützen und um den Durchlauf der Blase in direkter Linie zu den Druckwalzen aufrecht zu erhalten. Ehe das expandierte thermoplastische Material in den Druckwalzen 21 und 22 aufgenommen wird, wird die thermoplastische Blase allmählidi durch Führung s walz en 23 abgeflacht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine % zusätzliche Kühlung durch Luftdüsen 24, die auf den Bereich der Blase gerichtet sind, der eventuell die Nähte oder Falten der zusammengelegten Blase oder Röhre bildet. Es wurde festgestellt, daß diese zusätzliche Kühlung besonders dann vorteilhaft ist, wenn die geblasene Folie sich nur langsam verfestigt. Beispiele langsam sich verfestigender thermoplastischer Materialien umfassen Polybuten-(i), Polybutadien und Copolymere von Polybuten-(1) und Polybutadien. Diese zusätzliche Kühlung erfolgt nur an den Randabschnitten des thermoplastischen Materials,...

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wobei der mittlere Abschnitt der thermoplastischen iOlie in teilweise verfestigtem Zustand verbleibt. Durch diese zusätzliche Kühlung ist eine schnelle und erhöhte Verfestigung der Randabschnitte des zusammengelegten thermoplastischen Rohres sichergestellt, während der Mittelabschnitt des Rohres in unvollständig verfestigtem Zustand bleibt, so daß ein leichtes Blockieren oder Aneinanderheften der Innenwände des Rohres möglich ist. Wenn das zusammengelegte thermoplastische Rohr durch die Druckwalzen 21 und 22 gelaufen ist, so kann es eventuell auf einer Aufwickelwalze 25 aufgewickelt werden.

Pig. 2 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung und zeigt ein Paar von Druckwalzen, die aus einer oberen oder vorderen Walze 21 und einer unteren oder hinteren Walze 22 bestehen und unter pressender Berührung zusammenwirken.

Jede der Walzen hat in der Mitte eine Walzenwelle 26 bzw. 27,

enjt
auf denen die Walzen sprechend rotieren können, wobei wenigstens

eine der Walzenwellen mit einer nicht gezeigten, drehbaren Antriebseinrichtung verbunden ist. Die Druckwalzen werden im allge-

meinen so angeordnet, daß das zusammengelegte Rohr über und etwas unter der Walze 22 läuft. Obwohl die Art und Weise, in der das zusammengelegte Rohr von den Walzen abgenommen wird, für den Betrieb der Erfindung nicht wichtig >i ist, bildet das zusammengelegte Rohr im allgemeinen eine Krümmung von etwa 90 bis 180° um die Walze 22.

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Die Walzen können übereinander, wie in Pig. 2 gezeigt, oder nebeneinander, wie in Pig. 1 gezeigt, angeordnet werden. In jedem Pail läuft die thermoplastische folie über die hintere oder untere Walze (d.h. die Walze ohne Aussparungen). Ein ■nicht, gezeigter'-Antrieb ist im allgemeinen mit der unteren oder hinteren Walze 22 verbunden, um die Walze mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die der Geschwindigkeit angenähert ist, mit der die thermoplastische Schmelze aus der Strangpreßmaschine g stranggepreßt wird. Die Druckwalzen sind praktisch zylindrisch, wobei wenigstens eine der Walzen eine Oberfläche hat, die die geblasene Polie ergreift und in Richtung auf die Walzen zieht. Vorzugsweise haben beide Walzen einen elastischen Oberflächenüberzug, der aus einer gummiartigen Substanz, wie z.B. einem Polyurethan bestehen kann. Die untere Walze hat normalerweise eine kontinuierliche Oberfläche mit relativ konstantem Umfang oder Durchmesser, während die obere Walze wenigstens zwei am Umfang verlaufende'Aus sparungen oder Absätze 28 hat, die nahe bei oder an den Endabschnitten der Walze liegen,. Durch diese

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Aussparungen haben die Druckwalzen einen kontinuierlichen tangentialen Mittelabschnitt 29ι wenigstens zwei ausgesparte Endabschnitte 30 und wenigstens zwei Berührungsendabschnitte 31 * Es wurde festgestellt, daß die Berührungsendabschnitte 31 strukturell wichtig sind, da sie die Walzen stützen und irgendeine Verbiegung oder Durchbiegung der oberen Walze beim Betrieb mildern.

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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, hat)en die ausgesparten Abschnitte der oberen Walze einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des kontinuierlichen Mittelabschnittes der oberen Walze. Im allgemeinen ist der Durchmesser des ausgesparten Bereiches etwa 0,25 mm bis 2,5 cm kleiner als der Durchmesser des kontinuierlichen Mittelabschnittes. Vorzugsweise ist der Durchmesser des ausgesparten Abschnittes etwa 1,25 mm bis 5 mm kleiner als der Durchmesser des kontinuierlichen Mittelabschnittes, wenn der Durchmesser des Mittelabschnittes etwa zwischen 7»5 bis 15 can liegt. Die obigen Abmessungen können jedoch hauptsächlich abhängig von der Dicke der herzustellenden Folie variiert werden. Als allgemeine Faustregel kann gelten, daß die Tiefe der Aussparungen etwa das 5- bis 20-fache der Dicke der erzeugten Folie beträgt. Wenn beispielsweise die geblasene rohrförmige Folie eine Wanddicke von etwa 0,38 mm hat, so liegt die Tiefe der Aussparungen etwa in dem Bereich von 1,75 bis etwa 7,5 mm.

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform von einem Paar Druckrollen gemäß der Erfindung. In dieser Figur haben die Walzen kontinuierliche Aussparungen bzw. Ansätze 32, die vom aide des Mittelabschnittes 33 der oberen Walze nach außen verlaufen. Wenn der Mittelabschnitt der Walze annähernd 85 bis 95% der Länge der oberen Walze beträgt, so ist eine Verbiegung oder Durchbiegung nicht merkbar, und die Be-

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rtihrungsendabsehnitte können weggelassen werden. Beim Betrieb wird die expandierte thermoplastische Folie durch die Greif- fläche der Walzen mit einer Geschwindigkeit zwischen den Druckwalzen durchgezogen, die der Strangpreßgeschwindigkeit angenähert ist. Wenn die Folie durch die Walzen läuft, kommt der Mittelteil der rohrförmigen Folie in engen Preßkontakt mit dem kontinuierlichen Mittelafcschnitt der oberan. Walze und mit der Oberfläche der unteren Walze. Die Endabschnitte der rohrförmigen Folie laufen durch den Raum, der infolge des zurückgesetzten Abschnittes der oberen Walze zwischen dieser und der Oberfläche der unteren Walze entsteht. Werden Druckwalzen, wie die in Fig. 2 gezeigten, verwendet, so sind die Berührungs- oder Kontaktendabschnitte in Preßkontakt mit der Oberfläche der unteren Walze, wobei jedoch die Ränder der thermoplastischen Folie zwischen diesen Abschnitten der Walze nicht durchlaufen. Wie schon gesagt, dienen diese Kontaktendabschnitte nur dazu, den Walzen eine zusätzliche Stütze während des Betriebs zu geben.

Fig. 4 zeigt in Isometrie eine flache, rohrförmige Folie, die aus einem Paar von Druckrollen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, austreten.

Wenn die geblasene thermoplastische Folie zwischen der oberen Walze 21 und der unteren Walze 22 durchläuft, wird die geblasene Folie flachgedrückt oder zusammengelegt, so daß zwei übereinanderliegende Folien gebildet werden. Während des Flachdrückens wird der mittlere Abschnitt der geblasenen Folie 34 infolge seines

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Durchlaufens zwischen dem kontinuierlichen Mittelabschnitt der Walze 21 und der Oberfläche der Walze 22 blockiert. Die Seiten oder Randabschnitte der flachgedrückten Folie verlaufen durch die zurückgesetzten Endabschnitte 28 der Walze, so daß zwei parallele Randkissen 35 aus thermoplastischem Material gebildet werden, die mit einer kleinen Menge des Gases aufgeblasen sind, das zum Expandieren der extrudierten thermoplastischen Schmelze verwendet wurde.

Das Gas, durch das die parallelen Randkissen aufgebläht sind, wird durch den blockierten bzw. aneinanderhaftenden Mittelteil des thermoplastischen Rohres 34 getrennt innerhalb eines jeden Kissens gehalten. Das Expansionsgas wird ferner innerhalb des Rohres und der Kissen durch die Matrize des Extruders an einem Ende und die Aufwickelwalze am anderen Ende unter Druck geteilten. Der aneinanderhaftende Bereich des Mittelteiles des zusammengelegten rohrförmigen Filmes oder der Folie muß daher ausreichen, um die Randabschnitte des Rohres aufgeblasen zu halten, und um das Entweichen oder eine wesentliche Diffusion der in dem Kjteenbereich eingeschlossenen Gase zu verhindern. Wie schon ausgeführt, wird dieser gewünschte Blockierungsbereich durch Regelung der Verfestigungsgeschwindigkeit der thermoplastischen Folie erreicht. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, können Kühlluftleitungen 17 Kühlluft über die gesamte untere Oberfläche der geblasenen Folie dirigieren. Vorzugsweise erfolgt die Kühlung an dem Bereich der Folie in nächster Nähe der Form. Das in

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Pig. 1 mit 24 "bezeichnete Sekundär-Kühlluftsystem kann auf den Teil der geblasenen Folie gerichtet werden, der eventuell die Kanten oder gefalteten Abschnitte der zusammengelegten Folie bildet. Durch diese zusätzliche Kühlung erhält man eine höhere V_werfestigung8geschwindigkeit des thermoplastischen Materials längs den Bandabschnitten der geblasenen Folie, wodurch, die Möglichkeit einer versehentlichen Blockierung bzw. eines versehentlichen Anhaftens der Randabschnitte auf ein Minimum herab- j gedrückt wird. Der Mittelteil der geblasenen Folie wird soweit gekühlt, wie es für eine wirksame Blockierung des Mittelteiles während der Arbeitsstufen der Expansion und des Flachdrückens geeignet ist.

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Querschnitt einer zusammengelegten Folie, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt wurde. Die aufgeblähten Kissen aus thermoplastischem Material 35 sind durch den blockiertenbzw. aneinanderheftenden Mittelabschnitt 36 der Folie getrennt. |

Fig. 7 zeigt die in Fig. 5 dargestellte zusammengelegte Folie nach der Expansion unter Druck· Die Dicke der Folie 37 ist, wie deutlich aus der Figur hervorgeht, länge der Wände des Rohres praktisch überall dieselbe· Infolge dieser konstanten Wanddicke hat die Folie unter Druck eine gleichmäßige Festigkeit.

Flg. 6 zeigt eine zusammengelegte thermoplastische Folie, die mit HiIi· einer konventiontlltn Vorrichtung zum Jlaohdrüolcen

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erzeugt wurde, d.h. einer Vorrichtung, die konventionelle Druckwalzen mit kontinuierlichen Oberflächen hat, bei denen die gesamte Oberfläche von einer Walze die andere Walze berührt. Durch die Verwendung der bekannten Druckwalzen wird die rohrförmige Folie vollständig flachgedrückt, wobei sich die Innenwände 38 der Folie berühren und scharf gefaltete Ränder 39 längs der Seiten der flachen Folie bilden.

Fig. 8 zeigt die in Fig. 6 zusammengelegte Folie nach der Expansion unter-Druck. Es kann deutlich festgestellt werden, daß die Dicke der Folie 40 praktisch konstant ist, außer an zwei dünneren Abschnitten 41» die den geknickten oder gefalteten Rändern 39 in Fig. 6 bei der zusammengelegten Folie entsprechen.

Das Verfahren und die Torrichtung gemäß der Erfindung können zur Herstellung thermoplastischer Folien aus vielen thermoplastischen Materialien benutzt werden. Allgemein können bei der Erfindung beispielsweise Polymere von öC-Olef inen oder Diolefinen verwendet werden, die die allgemeine Formel R - CH = OH₂ haben, in der R vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatome hat und aus einem aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatisehen Rest einer gesättigten oder ungesättigten Art oder Auswahl besteht. Halogen-substituierte Polymere, die von Halogen-suBstituierten (X-Olefinen oder halogenieren Polymeren abstammen, können ebanfalls verwendet werden. Beispiele der obigen Polymere umfassen Polypropylen, Polybuten, Polybutadien, Polystyrol, Poly-

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penten, Polyhepten, Polyisobutylen, Polyisopren, Poly-(3-phenylpropen-1), Poly-(3-phenylbuten-1), Poly-(4-phenylbuten-1)-, Polybicyclo-CZjZji-hepten-Z), Polycyclopentadien, Neopren und . dergl«. Mischungen und Gopolymere der genannten Stoffe können ebenfalls verwendet werden.

Beispiele anderer verwendbarer thermoplastischer Materialien umfassen Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Methyl- | methacrylat, Nylon, Polyvinylformyl-acetatbutyral, Polyvinylchlorid und deren Copolmyere,

Die Erfindung kandbesonders angewandt werden beioc-Olefinpolymeren von Monomeren, die 3 bis 14 Kohlenstoffatome haben und insbesondere bei Polymeren von O^-Olefinen, die 3 bis 8 Kohlenstoffatome haben. Die Erfindung ist besonders gut geeignet für Polybuten-(1) oder Olef incopolymere, in denen Buten-(i| das Haupt- ' oder größere Monomer und Äthylen, Propylen und deren Mischungen die kleineren Komponenten sind, und wobei dieee Polymere ein ■ ' spezifisches Gewicht von wenigstens 0,88 bei 20°0, vorzugsweise zwischen 0,90 und 0,92 oder höher, und eine Kristallinitat küÄMÄgxi von wenigstens 10$, vorzugsweise zwischen 35 und 6O?6 Kristallinität bei normalen atmosphärischen Temperaturen haben. Beispiele besonders geeigneter Polymere sind in der am 23.11.1965 eingereichten U.S.-Anmeldung 509 401, die den Titel "Verbesserte. Polymere" hat, beschrieben. ,

Eine zweckmässige PolymerisationBmethode für die Herstellung von Polymeren, die zur Erzeugung von Folien mit Hilfe des erfin-

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dungsgemäßen Verfahrens' und der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden können, ist in der IT.S.-Patentschrift 2 825 721 beschrieben, Nach dieser Patentschrift erhält man Polymere durch Polymerisation von Olefinverbindungen in Anwesenheit von Chromoxyd, das mit wenigstens einem Oxyd aus der Gruppe verbunden ist, die aus Kieselerde, Tonerde, Zirkonerde und Thorerde besteht. Die daraus hergestellten Polymere zeichnen sich dadurch aus, daß ihre ünsättigung vorwiegend vom innenständigen trans- oder endständigen Vinyltyp ist. Bestimmte andere Polymere zeichnen sich dadurch aus, daß ihre Ünsättigung nahezu vollständig endständige Vinylstruktur hat. In einer Ausführungsform der Erfindung werden aliphatische Olefine, die 2 bis 8 Kohlenstoffatome haben, in Anwesenheit eines Kohlenwasserstoffverdünnungsmittels polymerisiert. Aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe können als Verdünnungsmittel verwendet werden. Die Reaktion wird gewöhnlich bei einer Temperatur bis zu 260⁰C und vorzugsweise zwischen 66°C und 160⁰C und unter einem Druck durchgeführt, der ausreicht, die R eaktionsmittel und die Verdünnungsmittel im flüssigen Zustand zu halten. Die Reaktion wird mit einem Katalysator durchgeführt, der aus Chromoxyd besteht, das auf einem Träger, wie z.B. Kieselerde, Tonerde, Zirkonerde usw. sitzt. Den Katalysator erhält man durch Imprägnieren eines Kieselerde-Tonerde-Komplexes mit einer wässrigen Lösung einer Chromverbindung, die durch Erwärmung und Calcinieren unter nicht reduzierenden Bedingungen, wie z.B. in der Anwesenheit von Luft, Sauerstoff,- CO₂ usw., bei

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einer Temperatur im Bereich von etwa 400 "bis etwa 816°0 in Chrom*- -n oxyd umgewandelt werden kann, wodurch die Chromverbindung- in Chromoxyd umgewandelt wird, in welchem das Chrom 6-wertig ist. Das Chromoxyd ist in einer Menge von wenigstens 0,1 Grew.-$, "bezogen auf das Gewicht des gesamten Katalysators, vorhanden. Die Temperatur zur Durchführung der Polymerisations-Reaktion kann über einen "breiten Bereich variiert werden, liegt jedoch gewöhnlich in dem Bereich von 38 Ms 260⁰C und vorzugsweise in dem I Bereich von 66 bis 232°C. Der bevorzugte Bereich für Propylen und höhere Olefine ist 66⁰C bis etwa 121°C, wenn ein Katalysator in fester Schicht (fixed bed catalyst) verwendet wird. Wird ein beweglicher Katalysator verwendet, so beträgt die bevorzugte Polymerisations-Temperatur für Propylen oder höhere Olefine etwa 82⁰C bis 93°0.

Das oben beschriebene Polymerisationsverfahren nach der Ü.S.Patentschrift 2 825 721 erfolgt vorzugsweise bei einem Druck ,der hoch genug ist, eine Reaktion bei flüssiger Phase aufrecht zu erhalten. Normalerweise ist ein Druck von wenigstens etwa 7 bis 21 kg/cm erforderlich· Es können jedoch, wenn gewünscht, auoh

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Drücke bis zu 35 oder sogar etwa 50 kg/cm angewandt werden. Als Faustregel kann gelten, daß höhere Drücke die Erzeugung von Polymeren mit hohem Molekulargewicht begünstigen, wobei alle anderen Bedingungen konstant bleiben. Bei Propylen können Molekulargewichte von 2000 bis 50 000 durch Verwendung der oben beschriebenen Bedingungen erreicht werden. Bti einem Verfahren mit flüssiger

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Phase und einem Katalysator in fester Schicht kann die Zufuhrgeschwindigkeit im Bereich von 0,1 bis 20 Plussigkeitsvolumenmengen je Stunde liegen.

Ein weiteres, sehr vorteilhaftes Verfahren zur Erzeugung thermoplastischer Materialien für die Herstellung thermoplastischer Folien mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfc findungsgemaßen Vorrichtung verwendet eine andere Art eines Katalysators. Beispielsweise können Polymere in Anwesenheit von Polymerisationskatalysatoren hergestellt werden, die allgemein als ^llZiegler"-Polymerisationskatalysatoren bekannt sind. Eine vollständige Beschreibung von einigen der Katalysatoren, die verwendet werden können, findet man in der TJ,S.-Patentschrift 3 113 115· Injdieser Patentschrift wird die Herstellung eines Polymerisationskatalysators aus einer Übergangsmetallverbindung, vorzugsweise einem Halogenid, und einer reduzierenden Komponente beschrieben, die gewöhnlich aus einer Metall-Alkyl-Verbindung besteht. Beispiele für verwendbare Übergangsmetallverbindungen umfassen die aus den Gruppen IVB, VB und VIB des Periodischen Systems. Eingeschlossen in die bevorzugten Arten sind die 2itanhalogenide, beispielsweise Titantetrachlorid, Titantriohlorid, litandichlorid und deren Mischungen, Andere Metallverbindungen, wie z.B. Zirkontetrahalogenid, Hafniumtetrachiorid, Vanadiumchlorid, Chromchlorid, Wolframchlorid und dergl,, sind besonders geeignet. Weitere Übergangs-Metall-Halogenide, die Halogene enthalten, die aus den Gruppen ausgewählt sind, die aus Brom, Jod, Chlor und in bestimmten Beispielen Fluor bestehen, können ebenfalls ve

Die reduzierende Komponente der Ziegler-Katalysator-Verbindung" * kann irgendeine aus einer Auswahl von reduzierenden Mitteln sein. Am üblichsten unter den Reduziermitteln sind organometallische Verbindungen, wie z.B. Triäthylaluminium, Aluminiumdiäthylchlorid, Aluminiumdiäthylhydrid, Aluminiumtriisobutyl, Aluminiumtriisopropyl und verwandte Verbindungen. Viele andere Reduziermittel, wie z.B. Lithiumaluminiumhydrid, Zinkdiäthylhydrid und dergl., sind in der Literatur als geeignete Reduziermittel beschrieben und können ebenfalls .verwendet werden. Diese Katalysatoren gehören zu der bekannten ^MZiegler^ir-Auswahl.

In dem katalytischen Komplex, der aus einer Obergangsmetallverbindung und einer reduzierenden Komponente besteht, kann das Verhältnis der Bestandteile in einem relativ breiten Bereich variiert werden. Der bevorzugte Bereich hängt in weitem Umfang von den Betriebsbedingungen, dem au polymerisierenden Kohlenwasserstoff und der Wahl des zu verwendenden Katalysators ab. In einem Katalysator, in dem ein Mol Titanhaiogenid verwendet wird, kann die Iriäthylaluminiumverbindung von etwa 0,5 bis 5 oder sogar bis zu 10 Mol variiert werden. Bei Verwendung des obigen Katalysators kann sine Anzahl von Prozeduren angewandt

^ werden. Beispielsweise kann der Katalysatorkomplex vorgeformt

und voraktiviert werden, ehe der Komplex mit dem zugeführten ^Kohlenwasserstoff vereinigt wird^""In einigen Pällen können die •^■•Katalysatorbestandteile direkt dem zugeführten Kohlenwasserstoff

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<* zugegeben werden. Die Polymerisationsreaktion wird gewöhnlich

"»in Anwesenheit β ^s inerten organischen Lösungsmittels oder in

<Andererseits kann der Katalysator mit einem inerten Lösungsmittel vereinigt und dieser Brei dem zugeführten Kohlenwasserstoff zugegeben oder mit ihm gemischt werden.>

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Anwesenheit eines Überschußes an Monomer durchgeführt. Während der Katalysator in einem weiten !Temperaturbereich hergestellt werden kann, wird er gewöhnlich "bei einer Temperatur zwischen 3O°G und 15O°G hergestellt. Die Katalysatormenge kann sehr weit variiert werden, und sie kann bis herab zu 0,01 Gew.-#,bezogen auf das Gewicht des zu polymerisierenden Monomers, betragen, liegt jedoch normalerweise in dem Bereich von etwa 0,5 bis etwa 5 bis 10 Gew.-^. Die Polymerisationsreaktion wird gewöhnlich bei Temperaturen unter 25O°O und bei Drücken unter 300 Atmosphären und üblicherweise bei Temperaturen zwischen 25°0 und 150°0 und bei etwa 1 bis 50 Atmosphären durchgeführt.

Die Polymerreaktionen können in einer Masse durchgeführt werden oder es können inerte Verdünnungsmittel anwesend sein. Bevorzugte Verdünnungsmittel sind die inerten flüssigen Kohlenwasserstoffe, die Alkane, wie Propan, Butan, Pentan, Heptan und dergl., es sind jedoch auch solche Materialien, wie Isooctan, Oyclohexan, Benzol, Toluol und dergl. geeignet. Das nach dem obigen Verehren hergestellte Polymer kann unter Verwendung bekannter Methoden zu frei fließenden Partikeln verfestigt werden, die ein hohes Schüttgewioht haben.

Noch eingehender ist in der U.S.-Patentschrift 3 141 ö72 im Detail ein bevorzugtes Arbeitsverfahren beschrieben, das sich

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in der Hauptsache mit der Erzeugung von Polypropylen befaßt. Mach dieser Patentschrift können Polymerisate von ungesättigtem Kohlenwasserstoff und insbesondere Propylen, das im wesentlichen aus isotaktischen Makromolekülen besteht, unter Verwendung eines festen kristallinen Titanhalogenids erhalten werden, in welchem das Titan eine Wertigkeit unter der maximalen Wertigkeit hat, die seiner Stellung im periodischen System entspricht. Der Polymerisationskatalysator wird aus dem pulverförmigen ' _d (kristalliner Peststoff) Titantrichlorid hergestellt, das in einem Kohlenwasserstoff verteilt ist, wobei dazu eine Metallalkylverbindung, wie z.B. Triäthylaluminium oder Diäthylaluminium-monochlorid,zugegeben wird, worauf die Suspension auf eine Temperatur von 50 bis 90⁰G erwärmt wird. Durch dieses Verfahren erhält man einen Katalysator, der eine Steuerung der Polymerisation von ungesättigten Kohlenwasserstoffen erlaubt, so daß die erzeugten Polymere im wesentlichen aus isotaktischen MaKromolekiilen aufgebaut sind. Die Polymerisation von Propylen nach dem oben genannten Patent wird in einem flüssigen Ver- I dünnungsmittel, das praktisch inert gegen das Metallalkjil ist, oder in Alkylmetallchiorid ausgeführt, wobei praktisch keine Luft und kein Wasser anwesend sind, und es wird vorzugsweise unter einer Atmosphäre eines inerten Gases, wie z.B. Stickstoff, ausgeführt. Die zur Herstellung des Katalysators verwendbaren Kohlenwasserstofflösungsmittel, die ajLsj'auch! die Polymerisationsmittel verwendet werden können, sind vorzugsweise Paraffin-Kohlenwasserstoffe, einschließlich Leicht-Gasolin, Heptan, Isooctan und dergl. Das Kohlenwasserstofflösungsmittel kann auoh das zu polymerisierende Monomer sein. Die Polymerisation..

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kann bei Temperaturen zwischen 20 und 120°0 unter Atmosphären- - druck oder unter niederen Drücken Ms zu 30 Atmosphären über Normaldruck ausgeführt werden.

In der U.S.-Patentschrift 2 964 510 ist die Polymerisation von Buten-1 beschrieben. Gemäß dieser Patentschrift erfolgt die Polymerisation mit einem Katalysator, der aus einem Komplex oder einem Reaktionsprodukt einer Alkylmetallverbindung besteht, wie z.B. Diäthyl-aluminiumchlorid oder Äluminiumsesq.uichlorid (einer gleichen molaren Mischung aus Aluminiumdiäthylchlorid und Aluminiumäthyldichlorid) mit einer Titanverbindung, z.B. Titantetrachloride

Die Temperatur zur Durchführung der Polymerisation nach dieser Patentschrift beträgt etwa 25 bis 35°0 bei einem Druck zwischen 1 und 100 Atmosphären. Das Verfahren kann in Anwesenheit einer greifbaren Menge eines flüssigen Verdünnungsmittels durchgeführt werden, das aus einem inerten aliphatischen Kohlenwasserstoff, der vorzugsweise etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatome hat oder verschiedenen arojtanatischen Kohlenwasserstoffen oder anderen inerten Lösungsmitteln bestehen kann. Die Polymerisation kann auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels, d.h. nur in Anwesenheit von Buten-1 erfolgen.

Obwohl jedes gewünschte Verfahren angewandt werden kann, um das Buten mit dem Katalysator in Kontakt zu bringen, besteht nach dem letztgenannten Patent ein bevorzugtes Verfahren darin, das Olefin

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als Gas oder Dampf oder auch als ELüssigkeit unter guter Durch- ' rührung in den Katalysatorbrei einzuführen. Die Polymerisation - . "beginnt und setzt sich mit einer Geschwindigkeit.fort, die etwas variiert entsprechend der Art der Polymerisiionszufuhr, des Katalysators und der relativen Konzentrationen der Beschickung und des Katalysators hinsichtlich der Menge an vorhandenem Verdünnungsmittel.

Bei der Herstellung des Katalysators "besteht die "bevorzugte Prozedur darin, eine Lösung der gewünschten Alkylme tallver "bindung in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. n-Heptan, und ferner eine separate Lösung von litantetrachlorid ebenfalls in einem inerten Lösungsmittel, wie z.B. n-Heptan, herzustellen, und dann die beiden Lösungen "bei Baumtemperatur in den gewünschten Anteilen zu mischen. Durch die Mischung dieser "beiden Katalysatorbestandteile bildet sich gewöhnlich ein Niederschlag, und es ist erwünscht, diesen durch Umrühren in Suspension zu halten. Gemäß der letztgenannten Patentschrift beträgt das Molverhältnis der Aluminiumverbindung zu der Titanverbindung in der Katalysatormischung etwa 6 Mol Aluminium je Mol Titan, Soll einjCestey, unlösliches Polymer mit hohem Molekulargewicht erzeugt werden, so wird normalerweise Diäthyl-aluminiumchlorid verwendet. Ist jedoch ein Polymer mit niedrigerem Molekulargewicht erwünscht, so wird gewöhnlich das Sesquichlorid verwendet.

In der U.S.-Patentschrift 3 008 945 ist ein Katalysator und ein Verfahren zur Herstellung von 1,4-Transpolyisopren beschrie-

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ben. Gemäß dieser Patentschrift wird Isopren polymerisiert, um 1,4—Additions-, Transfigurations-P-olyisoprene in Anwesenheit eines Katalysators zu bilden, der aus einem Aluminiumalkyl, Titantetrachlorid und Chloreisenoxyd besteht. Im allgemeinen wird Isopren in Anwesenheit dieses Katalysatorsystems polymerisiert, während das Isopren in einem inerten Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel gelöst wird. Die Verwendung inerter Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel schafft ein Mittel zur Regelung der Wärme der Reaktion, wobei die Polymerisationsgeschwindiglceit dadurch nicht direkt beeinflußt wird. Das verwendete Verhältnis von Lösungsmittel zu Monomer kann in verhältnismäßig weiten Grenzen, beispielsweise von 1:2:1 bis zu 20:1 oder mehr variiert werden. Die bei der Polymerisation von monomerem Isopren angewandte Temperatur kann zwischen einer niedrigen Temperatur, wie z.B. 0°0, biß herauf zu einer Temperatur von 90⁰C oder mehr geändert werden. Vorzugsweise beträgt die Polymerisationstemperatur annähernd 50⁰C bei einem Druck unter 100 Atmosphären. Das bevorzugte molare Verhältnis von Aluminium zu Titan zu Eisen ist 10:1:5. Der Aluminiumalkylanteil dieses Katalysators kann irgendein Alkylrest sein, wie z.B. Aluminiumtriäthyl, AIuminiumtrihexyl, Aluminiumtriheptyl, Aluminiumtripropyl, JKIax-x

Aluminiumtriisobutyl und dergl. Unter diesen

wird Aluminiumtriisobutyl vorgezogen.

Wie bereits ausgeführt, ist es bekannt, verschiedene Arten von Lösung Bin i tteln al β Grundbestandteil für die Polymerisat!on»-

^BAD

reaktion zu verwenden. Bestimmte !lösungsmittel jedoch, die bestimmte Eigenschaften besitzen, sind besonders geeignet. Im allgemeinen wird ein Lösungsmittel mit einem Dampfdruck unter¹ 30 Atmosphären bei 20°C verwendet. Vorzugsweise hat das Lö- ' sungsmittel einen Siedepunkt über -5O⁰O und unter 70°0. Ein Lösungsmittel, das einen Siedepunkt von etwa 150⁰G hat, kann jedoch unter bestimmten Bedingungen ebenfalls verwendet werden. Ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt zwischen -1O⁰G und 30⁰C j und einem Dampfdruck zwischen 10 und 50 Atmosphären bei 20°0, das 3 bis 10 oder 3 bis 6 Kohlenstoffatome hat, wird besonders vorgezogen, Beispiele geeigneter Lösungsmittel sind Propan, Propylen, η-Butan, Isobutan, Buten~(1), Buten-(2), Pentan, Penten, Isopenten, Hexen, Hexan, Gyclohexan, Heptan, Hepten und Methylchlorid. Es können jedoch auch andere aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Lösungsmittel verwendet werden» Das zu polymerisierende Monomer kann ebenfalls vorteilhaft als Lösungsmittel verwendet werden.

Ist das Polymer Polybuten-(1), so sind bevorzugte organische Lösungsmittel solche, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Propan, Butan, Isobutan, Buten-(1), Buten-(2) und deren Mischungen bestehen.

Ist das Polymer Polypropylen, so Bind bevorzugte organische Lösungomittel solche, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Propan, Propylen, Isobutan, Butan, Buten-(2) und deren Mischungen besteht»

109822/1935 «Dawart«.

Ist das Polymer Polyisopr.en_t so sind "bevorzugte organische Lösungsmittel solche, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Propan, Butan, Isobutan, Buten~(2), Pentan, Penten~(2), 2-Methylbuten-(2) und deren Mischungen besteht. Polymerlösungen, die Polybuten-(1) in Buten-(1), Polypropylen in Propylen, PoIyciabutadien in Butadien, Polyistpren in Isopren, Polystyrol in Styrol und dergl. enthalten, können ebenfalls verwendet werden.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der besseren Erläuterung der Erfindung, durch die diese jedoch in keiner Weise eingeschränkt werden soll,

Beispiel I

84 g einer iithylaluminium-sesquichlorid-n-butan-Lösung (7»86$) wurde durch eine Katalysatoröffnung in einen 19 1-Autoklav eingegeben, dem ferner 3,125 g Titantrichlorid zugegeben wurden. Das Molverhältnis von Athylaluminiumsesciuichlorid zu Titantrichlorid ist 2:1. Eine zusätzliche Menge von η-Butan wird durch die Katalysatoröffnung in den Autoklav eingeführt, um die Katalysatorzuführleitungen auszuwaschen und somit sicherzustellen, daß sämtliches litantrichlorid in dem Reaktionsgefäß ist, und al3 Mittel für einen Katalysatorbrei. In den Autoklav wurden ferner 6804 g n-Buten-(l), (vorgewärmt auf eine Temperatur von 60⁰G), schnell über eine Zeitspanne'von etwa 1 Minute eingebracht. Durch Verwendung der Streifenheiakörper und des Kühlrückfluß-Kondensators wird während einer Reaktionsperiode von 2 Std. eine

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Reaktionstemperatur von 6O⁰O (+ 1°O) aufrecht erhalten* Am oberen Ende des Autoklavs werden aus eher Öffnung für Dampfproben Gasproben entnommen, und zwar unmittelbar nach der Zugabe des Monomers und in Intervallen von 30 Minuten während der Polymerisation, die zu chromatographischen Analysen dienen.

Nach Ablauf der 120 Minuten Reaktionszeit wird der Inhalt des Autoklavs durch eine Öffnung am Boden in einen Behälter abgeführt, der Isopropylalkohol und Wasser enthalt, um den Katalysator zu inaktivieren. Nicht reagiertes Buten und andere flüchtige Kohlenwasserstoffe werden aus dem Behälter abgeführt.

Das Erzeugnis wird bei 8O⁰C in n-Heptan gelöst, mit entmineralisiertem Wasser gewaschen, um den Katalysator zu lösen und zu entfernen, worauf der Polymerlösung Stabilisatoren zugegeben

bzw. gewaschen werden, und die Lösung dann mit Dampf behandelt/wird, um das verbrauchte Lösungsmittel zu entfernen* Das Polymererzeugnis wird granuliert, in einem Yakuumofen getrocknet und zu Pellets geformt.

Eine repräsentative-Prob« der Pellets wurde untersucht, und es wurde festgestellt, daß sie einen Schmelzindexwn 0,44> spezifisches Gewicht von 0,914, eine Streckgrenze von 161 kg/cm ,

2
eine Zugfestigkeit von 325 kg/cm und eine niedrige Yersprüdungstemperatur von -15⁰O haben»

BAD OHIGINAL

Die Polymerpellets wurden durch eine Förderschnecke in eine Heizeinrichtung gepreßt, wo das Polymer schmolz und durch eine Form gedrückt wurde, die eine Ausflußöffnung von etwa 9 mm hatte. Die Temperatur der Form war annähernd 2O4°C, und das Polymer wurde durch die Form bei einem Druck von etwa 140 kg/cm extrudiert. Das Polymer wird als dickes Rohr extrudiert. Während das Rohr in geschmolzenem Zustand ist, wird es durch Einblasen von Luft in die Mitte des Rohres durch die Form expandiert, um eine Blase zu bilden, deren Durchmesser annähernd das 1,75-fache des Durchmessers der extrudierten dicken Hnre beträgt. Die Blase wird gekühlt, indem Kühlluft um den Umfang der Blase in der Nahe der Stelle geblasen wird, an der sie stranggepreßt wird. Die Blase wurde allmählich durch Führungswalzen abgeflacht und durch Druckwalzen zu einer rohrförmigen Folie zusammengelegt, wie in Fig, 1 gezeigt ist. Die Druckwalzen bestanden aus einer unteren Walze mit einem Durchmesser von 10 cm und einer Länge von 65 cm und einer oberen Walze mit einem Durchmesser von 10 cm, die einen kontinuierlichen Mittelabschnitt mit einer Länge von etwa 28 cm und zwei Endaussparungen mit einer Breite von 5 cm und einer Tiefe von etwa 1,6 mm hatte. Die Aussparungen hatten eine Neigung von etwa 60°. Jede der Walzen hatte eine massive drehbare Welle aus rostfreiem Stahl, die durch die Walze verlief,und jede der Walzen war mit einem Polyurethanmaterial überzogen, das eine Shore-Härte (A) zwischen 60 und 70 hatte.

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Das so hergestellte rohrförmige Teil hatte einen Durchmesser von etwa 208 mm und eine Wanddicke von etwa 0,4 mm. Dieses Rohr wurde im Betrieb als Bewässerungsrohr getestet, und es wurde festgestellt, daß in ihm Wasser aus einem Wasserbehälter zu einem Bewässerungskanal über eine Strecke von etwa 250 ni und eine Steigung von etwa 3 m transportiert werden konnte. Das Wasser wurde mit Hilfe einer auf einem Traktor befestigten 15~om-Zentrifugalpumpe, die mit etwa 600 bis 700 U/Min» arbeitete, ä durch die Leitung gedrückt..

Beispiel 2

Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die zum Zusammenlegen bzw. Flachdrücken der geblasenen Folie verwendeten Druckwalzen durch konventionelle Druckwalzen ersetzt wurden» Die im vorliegenden Beispiel verwendeten Druckwalzen bestehen aus einem Paar Waisen mit einem Durchmesser von 10 cm und einer länge,von 65 cm. Keine der .-J v/alzen hat Aussparungen, wie sie bei Beispiel I beschrieben und verwendet wurden. Die in diesem Beispiel hergestellten rohrförmigen Teile sind im wesentlichen dieselben, wie die rohrförmigen Teile, die man nach Beispiel 1 erhielt mit der Ausnahme, daß hier die rohrförmigen Teile scharf geknickte Palten längs ihrer Ränder haben. Mit Hilfe eines hydrostatischen Drucks wurde ein schneller Berat- bzw. Reißversuch an einem 12 m langen Abschnitt des Rohres ausgeführt, das gemäß Beispiel 1

SAD OBi(SINAL

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hergestellt wurde, und mit einem 12 ι langen Abschnitt eines Rohres verglichen, das nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Die Versuche wurden durchgeführt, indem ein Ende von jedem der Rohre verschlossen wurde, und die Rohre mit Wasser unter Druck gesetat wurden, bis sie zerrissen. Der Druck, bei dem die Rohre aufrissen, und ebenso die Art des Risses wurden-festgestellt, Der theoretische Berat- biiw« Reißfc druck der rohrförmigen Wände wurde berechnet unter Verwendung der Spannungsformel von Barrow's Hoop«. Die kleinere Wanddicke, die durch die Falben des gemäß Beispiel '2 hergestellten Rohres entstand, wurde beL der Berechnung des theoretischen Reißdruckes des Rohres vernachlässigt.

Die Ergebnisse des Reißversuches unter Verwendung eines Rohres, das mit einer Vorrichtung mit konventionellen Druckwaisen,und eines Rohres, das mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellt wurde, demonstrieren, daß das nach Beispiel 2 hergestellte Rohr einen Reißdruck hat, der 65,3ö$ des bheroretischen Reißdruckes äquivalent ist, während das Rohr, das gemäß Beispiel 1 hergestellt wurde, einen Reißdruck hat, der 99 bis 100$ seines theoretischen Reißdruckes entspricht.

Ein weiterer bedeutender Unterschied zwischen den gemäß Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 hergestellten Rohren ist der, daß der Riß des Rohres nach Beispiel 1 auf einen 60 cm langen Abschnitt des Roh-

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res beschränkt war. Der Riß des gemäß Beispiel 1 hergestellten * ' Rohres ist sternförmig oder am Umfang verlaufend, sο daß das Rohr viel eher getrennt wird, als daß es in Längsrichtung aufgerissen oder aufgeschlitzt wird. Das gemäß Beispiel 2 herge- . stellte Rohr reißt und schlitzt dagegen längs einer seiner Nähte oder !"alten über die gesamte länge des Rohres von 12m auf.

Die Art des Bruches und ebenso der Druck, bei' dem der Bruch bzw. Rißkuftritt, ist für den Verbraucher aus wirtschaftlichen Gründen wegen einer Auswechselung wichtig. Beispielsweise gehen bei dem durch das Beispiel 1 beschriebenen Verfahren und die Vorrichtung hergestellte Rohr weniger als 5$ verloren, wenn der Reißdruck des Rohres erreicht ist. Dagegen werden bei dem gemäß Beispiel 2 erzeugten Rohr die gesamten 12 m oder 100$ des Rohres zerstört und müssen ersetzt werden.

Beispiel 3 <·,

Nach den in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Verfahren wurden Polybuten-(.1) -Rohre mit verschiedenen Wanddicken hergestellt. An jedem der hergestellten Rohre wurden Reißfestigkeitsversuche durchgeführt. Der Verlauf oder die Zusammenhänge zwischen Reißfestigkeit und Rohrdicke wurden bestimmt, und sie sind in Fig. 9 graphisch dargestellt.

Auf der Abszisse des in i'ig. 9 gezeigten Sehaubildes ist die

Polymerwanddicke und auf der Ordinate die durchschnittliche Reiß-

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festigkeit des Polymers aufgetragen. Die Linie AB stellt die · theoretische Reißfestigkeit des Polymers für eine bestimmte Dicke dar. Die Linie CD stellt die durchschnittliche Reißfestigkeit rohrförmiger Teile dar, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt wurden. Die Reißfestigkeiten, die gemäß der Erfindung erreicht werden, liegen annähernd bei der theoretischen Reißfestigkeit des Polymers. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist jedoch in J¹Ig. 9 die Linie GD leicht unter der Linie AB eingezeichnet. Die Linie EF stellt andererseits die Reißfestigkeit rohrförmiger Teile dar, die nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. In diesen Fällen hatten die rohrförmigen Teile scharf geknickte Ränder, wodurch die durchschnittliche Reißfestigkeit verringert wurde. Aus Fig. 9 geht hervor, daß, wenn die Rohrwanddicke erhöht wird, dann die prozentuale Reißfestigkeitsdifferenz zu der theoretischen Reißfestigkeit zunimmt.

Beispiel 4

Das Verfahren nach Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß das Polybuten dadurch erzeugt wird, daß mit demselben Katalysatorsystem eine Mischung aus 93 Mol-# n-Buten-(1) und 7 MoI- i° Propylen-(1) polymerisiert wurde. Eine weitere Änderung liegt darin, daß Walzen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung verwendet wurden. Es wurden Rohre mit hoher Reißfestigkeit hergestellt und Vergleichsergebnisse erzielt, die ähnlich, denjenigen waren, die .man bei den Boianie-

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len 1 und 2 erhielt-,-'wenn-die in lig· 2 gezeigten-Walzen, durch konventionelle Walzen ersetzt wurden.

Beispiel 5

Beispiel 4 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß das verwendete Polymer Polypropylen war.

Wurden die obigen Versuche an verschiedenen anderen Polymer- -,materialien, wie z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, -Polybutadien und an öopolymeren und Mischungen dieser Materialien durchgeführt, so wurden ähnliche Ergebnisse erzielt.

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Claims (1)

1. 704896

   Patentansprüche

   Vorrichtung zum Abflachen bzw. flachdrücken geblasener thermoplastischer Folien, gekennzeichnet durch ein Paar gegenläufiger, zusamenarbeitender Druckwalzen, die einen tangentialen Mittelabschnitt zum Aufnehmen und Abflachen bzw. Flachdrücken des Mittelteiles der geblasenen thermoplastischen Folie und ferner zwei zurückgesetzte bzw. ausgesparte Endabschnitte zum Aufnehmen und Abflachen der Ränder der geblasenen Folie haben, ohne daß diese Ränder geknickt oder gefaltet werden, wobei zwei parallele, durch Gas aufgeblähte thermoplastische Kissen längs des Teiles der Folie gebildet werden, der zwischen den zurückgesetzten bzw. ausgesparten Endabschnitten durchläuft.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der tangentiale Mittelabschnitt der Druckwalzen so ausgebildet ist, daß die thermoplastische Folie, die in Berührung mit diesem tangentialen Mittelabschnitt kommt, blockiert wird, und daß die Entleerung der thermoplastischen Kissen auf ein Minimum herabgedrückt wird.

   3. Vorrichtung zur Herstellung flachgedrückter, rohrförmiger thermoplastischer Folien, die keine spröden oder brüchigen und keine geschwächten Falten haben, gekennzeichnet durch ein Paar

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   zusammenwirkender, gegenläufiger, im wesentlichen zylindrischer Druckwalzen, die wenigstens zwei am Umfang verlaufende Aussparungen haben, wobei durch diese Aussparungen an diesen zusammenwirkenden Walzen ein kontinuierlicher tangentialer Mittelabschnitt und zwei ausgesparte bzw. zurückgesetzte Endabschnitte gebildet werden, und daß diese ausgesparten Endabschnitte mit diesen Aussparungen zusammenfallen.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen an derselben Walze ausgebildet sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusamnmwirkenden zylindrischen Druckwalzen aus einer oberen oder vorderen Walze und einer unteren oder hinteren Walze bestehen; daß diese untere oder hintere Walze eine kontinuierliche Oberfläche mit relativ konstantem Umfang und diese obere oder vordere Walze am Umfang verlaufende Aussparungen in der Nähe eines jeden Endes dieser Walze haben, und daß durch diese Aussparungen an dieser oberen oder vorderen Walze ein kontinuierlicher Berührungsmittelabschnitt, wenigstens zwei zurückgesetzte Endabschnitte und wenigstens zwei Berührungsendabschnitte ausgebildet werden, und daß dieser Berührungsmittelabschnitt und diese Berührungsendabschnitte mit dieser unteren oder hinteren Walze zusammenwirken und diese berühren.

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   , 6, Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen eine Oberfläche aus einer elastischen gummiartigen Substanz haben.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der zurückgesetzten bzw. ausgesparten Endabschnitte der Walzen wenigstens 0,25 mm kleiner sind als der Durchmesser dieses Mittelabschnittes.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser dieser ausgesparten Abschnitte 0,25 mm bis 2,5 cm kleiner sind als der Durchmesser dieses Mittelabschnittes.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen zentral eingebaute drehbare Wellen haben und ein Antrieb mit einer dieser drehbaren Wellen verbunden ist, um diese Walzen gegenläufig und mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die der Strangpreßgeschwindigkeit der thermoplastischen Folie aus einer Strangpresse angenähert ist, um die geblasene thermoplastische Folie aufzunehmen.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßeinrichtung aus einer Strangpresse mit einer Schnecke besteht; ferner aus einer kreisförmigen Form zum Strangpressen und Bilden einer dicken thermoplastischen Hülse, aus einer

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   Expandiereinrichtung, die in dieser SOrin angeordnet ist und die eine Gasdüse hat, um Druckgas zum Expandieren dieser Hülse auf einen Durchmesser, der größer ist äLs derjenige dieser Hülse, abzugeben.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpreßeinrichtung eine Heizung hat, um feste thermoplastische Partikel zu schmelzen, um diese als thermoplastische Schmelze strangzupressen. .

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangpresse mit einer Kühleinrichtung zum Kühlen der Omfangsfläche der expandierten thermoplastischen Schmelze versehen ist, und daß diese Kühlung in dem Bereich der Polie konzentriert wird, der in nächster Nähe dieser kreisförmigen 3?orm liegt.

   13· Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine sekundäre Kühleinrichtung, die eine Vielzahl von Gasdüsen hat, um Kühlluft gegen den Teil der expandierten thermoplastischen Schmelze zu richten, der eventuell die Ränder oder gefalteten Abschnitte der zusammengelegten thermoplastischen Schmelze bzw. Folie bildet.

   i4.) Verfahren zur Herstellung einer geblasenen rohrförmigen folie, die kein$ geschwächten und keine spröden oder brüohigen Palten

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   hat, dadurch gekennzeichnet, daß 1.) eine Schmelze aus thermoplastischem Material durch eine Porm als dickwandiges Rohr oder Hülse extrudiert wird; daß 2.) diese rohrförmige Hülse durch Einblasen von Druckgas in das Zentrum dieser Hülse aufgeblasen wird und ein expandiertes rohrförmiges Teil gebildet wird, das einen größeren Durchmesser und dünnere Wände als diese Hülse hat; daß 3.) dieses expandierte rohrförmige Teil

   t während des Aufblasens mit einer Geschwindigkeit gekühlt wird, die eine Erstaraingslinie an der expandierten Röhre in nächster Nähe der Stranpreßform erzeugt, und daß 4.) diese aufgeblasene Röhre dadurch abgeflacht bzw. flachgedrückt wird, daß sie zwischen einem Paar gegenläufiger, zusammenarbeitender Druckwalzen durchgeführt wird, die einen kontinuierlichen Berührungsmittelabschnitt und zwei ausgesparte bzw. zurückgesetzte Endabschnitte haben, wodurch der Teil des expandierten Rohres, der zwischen dem Berührungsmittelabschnitt der Druckwalzen durchläuft während des Flachdrückens blockiert bzw. zum Aneinander-

   Ψ haüLten gebracht wird, und daß der Teil des expandierten Rohres, der zwischen den ausgesparten Endabschnitten der Walzen durchläuft, dadurch abgeflacht wird, ohne jedoch die Ränder der flachen, geblasenen 3?olie zusammenbau., kneif en, daß zwei praktisch parallele, thermoplastische Kiseen gebildet werden, die mit einem Teil des Gases aufjgebläht bzw. aufgeblasen sind, da£ zum Aufblasen dieser rohrförmigen Hülse verwendet wurde.

   15. Verfahren nach Anspruoh 14, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Polymer eines Olefins ist, das

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   2 bis 12 Kohlenstoffatome hat. "

   16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß das Olefin aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Buten-(1), 4-Methylbuten-(1) und 5-Methylpenten-(1) besteht.

   17· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material durch ein Verfahren erzeugt wird, ^ eei dem Buten-(1) mit einer katalytisch aktiven Menge eines "Ziegler"-Katalysators unter Polymerisationsbedingungen bei einer Temperatur zwischen O⁰O und 150°0 und einem Druck zwischen 1 und 50 Atmosphären in Berührung gebracht wird.

   18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der "Ziegler"~Eatalysator aus katalytisch aktiven Mengen von Aluminium-sesquichlorid und Aluminium-aktiviertem Titantrichlorid besteht, und daß die Polymerisationstemperatur zwischen

   25 und 35°0 3^aHc^ei)ruck zwischen 7 und 21 kg/cm² liegt. |

   19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß diese geblasene Folie zusätzlich gekühlt wird, indem Strahlen gekühlter Luft auf den Teil der geblasenen Folie gerichtet werden, die eventuell der Ränder der flachgedrückten, geblasenen Folie bilden.

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