DE1704986B2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines in laengs- und querrichtung gereckten duennen spannbandes aus kunststoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines in laengs- und querrichtung gereckten duennen spannbandes aus kunststoff

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines in Längs- und Querrichtung gereckten dünnen Spannbandes aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polypropylen, mit beidseitig deckungsgleich in Längsrichtung verlaufenden schmalen Riefen und dazwischen angeordneten Rippen, bei dem das aus einem Extruder austretende, unprofilierte Band nach Kühlung in einem Verfestigungsbad zur Erzeugung der Riefen und Rippen profiliert wird, wobei gleichzeitig die entstehenden schmalen Riefen in Querrichtung gereckt werden und der Kunststoff im Bereich der Rippen geringförmig gestaucht wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Verfahren der vorstehend beschriebenen Gattung ist aus der DT-AS 12 02 968 bekannt. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß sich der Querschnitt des Bandes nicht exakt vorausbestimmen läßt, weil das Profilieren des Bandes vor dem Recken erfolgt.
Aus der GB 8 93 130 ist es allgemein bekannt, daß die mechanischen Eigenschaften eines Spannbandes aus Kunststoff verbessert werden können, wenn das Band bei der Herstellung zunächst in Längsrichtung und dann in Querrichtung oder umgekehrt gereckt wird, um die Moleküle in bestimmter Weise zu orientieren.
Schließlich ist in dem älteren DT-Fatent 15 54 803 ein Verfahren zum Herstellen eines Spannbandes aus Polypropylen vorgeschlagen worden, bei dem die Polymere im geschmolzenen Zustand aus einer Schlitzdüse stranggepreßt werden, das stranggepreßte Band in einem Bad gekühlt, dann in einem erhitzten Bad auf das 5- bis 8fache verstreckt und anschließend bei ~nem Druck von 5 kp/mm2 mit mindestens einem Walzenpaar, dessen Oberfläche mit einer Vielzahl von Wölbungen und Vertiefungen versehen ist, gewalzt und das Spannband gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von 40 bis 150 m/min aufgewickelt wird. Die Vielzahl von Wölbungen und Vertiefungen auf dem Walzenpaar sollen nach dem Ausführungsbeispiel eine Art :>Waifelmuster« bilden, wobei die Verdickungen an der Oberseite und an der Unterseite des Spannbandes ίο gegeneinander versetzt sind, so daß die Knotenpunkte der Oberseite in der Mitte der eingeprägten Rauten der Unterseite und umgekehrt die Knotenpunkte der Verdickungen an der Unterseite in der Mitte der eingeprägten Rautenflächen der Oberseite liegen. Diese Versetzung der Verdickungen bzw. ihrer Knotenpunkte an der Ober- und Unterseite ist notwendig, weil sonst ein Band mit einer »Netzstruktur« entstehen würde, welches sehr elastisch und deshalb als Spannband für Verpackungszwecke nicht mehr benutzbar wäre. Bei dem älteren Verfahren werden die Moleküle während des Profilierens nicht in Längsrichtung orientiert, sondern allenfalls in einer im Winkel zur Längsrichtung verlaufenden Richtung. Beim Einprägen der Wölbungen und Vertiefungen kann im Bereich der eingeprägten Rauten auch kein Recken des Bandes in Querrichtung erfolgen, weil das Material nur aus den oben liegenden Vertiefungen in die darunterliegenden Wölbungen und umgekehrt hineingedrückt wird. Aus dem gleichen Grunde wird das Material auch nicht im Bereich der Wölbungen gestaucht. Durch das Profilieren selbst erfolgt überhaupt keine Orientierung der Moleküle in Längsrichtung oder in Querrichtung des Bandes, sondern allenfalls nur senkrecht zu diesen beiden Richtungen, d. h. von der Oberseite zur Unterseite hin oder umgekehrt. Dabei wird die durch das vorausgegangene Recken des Bandes in Längsrichtung erzielte Orientierung der Moleküle in Längsrichtung zumindest teilweise wieder zerstört.
Ausgehend von dem Stand der Technik aus der DT-AS 12 02 968 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen eines dünnen Spannbandes aus Kunststoff so zu verbessern, daß das Spannband eine bessere Reißfestigkeit besitzt, spleißfest ist und bei Verletzungen dem Einreißen einen hohen Widerstand entgegensetzt, also eine gute Weiterreißfestigkeit aufweist.
Als technische Lösung wird erfindungsgemäß dafür vorgeschlagen, daß das Recken in Längsrichtung vor dem Profilieren vorgenommen wird, so Zur Durchführung dieses Verfahrens wird bei einer bekannten Vorrichtung mit einem das Bad erzeugenden Extruder, einem Verfestigungsbad, zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehbaren Walzenpaaren zum Recken des Bandes in Längsrichtung sowie zwei einen Walzenspalt bildenden Profilierwalzen, deren Oberflächen mit geschlossenen, keilförmigen und konzentrisch zur zugehörigen Walzenachse umlaufenden Rippen versehen sind, die einen schmalen Rippenkopf und schräge Rippenflanken besitzen, wobei die Rippen an beiden Profilierwalzen direkt einander gegenüberliegen, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Profilierwalzen in Längsrichtung des Bandes hinter den Walzenpaaren zum Recken des Bandes in Längsrichtung angeordnet sind.
Ein nach dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung hergestelltes Spannband hat eine überraschend hohe Reißfestigkeit von 36 bis kp/mm2, während ein beispielsweise nach dem im
älteren DT-Patent 15 54 803 geschützten Verfahren hergestelltes Spannband nur eine Reißfestigkeit von 20 bis 25 kp/mm2 besitzt. Die Steigerung der Reißfestigkeit liegt also über 50%. Es kommt hinzu, daß ein nach dem vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung hergestelltes Spannband auch erheblich spleißfester ist. Das liegt allein an der idealen Längsorientierung der Masse der Moleküle in den längsverlaufenden Verdickungen und an der Querorientierung der Moleküle in den Längsriefen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 2 eine Stirnansicht der verwendeten Profilier- Vj walzen.
Zum Herstellen eines Spannbandes 1 wird der aus einem Extruder 2 kommende, bandförmige Kunststoffstrang, beispielsweise aus Polypropylen, in ein Verfestigungsbad 3 geführt, in welchem er mittels einer Tauchwalze 6 umgelenkt wird. Nach der im Verfestigungsbad 3 erfolgenden Abkühlung wird das Spannband 2 Walzenpaaren 4a bzw. Ab zugeführt, wobei sich das Walzenpaar 4b mit etwa 8faeher Umfangsgeschwindigkeit im Verhältnis zu dem Walzenpaar 4a dreht, so daß eine erhebliche Querschnittsverniinderung des Spannbandes bei gleichzeitigem Recken in Längsrichtung erfolgt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Spannband sodann in ein weiteres Verfestigungsbad 3a mit einer Tauchwalze 6a geführt, aus dem es zwei Profilierwaizen 5a und 5b zugeführt wird, die im Verhältnis zur Breite des Spannbandes schmale Längsrillen in demselben erzeugen. Anschließend wird das fertige Spannband 1 auf einer Aufspulwalze 7 aufgespult.
Die in der F i g. 2 dargestellten Profilierwalzen 5a und 5£> sind auf ihrer Oberfläche mit in sich geschlossenen, keilförmigen, konzentrisch zur Walzenachse umlaufenden Rippen 8 versehen. Durch einen verhältnismäßig schmalen Rippenkopf 8a und schräge Rippenflanken 86 erzielen diese Rippen 8 beider Piofilierwalzen 5a und 5i>, die mit ihren Rippenköpfen 8a in geringem Abstand voneinander umlaufen, beim Eindringen in das zu profilierende Spannband eine Keilwirkung, durch die das Material der schmalen Längsriefen in Querrichtung gereckt und das Material der zwischen den Längsriefen vorhandenen Verdickungen geringfügig gestaucht wird. Die Stauchung der Verdickungen ist deshalb gering, weil die verdrängte Masse wegen der geringen Breite der Riefen nur sehr klein ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich beim Profilieren des Spannbandes, das vor Erreichen der Profilierwaizen 5a und 5b den strichpunktiert eingezeichneten Querschnitt besitzt, eine Verbreiterung von etwa 10%.
Versuche mit dem erfindungsgemäß hergestellten Spannband 1 haben ergeben, daß es durch die Längsreckung eine hohe Reißfestigkeit besitzt. Durch die Profilierung weist es weiterhin gegen seitliche Risse einen hohen Widerstand auf, so daß ein seitlicher Einschnitt lediglich bis zur nächsten Verdickung weiterreißen kann. Durch die schmalen Längsriefen im Spannband 1 ist dieses völlig spleißfest, so daß es auch bei in Bandlängsrichtung verlaufenden Knicken oder Falten keine Längsrisse bekommt.
Bezugszeichenliste:
1 Spannband
2 Extruder
3 Verfestigungsbad
3a Verfestigungsbad
4a Walzenpaar
4b Walzenpaar
5a Profilierwalze
5b Profilierwalze
6 Tauchwalze
6a Tauchwalze
7 Aufspulwalze
8 Rippen
8a Rippenkopf
8b Rippenflanke
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines in Längs- und Querrichtung gereckten dünnen Spannbandes aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polypropyk nil beidseitig deckungsgleich in Längsrichtung laufenden schmalen Riefen und dazwischen angeordneten Rippen, bei dem das aus einem Extruder austretende unprofilierte Band nach Kühlung in einem Verfestigungsbad zur Erzeugung der Riefen und Rippen profiliert wird, wobei gleichzeitig die entstehenden schmalen Riefen in Querrichtung gereckt werden und der Kunststoff im Bereich der Rippen geringförmig gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Recken in Längsrichtung vor dem Profilieren vorgenommen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem das Band erzeugenden Extruder, einem Verfestigungsbad, zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehbaren Walzenpaaren zum Recken des Bandes in Längsrichtung sowie zwei einen Walzenspalt bildenden Profilierwalzen, deren Oberflächen mit geschlossenen, keilförmigen und konzentrisch zur zugehörigen Walzenachse umlaufenden Rippen versehen sind, die einen schmalen Rippenkopf und schräge Rippenflanken besitzen, wobei die Rippen an beiden Profilierwalzen direkt einander gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierwalzen (5a, 5b) in Längsrichtung des Bandes (1) hinter den Walzenpaaren (4a, 4/^zum Recken des Bandes (1) in Längsrichtung angeordnet sind.
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