DE1753639A1 - Einrichtung zur Herstellung eines Kunststoffstreifens - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Herstellung eines Kunststoffstreifens.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung Ton Plastik- oder Kunststoffstreifen oder -bändern aus einem pulverfdrmigen ausgangsmaterial, insbesondere zur Herstellung von pordson oder mikroporöaen Streifen oder Polio durch Zusammensintern eines Kunststoffpulvers. Die Erfindung last sich insb@sondere zur Heratellung son Folien oder Streifen verwenden, deren Oberfläche mit Rippen oder nutenartigen Vertiefungen veraehen iat.
• Gesinterte folie aus pulvorformigen Polymeren kann man einfach dadurob herstellen, daB man eine kontinuierliche Pulverachicht auf ein laufendes Band aufbringt, die dann durch Wärmeeinwirkung zusammengesintert wird; das Förderband läuft dabei unter einer feststehenden Matrise durch, die die Dicke der Schicht atauart. Durch Fulvaraintern hergestellte Folien eignen Çiih infolge ihrar guton Durchlässigkeit z. B. zum Plltctn ton Caa und Flüaaigkaitan.SialaaaanaichauBardamalaDiaphragma odor Trennschichten fUr elektrische Battarian odar Sammler sere wenden. Mit Öl getrinkt etellen solohe Folien Schmiermittelträger dar, die sur Reibungsverminderung zwischen beweglichen Teilen in mechanischen Einrichtungen verwendet werden können.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Haratallung von Kunststoffstreifen oder Folien aus einem pulverföraigen Ausgangsmaterial, bel walchar eine Pulverschicht durch ainan bowegllchen Träger unter einer featatehenden Matrize durchgodllhrt wird, welche die Porm der Oberfläche der eus der Matrize austrotenden Fulvarachicht baatimmt. Dia Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, d in die sich der Matrize nähernde pulverschicht Luft eingelassen wird, so da# sich die Schicht in n einem aufgerührten Zuatand ähnlich einem strömenden Medium bafindat, wenn eie dia Matrize erreicht.
• An Stelle von Luft, die 8U wirtachaftlichen und tachni- : ruz schen GrUnden vorgesogen wird, kann natürlich auch @irgendein andarea Ga verwendet werden.
• Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffatreifen.
• Fur viele Zwecke soll oder muB die obere Seite eines gesinterten Streifens Rippen oder Nuten aufweisen. Man kann hierzu der am Material angreifenden unteren Seite der feststehenden Matrize eine entsprechende Form geben, so daß die Oberfläche der Pulverschicht eine entsprechende Formgebung bekommt. Bei der Herstellung von Trennfolien fUr Batterien wird beispielsweise ein Profil gewünscht, das eine Reihe von Rippen aufweist, die über don Hauptkörper der Trennfolie vorsteht, so da# man in diesem Falle eine Matrize verwenden wird, deren Unterseite Schlitze aufweist, die in Form und Abstand den gewunschten Rippen entsprechen.
• In der Praxis sind feststehende Matrizen rotierenden oder anderweitig bewegten Matrizen vorzuziehen, da die letzteren dazu neigen, das Pulver zu verdichten, so daß die Porosität des fertig gesinterten Produktes leidet. Auch Vibrationen sollen vermieden werden, da diese ebenfalls eine Verdichtung des Pulvers bewirken können. Die Reibung zwischen dem Pulver und der Matrize kann jedoch dazu iffhren, da# die Rippen oder dgl. rauh und ungleichförmig werden, insbesondere wenn die verwendeten Polymerisatpulver schlecht fließen. Bei Scheidern oder Separatoren für Batterie sollen die Rippen aus elektrischen Grtnden schmal sein, inebesondere dort, wo sie in den Körper des Separators übergehen. Die Herstellung von relativ hohen und schmalen Rippen, die gleichseitig glatit und gleichmäßig sind, hat sich ale besonders schwierig erwiesen.
• Durch die vorliegende Erfindung worden die Einflüsse einer Reibung zwischen der Matrizenoberflache und des Polymerisatpulver weitgehend, wenn nicht gans ausgeschaltet, ohne d da Pulver dadurch verdichtet wird.
• Am zweckmä#igsten wird die Luft durch in die Schicht eintauchende Aual&aae eingespeist. Die Luft kann also beispielsweiae durch ein Rohr zugeführt werden, das sich quer über die Breite der Schicht erstreckt und innerhalb diseur mit Au osa soreehen ist. Mindestens ein Tell der Wand dea Robres kann aus einem poroaen oder mikroporbeen Material bestehen; die Poren bilden dabei die Luftaustrittsöffnungen, welche gewünschenfalls in ihrer Grdße abgestuft sain können, so da# der Hauptteil der Luft aus dem oberen Teil des Rohres austritt. Das Rohr hat vorzugeweise einen nicht kreiaförmigen Querschnitt und ist nicht so hoch wie breit.
• Die Erfindung lä#t sich auf die verschiedenste Weise in die Praxis umsetzen und soll nun an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung naher erläutert werden; an zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung zur Erzeugung eines gerippten, mikroporösen Kunststoffstreifens fUr Separatoren von elektrtschen Akkusulatoren ; Fig. 2 eine vergrößerte perepektivisohe Ansicht eines Zuführungstrichters und einer Matrize oder Rakel ; Big. 3 eine vergrö#erte Schnittansicht der Rakel-und Belüftungsanordnung und Fig. 4 eine Ansicht einer speziellen Rakelfora.
• Die in whig. 1 dargestellte Maschine zur Verarbeitung eines thermoplastischen Polymerisatpulvers, z. B. Polyvinylchloridpulver oder Polyäthylenpulver hoher Dichte einer Teilchengrö#e bis zu 150 Mikron, enthdlt ein örderband 10 aus rostfreiem Stahl, das us zwei Rollen 11, 12 geführt ist. Das obere Trum des Förderbandes wird durch nicht dargestelltaquortrdger abgestützt, auf denen das Band gleitet. Am einen Ende der Machine ist liber dem F6rderband ein Zuführungstrichter 14 für das Pulver angeordnet, der eine Pulverschicht auf das Band liefert, die sich tber dessen ganze Breite erstrookt. Hinter dem Tricher ist eine einjustierbare Querleiste 16 angeordnet, mittels derer das Austreten des Pulvers aus dem Tricher gesteuert werden kann und die gewährleistet, da# die rohe Pulverachioht eine annähernd gleiche Dicke hat. Hinter der Querleiste 16 ist eine feststehende Matrize oder Rakel 17 angeordnet, deren unterer Rand Schlitte 18 aufweiat, um in der Pulverachicht die gewünschten Rippen 19 su bilden.
• Dan Band Iluft dans mit der darauf befindlichen gerippten Pulverschicht durch sinon Sinterofen 20. Dan 4U8 dem Ofen ausretende, gesinterte Material wird vor dem Ablösen von Forderband durch einen Luftstrom gekühlt, der aus einer Leitung 21 austritt. Das geainterte Material gelangt dann su einer Sohneidesasohlne 22, in der feststehende Messer das Material in Streifen einer gewünschten Breite und Quermesser die so gebildeten Streifen in Stücke einer gewünschten Länge schneiden.
• Be aind Vorkehrungen getroffen, da# auf das Band keine Erschütterungen übertragen werden, während die Pulverschicht aufgebracht, die Rippen gebildet und die geformte Schicht gosintert werden. Durch diese Tataache und des Vermeiden jeglicher Druckeinwirkung auf das Pulver sowie durch die Wahl der Teilchengrö#e wird ein hoher Grad an Mikroporosität im gesinterten Endprodukt erroicht.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Vorkehrungen getrofden, us die Pulverschicht su durchlüften, wenn aie sich der die Formgebung bewirkenden Rakel nähert. Hieru wird vorzugsweise ein Rohr 23 aux einem mikroporösen Material verwendet, das quer über die volle Breite der auf dem Transportband befindlichen Schicht reicht und auf der stromaufwärts gelegenen Beite der Rakel 17 in einer solchen Höhe tber dem Fdrderband angeordnet ist, daß das Rohr im Betrieb vollständig in das Pulver eintaucht. Das Rohr hat einen elliptischen Querschnitt, die horizontal liegende Hauptachse mi@t etwa 12,7 mm, die Nebenachse etwa 6, 35 mm ; die unterseite des Rohres befindet sich ungefähr auf der Höhe der Spitzen der Schlitze in der Rakel. Ale mikroporöses Material fUr das Rohr kann gesintertes PolySthylen hoher Dichte mit einer Volumenporosität von ungefähr 40 % und einer mittleren Porengrdße von 50 Mikron verwendet werden. Wie man solche Rohre herstellt, ist bekannt, (siehe z. B. britische Patentschrift 829 305).
• In beide Enden des mikroporösen Rohres wird Luft unter mäßigen Uberdruck eingespeist, so daB die Luft praktisch gleichförmig über die ganze Breite der Pulverschicht aus dem Rohr austritt. Bei der dargestallten Ausführungsform hatte die untere Hälfte des mikroporösen Rohres eine etwas herabgesetzte Porosität, so da# die Luft bevorzugt aus der oberen H§lfte austrat.
• Im Betrieb wird die ungeformte Pulverschicht durch das Förderband in Richtung auf die formgebende Rakel bewegt und die aus der ganzen Oberfläche des Rohres unter niedrigem Druck direkt in die Pulvermasse austretende Luft lockert das Pulver auf, so da# die Pulverschicht in ihrer gansen Dichte in etrdxender Bewegung ist. Hiordurch wird d$ Reibung, die sonst zwischen den Seiten der Schlitze und dem Pulver auftritt, wenn dieses unter der Rakel durchwandert, beträchtlich herabgesetzt, ohne da# die profilierte Schicht, die aus der Rakel oder Matrize austritt gestört würde. Der Belüftungseffekt ist also vollständig auf den Bereich zwischen der den Austritt aus dem Tricher 14 steuerrr den Querleiste und der Rakel 17 beschränkt und verschwindet vollständig, wenn die geformte Pulverschicht aus der Rakel austritt. Dae Rohr 23 selbst stellt einen vernachlässigen Widerstand iür die wandernde Pulverschicht dar, was auf seine Formgebung, Anordnung und die ateache zurEckzufWhren iet, daß die aus ihm austretende luft das Vorbeiströmen des Pulvers unterhalb und überhalb des Rohres erleichtert. Wie oben bereits erwähnt wurde wird durch das Fehlen jeglicher Erschütterungen gewährleistet, daß das durch die geschlitzte Rakel erzeugte genaue und scharfe Profil der Rippen nicht apdter wieder beeinträchtigt wird, wenn das Pulver durch den Sinterofen wandert.
• In der Praxis hat sich bei Verwendung eines mikroporösen Rohres der beschriebenen Art eine Luftströmung von 0, 227 m3/h und einem Druck von 12, 7 mm Wassersäule ale auereichend erwiesen, um dem Pulver gute Strömungseigenschaften zu verleihen und eine einwandfreie Rippenbildung zu gewährleisten. Die Laufgeschwindigkeit des Förderbandes kann zwischen etwa 0, 6 und 2, 75 m pro Minute liegen. Der durch die Erfindung erzielte Fortschritt ist besonders augenfällig, wenn sehr feinteilige Polymerisatpulver verwendet werden, z. B. Pulver einer mittleren eilchengröße von 35 Mikron. Die vorliegende Erfindung ist besonders auch dann von groBem Nutzen, wenn dem Polymerisatpulver Streckungsmittel oder Zusätze, wie Holzmehl, zugesetzt werden, wie es in der Technik der Batterie-oder Sammlerseparatoren bekannt ist. Solche feinteilige Pulver und Pulvermischungen haben sehr schlechte FlieBeigenschaften, da sich die Teilchen verfilzen, dicht packen und verfestigen und ohne die durch die Erfindung angegebene Belüftung ist es auBerordentlich schwierig, glatte und genau geformte Rippen zu erzielen.

Claims (16)

1. P a t e n t a n 8 p r ü c h e lo) Einrichtung zur Herstellung eines Kunststoffstreifens aus einem Pulver, bei welcher eine Pulverschicht von einem wandernden Träger unter einer feststehenden Matrize durchgefUhrt wird, die an der OborflE¢he der austretenden Schicht angreift, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Anordnung zum Auslaß von Luft in die sich der Matrize ndhernde Pulverschicht um diese beim Erreichen der Matrize in einen bewegten Zustand zu bringen.
2. 2.) Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Matrize so geformt ist, daß sie in der oberen Fläche des Streifens Rippen oder Nuten bildet.
3. 3.) Einrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Anordnung zur Sinterung und Formgebung der Schicht durch Hitzeeinwirkung.
4. 4.) Einrichtung nach einem der vorhorgehenden AnsprUche, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da8 der bewegte Träger ein endloses Band ist.
5. 5.) Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in die Schicht Auel§eo eingetaucht aind, aus denen Gas oder Luft austritt.
6. 6.) Einrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, da# in die Schicht ein Rohr eintaucht, das sich über die ganze Breite der Schicht erstreckt und das mit Auslässen versehen ist.
7. 7.) Einrichtung nach Anspruch. 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, da# zu mindest ein Teil der Wand des Rohres porös oder mikroporös ist, wobei die Poren die Luftauslässe bilden.
8. 8.) Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daB die Gruge der Auslässe so abgestuft ist, daß der gröBere Teil der Luft aus dem oberen Teil des Rohres austritt.
9. 9.) Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da# das Rohr einen unrunden Querschnitt hat, der breiter ist als hoch.
10. 10.) Verfahren zur Herstellung eines Kunstotoffstreifens aus einem Pulver bei welchem eine Pulverschicht auf einem beweglichen Träger unter einer feststehenden Matrize durchge£dhrt wird, die an dem Pulver angreift und die OberflCche der durchlaufenden Schicht formt, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn t, da# in die sich der Matrize nahernde Schicht Luft eingeleitet wird, so da# sich die der Matrize nähernde Schicht in fließender Bewegung befindet.
11. 11.) Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r o h g e k e n nz e i c h n e t, da9 eine Matrize solcher Form verwendet wird, daß in der Oberseite der Pulversohicht Rippen odor Nuten gebildet werden.
12. 12.) Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, da8 die Schicht anschließend durch Wdrmobebandlung zu einem zusammenhängenden Streifen gesintert wird.
13. 13.) Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, da# man in die Schicht aus in die Schicht eingetauchten Auslässen Luft oder ein anderes Gas ausströme lä#t.
14. 14.) Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g 8 k e n nz e i c h n e t, da# Zuft einem quer Uber die Breite der Schicht verlaufenden Rohr zugeführt wird, das mit Auellesen versehen ist.
15. 15.) Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r a h g e k e n nz e i o h n e t, da# ein Rohr verwendet wird, bei dem mindeetens ein Teil der Wand poröe ist, eo da# die Poren die Luftauslässe bilden.
16. 16.) Verfabren nach anspruch 14 oder 15, d a d u r o h g e -k e n n z e i c h n e t, da8 eine Anordnung mit Auslässen abgestufter Größe verwendet wird, die so bemessen sindp dafi der Hauptteil der Luft aus dem oberen Teil des Rohres austritt. 17.) Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Rohr mit unrundem Querschnitt verwendet wird, dessen Hohe kleiner ist als die Breite.

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