DE1779059A1 - Dreidimensionale Formkoerper von unbegrenzter Laenge und Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung - Google Patents

Description

DR.E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN "^NUjg DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT MÖNCHEN HAMBURG

telefon: 55547« 8000 MÖNCH EN 15, 3. Juli 1968

TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

V/. 13 7G7/6S 13/Loe

Monsanto Company
St. Louis, Missouri (V.St.A.)

Dreidimensionale Formkörper von unbegrenzter Lauge und Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung.

Dreidimensionale preßgeformte Produkte oder Formkörper werden aus thermoplaistischen Materialien in einem kontinuierlichen Spritzgußverfahren, hergestellt, wobei eine Formobet-fläche mit tiefen Hohlräumen mit Bezug auf einen stationären oder fest angebrachten

Extruder im eingriff mit der Formoberfläche vorbewegt wird, so daß ™

eine Verbindung zwischen den Hohlräumen und dem Extruder vorhanden ist, wodurch ein fließfähiges thermoplastisches Material in diese Hohlräume unter hohem Druck durch Abtrennen der Hohlräume von dem restlichen Teil der Form gepreßt wird. Auf der Formoberfläche

1 ö 9 8 % A / 1 3 3 h ^{BAD cmWa}~

wird eine kontinuierliche Matrix mit daran angebrachten Vor-■prüngen, die sich in die Hohlräume der Form erstrecken, gebildet. Die Matrix oder Grundmasse wird unter einem niedrigeren Druck als die Vorsprünge gebildet. Nach dem Kühlen wird das Produkt aus der Form abgestreift.

Die kontinuierliche Herstellung von Formgegenständen, im wesentlichen von flachen blatt- oder bahnenförmigen Gebilden ist in der bisherigen Technik allgemein bekannt. Beispiele für derartige ^ Gegenstände umfassen flache Hatten oder Lagen, Bahnen, Garne oder Netze od.dgl., die im allgemeinen als zweidimensional angesehen werden, da das Verhältnis von Dicke zu Breite sehr gering ist. Die Herstellung von diesen im wesentlichen zweidimonsionalen Gegenständen kann in einer kontinuierlichen Arbeitsweise mit einer

Vorrichtung, beispielsweise der in der französischen Patentbeschriebenen
schrift 1 246 023/erreicht werden. Bei diesen formpreßarbeits-

weisen findet jedoch das Formen des Kunststoffmaterials zwischen gegenüberliegenden Rollen oder Walzen statt, die im allgemeinen fc mit einem Huster oder einer Gravierung lediglich in geringem Ausmaß versehen sind, um nicht mehr als einen schwach dreidimensionalen Effekt erteilen. Obgleich diese Arbeitsweisen zum Formpressen von dünnen zweidimensionalen Produkten als geeignet irrscheinen, ist

es klar erisichtlich, daß diese für die Herstellung von dickeren mit längeren Vorsprüngen
Gebilden/auf einer Seite der Grundmasse oder Matri« nicht anwendbar sind,

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da ein Durchsickern oder Durchlecken des geschmolzenen Materials infolge des für die Herstellung von derartigen Produkten erfor= derlichen hohen Druckes stattfinden würde. So beruht der Hauptnachteil, der bei den bisher in der Technik bekannten Arbeitswei.-,en auftritt, in der Unfähigkeit|Produkte mit stark unterteilten Gliedern in dem Trägermaterial und dünnen sich van dem Trägermaterial erstreckenden Profilßliedern herzustellen.

echte
Bi^lwr wurden daher/dreidimensionale Formkörper lediglich ^

Anaatzweiser-

nach dem / verfahren auf einer üblichen Spritzgußmaschine hergestellt, wobei diese Arbeitsweise zeitraubend und somit teuer ist. Der hier verwendete Ausdruck "echte dreidimensionale Formkörper" bezeichnet Produkte mit Teilen,wie Vorsprünge, die wesentlich

größer in der Dimension als die verbindende Struktur, die diese verbindet und

Teile / trärt, sind. Das gebräuchliche Spritzgußverfahren umfaßt eine Folge von Stufen, die getrennt ausgeführt werden müssen· Diese Stufen umfassen ein Erhitzen der Preßform nach dem Schließen und Einspritzen des geschmolzenen Materials in die heiße Form, um ein Füllen dei/leeren Bereiche zu ermöglichen. Die Form wird dann ra.-c.h abgekühlt oder afeeschreckt, um das geschmolzene Material zu verfestigen, bevor die Formteile getrennt und der geformte Gegenstand entfernt wird. Es ist daher ohne weiteres ersichtlich,

der
daß der Hauptteil für die Ausführung des ansatzweisen Verfahrens erforderlichen Zeitdauer für andere Zwecke als die Formung aufgewendet wird.

»in

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-A-

Gemäß der Erfindung wird ein geschmolzenes thermoplastisches Material von einer geeigneten Quelle zu einer Ausspritzdüse mittels einer üblichen Abmeßpumpe oder einer Schneckenpresse geführt. Das Material wird in die ausgenommenen Bereiche bei der Vorwärtsbewegung von verbundenen Formen unter variierenden Drücken in Abhängigkeit von der Große und Tiefe der Formhohlräuee gepreßt. Das Material wird auf eine Temperatur unterhalb seines Verfestigungspunktes gekühlt und aus der Form in endlosen Längei abgestreift.

Das kontinuierliche Spritzgnßformverfahren gemäß der Erfindung wird ausgeführt, indem man ein geschmolzenes thermoplastisches Material zu einer gegen eine sich vorwärtsbewegende Formoberfläche gerichtete Ausspritz'lüse führt, wobei die Formoberflache eine Vielzahl von Hohlräum-en aufweist, die untereinander durch Rinnen oder Rillen entweder in der sich vorbewegenden Oberfläche oder der Oberfläche der benachbarten Ausspritzdüse verbunden sind, einen ausreichenden hydraulischen Druck auf das geschmolzene Material anlegt, um das Material in die Hohlräume und Rinnen oder Rillen ψ zu pressen, das Material zum Fließen in Stromabwärtsrichtung in den Rillen in der Bewegungsrichtung der sich vorwärtsbewegenden Formoberfläche bringt, um ein Netzwerk von Streifen, die die Hohlräume verbinden , zu bilden, die geformte Struktur bis zum Auftreten der Verfestigung kühlt und dann die Struktur oder das Gebilde von der sich vorwärtsbewegenden Oberfläche abstreift. Erwiinschtenfalls

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können die geformten Gebilde zwischen gegaübediegenden Gliedern zusammengepreßt werden bevor sie aufgenommen werden_e Das Grundprinzip bei der Herstellung der Produkte gemäß der Erfindung umfaßt die Anwendung von zwei Druckzonen innerhalb der Formungseinrichtung für das geschmolzene Material, worin eine Hochdruckzone für die Formung der dünnen Profile oder Vorsprünge und eine Zone von niederem Druck für die Bildung der schweren oder ' Λ massiven Abschnitte oder des Hauptteils oder der Grundmasse des dreidimensionalen Produktes getrennt sind. Durch die Anwendung von getrennten Druckzonen kann ein ausreichender Druck zug» Füllen von tiefen Hohlräumen mit schmalen Querschnitten angewendet nerden, während gleichzeitig der Druck in der Niederdruckzone geregelt wird, um ein Durchlecken aus den großen Höhlungen nach außen zu verhindern, wodurch der Betrieb unterbrochen würde«

Offensichtlich können mehrere verschiedene Anordnungen von Vorrichtungen bei der praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der lirfindung und insbesondere der Einrichtung, die zur Trennung der Hochdruckzone von der Niederdruckzone verwendet werden kann, zur Anwendung gelangen. Beispielsweise können Druckfinger, die an dem stationären Extruderblock angebracht sind oder integral ausgebildet sind, mit einer solchen Abmessung ausgebildet sein, um den Zwischenraum von sich in Längsrichtung erstreckenden Rillen oder Rinnen in der sich vorwärtbbewegenden Formoberfläche zu besetzen.

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Diese Fingerglieder dienen zur Trennung der Hohlräume, um die Erzielung eines hohen Drucks darin zu erleichtern und ein Rückfließen des geschmolzenen Materials in die Umkreisrillen oder -hohlkehlen, worin ein niedrigerer Druck vorhanden ist, zu verhindern. Vorzugsweise wird das geschmolzene Material in beiden Druckzonen in getrennten Strömen zugeführt, wobei die Hochdruckauspreßöffnungen beachtlich stromaufwärts von fc dem stromabwärts liegenden Ende der Druckfinger angebracht sind und&ie NiedKdruckauspreßöffnungen über den Umkreisrillen stromabwärts von diesem Ende dieser Pinger angeordnet sind. Zweckmäßig kann geschmolzenes Material sowohl den Hochdruck- als auch den Niederdrukauspreßöffnungen aus einer gemeinsamen Quelle zugeführt werden, vorausgesetzt, daß Abmeßventile in den Niederdruckzufuhrleitungen zwischen dem Extruder und den Niederdruckauspreßöffnungen angebracht sind, worin ein gewünschter Druckabfall aufrechterhalten wird, um die Menge an geschmolzenem Material, die in die Rillen eingeführt wird, worin der massive Profilteil des Produktes gebildet wird, zu regeln. Gewünschtenfalls können die Hochdruck- und Niederdrucköffnungen aus getrennten Abmeßquellen mittels gebräuchlicher Pumpen gespeist werden, die die Drücke auf dem jeweils geeigneten Niveau regeln können.

Bei einer anderen Vorrichtung zur Einführung des geschmolzenen Materials in die Formen ist eine einzelne Reihe von

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Auspreßöffnungen zur Verbindung mit den sich bewegenden Formhohlräumen ausgerichtet, um anfänglich einen hohen Druck, der zum Pullen der ausgenommenen Bereiche der tiefen Hohlräume erforderlich ist, auszuüben. Bei der Vorwärtsbewegung der Form mit den Hohlräumen wird eine Verbindung zwischen den Hohlraumbereichen und den Umfangs- oder Umkreisrillen für eine ausreichende Zeitdauer geschaffen, um die Rillen mic dem geschmolzenen Material zu füllen. Während dieses Teils des Arbeitsganges ä weist die relative Lage des vorderen Endes der Druckfinger und diejenige der Wand von jedem Hohlraum einen ausreichenden Spalt auf, um Material in die Rillen unter niedrigeren Drücken abzumessen, das djte Rilfen füllt und die Hohlräume miteinander verbindet, um ein endloses Produkt mit Löchern oder Perforierungen, die für Abfluia- oder Drainagezwecke geeignet sind, zu ergeben. Da jegliche Abnutzung der Druckfinger die Abmeiieigensehaften des zu den Rillen fließenden Materials ändert, ist diese Art Zuführungssyircem i-icht so vorteilhaft wie der zweifache Satz von Ausspritsöffnungen.

Die vorstehend beschriebenen Grundprinzipien sind auf verschiedene ^usführungsformen der Vorrichtung anwendbar, die eine drehbare Trommel oder eine Reihe von sich seitwärts bewegenden Platten in Verbindung mit einem fest angeordneten Auspreßglied, das eine Vorderfläche in Berührung damit aufweist, umfassen.

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Diese Einrichtung kann ferner abgeändert werden, indem man die sich in Längsrichtung erstreckenden Rillen von der Oberfläche der Trommel oder Platte auf die Vorderfläche des Auspreßgliedes überträgt, wobei ein Produkt mit einem durchgehenden Längsträger oder einer durchgehenden Längsversteifung oder einem massiv profilierten Glied gebildet wird, um einen Rippen aufweisenden Rücken oder Träger (back) herzustellen. In ähnlicher Weise kann ein festes mit Rücken versehenes Produkt hergestellt werden, indem man eine einzige Rille von der Breite des Produktes anstelle einer Mehrzahl von Rillen verwendet. Außerdeniwird auch die Verwendung von sich gegenüber liegenden zylindrischen Trommeloberflächen in Betracht gezogen, wobei eine Oberfläche Hohlräume enthält und die andere Oberfläche Umfangsrillen aufweist und wobei die Hohlräume aus einer Quelle unter hohem Druck und die Rillen aus einer Niederdruckquelle gefüllt werden.

Bei Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Reihe von flachen Platten anstelle einer Trommel oder anstelle von gegenüberliegenden Trommeln ist eine zusätzliche Einrichtung erforderlich, um die Platten in die Lage ader Ausrichtung mit dem fest angebrachten Auspreßglied zu führen uid aus dieser Lage wieder herauszuführen. Fördereinrichtungen sind erforderlich, um die flachen Formen nach der Kühlung des Produktes und nach dem Abstreifen auf der stromabwärts liegenden Seite des Polymerisatblockes aufzunehmen und

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dieee im Kreislauf zu der stromaufwärts liegenden Seite des Blockes für einen erneuten Formaffbeitsgang zurückzuführen. i'/enn die Platten in geeigneter Weise aufeinander passen, wird ein geformtes Produkt in unbegrenzter Länge nach diesem Verfahren erzeugt. Für bestimmte Anwendungsgebiete kann eine derartige Anordnung erwünscht sein. Wenn z.B. die Herstellung von ^ormprofilen oder Formabschnitten durch ein bestimmtes mit geringen Kosten verbundenes Verfahren, beispielsweise durch Spritz- " Λ guß, erwünscht ist, wobei eine möglichst kleine Ausbildung von jedem Element der Form verlangt wird, wird dabei eine Anzahl von diesen Elementen verwendet, um eine ausreichend große Arbeitsform zu bilden, um die Ausführung des Verfahrens zu erleichtern. Gegebenenfalls kann&in weiterer Vorteil sich ergeben, v/enn eine änderung der Gestalt des Formprodukts über dessen

er Länge in einem sich nicht wiederholenden Muster/wünscht ist.

^'ies kann erreicht werden, indem man Formabschnitte von verschiedenen Ausbildungen zur Verfugung hat und diese Formabschnitte entsprechend einem vorbestimmten Muster bei ihrer Zu- ' führung von der stromabwärts liegenden Site des Polymerisatblockes und Rückführung im Kreislauf zu der straiaufwärts liegenden Seite aussieht.

'""amtliche formbaren thermoplastischen Materialien können bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Besonders bevorzugte Materialien sind Polyolefine, wie Polyäthylen und ■

_{Λ Λ} BAD

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Polypropylen, Polyvinylhalogenide, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinyltetrafluorid, Polyvinylchlortrifluorid, Polyvinylester, wie Polyvinylacetat sowie Mischungen oder Mischpolymerisate davon. Andere bevorzugte Materialien umfassen thermoplastische Kondensationspolymerisate, wie Polyamide, segmentierte Polfcharnstoffurethane, Polyurethankautschukstoffe,

^ Siliconkautschukstoffe, natürliche und synthetische Kautschukstoffe und Polyester. In einigen Fällen können die Eigenschaften des Produkts modifiziert werden,um dessen Aussehen oder Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit zu verbessern, indem man verschiedene Pigmente und Stabilisierungsmittel zusetzt.

Das thermoplastische Material kann der Ausspritzdüse mittels irgendeiner gebräuchlichen Einrichtung zugeführt werden, die geeignet ist, um das Material im geschmolzenen Zustand zu erhalten und dasselbe unter ausreichendem Druck der Formoberfläche zuzuführen. Die Formoberflächen, die nachstehend näher erläutert

" werden, können durch irgendeine übliche Einrichtung angetrieben werden, die geeignet ist, die Geschwindigkeit derselben mit der linearen Abgabe des thermoplastischen Materials zu synchronisieren.

Die geformten Gegenstände werden auf etwa 50⁰C unterhalb des thermoplastischen Zustandes des Materials, aus welchem sie gebildet sind, gekühlt und von der Formoberfläche mit Hilfe

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eines Satzes von Abstreiffingern abgestreift, die in Ausrichtung und im Eingriff mit den Längsrilfen oder Hohlkehlen stehen. Das Kühlen des Produktes wird erreicht, inderaman ein Kühlmittel, beispielsweise Luft oder Wasser,unmittelbar auf das Produkt selbst aufsprüht oder aufbläst oder die Form kann durch ein Oberfläehenkühlmittel oder durch.Durchleiten eines Kühlmittels durch das Innere der Trommel, falls anwendbar, gekühlt werden,,

Bei einigen Endprodukten kann eine Texturierstufe er- j

wünsoht sein, um die ästhetischen Eigenschaften zu ändern, indem man z.B. die aufrecht sich erstreckenden Glieder zur Annahme der willkürlichen und zufälligen Form von natürlichen Grashalmen bringt. Die Texturierstufe kann als in Reihe geschaltete Stufe bei Entfernung des Produkts von der Trommel oder zu einem späteren Zeitpunkt ausgeführt werden. Vorzugsweise kann das Texturieren durch ein Paar von sich gegenüber liegenden Rollen oder Walzen, konvergierenden Bändern oder einer hin- und herbewegten Plattein Verbindung mit einem festen Glied, während das Produkt auf eine Temperatur erhitzt ist, f

bei welcher das Material bleibend hitzeverfestigt werdeirfcann, ausgeführt werden.

Die Hauptvorteile, die gemäß der Erfindung erzielt werden, beruhen auf der Tatsache, daß unbegrenzte Mengen der Produkte in großen Breiten hergestellt werden können, wodurch die Pro-

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duktions- und Einrichtungskosten wesentlich herabgesetzt werden. Obgleich die Breite beträchtlich variieren kann, wurde gefunden, daß Breiten von wenigstens 10,16 cm (4 inches) aufgrund der damit verbundenen Wirtschaftlichkeit bevorzugt sind. Das Produkt soll auch große Längen aufweisen. Demgemäß besitzt das gemäß der Erfindung in Betracht kommende Produkt eine um wenigstens das 10-fache größere Länge alS/Öie Mindestbreite von 10,16 cm (4 ^ inches). Wenn dieses Mindestverhältnis nicht beobachtet wird, können die durch die Erfindung gewährten Vorteile nicht verwirklicht werden, da die technischen und wirtschaftlichen ErfolgeVerringert werden. Überdies is t es für Anlagen oder Einrichtungen, wie z.B. Skihänge . (ski slopes), wo Verbindungen oder . ^stellen oder Nähte gefährlich sein können, besonders erwünscht, daß die Oberfläche aus breiten endlosen Längen

ver gebildet ist, die parallel den Abhang abwärts/laufen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung räher erläutert.

" Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung für die Ausführung'des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine üuerschnittsansicht mit teilweise abgenommenen Teilen der Trommel und des Extruderkopfes von Fig. 1, worin im einzelnen der Aufbau der Trommel und der damit verbundenen Einrichtung gezeigt ist.

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Fig. $ zeigt in perspektivischer Darstellung eine Teilansieht der Tronimeloberfläche und des Exüruderkopfes, worin der Verbindungsweg zwischen den Gliedern und dem dreidimensionalen Profil der Trommeloberflache veranschaulicht wird.

Die Fig. 4 bis 7 seigen in Reihenfolge die relativen Stellungen der Trommel und des Extruderkopfes bei einer Teilumdrehung der Trommel, um den zur Anwendung gelangenden Einspritz- g Vorgang für die Herstellung des Produktes gemäß der Erfindung zu erläutern.

Pig. 3 zeigt eine Bildansieht des Produktes, wenn dieses von der Trommel abgestreift ist, uncjveranschaulicht ferner die Perforierungen oder Löcher an dem Bodenteil des Produktes zusätzlich zu den an dem Bodenteil der"vorstehenden Glieder gebildecen Tassen.

Fig. 9 zeigt eine Bildansicht des in Fig. 8 dargestellten Produktes, nachdandieses einer Texturierbehandlung unterworfen worden war, die dem Produkt ein grasähnliches Aussehen erteil- " te.

Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung im Querschnitt, die bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendet werden kann, wobei eine Anzahl von Flachplattenformen anstelle einer zylindrischen Trommel verwendet wird.

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Pig. H zeigt in perspektivischer Darstellung die bei der in Pig. IO gezeigten Anordnung verv/endete Formplatte, worin die Einzelheiten der Formoberfläche veranschaulicht sind.

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt von sich gegenüber ltgenden drehbaren Trommeln, worin eine Trommeloberfläche mit Reihen von Hohlräumen, die durch Rillen verbunden sind, ausgestattet ist, und die andere Trommeloberfläche mit parallelen Rillen ^ versehen ist, die die zylindrische Oberfläche davon umgeben.

Fig. IJ zeigt eine Teilansicht der Trommel von Fig. 12 mit den untereinander verbundenen Hohlräumen, worin das Oberflächenmuster veranschaulicht wird.

Fig. H zeigt eine Teilansicht der anderen Trommel in Fig. 12, die parallele Rillen um ihre Oberfläche herum aufweist, worin die Polymerisatzuführung und die Extruderfinger veranschaulicht werden.

Fig. 15 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Trommel und des Extruderkopfes von Fig. 1, wobei der Extruder- w kpf mit getrennten Öffnungen für die getrennte Einführung eier Materialbeschickung laei niederem und bei hohem Druck ausgestattet ist.

Fig. 16 zeigt eine Teilansicht der Trommeloberfläche in Fig. 15, worin gezeigt wird, wie die Ho&lräume und die parallelen Rillen mit dem Polymerisat aus getrenntenQ_Uellen beschickt werden.

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Fig. 17 betrifft die Arbeitsweise oder den Betrieb der in Fig. Id gezeigten Ausfüiirungsform und veranschaulicht die Polymerisateinspritzstellen in Verbindung mit der Bildung des Produktes.

Fig. lö zeigt Ausschnitte einer Trommel und eines Extruderkopfes mit abgenommenen !feilen zur Veranschaulichung der Auspreidrillen in der Vorderfläche des Extruderkopfes und der Hochdruck-und Niederdruckzuführungsöffnungen.

Fig. 19 betrifft die Arbeitsweise dei>4.n Fig. Io gezeigten Ausfüiirungsform und veranschaulicht die Polymerisat einspritzstellen in einer Draufsicht in Verbindung mit der Bildung des dabei erzeugten Produktes.

Fig. 20 zeigt eine Querschnittsansicht des bei einer Ausführungsform,wie in Fig. lö gezeigt hergestellten Produktes, wobei der mit Rippen versehene •'Micken oder Träger, der in den Rillen intier Vorderseite des Extruderkopfes gebildet wird, dargestellt ist.

Fig. 21 zeigt eine Teilansicht einer Trommel, worin die keilförmigen Rillen, die sich quer über die Trommel anstelle der Reihen von Hohlräumen erstrecken, dargestellt: sind.

Fig. 22 zeigt das Produkt, das bei der in Fig. 21 gezeigten Ausfiüii'ungsform hergestellt wird.

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In Fig. 1 ist die allgemeine Anordnung der für die praktische Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung bevorzugten Vorrichtung gezeigt, worin ein Extruder 10 von allgemein bekannter Art mit einem Extruderkopf oder einer Auspreßdüse 12 ausgestattet ist, wobei der Extruderkopf in Berührung mit einer Trommel 14 angeordnet ist. Der Extruder oder die Presse ist mit Gebläseeinrichtungen 16 und Widerstandserhitzern (nicht gezeigt) ausgestattet, die von dner elektrischen Kraftquelle zur Regelung der Temperatur der Extruderlaufbüchse auf eine gewünschte Höhe mit Energie versorgt werden. Der Extruderkopf 12 besitzt einen konkaven Außenrand, der bündig gegen die Oberfläche der Trommel 14 paßt. Diese dichte Berührung wird durch die Bindungs- oder

ge-Kupplungsarme 18 und 20 aufrechterhalten, die/schwenkt werden

durch einen pneumatisch betriebenen Zylinder 22, um die Trommel lh in Berührung mit dem Extruderkopf 12 und aus dieser Berührung zu bewegen. Ein Motor 24 dreht die Trommel 14 bei einer gewählten vorbestimmten Geschwindigkeit in der durch den Pfeil ψ angegebenen Richtung, um das auf der Trommel bei dem Extruderkopf 12 abgeschiedene geschmolzene thermoplastische Material Vdwärtszubewegen. Ein Kühlmedium wird in die Trommel bei dem Einlaß 26 eingeführt und in einerAbtropfschale 26 mit einem Ablaufauslaß ;>0 gesammelt. Das verfestigte Material wird vnn der Trommel 14 durch eine viele Zinken aufweisende Einrichtung ^l,

die nachstehend als Abstreiffinger bezeichnet wird, abgestreift

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und dann in Form einer Rolle aufgenommen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Als eine gegebenenfalls Maßnahme kann bei dem Verfahren das Produkt pj5 zwischen einem Paar von Druckrollen _j>5 texturiert oder hitzeverfestigt werden.

In den Fig. 2 und j5 sind Einzelheiten der Trommeloberfläche und des Extruderkopfes näher erläutert» In Fig. 2 ist die genaue Einpaßanordnung des Extruderkopfes 12 und der Trommel im Querschnitt gezeigt, wobei die Auspreisdüse j}2 in einer Ver- ' J bindungssteilung mit dem Hohlraum ^k dargestellt ist. Die zylindrische Trommel ist mit einer Vielzahl von in gleiehmäßigem Abstand angeordneten .Reihen von Hohlräumen ~~>K ausgestattet, die in diesen Hohlräumen im Preßsitz eingepaßte (press-fitted) Einsätze ^6 aufweisen, um ssLektiv das Eindringen der Polymerisatschmelze in die Trommel zu beschränken und somit die Höhe der aus dem Polymerisat gebildeten Vasprünge zu regeln. Vorzugsweise sind die Einsätze J>6 um ihren Umfang herum mit Rillen oder Eingravierungen versehen, um in Längsrichtung sich erstreckende Ausnehmungen 38 zu schaffen, die verhältnismäßig dünne Vorsprünge grzeugen, welche Grashalmen ähnlich sind. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Einsätze 36 lediglich beispielsweise eine bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung darstellen, wobei die Einsätze verschiedene andere Formen aufweisen können oder aus den Hohlräumen entfernt sdn können.

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Mit Bezug auf Fig. $ wird die Polymerisatbeschickung unter hydraulischem Druck durch die ExtruderdUse _?2 in dem damit ausgerichteten Trommelhohlraum eingespritzt. Um die Polymerisatschmelze in die äußersten Tiefen der Längsausnehmungen 3d in der Oberfläche der Einsätze 36 einzuspritzen, muß, um den unmittelbaren Bereich der Einspritzsteile herum eine Abdichcung aufrechterhalten v/erden. Dies wird erreicht, fc indem man die Trommeloberfläche mit aufragenden Teilen 40 versieht, die in wirksamer Weise den Fluß der Polymerisatbeschickung der Reihenfolge nach während des Drehens der Trommel tlockieren oder absperren, wodurch Öffnungen oder Locher in dem Tertigprodukt auftreten, und indem man L-förmige Glieder verwendet, die lose in die Rillen 44 passen, die die zylindrische Trommel 14 umgeben. Diese L-förmigen Glieder wirken als Extruderfinger, um ein Fließen der Polymerisatschmelze entlang der Rillen unter Bewirkung einer Abnahme des Druckes, der für die vollständige Füllung der Hohlräume '^\ notwendig ist, zu verhindern. Die Extruderfinger 42 sind in die Rillen 44 eingesetzt und werden darin durch eine Platte 46 zurückgehalten. Ohne die Anwendung von Extruderfingern oder deren äquivalenten neigt die Polymerisatschmelze zu einem Rückfließen in der Ri3.1e 44 bis zu dem Ausmaß, daß die ausgenommenen Bereiche um die Einsätze herum nicht vollständig gefüllt werden, wodurch ein schlechtes Produkt geformt wird. Das Polymerisat wird zu den

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Rillen 44 zugelassen, unmittelbar bevor die Verbindung mit der Extruderdüse durch die aufragenden Teile 40 gelöst wird, worauf das Polymerisat entlang der Rillen lediglich in Richtung der Trommeldrehung fließt, da die Druckfinger jeglichen Fluß in anderer Richtung blockieren. Es ist ersichtlich, daß somit bei der vorstehend beschriebenen Anordnung eine Trennung der Polymerisatbeschickung in zwei Drucksohen möglich ist, um das wesentliche Ausmaß an Druck, das sum Pressen eines viskosen thermoplastischen Materials in begrenzte Bereiche mit beachtliehen Tiefen, beispielsweise von etwa 1,27 cm (1/2 in.) oder darüber, erforderlich ist, aufzuerlegen. Es war bisher bei üblichen Formungseinrichtungen nicht möglich, dieses Endergebnis 2u erreichen.

Die Fig. 4 bis 7 erläutern die Bildung des Produktes in einer Reihe von Stufen, die die Beziehung oder Anordnung der A us preß düse oder -Öffnungen ;52 und der Oberfläche der Trommel nach dem Drehen der Trommel um eine Strecke oder einen Abschnitt in jeder Figur, bis die Trommel sich durch einen i Zufuhrungsarbeitsgang weiterbewegt hat, zeigen. Mit Bezug auf die Fig. in der gezeigten Reihenfolge ist die Polymerisat. zufühmnr; j52 in Ausrichtung gegen dia aufragenden Teile 40 in einer Nicht-Zuführungsstellung gezeigt. Wenn sich die Trommel zu der in Fig. 5 gezeigten Stelle dreht, setzt eine Verbindung der Auspreßöffnung mit dem Hohlraum 34 ein. In

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Fig. 6 ist die Auspreßöffnung in direkter Ausrichtung mit dem Hohlraum, bei welcher Stelle der Radlaifluß des Materials in allen Richtungen durch die aufragenden Teile 4-0 und die Extruderfinger 42 blockiert ist. Daher wird die Polymerisatschmelze in die Tiefen des Hohlraums geprelit, um sämtliche ausgenommenen Bereiche vollständig zu füllen. Ein weiteres Drehen der Trommel schafft eine Verbindung mit den Rillen 44 zwischen dem Ende der Extruderfinger 42 und den aufragenden Teilen 40, um ausreichend Material zuzuführen, um die Längsversteifungen oder Stringer 50 zu bilden, die die Bündel von Vorsprüngen unter Erzeugung einer gitterähnlichen Konstruktion verbinden.

Ein gemäß der Erfindung herstellbares Produkt ist in den ^Fig. 8 und 9 dargestellt. Das in Fig. 8 gezeigte Prodikt ist in der Form, in der es vnn der Trommel abgestreift wird, gezeigt und Fig. 9 zeigt das gleiche Produkt, nachdem es einer Texturierbehandlung unterworfen worden ist, die die Vorsprünge 60 abflacht oder eindrückt, um eine Ähnlichkeit mit Grashalmen zu erhalten. Ein Querschnitt der tassenähnlichen Unterlage, die das Bündel von Vorsprangen 60 Trägt, ist zur Erläuterung dar Verbindung zwischen dieser Unterlage und den Längsversteifungen oder Stringern 50 gezeigt.

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Eine weitere Ausfuhrungsform der Vorrichtung, die für die Durchführung des Verfahrens gemäi;; der Erfindung veaendeu werden kann, ist in Fig. 10 dargestellt, worin die Gesamtanordnung der "fnrrichtung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung mit der Abänderung ähnlich ist, da.j Platten anstelle einer Trommel verweaäec werden und der Extruderkopf zur Anpassung an die Platten fähigist. In eier im ojhnict gezeigten Seitenansicht von Fig. 10 wird eine kontinuierliche Formobafläehe aus einer Anzahl von " Λ Platten 70 gebildet, die aneinander anstoßen, um einen linearen V₁/eg während der Berührung mit dem Extruderkopf "(2 su bilden. Die Platten werden durch den Zuführungscyelus vorbewegt und zu der Ausgangsatelle entlang dem durch die Pfeile gezeigten weg mittels eines gebräuchlichen Fördersystems, nicht gezeigt, zurückgeführt. Die Grundmerkmale bei der Herstellung der dreidimensionalen Produkte, v/ie hier beschrieben, sind die gleichen v/ie diejenigen, die in Verbindung mit der zylindrischen Trommel erläutert wurden. Beispielsweise ist, wie in Fig. 11 gezeigt, die Piar.ie "[O mit Hohlräumen 7^ ausgestattet, die durch vor- " stellende Plattenteile Jo getrennt sind. Die Platte ist ebenfalls mit parallelen Rillen Yo ausgestattet, um die Extruderfinger 80 für den gleichen Zweck, wie vorstehend erläutert,aufzunehmen. Die Bxtruderflnger sind gegen . sine Schulter, die einen Teil eines abgenommenen Stückes des Extruderkopfes bildet,

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eingefügt. Mit den Extruderfingern ist bei einer stationären Polymerisatzuführung eine Verbindung zwischen der Polymerisatzuführung und den Rillen während eines Teils des Einspritzvorganges, naelvtlem die Hohlräume gefüllt worden sind, wie in den Fig. 4 bis 7 erläutert, vorhanden. Die Verbindung tritt zwischen dem Ende der Extruderfinger 80 und einem angrenzenden || Plattenteil 76 auf.

Mit Bezug auf Fig. 10 und de dargestellten Einzelheiten ist ein Teil des Extruders 10 mit dem abgeänderten Extruderkopf 72, der daran angebracht ist, und den Platten 70 gezeigt, die für eine Vorwärtsbewegung, wobei ihre Formoberflächen in Berührung mit der Vorderfläche des Extruderkopfes ist, angeordnet sind. Die Hohlräume ¹Jh sind mit Einsätzen 75 im Preßsitz (press-fitted inserts) ausgestattet, die den Fluß dos Polymerisats durch die Platte 70 blockieren. Das Ende der Einsätze, das an die Auspreßdüse ;>2 ausgesetzt ist, besitzt um den Umfang herum im Abstand angeordnete Rillen, um lang gestreckte Ausnehmungen für die Aufnahme der Polymerisatschmelae, wenn der Hohlraum in Ausrichtung mit der Auspreßdüse J>2 gdangt, zu scteffen. Die Platte ?0 wird auf ihrem linearen Weg vorwärts geführt, bis das geschmolzene Polymerisat verfestigt wird, worauf die Platte unter Zurücklassen des geformten Produktes 77 entfernt wird, das durch eine Textur!erstufe vor der Aufnahme

BAD Or.!G!!MAL

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oder direkt zu einer Aufnahmerolle vorwärtsbewegt werden kann. Die entfernte Platte wird zu einer Ausgangsstellung entlang dem durch Pfeile angezeigten weg mittels einer georäuchlichen Fördereinrichtung, nicht gezeigt, zurückgeführt, wo sie an eine andere Platte anstöiBt, die bereits entlang einem linearen Weg zu der ^uapritzdüse vorbewegt wird, wodurch eine kontinuierliche lineare Formungsoberfläche gebildet wird. %ne weitere Ausfüh- ^ I⁷UJi^GiOiV,; einer Vorrichtung, die für die praktische Durdführung des Verfahrens gemäß der Erfindung brauchbar ist, ist in den Fig. 12 bis 15 gezeigt, worin gegenüberliegende Trommeln angewendet werden, um das hier beschriebene Formprodfct zu bilden. In Fig. 12 ist eine zylindrische Trommel 90 taife Hohlräumen 92, die in selektivem Abstand um die Umfangsoberflache der Trommel angeordnet sind, gezeigt. Wie in Fig. lj> gezeigt, worin ein Teil der Oberfläche der Trommel 90 dargestellt ist, sind die Hohlräume mit verbindenden Rillen 9^ verbunden. Eine gegenüberliegende Trommel 9b dreht sich in Berührung mit der Trommel 90. | Ein Teil der Oberfläche der Trommel £> ist in Fig. 14 gezeigt, die eine Anzahl von Parallelen Hillen 9o> die die Trommel umgeben, darstellt. Ein Extruderkopf 100 mit einer Polymerisatquelle 102 ist so abgeändert, uin Teilumfangsbereiche der Trommeln 90 und 9c anzugleichen, wodurch der Extruderkopf in Berührung mit jeder der Trommeln steht. Die Polymerisatzuführung

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wird in einem Polymerisatstrom A, der in die Hohlräume y2 eingespritzt wird, und einen Polyme'risatstrorn F>, der in die

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parallelen Rillen 98 vor den Extruderfingern, wie in Fig. 14 gezeigt, abgegeben wird, getrennt. Ein Abmeßventil 104 ist

des Druckes
aur Regelung/des Polymerisatstromes B auf einer niedrigeren Höhe als der Druck von Strom^A vorgesehen. Das fertiggestellte Produkt 10b wird verfestigt und von der Trommel 90 entfernt gemäß den vorstehend/oesehriebenen Arbeitsweisen.

Es ist zu beachten, daß bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung die Auspreßöffnungen axial über den Extruderkopf in einer einzigen Reihe angeordnet sind, um direkt mit den Eormhohlräumen bei Bewegung der ^'ormoberfläche in Verbindung zu kommen. Wie in den Fig. 4 bis 7 erläutert, v/erden die Stringer- oder Längsverstärkerrillen mit Polymerisat gefüllt, das aus der Hochdruckzone in die Rillen durch einen Spalt zwischen den Druckfingern ur;d einem aufragenden Teil der Formoberfläche fließt, der eine ausreichend lange Trennun^&rgibt, um einen Niederdruckfluß des Materials zuzuführen. Der

Spalt wirkt als Abmeßventil, um den DrucK zu vermindern und ein überfüllen zu verhindern. Eine^bevorzuf-te Abänderung dieser Art von Zuführungssystem ist in Fig. I5 gezeigt, worin das geschmolzene Material aus dem Durchgangsweg C in direkter Verbindung mit dem Trommelhohlraum 110 dargeiellt ist. In ähnlicher l/eise werden die Striiger- oder Längsverstärkerrillen 112 mit geschmolzenem Material, das durch den Durchgangsweg D

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fließt, gespeist, wobei der Durchgangsweg D mit einem regelbaren Abniedveritil 114 ausgestattet ist. Der Doppelsatz von Zuführungsquellen für das geschmolzene Material ist in Fig. Io näher erläutert. Diese Art von Zuführungssystem ermöglicht die Zuführung eines geschmolzenen Polymerisats von einer üblichen Quelle zu den Forr.jhohlräurne·;. unter ausreichend hohen Drücken, um das Einspritzen des Polymerisats in tiefe enge Ausnehmungen zu erleichtern und zu den Rillen unter wesentlich niedrigeren Drücken. M Um das System in einem besonderen Fall genau zu regeln, wird der Druck der üblichen Zufuhrquelle so eingestellt, um das Einspritzen ir- die Hohlräume zu erreichen und das Abmeßventil kann für die Regelungoder Einstellung des Druckes, wie er in der IJiederdruckzone erforderlich ist, eingestellt werden. Diese Art von Doppeldruckzonensystem ist in Fig. 17 gezeigt, wobei die Bildung des Produktes 116 veranschaulicht ist.

Flg. Io stellt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung dar, die für die Durchführung des Verfahrensjgemäß der Erfindung verwendet werden kann. Bei dieser Ausfuhrungsform sind ™ die Rillen 120 in die Vorderfläche des feststehend angebrachten Extruderkpfes 122 anstelle in die Formoberfläche geschnitten, Wiederum ist eine Doppelreihe von öffnungen gezeigt, um zu zeigen, auf welcneWeise das geschmolzene Material zu dem Forrnbereich zwischen dem Extruderkopf 122 und der drehbaren

BAD OM^a-L

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Trommel 124, die zur besseren Erläuterung der Lage der öffnungen mit teilweise abgenommenen Teilen dargestellt ist, zugeführt wird. Das Material E wird in die Ausnehmungen 123, die in den Umfang eines Stiftes oder Zapfens 126 eingraviert sind, um ein Bündel 12cj von dünnen Vorsprüngen zu bilden, die in einem Kreis an einen cassenartigen Teil 1>O gebunden sind, der um die Kuppe des Zapfens 12o herum gebildet wird, eingespritzt. Die Bündel sind integral mit den Längsverstärkungen oder den massiv profilierten oder unterteilten Teilen 1^2 verbunden, die in den Rillen 120gebiliet werden. Diese Einzelheiten des Verfahrens und Produkts gemäß der Erfindung sind in den Fig. 19 und 20 klar geranschaulicht. Offensichtlich kann die Tiefe und Breite der Rillen variiert werden, um die Gestalt und Größe der Langsverstärkurigen 1^2 in gewünschtem Maße selbst bis zu dem Ausmaß einer einzigen ausgeschnittenen Tiefe, die ein Produkt mit einem festen Rücken ergeben würde, zu ändern. Bei sämtlichen dieser Fälle kann der Druck auf den Rillen durch einstellbare Abmeßschrauben Ij54 geiqgelt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. dargestellt, worin ein Teil einer Trommeloberfläche, wie bei den vorstehenden Ausführungsformen verwendet, zur Veranschaulichung einer verschiedenen Oberflächenausbildung gezeigt ist, die die Herstellung des in Fig. 22 gezeigten Produktes erleichtert» Mit Bezug auf Fig. 21 ist ersichtlich, daß die Oberfläche

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der Trommel mit keilförmigen Hiller; 140 ausgestattet ist, die sich über die Breite der Trommel erstrecken und untereinander durch parallele Rillen 142 um den Umfang der Trommel herun verbunden sind. Wie in Fig. Io gezeigt, wird ein Doppel-Zweistufendruck-Zuführungssystem angewendet, um geschmolzenes Material zu dei: tiefen Rillen 140 b&i einem höheren Druck und su de:: Rillen 142 bei einem niedrigeren geregelten Druck in übereinctir.imung mit den vorstehend erläuterten Arbeitsweisen zuzuführen. Die Druckfinger 146 bewirken eine Trennung des Flusaes zwischen den Kanälen, so dai.^: das Material die äußerste Tiefe der Rille erreicht.

ilit Bezug auf Fig. 22, die das von dem Trommelmuster von Fig. 21 erhaltene Frodukt darstellt, ist ersichtlich, daß die keilförmigen Rillen dünne umgekehrte keilförmige Vorsprünge I4o bilden, die miteinander durch die in weitem Abstand von-Ci].glider getrennter· Längsverstärkungen 1^0 verbunden sind, die in den parallelen Rillen 142 gebildet werden. Die Längsverstäi\:unr:en 1:50 besitzen außerordentlich geringe Dicken im Vergleich zu der Höhe der scharfkantigen Vorsprünge 148. Ein Produkt dieser Art kann in frisch ausgehobenen Bänken o.dgl. verwendet werden, um eine Bodenauswaschung zu verhindern. Die ·, Vorspränge wirken der Neigung des Bodens zum Auswaschen entgegen, "eis das Gras durch die offene Rückseite hindurch wächst.

BAD OiliuiAkL

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Bie Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen,insbesondere mit Bezug auf bevorzugte Produkte und Arbeitsbedingungen, näher erläutert.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert eine bevorzugte Arbeitsweise zur Herstellung eines endlosen pigmentierten Polyolefin-^Jebildes,das nach Verdichten zur Verwendung als künstlicher Rasen geeignet ist.

™ Es wurde hiebbei eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit der

in den Figuren 1, 15 und 16 dargestellten, wie vorstehend beschrieben , verwendet.

Polyäthylenpellets wurden geschmolzen und unter einem hydraulischen Druck aus einem 11,43 cm (4,5") Schneckenextruder in die besondere vorstehend beschriebene Verteilerdüse geführt. Zwei Reihen von Öffnungen in der Düse führten das Polymerisat in die Hohlräume und Rillen einer Formtrommel. Die erste Reihe von Öffnungen in Berührung mit der leeren Formtrommel führten Polymerisat zu den tiefen Büschel-

k hohlräumen und die zweite Reihe von Öffnungen führten Polymerisat zu den Längsverstärkungs- oder Längsversteifungsrillen (Stringerrillen). Die stationär angeodneten in der» Rillen der Formtrommel liegenden Finger isolierten jeden Büschelhohlremm während die formung stattfand, wodurch eine Zone von hohem Druck erzeugt wurde, die ein Eindringen bis zur vollen Tiefe in den schmalen unterteilten tiefen Hohlräumen ermöglichte. Die vorstehend genannten Finger endeten

BAD OWGlNAL

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unmittelbar stromaufwärts von der Reihe von Löchern, die Polymerisat zu den Längsversteifungsrillen zuführen. Das Polymerisat wude in den liüngsverstBifungsrillen oder Stringerrillen bei einem schwach oberhalb atmosphärischem Druck liegenden Druck abgeschieden, wobei eine Regelung mittels DurchflußdrosseIste11en zur Regelung der jeder Rille zugeführten Polymerisntmenge erfolgte. Durch Einstellen der Drosselstellen war es möglich, ein Gleichgewicht von Formungs- ' drucken zu erhalten, um die Büschelhohlrüume vollständig zu füllen und Lätigsversteifungen in gleicher Ebene mit der Oberfläche der Formtrommel zu erzeugen. Eine ausreichende Menge Kühlwasser wurde dem Inneren der Trommel z-ugeführt und an den Büschelhohlräumen nach unten abgelassen, um das Abschreckvermögen der Trommel aufrecht zu erhalten.

Unter Verwendung einer Mischung aus loo Teilen Polyäthylen (Monsanto MPE 87), Schmelzindex 22, und 4 Teilen grün-pigmentiertem Polyäthylen (9o?o PA, ΐο',ό Pigment) wurde ein kontinuierlicher Versuch über eine Dauer von 2 Stunden unter Einhalten der nachstehenden (

Arbeitsbedingungen ausgeführt; Schmelztemperatur, gemessen am Extruderauslaß 2l8°C (425°F); Temperatur der Düse 179°C (35o°F); Temperatur der Formtrommeloberflache 52°C (125°F); Druck am Ende

ο
der Extruderlaufbüchse 94,91 kg/cm (l35o psi); Formdruck (Büschel)

2 2

77,33 kg/cm (lloo psi), Formdruck (Stringer) 3,52 kg/cm (5o psi)

BAD üftl

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- 3ο -

Gesamtdruck zum Halten der Formtrommel in Berührung mit der Düse 4o82 ±tg (9ooolbs)j Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1,22 m/min. ( 4 fpm); Kühldauer von dem Abstreifen des Produkts von der Tronr el 3o see.; Kühlwassertemperatur zur Trommel 2l°C (7o°F) ; Kühlj^Wassermenge 9,46 l/min. (2,5 gals/min.).

Die Form des fertiggestellten Produktes wird am zweckmäßigsten mit Bezug auf die Form und Konfiguration der Formtrommel beschrieben. Die zur Anwendung gelangende Stahltrommel besaß einen Außendurchijesser von 4o,6 cm (l6") bei einer Wanddicke von 2,86 cm (l-t/8") und war so ausgebildet, um ein endloses Produkt von 15,24 cm (6") Gesamtbreite in folgender Weise herzustellen; 16 ümfangsrillen von o,48 cm (3/l6") Breite χ ο,16 cm (l/l6") Tiefe wurden in einem Abstand von Mitte zu Mitte von I,o2 cm (o,4oo ") in die Außenfläche der Trommel zur Bildung von kontinuierlichen Längsversteifungen oder Stringern ausgedreht* In gleichmäßige· Abstand zwischen den Rillen wurden in Abständen von 3° axiale Reihen von 15 Löchern mit einem Druchmesser von o,7>f cm (9/32") durch die Wand der Trommel durchgebohrt. Diese Löcher schnitten die Rillen, wodurch ein seitliches Zusammenhängen oder eine seitliche Kontinuität des Produktes sichergestellt wurde. In jedes

Loch wurde ein Messingbüscheleinsatz mit einer Lange von 5,o8 cm (2") von im wesentlichen zylindrischer Form mit 8 in gleichmäßigem Abstand voneinander am Außendurchmesser geschnitten Auskehlungen oder Rillen, die mit einer Schneideinrichtung mit einem Radius von 0,16 cm (1/16") bis zu einer maximalen Tiefe von o,lo cm (o,0lo") geschnitten wurden und

von der Achse des Einsatzes bei 1 - i/4 auf eine Länge von *

2,5-1 cm (l") von dem der Oberfläche der Form trommel zunächst gelegenen Ende abschrägen oder sich verjüngen, im Preßsitz eingepaßt. Um das Strömen des Polymerisats über die Länge der Rillen herab zu unterstützen,mrde das Außenende des Einsatzes halbkugelförmig ausgebildet und o,16 cm unterhalb der Außenoberfläche (1/16") der Formtromnel angeordnet. Das fertiggestellte Produkt füllte die Formtrommel vollständig aus, wobei ein Produkt, wie in Fig. 8 gezeigt, mit Büscheln von Vorsprüngen von 2,54 cm (l") gebildet wurde.. Die restliche

Außenoberfläche der Formtrommel, die in gleitender Berührung t

mit der Verteilerdüse g-ehalten wurde,ergab Löcher in der Rückseite des Produkte^, diefcm Fall von künstlichem Rasen als Ablauf- oder Abzugslöcher dienen. Nach Verdichten und Hitzeverfestigen zur Bildung eines Produktes,wie in Fig. 9 ', gezeigt, wurde das Material auf einem Dorn in Form eines endlosen Streifens von künstlichem Rasen gesammelt·

Βλϊ

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Beispiel 2

Diese« Beispiel erläutert ein künftiges Grasprodukt, das unter Anwendung der Lehre gemäß der bisherigen Technik hergestellt wenden kann, wobei kein· Vorsorge für die Aufrechterhaltung von unterschiedlichen Drücken Innerhalb der For« getroffen wurde· Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 mit der Abänderung verwendet, daß lediglich ein Sate von Polymerisatöffnungen vorgesehen war, wobei der Sate die Büschel beschickte* Ee waren auch keine Druckfinger vorgesehen. Die Foragestalt und die Temperaturen sowie die KUhI- wasserbedingungen waren die gleichen, wie in Beispiel 1 ange-

2 geben. Wenn der Polymeres a t^ruck 35, i5 kg/cm (5oo psig) am

2 « Ende des Extruders und 17,58 kg/cm (25o pel) am Abgabeende der Abmeß-oder Beaeeenungsteile betrug, wurde ein Produkt mit Büscheln von ο,7β cm Höhe (5/16 ") oberhalb der Längeversteifungen erhalten. Ee trat kein Durchlecken aus den Längsversteifungerillen stromaufwärts von dem Poljrmerisat-

block auf· Wenn der Poljrmerisatfluß zu der Form vergrößert wurde, trat ein starkes Durchlecken entlang der Längsversteifungsrille ru der stromaufwärts liegenden Seite des PoIymeriaatblockes auf, auch wenn der Extruderdruck unterhalb 38,67 kg/cm² (55o pel) blieb. Sie so hergestellten Bü.chel

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waren außerdem lediglich ο,76 cm (5/l6") hoch·

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert ein Verfahren, das »ur Herstellung eines kontinuierlichen geformten Gebildes, das zur Verwendung als künstlicher Skihang geeignet ist, sur ' ύ Anwendung gelangt.

Die hier verwendete Vorrichtung, entsprach der in den Fig. l und 15 dargestellten Vorrichtung·

Polypropylenpellets werden geschmolzen und unter hydraulischem Druck aus einer Schneckenpresse oder einem Schnecken·· extruder zu einer besonderen Verteilerdüse, wie vorstehend beschrieben, mit zwei Reihen von Polymerisatzuführungsöffhungen geführt. Die erste R_eihe der Öffnungen oder Löcher lenkt das Polymerisat in die iiefen sich verjüngenden zylindrischen Hohlräume und seitlichen Rillen in dir Formtrommel· Die weite Reihe von Öffnungen lenkt das Polymerisat au den Ausnehmungen in der Spezialdüse, von welcher das Polymerisat in Band- oder Streifenform auf die äußer Fläche der Formtrommel sxtrudiert wird· Verengungen werden verwendet, um die Menge des jedem String eingeführten Polymerisats zu steuern·

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Typische Bedingungen für dieses Verfahren sind die folgenden: SchmlsteMperatur an der Austrittsetelle des Extruders 2So⁰C (3oo°F)j Düsentenperatür 2o4 C (4oo F); Tenperatur der Oberfläche der ForMtroMMel 66 ⁰C (ISo⁰F);

2 Druck ·■ Ende der Extruder-Laufbuchse Io5_t45 kg/cm (lSoo psi);

Foradruck (Hohlraum) 87,88 kg/cm (l20o psi)·, Forstdruck (Stringer) 3,52 kg/es³ (So psi)| Gesaetkraft, welche die

. TroM-ΜβΙ Kit der DU·· in Berührung hält, 4835 kg« (loooo lbe)j Umfangsgeschwindigkeit der Troanel 1,22 wtpm (4 fP·)} Kühltester«tür vor de« Abstreifen 3« see·

Das Endprodukt nisait die ^Form einer Bellt· von zylindrischen Vorsprung·» ν·η o,4i cm (3/i6^rt) «m Grund Mit einer konkavkonischen Außenfläche, wobei dieser DurchMesser auch ο,ΐβ «m (l/l6") über ein· Läng« von 3,18 cm (l-l/4^H) reduaiert wird· Diese Teile₍ die Im Abstand von β,·4 cm (i/4") angeordnet alnd_t und die sieh in der Breite und der Langt c*nt*ieren,eind seitlich dureh «in füllstück in einer Breite voa e_t32 cm (l/8B) and einer Tiefe von o,l6 cm (l/l6^H) Miteinander verbunden, und in Längsrichtung 4m*th Übergelegte Stringer von e_t32. um Breite (1/8") und 0,16 cm Tiefe (l/l6") verbunden«

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Beispiel 4

Dieses Beispiel zeigt ein Verfahren, daß rerwendet wird, um ein fortlaufendes bkw. endloses geformtes Gebilde, das als künstliches Boden-Haltemittel an Abschrägungen oder Böschun -gen verwendet werden kann*

Die verwendete Vorrichtung bzw* der Apparat und die Verfahrensbedingungen entsprechend denen des Beispiele 1 Bit der Ausnahm, daß Ausnehmungen für Büschel durch einen Schlitz mit T-fbrndgem Querschnitt ersetzt werdender sich über die volle Breite des Produktes erstreckt, wie in Fig. dargestellt ist· Der Querschnitt des T an der Außenfläche der Trommel beträgt in der Breite o,48 cm (3/16") und in der Tiefe o,16 cm (l/l6") und der Schenkel oder Steg des T hat am Grund eine Dicke von o,32 cm d/8"), der zu einer Dicke von o,16 cm (l/l6") über eine gesamte Tiefe von 2,54 cm (l") konisch verläuft. Def Abstand der Stringeffand der T's würde etwa 5, o8 cm (2") zur Mitte betragen« i

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß im Rahmen 4er E₁.findung Änderungen an der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und zur ErPtugung verschiedener Produkt· gemäß der Erfindung vorgenommen werden können* Die Erfindung ist daher nicht auf die vorerläuterten Ausführungsbe!spiele beschränkt·

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1) Dreidimensionale Formkörper von unbegrenzter Länge, gekennzeichnet durch ein Grund- oder Hauptmaterial mit sich von einer Oberfläche dieses Grundmaterials erstreckenden Vorsprüngen mit einer wesentlich größeren Länge als die Dicke des Grundmaterials, wobei die Länge wesentlich größer als die Querschnitteabmessung der Vorsprünge ist und das Verhältnis von Länge zu Breite des Produktes wenigstens Io:l beträgt·

   2) Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Vorsprünge in Form von Büscheln, die integral mit dem Grundmaterial verschmolzen sind,wrliegen.

   3) Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, &ß das Grundmaterial aus parallelen Streifen* die im Absatnd «wischen ien Büscheln von Vorsprüngen angeordnet sind, besteht·

   4)> Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß di« Büschel voa Vorsprüngen im Abstand voneinander zwischen den parallelen Streifen zur Schaffung von Ablauflöchern in dem Grundmaterial angeordnet sind,

   5) Formkörper nach e&aem-dei· Anspruch· 1, ,dadurch

   veil gekennzeichnet, dafi die Vorsprung·/gleichförmig sind und sich

   über die Breite des Grundmaterials erstrecken.

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   '•t

   - 57 -

   6) Formkörper nach ein·· der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer thermoplastischen Masse, bestehend aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyamiden oder Polyestern gebildet sind«

   7) Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite wenigstens 15,24 cm (6") beträgt*

   fs η Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen ^-*^ nach einem der Ansprüche 1 bis 7

   Formkörpern von unbegrenzter Länge^nach einem Spritzguß"

   formvei&hren, dadurch gekennzeichnet, daß man

   (a) ein geschmolzenes thermopla&isches Material zur Vorderfläche einer gegen eine eich vorwärtsbewegende Formoberfläche mit einer Vielzahl von Hohlräumen geriihteten AusBreßdüse zuführt,

   (b) einen ausreichenden hydraulisch«« Druck auf das geschmolzene Material in einer Hochdruckzone zum Pressen

   des Materials in die äußevten Enden der Hohlräume aufbringt, \

   (c) das Material zum Fließen bei einem niedrigeren Druck in der Bewegungsrichtung der Formoberfläche zur Bildung «Ines Grundmaterial, das mit den Hohlräumen verbunden ist, wodurch ein dreidimensionales Produkt aus einem Grundmaterial mit sich daraus erstreckenden Vorsprüngen gebildet wied, veranlaßt,

   17790S9

   (4) da« Produkt bis zur vollständigen Verfestigung kühlt

   und

   (β) da· verfestigt· Gebilde aus der For »oberfläche entfernt«

   9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Man das gescnmlsene Material bei den niedrigeren Drude stm P fin tlangf liefen von «it den Hohlräumen verbundene» Kanälen veranlaßt, um «in ZusaansAf ließen oder Verachi»el>en der Material·' in den Kanülen «it den Material in den Hohlräumen mu bewirken·

   10) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch geketwise lehnet_t da» da« geschi»ol>ene Material >it der Formoberf lacht durch eis· einzige Reihe von Öffnungen eingeführt Wird*. iijt i» Abstand voneinander quer Über die For*» b«rfliehe te geerbt sind»

   ■ '■'''' ;.ϊ ' ' i<- ■■

   11) Verfahren nach Anspruch Io, dadureh gf||#Ml>eioManfi|

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   dal »an in d«n verbundenen Kanälen «ine wesentlich niedriger·

   " Drucks·»· dureh aelektives Abtvennen de· Stro*· stift Hua Hohl·»

   für räuMen in die Kanäle außer unterbrochen·, kurv* . Abstände '<

   errichtet·

   12) Verfahren nach Anspruch Ii₁ dadureh gekennzeichnet, daft Man die Hohl raust· teilweise dureh in diesen Kanälen angeordnete Glieder abtaennt»

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   ORIGINAL

   13) Verfahren nach AnepruchiB , dadurch gekennzeichnet,

   2 daß man in der Hochdruckzone einen Drucknon oberhalb 3d 15 kg/cm (5oo psig) anwendet.

   14) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt zur Neuanordnung oderUmorientierung der Richtung der Vorspriinge aus de* Grundmaterial texturiert·

   15) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet

   daß man das Produkt auf etwa 5o C unterhalb des thermoplastischen

   Zustandes des Materials vor der Entfernung aus der Fora küklt.

   16) Verfahren nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß man als Formoberfläche eine zylindrische Trommel verwendet.

   17) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Formoberfläche eine Reihe von aneinander angrenzenden Platten verwendet·

   18) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

   von unendlicher Läng· f

   daß man einen dreidimensionalen Formkörper/mit wenigstens von einer Oberfläche eines Grundmaterials sich erstreckenden Vorsprüngen aus einem geschmolzenem thermoplastischen Material durch Formung de» Materials zwischen zwei verbundenen Gliedern, die eine Form mit einer Vielzahl von tiefen Hohlräumen, die

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   - 4ο -

   durch Rinnen oder Rillen von geringerer Tiefe als. die Hohlräume verbundeöfeind, herstellt, indem man

   (at geschmolzenes Material in die Form einführt aus einer unter Druck gesetzten Vorratsquelle,

   (b) die verbundenen Hohlräume und Rillen mit dem geschmolzenen Material füllt,

   (c) den Fluß in die Rillen bei einem wesentlich niedrigeren Druck als der Druck in den Hohlräumen selektiv fegeIt,

   (d) wenigstens »ines der*~¥erbundenen Glieder mit Bezug auf das andere vorwärtebewegt, wobei eine Verbindung zwischen der Zufuhrquelle und der For« zur Bildung von kontinuierlichen Längendes Materials geschaffen wird, und

   (e) das Material vor der Entfernung von den eich vorwärtsbewegenden Glied kühlt·

   19) Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Material in die Fore in getrennten Ausgangsbeechidkungen aus der unter Druck gesetzten Zuführungs quelle einführt. '

   20) Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man eine der getrennten Ausgangsbeschickungen bei einen wesentlich verringerten D_ruck regelt.

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   21) Verfahren nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsbeschickung bei verringertem Druck mit den Rillen in Verbindung steht und die andere getrennte Auegangsbeschickung mit den Hohlräumen in Verbindung steht·

   22) Verfahre* nach Anspruch 2i, dadurch gekennzeichnet,

   daß man die unter Druck gesetzte Zufuhrquelle bei einem

   2 Druck von oberhalb etwa 35,15 kg/cm (5oopsig) hält*

   23) Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man das entfernte Formmaterial zur Umorientierung der Richtung der sich erstreckenden Vorsprünge in einer willkürlich zufälligen Weise texturiert.

   24) Verfahren nach Anspruch 18, didurch gekennzeichnet, daß man als thermoplastisches Material Polyäthylen, Polypropylen_T Polyamide oder Polyester verwendet.

   25) Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man das geformte Material aus etwa 5o C unterhalb des thermoplastischen Zustandes des Materials vor der Entfernung von dem sich vorwärtsbewegenden Glied kühlt.

   26) Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Formkörpern von unbegrenzter Länge m4* aus einem Grundmaterial mit von einer S_eite oder Oberfläche davon sich erstreckenden

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   Vorsprüngen nach «ine« der Anspruch· 8 bis 25, dadurch gekennzeichnet, d*ß sie

   (a) eine Einrichtung zur Bildung einer Forl» feit Leerräimen darinι

   (b) «in· Einrichtung für die Zuführung eines geschmolzenen thermoplastischen Materials unter Druck zu den Hohl- oder Leerrä'umen in der Form,

   (c) eine Einrichtung zur Errichtung einer Zweistufendruckzone innerhalb gewählter Bereiche der Fern, um das Material darin unter verschiedenen Drücken zu formen,

   (d) line Einrichtung zum kontinuierlichen Vorwä'rtebewegen von einem der die Form bildenden Glieder für die Vorwärtsbewegung dea geformten Materials aus dem Formbereich,

   (e) eine Einrichtung zum Kühlen des geformten Matdrials unter Bildung eines stabilen (festen) Produktes und

   (f) eine Einrichtung zur Entfernung des Produktes aus dem sich Vorwärtebewegenden Glied umfaßt·

   W . 27) Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Form eine drehbare zylindrische Trommel mit einer Mehrzahl von tiefen Hohlräumen in deren Oberfläche , die durch Rillen oder Kanäle mit ger/iingerer Tiefe als diejenige der Hohlräume verbunden sind und eine fest angebrachte Auspreßdüse

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   1? 7 ύ G t> 9

   umfaßt, die in Berührung mit einem Teil der Trommelzur Schaffung einer Verbindung zwischen der Zuführung von geschmolzenem Material und den zwischen diesen Gliedern gebildeten leeren Räumen angeordnet ist·

   28) Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel parallele Rillen, die deren Oberfläche umgeben, aufweist»

   29) Vorrichtung nach Anspruch 28, didurch gekennzeichnet, daß die parallelen Rillen mit Mitteln zum Blockieren des Flußes darin in einer Richtung; ausgestattet sind.

   30) Verrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rillen Extruderfinger zum Blockieren dis Flußes angeordnet sind*

   31) Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefen Hohlräume mit Einsätzen versehen sind, die ein Oberflächenmuster aufweisen.

   32) Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefen Hohlräume aus keilförmigen Rillen oder Kanälen bestehen, die sich im wesentlichen über die Breite der Ttommel erstrecken·

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   33) Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspreßdüse mit zwei Reihen ausgestattet ist, die durch Durchleitungswege von der gleichen Quelle an ge_ schmolzenem Material verbanden sind·

   34) Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangswege, die eine der genannten Reihen von

   ^ Öffnungen beechicken,»it Einrichtungen für die unabhängige Regelung des Druckes zu diesen Öffnungen ausgestattet! sind.

   35) Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die For* aus einen waagrecht sich bewegenden Glied mit einer Vielzahl von Hohlräumen in dessen Oberfläche, die durch Rillen mit geringerer tief· als die^enlgender Hohlräume verbunden sind und einer fest angebrachtten AuepreßdUse gebildet ist, die in Berührung mit 4am Teil des »ich bewegenden Gliedes für die Schaffung einer Verbindung von der Zuführung des geschmolzenen Materials zu den zwischen den Gliedern der Form gebildeten Hohlräumen angeordnet ist«

   36) Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, d_aß die Form von gegenüberliegenden drehbaren zylindrischen Trommeln gebildet wird, wobei eine trommel eine Mehrzahl von tiefen Hohlräumen in iher Oberfläche aufweist und die andere

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   Trommel eine Mehrzahl von kreisförmigen parallelen Rillen in ihrer Oberfläche besitzt, wobei die Hohlräume und Rillen miteinander verbunden sind, und «ine fest angebrachte Aus- .

   preßdüse aufweist, die in Berührung »owohl mit den Trommeln an deren Klemmeteile oder Spalt unter Bildung eines Teils der Form angeordnet ist, um eine Verbindung von der Zuführung

   des geschmolzenen Materials zu den zwischen den Gliedern der %

   Form gebildeten Hohlräumen zu schaffen·

   37) Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspreßdüse mit einer getrennten Reihe von Öffnungen für eine getrennte Verbindung mit jeder- Trommeloberfläche augestatte t.ist,

   38) Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung für die unabhängige Regelung des Druckes zu der Reihe von Öffnungen, die mit den prallelen Rillen verbunden sind, vorgesehen ist. f

   39) Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Form eine drehbare zylindrische Trommel Init einer Mehrzahl von tiefen Hohlräumen in ihrfe Oberfläche und eine fest angebrachte Auspreßdüse aufweist, die in Berührung mit einem Teil der Trommel angeordnet ist und eine Mehrzahl von

   108834/1334 BAD ολ»&

   - 46 -

   selektiv, im Abstand angeordneten Rillen für dl· Zuführung von geschlola«neu Material auf die Trommelvorderseite aur Bildung von in Längsrichtung sich erstreckenden Längen des Materials, die das in den Hohlräumen abgeschieden« Material verbinden, sifwelst.

   40) Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, ^ daß die Rillen «it. Material durch Burchgangswege gespeist

   werden, die Regelventile für die unabhängig· Begelung des Drucks au diesen Rillen enthalten·

   41) Vorrichtung mir Herstellung von endlosen Längen iron d#eidimensionalen Foraprodukten, geke*,anse*eteet *» eh

   (a) eine gravierte Oberfläch« »it einer fielsahl vea Hohlräusten darin, die durch Rillen verbanden sittäf

   (b) eine Öffnungen aufweisende AueprefUtUse («rifle·* extrusion nozzle), die in Berührung mit ein·» Teil der gravierten Oberfläche angeordnet ist,

   (c) eine Einrichtung für die Zuführung eines thermoplastischen geschmolzenen Materials zu der Auepreßdüse unter ausreichendem Druck, um das Material in die Hohlräume und die Rillen zu pressen,

   (d) eine Einrichtung zur Verhinderung eines Fließens

   des geschmolzenen Materials in den Rillen in entgegengesetzter

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   Richtung zu der Bewegung der gravierten Oberfläche,

   (e) eine Einrichtung zum Kühlen des ausgepreßten Materials auf der gravierten Oberfläche zur Bildung eines biegsamen geformten Produktes und

   (f) eine Einrichtung zur Entfernung des geformten Produktes von dieser Oberfläche nach Vorwärtsbewegung um eine Strecke von der Auspreßeseile· ™

   42) Vorrichtungnach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume mit Einsätzen ausgestattet sind, die ein-Oberflächenmuster aufweisen·

   43) Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet! daß die gravierte Oberfläch· «ine zylindrische Oberfläch· einer Trommel ist·

   44) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspreßdüse sich quer über die Breite der Trommel erstreckt und eine konkav· Vorderfläche mit gleichem Radius und gleicher Krümmung wie diejenige, der Trommel aufweist, um einen minimalen Spielrau· zwischen Gliedern zu- schaffen»

   45) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verhinderung

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   des Rückflußes fingerartige Elemente sind, die in den Rillen in Nähe der Auspreßoffnungen angebracht sind.

   46) Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Vorderfläche mit wenigstens einer Reihe von Öffnungen ausgestattet ist, die für eine besondere Verbindung mit den Hohlräumen in der Trommel selektiv ge-

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   trennt sind·

   47) Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Entfernung ein Element mit einer Mehrzahl von fingerartigen Gliedern umfaßt, d.ie in den Rillen der zylindrischen Oberfläche der Trommel an einer Tangente zum Abstreifen des geformten Produktes mit der Trommel angeordnet sind*

   48) Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur Behandlung des geformten Produktes aufweist.

   49) Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur unabhängigen Regelung des Druckes des den Rillen zugeführten geschmolzenen Materials vorgesehen sind·

   50) Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,

   daß di· Hohlräume keilförmige Rillen sind, die sich im wesentlichen über die Breite der gravierten Oberfläche erstrecken.

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