DE1929350B2 - Kalander fuer die herstellung von glatten bahnen oder folien aus thermoplastischem material - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Kalander für die Herstellung von glatten Bahnen oder Folien aus thermoplastischem Material mit mindestens drei, in Durchlaufrichtung der Bahn hintereinander angeordneten Kalanderwalzen, wobei jeweils zwei in Laufrichtung hintereinander liegende Walzen einen jeweils engeren Spalt bilden und die Bahn dem zweiten Walzenspalt mit in Laufrichtung mittels profilierter Walze erzeugten, auf einer Bahnoberseite nebeneinander liegenden Wellenbergen und -tälern zugeführt wird.

Bei der Herstellung von dünnen Bahnen oder Folien aus thermoplastischen Massen durch Kalandrieren, wird das Material nacheinander durch mehrere, durch jeweils zwei Walzen gebildete Spalte hindurchgeführt. Dabei ist der jeweils folgende Spalt etwas enger als der in Durchlaufrichtung vorangehende, und zwischen zwei Walzenspalten wird die Materialbahn von einem Teil der Walzenoberfläche mitgenommen. So können beispielsweise mit einem Vier-Walzen-Kalander für die Folienherstellung drei Walzenspalte gebildet werden, von denen der erste 0,14 mm, der zweite 0,12 mm und der dritte 0,11 mm weit ist. Dabei wird in den aufeinander folgenden Walzenspalten nicht nur dem einlaufenden Materialfilm eine bestimmte Form und Größe, insbesondere Dicke, aufgezwungen, sondern auch in gewissem Umfang eine Homogenisierung durch Knetung und Durchmischung erzielt. Neben dieser sozusagen »inneren« Beschaffenheit kommt es natürlich auch auf die Oberflächenbeschaffenheit, z. B. eine glatte, ebene und narbenfreie Oberfläche an. Der Erzeugung dieser einwandfreien Oberfläche und auch der über den Querschnitt bestmöglichen Homogenität steht im allgemeinen der vor einem Walzenspalt liegende Knet oder Wulst entgeger der dadurch entsteht, daß aus einem Spalt jeweils etwas mehr Masse in den nächsten einläuft, als dieser wegen seiner geringeren Weite gegenüber dem in Durchlaufrichtung voranliegenden verarbeiten kann.

Zwar passiert beim Kalandrieren der größte Teil des Materials die Walzenspalte ohne Umwege über den Knet nacheinander, aber ein Teil wird in diesen abgequetscht, und dieser Teil hat dann eine häufig sehr lange Verweilzeit im Knet. Mit der Zeit fließt das abgequetschte Materiail seitlich an den Walzenrand ab, wird als Beschneidb.md abgeschnitten und wieder eingewalzt, mit der Folge, daß besonders stark thermisch beanspruchtes Material ein weiteres Mal beansprucht wird.

Kunststoffe erleiden beim länger andauernden Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur eine Schädigung, die sich als Verfärbung, Versprödung, ^estigkeitsverringerung, Blasenbildung usw. zeigt. Um diese Schädigungen zu unterbinden bzw. die Verarbeitung bei der iiohen Temperatur, die für ein einwandfreies Kalandrieren erforderlich ist, überhaupt erst zu ermöglichen, werden dem Ausgangsmaterial Zusätze beigemischt, die ihnen eine zeitlich begrenzte Stabilität verleihen. Diese Zusätze ermöglichen zwar die Verarbeitung, verschlechtern aber häufig die Eigenschaften des Fertigproduktes, insbesondere dann, wenn sie in größeren Mengen eingesetzt werden müssen. Außerdem verteuern diese Substanzen durchweg die Herstellung der Bahnen oder Folien.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, einen Kalander zu schaffen, mit welchem ein schnellerer Wechsel des Materials und damit eine verhältnismäßig geringe Verweilzeit desselben im Knet mit der Folge einer guten Homogenisierung des den Spalt durchlaufenden Materials erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Kalander der im ersten Abschnitt definierten Art bei jeweils drei aufeinanderfolgenden, in an sich bekannter Weise zwei glatte Spalte bildenden Walzen — mindestens eine an die jeweils mittlere Walze ar.steilbare, profilierte Walze vorgesehen ist.

Dadurch wird der einen Walzenspalt verlassende Materialfilm nach Art von sich abwechselnden Wellenbergen und -tälern profiliert und als profilierter Film einem in Durchlaufrichtung folgenden glatten Walzenspalt zugeführt.

Auf diese Weise wird einem Walzenspalt eine Bahn oder Folie zugeführt, aus deren Wellenbergen beim Einlauf in den und Passieren des Spaltes Material seitlich in die Wellentäler abgequetscht werden kann, wodurch ein stets klein zu haltender Rest als Knet verbleibt und die Verweilzeit des Materials in ihm verringert wird, weil auch aus diesem immer Material in die Wellentäler der ankommenden Bahn mitgenommen werden kann. Damit wird eine sehr schonende Behandlung des Materials und seine ständige Durchmischung und damit Homogenisierung erreicht, wobei die Verarbeitungstemperaturen in vorteilhafter Weise erhöht und, der Art und Menge nach, mit nur sehr geringen Zusätzen gearbeitet werden kann.

Verfahren und Kalander für die Herstellung von profilierten Bahnen, die mit einem Spalt bildenden profilierten Walzen arbeiten oder bei denen eine glatte und eine profilierte Walze einen Spalt formen, sind in großer Zahl bekannt. So ist es z. B. durch die FR-PS 14 91661 bekanntgeworden, sogenannte Walzfelle, insbesondere aus Gummimischungen, herzustellen, indem die von einem Kneter kommende Masse einem profilierten Walzenspalt zugeführt und als profiliertes Bahnstück für die spätere Verwendung als Walzfell abgezogen wird. Die so erhaltenen Walzfelle werden zwar später dann in der in der Gummiindustrie üblichen Weise dadurch auf einem besonderen Walzwerk weiterverarbeitet, daß man die nur einen Teil der Breite des die Bahn endgültig erzeugenden Walzenspaltes einnehmenden Felle bei jeweils engerer Zustellung dem Walzenspalt wiederholt so lange zuführt, bis das Fell auf die gewünschte Breite ausgewalzt ist. Eine Durchmischung im Sinne der Aufgabe der vorliegenden Erfindung tritt dabei aber nicht ein. Das durch die

Profilierung erhaltene, vom Vorrat genommene und in einen glatten Walzenspalt eingebrachte Fell wird später dann einfach bis auf die Walzen werkbreite ausgewalzt.

Unter dem Gesichtspunkt, daß bei einer Vorrichtung oder Anlage zur Herstellung von Folien aus plastischem Material der Druck im Walzenspalt dann am geringsten ist, wenn man einem die Folie erzeugenden Spalt gerade so viel Material zuführt, wie für die Herstellung einer Folie bestimmter Dicke und Breite erforderlich ist bzw. bei diesem theoretischen Wert in möglichst großer Annäherung arbeitet, schlägt die US-PS 31 45 418 eine Aufteilung des eingespeisten Materials in Einzelportionen über die Breite des Walzenspaltes in Form von einzelnen, getrennten Strängen vor, die dann durch die Einführung in den Walzenspalt plattgewalzt werden. Abgesehen davon, daß die Reduzierung des Druckes im Walzenspalt nicht im Vordergrund der Erfindung steht, kann die hier zugrunde liegende Aufgabe durch eine solche Vorrichtung auch nicht gelöst werden.

Beide Vorveröffentlichungen folgen nicht dem Prinzip nach der Erfindung, zu dem gehört, daß zunächst in einem Walzenspalt in üblicher Weise eine glatte, ebene Bahn erzeugt wird, die dann in einer nachfolgenden Stufe so profiliert wird, daß in Laufrichtung der Bahn verlaufende Wellenberge und Wellentäler abwechseln, um dann diesen profilierten Bahnabschnitt in einer weiteren Stufe wieder durch einen glatten Walzenspalt zu ziehen. Damit können mit den Einrichtungen nach den Vorveröffentlichungen auch nicht die Vorteile erzielt werden, die durch die Anwendung der Erfindung erzielbar sind. Dadurch, daß bei dieser nämlich von ebenen, glatten, im Querschnitt rechteckigen Bahnen ausgegangen wird, die dann in eine profilierte Bahn umgewandelt wird, tritt bereits eine Durchmischung ein, indem in den Wellentälern das Material zusammengedrückt, in den Wellenbergen dagegen entlastet wird. Außerdem wird dabei natürlich Material aus den Bereichen, die durch die Profilierung Wellentäler werden, in die Wellenberge abgedrängt. Bei der dann folgenden Stufe, bei der die profilierte Bahn wieder in einen glatten Walzenspalt einläuft, wird die Durchmischung fortgesetzt, weil nun der relativ hohe Druck auf die Wellenberge ausgeübt und dadurch Material seitlich in die Täler abgedrängt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer schematisehen Darstellung beschrieben. Es stellen dar:

F i g. 1 einen Mehrwalzen-Kalander in F-Form in der Seitenansicht,

Fig.2 vereinfacht einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie H-II in so Fig. 1, teilweise,

F i g. 3 die Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform gemäß F i g. 2.

Die F i g. 1 der Zeichnung zeigt stark vereinfacht und schematisch ohne Lagerungen, Antriebe, Steuerungen usw. die Seitenansicht eines Vier-Walzen-Kalanders in F-Form mit den Kalanderwalzen 1 bis 4. In diesem sind die Walzen 1 und 2 die sogenannten Einzugswalzen, denen das thermoplastische Material, das zu einer Bahn oder Folie ausgewalzt werden soll, bei 5 zugegeben wird und das den Spalt 6 zwischen den Walzen 1 und 2 als vorkalandrierte Bahn 7 verläßt.

Einer der Kalanderwalzen, bei dem dargestellten Beispiel der Einzugswalze 2, ist eine unstillbare Walze 8 geringeren Durchmessers zugeordnet, deren Umfangsfläche profiliert ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 8 kann stufenweise regelbar, und sie kann heiz- oder kühlbar sein. Sie kann auch mit einer Vorrichtung zur Schrägverstellung oder Gegenbiegung ausgerüstet sein, welche der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Wie das dargestellte Beispiel zeigt, kann mindestens eine in Größe, Anordnung und Wirkung der Walze 8 prinzipiell entsprechende weitere profilierte Walze 9 vorgesehen sein, die hier beispielsweise der glatten Kalanderwalze 3 zugeordnet ist.

Das Profil kann gemäß Fig.2 wellenlinienförmig aber auch gemäß F i g. 3 zahnförmig ausgebildet sein. F i g. 2 der Zeichnung zeigt, daß die einander zugeordneten Wellenberge 8a bzw. Wellentäler 86 der Walze 8 auf einer in sich geschlossenen, kreisförmigen Umfangslinie liegen. Dadurch entsteht nach dem Passieren der am eigentlichen Kalandrieren nicht beteiligten Walzenspalte zwischen den Walzen 2 und 8 bzw. 3 und 9 ein jeweils profiliertes Bahnstück 10 bzw. 11, das in einen in Bearbeitungsrichtung folgenden Kalanderwalzenspalt 12 bzw. 13 einläuft. Auf diese Weise wird die im Spalt zwischen den Walzen 2 und 8 profilierte Bahn dem kalandrierenden Spalt 12 zwischen den Walzen 2 und 3 zugeführt, in dem das Material aus den den Wellentälern 86 der Profilwalze 8 entsprechenden Wellenbergen 10a der Bahn seitlich in Richtung der Pfeile A in die den Wellenbergen 8a der Walze 8 entsprechenden Wellentäler 106 der Bahn abgedrängt wird. Die Bahn wird also im Spalt 12 wieder geglättet, und dadurch tritt eine Durchmischung des Materials ein. Außerdem wird bei einer richtigen, leicht zu ermittelnden Abstimmung der Profilierung der Walze 8 mit der Größe des Spalters 12, der enger als die Höhe eines Wellenberges 10a und weiter als ein Wellental 106 sein wird, ein praktisch verschwindend kleiner Knet vor dem Spalt 12 erzeugt. Das so geglättete Bahnstück 14 kann dann durch die Walze 9 erneut profiliert und im Spalt 13 zwischen den Kalanderwalzen 3 und 4 unter Bildung eines praktisch vernachlässigbaren Knets, aber weiterer Durchmischung wieder geglättet werden, um als fertige Bahn 15 abgezogen zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kalander für die Herstellung von glatten Bahnen oder Folien aus thermoplastischem Material mit S mindestens drei, in Durchlaufrichtung der Bahn hintereinander angeordneten Kalanderwalzen, wobei jeweils zwei in Laufrichtung hintereinander liegende Walzen einen jeweils engeren Spalt bilden und die Bahn dem zweiten Walzenspalt mit in Laufrichtung mittels profilierter Walze erzeugten, auf einer Bahnoberseite nebeneinander liegenden Wellenbergen und -tälern zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeweils drei aufeinanderfolgenden, — in an sich bekannter Weise zwei glatte Spalte (6,12—12,13} bildenden Walzen (1, 2, 3—2, 3, 4) — mindestens eine an die jeweils mittlere Walze (2—3) anstellbare, profilierte Walze (8,9) vorgesehen ist.

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