DE1929350C3 - Kalander für 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 e,inen 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 der 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 entgegen, 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 Material seitlich an den Walzenrand ab, wird als Beschneidband 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 Sehädi-

s gung, die sich als Verfärbung, Versprödung, Festigkeitsverringerung, Blasenbildung usw. zeigt Um diese Schädigungen zu unterbinden bzw. die Verarbeitung bei der hohen Temperatur, die für ein einwandfreies Kalandrieren erforderlich ist, überhaupt erst zu

ίο 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 anstellbare, 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 ramer 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

3 4 ,

Profiljerung erhaltene, vom Vorrat genommene und in sehematiseh ohne Lagerungen. Antriebe, Steuerungen

einen glatten Walzenspalt eingebrachte Fell wird später usw, die Seitenansicht eines Vier-Walzen-Kalanders in

dann einfach bis auf die Walzenwerkbreite ausgewalzt F-Form mit den Kalanderwalzen J bis 4. In diesem sind

Unter dem Gesichtspunkt, daß bei einer Vorrichtung die Walzen 1 und 2 die sogenannten EinzugswaJzcn, oder Anlage zur Herstellung von Folien aus plastischem s denen das thermoplastische Material, das zu einer Bahn Material der Druck im Walzenspalt dann am geringsten oder Folie ausgewalzt werden soll, bei 5 zugegeben wird ist, wenn man einem die Folie erzeugenden Spalt gerade und das den Spalt 6 zwischen den Walzen 1 und 2 als so viel Material zuführt, wie für die Herstellung einer vorkalandrierte Bahn 7 verläßt
Folie bestimmter Dicke und Breite erforderlich ist bzw. Einer der Kalanderwalzen, bei dem dargestellten bei diesem theoretischen Wert in möglichst großer io Beispiel der Einzugswalze 2, ist eine anstellbare Walze 8 Annäherung arbeitet, schlägt die US-PS 31 45 418 eine geringeren Durchmessers zugeordnet, deren Umfangs-Aufteilung des eingespeisten Materials in Einzelportio- fläche profiliert ist Die Umfangsgeschwindigkeit der nen über die Breite des Walzenspaltes in Form von Walze 8 kann stufenweise regelbar, und sie kann heizeinzelnen, getrennten Strängen vor, die dann durch die oder kühlbar sein. Sie kann auch mit einer Vorrichtung Einführung in den Walzenspalt plattgewalzt werden. 15 zur Schrägverstellung oder Gegenbiegung ausgerüstet Abgesehen davon, daß die Reduzierung des Druckes im sein, welche der Übersichtlichkeit halber in der Walzenspalt nicht im Vordergrund der Erfindung steht, Zeichnung nicht dargestellt ist

Scann die hier zugrunde liegende Aufgabe durch eine Wie das dargestellte Beispiel zeigt, kann mindestens

solche Vorrichtung auch nicht gelöst werden. eine in Größe, Anordnung und Wirkung der Walze 8

Beide Vorveröffentlichungen folgen nicht dem 20 prinzipiell entsprechende weitere profilierte Walze 9 Prinzip nach der Erfindung, zu dem gehört daß zunächst vorgesehen sein, die hier beispielsweise der glatten in einem Walzenspalt in üblicher Weise eine glatte, Kalanderwalze 3 zugeordnet ist
ebene Bahn erzeugt wird, die dann in einer nachfolgen- Das Profil kann gemäß F i g. 2 wei.enlinienförmig den Stufe so profiliert wird, daß in Laufrichtung der aber auch gemäß F i g. 3 zahnförmig ausgebildet sein. Bahn verlaufende Wellenberge und Wellentäler ab- 25 Fig.2 der Zeichnung zeigt, daß die einander zugeordwechseln, um dann diesen profilierten Bahnabschnitt in neten Wellenberge 8a bzw. Wellentäler Sb der Walze 8 einer weiteren Stufe wieder durch einen glatten auf eine-/ in sich geschlossenen, kreisförmigen Umfangs-Walzenspalt zu ziehen. Damit können mit den linie liegen. Dadurch entsteht nach dem Passieren der Einrichtungen nach den Vorveröffentlichungen auch am eigentlichen Kalandrieren nicht beteiligten Walzennicht die Vorteile erzielt werden, die durch die 30 spalte zwischen den Walzen 2 und S bzw. 3 und 9 ein Anwendung der Erfindung erzielbar sind. Dadurch, daß jeweils profiliertes Bahnstück 10 bzw. 11, das in einen in bei dieser nämlich von ebenen, glatten, im Querschnitt Bearbeitungsrichtung folgenden Kalanderwalzenspalt rechteckigen Bahnen ausgegangen wird, die dann in 12 bzw. 13 einläuft Auf diese Weise wird die im Spalt eine profilierte Bahn umgewandelt wird, tritt bereits zwischen den Walzen 2 und 8 profilierte Bahn dem eine Durchmischung ein, indem in den Wellentälern das 35 kalandrierenden Spalt 12 zwischen den Walzen 2 und 3 Material zusammengedrückt, in den Wellenbergen zugeführt, in dem das Material aus den den Wellentälern dagegen entlastet wird. Außerdem wird dabei natürlich Bb der Profilwalze 8 entsprechenden Wellenbergen 10a Material aus den Bereichen, die durch die Profilierung der Bahn seitlich in Richtung der Pfeile A in die den Wellentäler werden, in die Wellenberge abgedrängt Bei Wellenbergen 8a der Walze 8 entsprechenden Wellender dann folgenden Stufe, bei der die profilierte Bahn 40 täler Wb der Bahn abgedrängt wird. Die Bahn wird also wieder in einen glatten Walzenspalt einläuft, wird die im Spalt 12 wieder geglättet und dadurch tritt eine Durchmischung fortgesetzt weil nun der relativ hohe Durchmischung des Materials ein. Außerdem wird bei Druck auf die Wellenberge ausgeübt und dadurch einer richtigen, leicht zu ermittelnden Abstimmung der Material seitlich in die Täler abgedrängt wird. Profilierung der Walze 8 mit der Größe des Spalters 12,

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer schemati- 43 der enger als die Höhe eines Wellenberges 10a und

sehen Darstellung beschrieben. Es stellen dar: weiter als ein Wellental 10ft sein wirH, ein praktisch

F i g. 1 einen Mehrwalzen-Kalander in F-Form in der verschwindend kleiner Knet vor dem Spalt 12 erzeugt Seitenansicht Das so geglättete BahnstUck 14 kann dann durch die F i g. 2 vereinfacht einen Schnitt durch den Gegen· Walze 9 erneut profiliert und im Spalt 13 zwischen den

stand nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie H-II in 50 Kalanderwalzen 3 und 4 unter Bildung eines praktisch

Fig. !,teilweise, vernachlässigbaren Knets, aber weiterer Durchmi- F i g. 3 die Darstellung einer abgewandelten Ausfüh- schung wieder geglättet werden, um als fertige Bahn 15

rungsform gemäß F i g. 2. abgezogen zu werden.

Die F i g. 1 der Zeichnung zeigt stark vereinfacht und Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kalander für die Herstellung von glatten Bahnen oder Folien aus thermoplastischem Material mit mindestens drei, in Durcblaufriohtung 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 Hegenden 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