DE1960271B2

DE1960271B2 - Verfahren zum strecken einer schlauchfolienbahn aus thermoplastischem kunststoff und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE1960271B2
Application number: DE19691960271
Authority: DE
Inventors: Sadao Yokkai Mie Nagase (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1969-12-01
Publication date: 1972-10-19
Also published as: GB1249835A; US3671617A; DE1960271A1

Description

tung gegebenenfalls unter gleichzeitiger Anwendung von Innendruck erfolgt.

Dieses Verfahren, das im wesentlichen für Polyolefine, die nach einem Niederdruckverfahren hergestellt wurden, Verwendung finden soll, beseitigt jedoch nicht alle Ursachen, die zu den vorstehend geschilderten Schwierigkeiten führen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum biaxialen Strecken einer Schlauchfolienbahn, das eine kontinuierliche, stabile, störungsfreie, gleichmäßige Verstreckung erlaubt, und zu Produkten gleichmäßiger Dicke, die keine Fehler auf Grund mechanischer Reibung oder ungleichmäßiger Strekkung aufweisen, führt.

Die Aufgabe wird bei dem eingangs dargelegten Verfahren dadurch gelöst, daß die Schlauchfolienbahn durch den Dorn mindestens bis zum Auftreten von gleichmäßig um ihren Umfang verteilten Einschnürungsstellen vorverstreckt und durch den Innendruck fertig verstreckt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit einem ersten und einem zweiten Walzenpaar, zwischen denen ein konischer Dorn angeordnet ist, der aus einer Vielzahl radial angeordneter Stäbe mit verstellbarer Neigung zur Mittelachse des Doms gebildet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab mit mehreren Rollen versehen ist.

Die Stäbe und die Rollen bestehen vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen.

Die Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß bei einer Arbeitsweise, bei der die Dorne den Anlaß für das Einsetzen des Streckens oder den Halsansatzpunkt in etwa dem mittleren Zwischenraum zwischen jedem Rand des Domes liefern, wodurch das Strecken in der Umfangsrichtung der Schlauchfolienbahn bewirkt wird und danach das Strecken der Folie mit dem Mediumsdruck innerhalb des Schlauchs bewirkt wird, ausgezeichnete Produkte erhalten werden. Auch durcii das Verlängern der Länge des Dornrandes, wodurch dessen Öffnungsgrad größer wird, wird das Strecken der Schlauchfolienbahn um etwa 25 bis 90°/₀ der gewünschten Streckung erreicht, und es ist somit zulässig, die restlichen 75 bis 10°/₀ der Streckung durch die Kraft des Mediumsdruckes innerhalb des schlauchförmigen Films auszuführen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist ein gleichmäßiges, stabiles Verstrecken von Schlauchfohenbahnen gewährleistet, die bei bekannten Verfahren auftretenden Schwierigkeiten werden vermieden und die erhaltenen Produkte sind fehlerlos und von gleichmäßiger Dicke.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung, die für die Ausführung des Verfahrens zum Strecken gemäß der Erfindung verwendet werden kann;

F i g. 2 zeigt eine teilweise Schnittansicht entlang der LinieA-A von Fig. 1;

F i g. 3 zeigt eine Ansicht eines gestreckten Teils einer SchJauchfolienbahn;

F i g. 4 zeigt die Arbeitsweise einer weiteren Vorrichtung, die Tür die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung angewendet werden kann;

F i g. 5 zeigt eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie M-M von F i g. 4 und

F i g. 6 zeigt eine Ansicht eines gestreckten Teils einer Schlauchfolienbahn, die gemäß der Vorrichtung nach F i g. 4 bearbeitet wurde.

Tür die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein kristallines Polymerisat geschmolzen und einem innigen Mischen unterworfen und abwärts aus einer ringförmigen Form 1 (vgl. Fig. 1) in

Form einer schlauchförmigen ungestreckten Folienbahn α ausgespritzt. Die aus der Form 1 abwärts ausgespritzte Folienbahn α wird mit Hilfe eines Kühlzylinders 2 einem raschen Abkühlen unterworfen. Der Kühlzylinder 2 besitzt eine ausreichende Länge,

ίο um die schfauchförmige Folienbahn α so lange zu umgeben, bis sie von der Außenseite gekühlt und verfestigt ist, damit ein Bersten oder Brechen der Folienbahn α durch den Mediumsdruck im Inneren verhindert wird.

Die ungestreckte Folienbahn α wird von einem Paar von Ausführungswalzen 3,3' mit einer festgelegten Geschwindigkeit abgezogen. Die Ausführungswalzeneinrichtung 3, 3' besteht, .e in F i g. 2 gezeigt, aus einer frei sich drehenden Walze 3', die auf einem Rahmen 4a in Verbindung mit einem Dorn tragenden Stab 4 getragen wird, der sich abwärts von der Mitte der Form 1 durch das Innere der Folienbahn α erstreckt, und außerdem aus einer Antriebswalze 3, die durch Anlegen von Druck von der Außenseite der Folienbahn α her auf die Walze 3' wirkt.

Danach gelangt die Folienbahn α durch das Innere einer Heizeinrichtung 6 in einer dreieckförmigen konischen Gestalt. Die Heizeinrichtung 6 erhitzt die Folienbahn a, bis diese eine derartige Temperatur erreicht, die für die Ausführung des Streckens als optimal angesehen wird. Wenn die Temperatur diesen optimalen Wert, der für das Strecken geeignet ist, erreicht, gelangt die Folienbahn α abwärts auf einen Dorn 5, der sich in einer konischen Gestalt öffnet.

~~In diesem Teil wird die Folienbahn α um mehr als das l,5fache gleichförmig in der Umfangsrichtung gestreckt und die Halseinleitung oder die Bildung eines Halsansatzes findet statt, die die Ursache für ein erzwungenes Strecken, wie nachstehend näher erläutert, ergibt.

Wie in F i g. 3 gezeigt, umfaßt der Dorn 5 einen den Dorn tragenden Stab 4 und besteht aus einer Vielzahl radial angeordneter Stäbe /„ /₂.. -fm, mit verstellbarer Neigung zur Mittelachse des Domes 5. An den Stäben J₁, f₂...f_m sind Rollen e_n, e_lz.. .e_in, e₂₁, e₂₂...e_Zn--.e_mi, e_m2.. .e_mn aufeinanderfolgend in Abwärtsrichtung vorgesehen. Die Folienbahn α wird in glatter Weise zu den untersten Rollen e_mi, e_m2- ■ -emn mit Hilfe der obersten Rollen e_u, e_ia.. .e_mi getragen. Dementsprechend wird die Folienbahn α zwischen e_n und e₂₁ auf eine Dehnung von e_in und e₂n über den jeweiligen Umfang mit absoluter Sicherheit gestreckt. Zu dem Zeitpunkt des Streckens der Folier.bahn α ist die Möglichkeit, daß der Teil zwischen den Rollen e_n und e₂₁ die Begrenzungslinie zu dem benachbarten Bereich überschießet, so gering, daß sie vernachlässigt werden kann und demgemäß verbleibl der von den Rollen e_u, e_in, e₂n und e₂₁ umgeben« Bereich unabhängig von anderen Bereichen. Aui Grund dieser Tatsache wird Folienbahn α zwischer den Rollen e_u und e₂₁ zwangsweise zu den Rollen e_v und e_an vorbewegt, und auf diese Weise tritt eini streifenförmige Ausfaserung oder ein Halsansatz punkt gj etwa in der Mitte zwischen den Stäben J₁ um /₂ auf, wenn das kristalline Polymerisat, z. B. Poly propylen, eine bestimmte Streckvergrößerung über schreitet, nachdem das Strecken des nicht kristalline: Teils stattgefunden hat.

5 J 6

Mit dem Punkte als Ausgangspunkt breiten sich Schnittbildes hiervon in nahezu reiner Kreisform er-Halsansatzlinien Zj₁ und Zr₁ gegen die Umfangsbereiche wartet werden, wobei gleichzeitig keinerlei Kratzer auf aus. Auch in dem Bereich von anderen Stäben / der Folien oberfläche oder eine Ungleichförmigkeit in treten ähnliche Halsansatzpunkte, beispielsweise die der Produktqualität hervorgerufen werden. Anderer-Punkte g₂ und g₃ nacheinander auf und von den 5 seits werden bei einer Einrichtung, bei welcher nur ein Ansatzpunkten g₂ und g₃ breiten sich die Halsansatz- mechanisches Strecken einer Folienbahn zur Anwenlinien /;₂, k₂ bzw. It₃, Ar₃ aus. Auf diese Weise treten dung gelangt, nicht nur Rollenspuren und ungleichauf Grund des Domes 5 in der Folienbahn α auf mäßige Stellen od. dgl. auf der Folienoberfläche deren Umfang in gleichem Abstand voneinander Hals- hervorgerufen, sondern es wird auch der Reibungsansatzpunkte in der Anzahl m der Stäbe / auf. io quotient so groß, daß keine Arbeitsweise bei hoher

An einer Stelle unterhalb des Domes 5 wird die Geschwindigkeit durchführbar ist. Im Gegensatz dazu Folienbahn α in der Richtung des Umfangs lediglich kann bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung auf Grund des Luftdruckes gestreckt. Auch bei der der Dorn lediglich zwecks Schaffung des Ansatz-Ausführung des Streckens in der Umfangsrichtung, punktes der Halsbildung oder Einschnürung der wie vorstehend beschrieben, ist die Heizeinrichtung 6 15 Folienbahn verwendet werden. Da das Strecken in so ausgebildet, daß die Bewegung der Folienbahn α größerem Ausmaß nur auf Grund des Mediumsin der Aufwärts- und Abwärtsrichtung und die Tem- druckes ausgeführt wird, ist es offensichtlich, daß peraturverteilung an dem Umfang frei oder beliebig durch die Arbeitsweise gemäß der Erfindung ein Weißmodifiziert werden kann in Abhängigkeit von der Not- werden oder Eintrüben auf Grund der Berührung der wendigkeit der Zuführung von Wärme auf die Folien- ao Folienoberfläche mit dem Dorn oder Ungleichförmigbahn α von der Außenseite. keiten und Kratzer od. dgl. vermieden werden. Außer-

Auf diese Weise wird eine Folienbahn b, die in der dem kann, da die mechanische Reibung ausreichend

Umfangsrichtung gestreckt ist, einem gleichförmigen gering ist, die Folienbahn mit einer außerordentlich

Kühlen mit Hilfe von aus einem Luftring 7 ausgepreß- hohen Geschwindigkeit erzeugt werden,

ter Luft unterworfen. Es ist jedoch offensichtlich, daß as Nachgehend wird eine weitere Ausführungsform er-

auch ein Wasserkühlungsbehälter an Stelle des Luft- läutert,

rings 7 zur Anwendung gelangen kann. In dem äußersten Ende einer Extrudereinrichtung,

Danach wird die Folienbahn b von mehreren Füh- die zum Auspressen des kribtallinen Polymerisats

rungsrollen 8 flach gefaltet und durch Klemmrollen 9 durch Schmelzen und inniges /Zusammenmischen ver-

mii einer festgelegten Geschwindigkeit abgezogen. 30 wendet wird, ist eine ringförmige Spritzgußform 12

Die Umfangsgeschwindigkeit dieser Klemmrollen 9 vorgesehen, die in Abwärtsrichtung eine Folienbahn in

ist um einen solchen Grad größer als diejenige der schlauchförmiger Gestalt ausspritzt.

Ausführungswalzcn 3, 3', der der gewünschten Ver- An einer fest angeordneten Platte 13 oberhalb des

größerung in Längsrichtung entspricht, und daher Extruders ist das obere Ende eines Rohres 14, das sich

wird die Folienbahn b einem Längsstrecken in dem 35 in Abwärtsrichtung erstreckt, fest angebracht, das sich

Teil zwischen den Ausführungswalzen 3, 3' und den abwärts durch die Mitte der ringförmigen Form 12 er-

Klemmrollen9 unterworfen. streckt.

Anschließend wird die Folienbahn b den an sich Außerhalb des Filmes sind unmittelbar unterhalb

bekannten nachfolgenden Stufen unterworfen, näm- der ringförmigen Form 12 ein Ring 15, der für das

lieh den Hitzeverfestigungs-, Oberflächenbehandlungs- 40 Abgeben von Kühlwasser auf den Film vorgesehen

und Aufwickelstufen od. dgl. ist, ein Wasseraufnahmebehälter 16, der das Wasser

Bei der vorstehend geschilderten Ausführungsform aufnimmt, und eine Heizvorrichtung 17 zum Trocknen

gemäß der Erfindung sind die Rollen e an den Stäben/ in der angegebenen Reihenfolge vorgesehen. Der

vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, Riemen und Raum innerhalb des Filmes zwischen der Form 12 und

Kugeln od. dgl. an Stelle der Rollen zu verwenden. In 45 Ausführungswalzen 20, 21 ist in Verbindung mit einer

ähnlicher Weise kann, falls die Stäbe / selbst eine Druckluftquelle 19 über eine Öffnung 18, die sich

Glättungsbehandlung, z. B. eine Fluorharzbehand- durch das Innere des Rohres 14 erstreckt,

lung od. dgl., erhielten, die Folienbahn α glatt von den Innerhalb des Rohres 14 ist ein kleineres Rohr 25

Stäben / geführt werden. eingesetzt, um dessen Bewegung zu bewirken. Der

Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens ge- 50 obere Teil dieses kleineren Rohres 25 erstreckt sich

maß der Erfindung ist die Vorsorge getroffen, daß die aufwärts von der Platte 13, wobei das obere Ende des

Folienbahn in schlauchförmiger Gestalt auf dem Dorn Rohres 25 mit einer auf und ab bewegbaren Einrich-

bis zu einem solchen Ausmaß gestreckt wird, daß der tung 26 in scheren- oder gleitbügelförmiger Gestalt

Halsansatzpunkt auftritt, d. h., die Ursache, um das verbunden ist.

Strecken der Folienbahn zu veranlassen, und daß das 55 An einer Stelle unterhalb der Heizeinrichtung 17 Strecken in einem größeren Ausmaß in der Umfangs- sind die Ausführungswalzen 20,21, die die Folienrichtung durch den Mediumsdruck allein an einer bahn abklemmen, vorgesehen. In den Mitten der Aus-Stelle hinter dem Dorn ausgeführt werden kann. Auf führungswalzen 20,21 sind Einkerbungen 22 und 23 Grund dieser Vorsorge kann erreicht werden, daß der vorgesehen, deren Querschnittsansicht eine halbkreis-Halsansatzpunkt in gleichförmigen Abständen in 60 förmige Gestalt aufweist, wie dies in F i g. 5 gezeigt Umfangsrichtung selbst in Anwesenheit von inneren ist. In dem Zwischenraum zwischen den Einkerbungen Fehlern der Folienbahn, z. B. einer Ungleichförmig- 22 und 23 und dem Rohr 14 ist ein Abstand entkeit in der Dicke, einer Ungleichfönnigkeit im Erhitzen sprechend der Dicke der Folienbahn vorhanden.
3d. dgl., erzeugt werden kann. Es besteht daher keine Die genannte auf und ab bewegbare Einrichtung 26 ierartige Gefahr hinsichtlich des Auftretens eines teil- 65 besteht aus vier Bindegliedern Tn₁, m₂, m₃ und m_t, die weisen Aufschwellens des Schlauches während das jeweils in Form einer Schere oder eines Gleitbügels »trecken fortschreitet, und daher kann auch ein gleich- miteinander verbunden sind. In einem Träger 28, der önniges Strecken beim Beibehalten des waagerechten von einer Befestigungsplatte 27 getragen wird, ist eine

Leitspindel 29 gelagert. Beim Drehen der Leitspindel29 worden war, d. h. mittels der Halslinie. Diese Begrenwerden Muttern 30 und 31 auseinander bzw. zuein- zungslinie zeigt die Linie, bei welcher eine Orientierung ander bewegt. Die Muttern 30 und 31 sind mit den der molekularen Kette innerhalb des kristallinen Polyoberen Enden der Bindeglieder m₃ und m_x jeweils ver- merisats stattfindet. Die Begrenzungslinie S erstreckt bunden. Die Leitspindel 29 ist mit einem Kettenrad 35 S sich von einer Stelle von etwa '/3 der Höhe des Teils mit einem Griff 34 mittels eines Kettenrades 32 und der Rolleny„ y₂.. .y« in deren konischer Gestalt und einer Kette 33 verbunden. In dem unteren Ende des erstreckt sich ferner in einer Dreiecksform gegen die Rohres 14 sind in gleicher Weise wie beim Dorn 5 in unterste Streckrolle y„. Ferner nimmt die dicke Fig. 1 mehrere Stäbe O₁, O₂.. .O_n angeordnet. Die Schicht lift der Folienbahn allmählich in der Breite Stäbe O₁, O₂...O_n sind mit einer Mehrzahl von 10 von oberhalb der Rolleny„ y₂.. .y_n in Abwärts-Rolleny₁₍ y₂.. .y_n bzw. y_lf y₂.. .y_n versehen. Das richtung ab. Die dicke Schicht lift, d.h., der ungeobere Ende des kleineren Rohres 25 kt mit einer streckte Teil der Folienbahn, ist in Höhe der untersten Druckluftquelle 36 verbunden und dessen unteres Rollen y„ in ähnlicher Weise angeglichen. Zu diesem Ende ist innerhalb des ausgepreßten Films α geöffnet. Zeitpunkt bleibt der genannte ungestreckte Teil oder

An der Außenfläche der Stäbe O₁, O₂. ..O_n ist ein »5 die dicke Schicht lift bei einem gleichen Abstand in rohrförmiger Erhitzer 37 vorgesehen, der ein Erhitzen Umfangsrichtung und daher wirkt die Aufschwellkraft auf eine Temperatur, die für das Ausführen des der Druckluft über den gesamten Umfang der Schlauch-Streckens geeignet ist, bewirkt. Unterhalb des Er- folienbahn und kein Anteil desselben wird einem Überhitzers 37 ist ein Kühlring 38 vorgesehen, aus welchem mäßigen Aufschwellen und Strecken unterworfen. Kühlwasser abgegeben wird. Unterhalb des Kühl- ao wie dies bisher bei den gebräuchlicherweise verwenderings38 sind Führungsrollen 39 und 40 vorgesehen, ten Vorrichtungen beobachtet wurde. Im Gegensatz die die Folienbahn allmählich in eine flache Band- dazu wird ein Freisein des Films von einer Instabilität, gestalt überführen. Außerdem sind unterhalb hiervon von Blasenbildung und Brechen, od. dgl. ermöglicht. Klemmwalzen 41,42 angeordnet, die die Folienbahn Daher ist bei der Lage 11 d, bei welcher die Folienbahn abklemmen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Klemm- 35 weiter abwärts geführt wird, die Folienbahn einem walzen 41, 42 ist wesentlich größer als die Geschwin- erneuten Strecken in Umfangsrichtung nur durch ein öigkeit der Ausführungswalzen 20,21, wobei unter- Innenluftdruck unterworfen. Bei der Ausführung dieha'.b der Klemmwalze 42 eine Quetschrolle 43 ange- ses erneuten Streckens muß das Strecken in einem bracht ist. Ausmaß von 10 bis 300% und vorzugsweise einem

Nachstehend wird die Leistung und Wirkungsweise 30 Bereich von 10 bis 100% in der Umfangsrichtung der dieser Vorrichtung gemäß der Erfindung näher erläu- Folienbahn bei der Lage der zuletzt genannten Streckten, rolle y_n ausgeführt werden. Auf Grund dieses erneuten

Das synthetische Harz eines kristallinen Polymeri- Streckens wird die Ausführung eines vollständigen

sats, das von dem Extruder in Abwärtsrichtung in Streckens der Folienbahn über den gesamten Teil in

Form einer schlauchförmigen Folienbahn aus der 35 der Umfangsrichtung ermöglicht, und die Begren-

Form 12 ausgespritzt wird, wird weiter in Abwärts- zungslinie S und die Streckrollenspuren werden voll-

richtung geleitet, während die Folienbahn auf einem ständig ausgelöscht.

bestimmten Durchmesser mittels der innen einge- Die Folienbahn wird in Umfangsrichtung mittels blasenen Druckluft gehalten wird. Während die der Rollen y_lt y₂.. .y„ gestreckt, und nachdem sie an "Folienbahn abwärts geführt wird, wird sie auf eine 40 der letzten Streckrolle y„ vorbeigeführt wurde, ist es geeignete Temperatur mittels Wasser gekühlt, das möglich, den Zustand des Weiterstreckens der Foliengleichförmig in Umfangsrichtung aus dem Ring 15 bahn mit der Druckluft allein in Abhängigkeit von der abgegeben wird; das bei dieser Behandlung nach unten Vorführgeschwindigkeit, den Streckvergrößerungen fallende Wasser wird von dem Wasseraufnahmebehäl- oder Streckdehnungen, der Strecktemperatur und dem ter 16 aufgenommen und wieder abgegeben. In dieser 45 Luftdruck in Wechselbeziehung untereinander auszu-Stufe haften Wassertropfen an der Folienbahn an, je- führen. Wenn jedoch die Anordnung getroffen wird, doch werden diese Wassertropfen durch Erhitzen mit daß der Erhitzer 37 in Rohrform, der auf eine geeignete der Heizvorrichtung 17 verdampft. Die getrocknete Temperatur für das Ausführen des Streckens erhitzt, Folienbahn wird von den Ausführungswalzen 20 und eingeregelt wird, indem man den konischen Teil und 21 abgeklemmt und abwärts mit einer vorbestimmten 5° den Teil des erneuten Streckens unabhängig vonein-Geschwindigkeit weitergeführt. Danach wird die ander arbeiten läßt, wird das Weiterstrecken wesent-Folienbahn auf eine Temperatur, die für das Durch- lieh erleichtert.

führen des Streckens geeignet ist, innerhalb des Er- Die so gestreckte Folienbahn wird mit Wasser gehitzers 37 erhitzt. Diese Temperatur liegt vorzugsweise kühlt, das von dem Kühlring 38 abgegeben wird, im Bereich zwischen 50 und 150⁰C im Falle von Poly- 55 worauf die Folienbahn von den Führungsrollen 39 propylen. Danach bewegt sich die Folienbahn auf der und 40 in eine Flachbandgestalt und ferner von den Außenseite der Rollen y_ls y₂.. .y_n- Anschließend wird Klemmwalzen 41, 42 abgeklemmt wird. Die Umfangsdie Folienbahn in konischer Gestalt ausgebreitet, geschwindigkeit der zweiten Klemmwalzen 41, 42 isi außerdem wird erhitzte Luft in das Innere des koni- größer als die Umfangsgeschwindigkeit der ersten sehen Teils der Folienbahn durch das kleinere Rohr 25 60 Ausführungswalzen 20, 21 und daher kann die Folienvon der Druckluftquelle 36 eingeblasen. Demgemäß bahn auch in Längsrichtung gestreckt werden,
wirken sowohl eine mechanische Drehungskraft durch Wenn bei der vorstehend geschilderten Vorrichtung die Rolleny_x, y₂---y_n als auch eine Ausdehnungs- das Kettenrad 35 gedreht wird, dreht sich die Leitkraft auf Grund des Innenluftdrucks auf die Folien- spindel 29 über die Kette 33 und das Kettenrad 32 bahn. Wenn die Folienbahn gestreckt ist, nimmt dessen 65 wobei die Muttern 30,31 bewegt werden und auf diese Dicke mittels einer Begrenzungslinie S von einer Weise den Winkel der Bindeglieder /M₁, /M₂, m_z und m, dünnen Schicht lic rasch ab, indem die Dicke hiervon und die auf und abwärts bewegbare Einrichtung 2< von der dicken Schicht 11 d von ¹U bis ¹Z₃₆ vermindert ändern. Dementsprechend vollzieht das kleinere Rohi

25 cine Auf- und Abbewegung und die Stäbe O₁, O₂. ..O_n schwenken in radialer Richtung, wobei das obere Ende der Stäbe O₁, O₂.. .O_n als Knotenpunkt oder Nabe dient. Die Änderung des Winkels erlaubt auch eine Änderung der relativen Lage der Rollen y,, γ₂.. .γη. Demgemäß ist es möglich, das Streckausmaß oder die Strecksteigerung in der Umfangsrichtung einzustellen und gleichzeitig kann das Einsetzen des Streckarbeitsganges mühelos ausgeführt werden. Wenn z. B. die schlauchförmige Folienbahn zuerst eingebracht wird, ist es notwendig, das kleinere Rohr 25 an erster Stelle zu senken, um den Schrägungswinkcl der Stäbe O₁, O₂. ..O_n auf ein Minimum herabzusetzen und wenn das kleinere Rohr 25 nach oben bewegt wird, wird der Schrägungswinkel der Dorne O₁, O₂.. .O_n größer. Auf diese Weise wird das Einleiten des Streckarbeitsganges erleichtert und gleichzeitig ist es möglich, eine geeignete Einstellung der Vorrichtung auf Grund des variablen Streckausmaßes so vorzunehmen, daß ein geeignetes Strecken in diesem Teil ausgeführt werden kann. Die Stäbe O₁, O₂. ..O_n öffnen und schließen sich mittels der Auf- und Abwärtsbewegung entlang des kleineren Rohrs 25. Es ist jedoch auch möglich, dem Rohr 14 eine ähnliche Auf- und Abwärtsbewegung statt dem Rohr 25 zu erlauben. Die Anzahl von Stäben O₁, O₂.. .O_n, die mit dem vorstehend beschriebenen Rohr 14 und dem kleineren Rohr 25 verbunden sind, beträgt gemäß den Darstellungen in der Zeichnung jeweils sechs. Jedoch ist deren Anzahl nicht wesentlich, sofern diese oberhalb drei ist, wobei jedoch eine Anzahl im Bereich von 4 bis 12 bevorzugt wird.

Die vorstehend beschriebenen Dorne O₁, O₂.. .O_n können aus einem üblichen Stab bestehen. Um jedoch die Reibungskraft auf ein Minimum herabzusetzen, wird ein Stab mit einem geringeren Reibungskoeffizienten, z. B. ein Fluorharzstab, bevorzugt, und als auf und ab bewegbare Einrichtung 26 können auch andere Einrichtungen verwendet werden.

Hinsichtlich der Rollen y„ y₂.. .γ_η wird vorzugsweise eine Mehrzahl hiervon mit einem geringeren Durchmesser verwendet.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das für die Ausführung des Streckens eines derartigen schlauchförmigen Filmes und insbesondere von Filmen aus kristallinen thermoplastischen Harzen, z. B. PoIyamid, Polystyrol, Polyolefin, linearem Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polypropylen und Polyacrylnitril, geeignet ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.

10

Beispiel 1

Unter Verwendung der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung wurde ein Versuch ausgeführt, wobei isotaktisches Polypropylen mit 96% n-Heptan-Extraktionsrückstand und mit einer grundmolaren Viskosität von 2,0 in einer Tetralinlösung bei 135°C verwendet wurde. Eine von der Ausspritzform bei 240⁰C ausgespritzte schlauchförmige Folienbahn besaß einen Durchmesser von 70 mm und eine Dicke von 0,2 mm.

Die Folienbahn wurde in einem Kühlzylinder unmittelbar einer Kühlung auf 40⁰C unterworfen. Die dünne schlauchförmige Folienbahn wurde von den Ausführungswalzen, deren Umfangsgeschwindigkeit 10 m/min betrug, bei einer festen Geschwindigkeit

as herausgenommen und durch den Dornteil geführt, wobei er nur schwach gestreckt wurde. Dieser Dornteil besaß eine Ausführungsform, bei welcher 8 Räder für jede Kante vorhanden waren, wobei der Raddurchmesser 25 mm und die Breite 8 mm betrugen.

Die Anzahl der Kanten betrug sechs und die Länge der diagonalen Linie der Bodenfläche dieses Domes betrug 140 mm. Wenn die schlauchförmige Folienbahn mit den zweiten Klemmrollen hermetisch abgedichtet ist, wird Luft (bei einem Druck von 0,1 kp/cm²) aus dem Tragstab des Dorns zugeführt, um die schlauchförmige Folienbahn in der zylindrischen Gestalt beizubehalten. Wenn die Temperatur erhöht wurde Ui'd ein Gleichgewicht erreichte (in 15 Minuten), war die Dicke des ungestreckten Films auf 500 μ gebracht, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der ersten und zweiten Ausführungswalzen auf 20 m/min bzw. 100 m/min erhöht wurde.

Tabelle I

Dorndurchmesser (Länge der Diagonalen von
dessen Grundfläche)

Streckausmaß oder Streckvergrößerung in
waagerechter Richtung unmittelbar nach
dem Dorn

Halsansatzpunkt auf dem Dorn

Endgültiges Streckausmaß oder Streckzunahme
in waagerechter Richtung

Physikalische Eigenschaften der Folienbahn ..
Aussehen

Streckstabilität

105 mm

l,5fach
keiner

5fach

Größere Ungleichmäßigkeit der Dicke
als bei anderen

befriedigend

schlecht

(deutlich beobachtete teilweise Aufschwellung)

140 mm

2fach
ja

5fach
gut

gut

280 mm

4fach ja

5fach gut

Auf der Oberfläche der Folienbahn beobachtete Ungleichmäßigkeil (Rollenspuren)

gut

■ i* ^_

Wenn der Innendruck des Schlauches auf 0,15 kp/ cm² gebracht wurde, wurde festgestellt, daß das Strecken in Querrichtung der Folienbahn in der vorstehend geschilderten Weise einsetzte. Dabei erschien der Halsansatzpunkt an sechs Stellen beim Ausbreiten, wobei ein glatteres Ausführen und Erreichen des waagerechten Streckens erhallen wurde. Es wurde ferner festgestellt, daß der Enddurchmesser des gestreckten Schlauches 350 mm betrug. Nach der Nachbehandlung, beispielsweise Hitzehärtimg od. dgl. wurde die Folienbahn aufgewickelt. Die Dicke der Folienbahn betrug 20 μ. Die gestreckte Folienbahn besaß eine ausgezeichnete Glattheit und es konnte eine gleichförmige Qualität erhalten werden.

Die Ergebnisse, die bei Ausführung des vorstehend beschriebenen Versuchs unter Verwendung von verschiedenen Dorndurchmessern erhalten wurden, sind in der vorstehenden Tabelle I aufgeführt.

Beispiel 2

Isoi:aktisches Polypropylen mit einer grundmolaren Viskosität von 1,9 in einer Tetralinlösung bei 135°C und mit einem n-Heptanextraktionsrückstand von 98°/₀ wurde durch Ausspritzen bei 230⁰C extrudiert und eine schlauchförmig^. Folienbahn mit einer Dicke von 0,4 mm und einem Durchmesser von 200 mm wurde bei einer Ausführgeschwindigkeit von 20 m/min geformt. Nach Kühlung bis zur Erzielung einer Temperatur von 20⁰C unter Anwendung der in F i g. 4 gezeigten Vorrichtung wurde die Folienbahn an den ersten Ausführungswalzen 20, 21, dem Dornteil und den Klemmwalzen 41, 42 vorbeigeführt und anschließend wärmefixiert und aufgewickelt. Wenn die Temperatur der Folienbahn auf 130⁰C durch den Erhitzer 37 erhöht war, wurde der Dorn allmählich geöffnet, wobei Luft mit einem Druck vor 0,4kp/cm² in den konischen Teil der Folienbahn eingeschlossen wurde. Zu diesem Zeitpunkt erschienen in dem konischen Teil der Folienbahn deutlich die Halslinien in etwa den gleichen Abständen, d. h., die Begrenzungslinie S, die in der bestimmten festen Lage beibehalten wurde. Die Folienbahn wurde so angeordnet oder verlegt, daß sie

ίο die Rolle y„ unmittelbar vor dem Verschwinden der Halslinie verlassen konnte. Daher wurde das Strecken um 30°/₀ mit dem Luftdruck allein bewirkt, wodurch ein Aufschwellen in einem Ausmaß von dem 4,5fachen in waagerechter Richtung erhalten wurde.

Danach wurde in einer Kühlwassereinheit bis zur Erzielung einer Temperatur von 20⁰C gekühlt. Die zweiten Klemmwalzen 41, 42 führten die Folienbahn bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 90 m/min heraus, und die Vergrößerung oder Zunahme in der Längsrichtung wurde auf das 4,5fache gebracht.

Die Folienbahn, die in biaxialer Richtung gestreckt worden war, wurde dann einer Hilzeverfesligungsbehandlung in einem Hitzcerfestigungsofen bei 140⁰C während 3 Sekunden unterworfen und wurde danach in einer Aufwickelmaschine aufgewickelt. Es war hierbei möglich, eine Produktion bei hoher Geschwindigkeit einer Folienbahn mit einer Dicke von 20 μ und mit einer glatten Oberfläche kontinuierlich während einer Dauer von 24 Stunden auszuführen.

Nachstehend werden die erhaltenen physikalischen Eigenschaften dieser Folienbahn X gemäß der Erfindung mit denjenigen einer biaxial gestreckten Polypropylenfolienbahn Y, die nach einer gebräuchlichen Arbeitsweise hergestellt worden war, verglichen.

Tabelle II

Trübung (°/o)

Zugfestigkeit, Längsrichtung

kp/cm², waagerechte Richtung

Zugdehnung (%), Längsrichtung

waagerechte Richtung

Dickenabweichung (%)

Aussehen

1,2

1360
1400

30
30

+ 7
gut

1,4
1300

1590
30

40
±23

längsgestreiftes Muster beobachtet

Wie vorstehend erläutert, wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Folienbahn in Umfangsrichtung auf Grund des Doms und des Mediumsdruckes gestreckt. Aus diesem Grund wird die einem Ausbreiten unterworfene schlauchförmige Folienbahn zuerst von dem Dorn in der bestimmten erforderlichen Gestalt beibehalten, während die Folienbahn sich rollenderweise auf den Streckrollen bewegt, um außerdem in einer stabilen Betriebsweise behandelt zu werden. Die auf der Folienbahn gleichförmig erzeugten Halsansatzpunkte führen zu einem glatten Strecken und Orientieren der Folienbahn. Da überdies der Mediumsdruck gleichzeitig auf die Innenoberfläche der Folienbahn einwirkt, wird der Berührurgsdruck zwischen dem Dorn und der Folienbahn verringert, wodurch verhindert wird, daß die Streckrollen eine Eintragung oder Einmarkierung in der Folienbahn ergeben. Es ist somit ersichtlich, daß die Bewegung oder Durchführung der Folienbahn glatt ausgeführt wird und daß die Folienbahn außerdem nicht anhaftet oder anklebt und frei von Kratzern oder den Spuren der Streckrollen od. dgl. ist. Da ferner die Folienbahn einem erneuten Strecken an einer Stelle unterhalb der Streckrollen in der TJmfangsrichtung unterworfe;i wird, ist es, selbst wenn ein ungestreckter Teil beim Ausführen des Streckens in dem vorstehend beschriebenen konischen Teil zurückbleibt, durchführbar, die Folienbahn so zu strecken, daß sie vollständig eine gleichförmige Orientierung und Dicke über dem gesamten Umfang aufweist. Wenn der Dorn derartig eingestellt wird, daß der gesamte zurückbleibende ungestreckte Teil in Berührung mit der letzten Streckrolle gebracht wird, ist es niemals der Fall, daß der gestreckte Teil die Streckrolle überhaupt berührt, und demgemäß ist die so gestreckte Folienbahn von Lagerlängsstreifen und Kratzern darauf vollständig frei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ausgeführt. Außerdem bekam die Folie infolge des Patentansprüche: Kratzern durch den Streckkernkörper Längsstreifen, Ungleichmäßigkeiten und wurde weiß oder trübe. In-

1. Verfahren zum Strecken einer Schlauchfolien- dessen zeigte die letztere Arbeitsweise gemäß der bahn aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem 5 Druckluftmethode, bei welcher ein natürliches Quellen die Innenwand der Schlauchfolienbahn über einen oder Aufschwellen angewendet wurde, den Streck-Dom gezogen und mit einem Druck beaufschlagt punkt an einer Stelle der Folie und da nur diese Stelle wird, der höher als der auf die Außenwand der intensiv gestreckt wurde, traten dabei derartige Nach-Schlauchfolienbahn wirkende Druck ist, dadurch teile und Fehler auf, daß die Wirkungsweise instabil gekennzeichnet, daß die Schlauchfolienbahn ίο wurde und gleichzeitig die Neigung vorhanden war, durch den Dorn mindestens bis zum Auftreten von daß die Ungleichmäßigkeit der Dicke der Folie groß gleichmäßig um ihren Umfang verteilten Ein- wurde.

schnürungsstellen vorverstreckt und durch den Im allgemeinen erlaubt ein kristallines Polymerisat,

Innendruck fertig verstreckt wird. insbesondere ein hochkristallines Polymerisat, z. B.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 Polypropylen, kein gleichförmiges Verformen oder zeichnet, daß die Schlauchfolienbahn sowohl in Deformieren der gesagten hochmolekularen Folie bei Quer- als aivh in Längsrichtung verstreckt wird. deren Strecken und infolgedessen sind auf der Folie

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sowohl gestreckte als auch ungestreckte Teile gleichgekennzeichnet, daß die Schlauchfolienbahn durch zeitig vorhanden. Die Grenze von diesen beiden Teilen den Dorn in Querrichtung bis zu 25 bis 90°/₀ der 20 wird gewöhnlich als Halspunkt (Ansatzpunkt) oder gewünschten Endverstreckung vorverstreckt wird. als Halslinie (Ansatzlinie) bezeichnet und auf Grund

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der Auftragung oder Überführung des Halsansatzdadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfolien- punktes auf den ungestreckten Teil findet ein Strecken bahn durch den Dorn in Querrichtung um das 1,7- statt. Wenn die genannte Halsansatzlinie oder der bis 3,5fache ihrer ursprünglichen Breite vorver- 25 Ansatzpunkt in einer Vielzahl in der gleichen Richtung streckt wird. bei der Schlauchfolienbahn auftritt, findet das Strecken

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter gleichförmigen Bedingungen statt. Wenn jedoch nach einem de: Ansprüche 1 bis 4 mit einem ersten die Halsansatzlinie ungleichförmig an einer Stelle oder und einem zweiten Wülzenp; ίγ, zwischen denen an mehreren Stellen intensiv in Richtung des Umfanges ein konischer Dorn angeordnet ist, der aus einer 30 auftritt, dann neigt der Streckbereich zu einer AbVielzahl radial angeordneter Stä' ε mit verstellbarer weichung oder Änderung, wodurch ein teilweises AufNeigung zur Mittelachse des Domes gebildet ist, schwellen der Folie, Bersten des Schhuchs und derdadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab (/, o) mit artige unangenehme Schwierigkeiten, wie versehentmehreren Rollen {e, γ) versehen ist. liehe Berührung desselben mit den äußeren Schlauch

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- 35 erhitzenden Heizgerät od. dgl., e-halten werden. Derkennzeichnet, daß die Stäbe (/, o) und die Rollen artige Probleme und Schwierigkeiten treten auf, wenn (e, γ) aus Polytetrafluorethylen bestehen. die Dicke der Folie vor dem Sirecken nicht gleichförmig ist, das Erhitzen der Folie nicht gleichmäßig ausgeführt wird oder wenn ein Teil in der Folie vor-

40 handen ist, bei welchem dieser gegenüber einer Zugkraft schwach ist. Wenn dies der Fall ist, wird der dünne Teil der Folie oder dessen schwacher Teil ge-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum streckt und auf Grund der Tatsache, daß nur dieser Strecken einer Schlauchfolienbahn aus thermoplasti- Teil stark aufschwillt, berührt dieser den äußeren Erschein Kunststoff, bei dem die Innenwand der Schlauch- 45 hitzer. Der berührte Teil neigt auf Grund des überfolienbahn über einen Dorn gezogen und mit einem mäßigen Erhitzens durch den Erhitzer zum Erweichen Druck beaufschlagt wird, der höher als der auf die oder Schmelzen und dies führt dazu, daß die Folie Außenwand der Schlauchfolienbahn wirkende Druck birst,
ist. Zur Ausschaltung eines derartigen Fehlers wurde ein

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur 5» Verfahren bezüglich der Regelung der Temperatur, Durchführung des Verfahrens. Um einen thermo- der gleichförmigen Arbeitsweise oder Ausführung des plastischen synthetischen Harzfilm in Schlauchform in Erhitzungsverfahrens, der Auswahl der optimalen einer biaxialen Richtung zu strecken, ist es unbedingt Temperaturänderung od. dgl. vorgeschlagen. Trotz notwendig, die Schlauchfolienbahn in axialer Richtung dieser vorgeschlagenen Verbesserungen blieben noch und in Umfangsrichtung zu strecken. Zum Strecken 55 derartige Mangel oder Fehler zurück, da nicht die geeiner Schlauchfolienbahn in Umfangsrichtung ist ein samte Ursache für das ungleichförmige Strecken ausmechanisches Verfahren bekannt, bei dem die schlauch- geschaltet werden konnte und im Falle des Auftretens förmige Folie um die äußere Umfangsfläche eines eines ungleichförmigen Zustandes in der Harzfolie ein konischen Streckkörpers herum aufgebracht wird, der stabiles Strecken kaum jemals durchführbar war.
eine allmähliche Zunahme des Durchmessers aufweist. 60 ~Es ist ferner ein Verfahren zur Verfestigung von Es ist weiter das sogenannte Luftdruckverfahren be- Kunststoffrohren durch Aufweitung derselben mittels kannt, bei dem Luftdruck in das Innere der Schlauch- eines Domes bei höheren Temperaturen, jedoch unterfolienbahn eingeführt und ausdehnen gelassen wird. halb des Kristallitschmelzpunktes bzw. Erweichungs-

Jedoch ergab das mechanische Verfahren einen grö- bereiches oder -punktes und anschließender Abküh-

ßeren Reibungswiderstand zwischen dem Film und 65 lung zur Fixierung der durchgeführten Aufweitung

dem Streckkernkörper. Aus diesem Grund erwies sich bekannt, bei dem Rohre aus Polyolefinen, die nach

das Strecken als schwierig und gleichzeitig wurde die einem Niederdruckverfahren hergestellt wurden, der

L'jwegung der Folie auf dem Streckkörper nicht glatt Aufweitung unterworfen werden, wobei die Aufwei-