DE2027836B2 - Schichtkörper aus thermoplastischem Kunststoff, Verfahren zu dessen Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst einen Schichtkörper aus thermoplastischem Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei aus DE-GM 19 82 079 und DE-GM 19 88 780 bekannten Schichtkörpern der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art ist der Übergang von den Stegen zur zweiten Folie spitzwinklig und ist die zweite Folie im allgemeinen an der Stelle des Auftreffens der Stege dünner als in den übrigen Bereichen. Bei Zugbeanspruchung reißen die bekannten Schichtkörper dabei leicht entlang des Übergangs von den Stegen zu der zweiten Folie.

Die erste Folie mit den Stegen kann nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der USA-Patentschrift 35 09 005 hergestellt werden. Die Stege sind an die erste Folie einstückig angeformt. Die Stege können sich schneiden oder nicht schneiden, sie können gerad- oder krummlinige Muster bilden. Die Stege können parallel verlaufen, so daß eine Anzahl von parallelen Kanälen gebildet wird. Ein solcher Schichtkörper eignet sich für Anwendungszwecke, wie Wärmeaustauscher, die gegen Schichtentrennung uuter innerem Druck beständig sind. Für solche Anwendungszwecke beträgt die Dicke der Folien z.B. 0,025 bis 0,0127 cm.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schichtkörper der genannten Art mit verbesserten Festigkeitseigenschaften zu schaffen, wobei der Aufbau des Schichtkörpers mit einer nachträglich mit den Stegen verbundenen zweiten Folie beibehalten werden soll, wie er insbesondere für die angegebenen, sehr dünnen Folien zweckmäßig ist

Diese Aufgabe wird gemäß diesem Teil der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst

Bei dem erfindungsgemäßen Schichtkörper kann zwar ein gewisses Eindringen der geschmolzenen Flansche in die zweite Folie vorkommen, dies ist jedoch in Anbetracht der großen Fläche der Wärmebindung zwischen der zweiten Folie und den Flanschen im Verhältnis zur Dicke der Stege und in Anbetracht der Tatsache, daß die zweite Folie keine dünnen Stellen aufweist und keine scharfen Winke) beim Übergang zwischen zweiter Folie und Stegen vorhanden sind, unschädlich. Ferner wird durch die Verformung der oberen Enden der Stege zu geschmolzenen Flanschen vor dem Zusammenfügen das Eindringen der Stege in die Folie auf ein Minimum beschränkt und die übrige geometrische Ausbildung der Verbindungsstellen verbessert. Die Dicke des Schichtkörpers wird viel genauer als bisher eingehalten, und weicht von der gewünschten Dicke nur um ±0,0025 cm ab.

Abgesehen von der verbesserten geometrischen Form des Übergangs zwischen zweiter Folie und Stegen ist auch die Wärmebindung selbst verbessert Dies ist auf die verhältnismäßig niedrigen Temperaturen bei der Herstellung zurückzuführen.

Bei dem erfindungsgemäßen Schichtkörper ist die Festigkeit des Übergangs zwischen zweiter Folie und Stegen mindestens so gut wie die Festigkeit der zweiten Folie und des Stegaufbaus für sich allein. Wenn es daher zum Versagen des Schichtkörpers unter Reißbeanspruchung, innerem Druck oder durch Abziehen kommt, so erfolgt dieses auf einem regellosen Weg und bei höheren Spannungen als bei den Schichtkörpern nach

dem Stand der Technik, bei denen derartige Fehler sich am Übergang zwischen zweiter Folie und Stegen entlang fortpflanzen.

Die thermoplastischen Harze, aus denen die Schichtkörper einschließlich der zweiten Folie hergestellt werden, sind hochmolekulare Polymerisate, die sich in erhitztem, geschmolzenem Zustand unter verhältnismäßig hohen Drücken zu zusammenhängenden massiven Formkörpern strangpressen lassen. Beispiele für solche Polymerisate sind gesättigte Kohlenwasserstoffpolyme risate (Polyolefine), wie lineares oder verzweigtkettiges Polyäthylen, Polypropylen und Mischpolymerisate derselben, Ionomere, wie sie in der USA-Patentschrift 32 64 272 beschrieben sind, Mischpolymerisate aus Äthylen und cc, ^-ungesättigten Carbonsäuren, wie sie in der britischen Patentschrift 9 63 380 beschrieben sind, und Gemische derselben mit gesättigten Kohlenwasserstoffpolymerisaten, Polymerisate von halogenierten oder perhalogenierten Olefinen, wie Polymerisate des

Vinylchlorids, und aus der Schmelze verarbeitbare Polymerisate des Tetrafluoräthylens und des Monochlortrifluoräthylens, Polyvinylacetat und Mischpolymerisate von Vinylacetat mit gesättigten Kohlenwasserstoff-Polymerisaten sowie gegebenenfalls den sauren Misch- polymerisaten gemäß der britischen Patentschrift 9 63 380, Polyamide, wie Polyhexamethylenadipinsäureamid, Polyhexamethylensebaciinsäureamid, Polycaprolactam. Mischpolyamide und Gemische von Polyamiden mit sauren Mischpolymerisaten, Ionomeren und/oder gesättigten Kohlenwasserstoff polymerisaten, Oxymethylenpolymerisate und -mischpolymerisate, Polycarbonate, Polystyrol, ABS-Karz und Polyäthylenterephthalat Die zweite Folie und die erste mit den Stegen können zwar aus verschiedenen thermoplastisehen Kunststoffen bestehen, bestehen aber gewöhnlich aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schichtkörpers sind in den Ansprüchen 2 und 3 aufgeführt

Das Merkmal des Anspruches 2 sieht vor, daß die Dicke der zweiten Folie im gleichen Bereich wie die der ersten Folie liegt

Gemäß dem Anspruch 3 ist weder die erste noch die zweite Folie dicker als die Stege. Dadurch wird ein besonders steifer Schichtkörper erzielt

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen des zunächst vorgeschlagenen Schichtkörpers der Art, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 4 beschrieben ist Ein derartiges Verfahren ist aus dem DE-GM 19 82 079 bekannt Bei dem bekannten Verfahren werden die zweite Folie und die Stege-^den durch Wärmestrahlung erwärmt. Eine Verformung der Stegenden tritt nicht ein.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtkörpers wird das Verfahren der angegebenen Art gemäß diesem Teil der Erfindung in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 4 angegebenen Weise durchgeführt

Bei dem Verfahren werden nur die Stegenden erwärmt und nicht — wie beim Stand der Technik — *o auch die Luft zwischen den Stegen. Dadurch bildet sich beim Abkühlen ein geringeres Vakuum, und es werden infolgedessen konkave Stellen in der ersten oder der zweiten Folie weitgehend vermieden. Die Oberfläche des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestell- « ten Schichtkörpers ist daher glatt.

Vor der Herstellung der Flansche beträgt die Gesamtdichte der ersten Folie mit den Stegen im allgemeinen weniger als 30% der Dichte des Kunststoffes (Verhältnis von Masse und Gesamtvolumen einschl. des Raums zwischen den Stegen). In typischer Weise beträgt jedoch die Gesamtdichte weniger als 12 bzw. 20% der Dichte des Kunststoffes. Vor der Anbringung der Flansche beträgt das Verhältnis der Höhe zur Breite (Dicke) bei den Stegen im allgemeinen mindestens 5 :1 und der Abstand der einzelnen Stege voneinander etwa das 20- bis 50fache der Dicke der ersten Folie. Diese Verhältnisse von Folien- und Stegabmessungen stellen die vorwiegenden charakteristischen geometrischen Merkmale dar. Kleine Bereiche, z. B. weniger als 20% der Stege, können eine unterschiedliche geometrische Anordnung aufweisen, z. B. einen gelegentlichen dicken Steg mit einem Verhältnis von Höhe zu Breite von 1 :1 zur Versteifung des Schichtkörpers, oder um dem Schichtkörper in Richtung seiner Dicke zusätzliche Festigkeit zu verleihen.

Nach dem Ausformen der Flansche beträgt die Höhe der Stege mindestens 60% und gewöhnlich 80% der ursprünglichen Höhe. Die Breite der Flansche parallel zur ersten Folie beträgt mindestens etwa das Doppelte der ursprünglichen Dicke der Stege und zweckmäßigerweise mindestens das Dreifache.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Schichtkörpern mit relativ großer Gesamtdikke im Vergleich zur Dicke der verwendeten Folien.

Die Erfindung betrifft sodann eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Patentanspruch 4, und zwar eine Vorrichtung der Art wie sie aus dem DE-GM 19 82 079 bekannt und im Gattungsbegriff des Anspruchs 6 beschrieben ist

Die beschriebene Vorrichtung ist gemäß diesem Teil der Erfindung ic der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 angegebenen Weise ausgestaltet

Als Trennmaterial geeignete Stoffe sind allgemein bekannt Hierzu gehören Fluorkohlenstoffharze, wie Polymerisate des Tetrafluoräthylens, und zwar Homopolymerisate oder Mischpolymerisate desselben mit einem oder mehreren Monomeren, die das Polytetrafluoräthylen aus der Schmelze verarbeitbar machen und keine ungünstigeren Eigenschaften haben als die Homopolymerisate, Typische Mischpolymerisate dieser Art sind Mischpolymerisate aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen sowie aus Tetrafluorethylen und Perfluoralkylvinyläthern, wie Perfluorpropyl-vinyläther. Als die Ablösung erleichternde Stoffe können auch andere Stoffe als Fluorkohlenstoffharze verwendet werden, z. B. Polyimide und Siliconpolymerisate, wobei die Wal.l des jeweiligen Trennmaterials von dem in Berührung mit ihm zu schmelzenden thermoplastischen Harz abhängt Im allgemeinen kann das Trennmaterial als solches oder als Überzug und/oder als Imprägniermittel auf bzw. in einem Textilstoff angewandt werden. Derartige Materialien sind bekannt In jeder dieser Formen kann das Trennmaterial als Schicht verwendet werden, und vorzugsweise wird es in Form eines Schichtkörpers angewandt, z. B. auf Förderbändern, um den Bändern höhere Festigkeit zu verleihen. Diese Bänder sind im allgemeinen 0,0126 bis 0,0203 cm dick.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Vergrößerung einen Teil eines Schichtkörper;

F i g. 2 im Seitenaufriß in noch stärkerer Vergrößerung einen einzelnen Steg einer ersten Folie nach dem Stand der Technik;

Fig.3 im Seitenaufriß den einzelnen Steg gemäß F i g. 2 mit einer aufkaschierten zweiten Folie;

Fig.4 im Seitenaufriß und in vergrößerter Darstellung die Form eines einzelnen Steges einer ersten Folie gemäß der Erfindung unmittelbar vor dem Aufkaschieren einer zweiten Folie;

Fig.5 irr. Seitenaufriß den einzelnen Steg gemäß F i g. 4 nach dem Aufkaschieren der zweiten Folie durch Wärmebindung;

F i g. 6 schematisch im Seitenaafriß eine Vorrichtung zur Herstellung eines Schichtkörpers gemäß der Erfindung;

F i g. 7 vergrößert einen Teil der der Vorrichtung gemäß F i g. 6 zugeführten ersten Folie;

Fig.8 vergrößert einen Querschnitt nach 8-8 der Fig.6;

F i g. 9 im Seitenaufriß einen Teil der Heizwalze der Vorrichtung gemäß F i g. 6;

Fig. 10 irn Seitenaufriß Teile der Heizwalze, der Abziehwalze und der Kaschierwalze der Vorrichtung gemäß Fig.6;

F i g. 11 schematisch im Seitenaufriß eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung des Schichtkörpers gemäß der Erfindung.

Der in F i g. 1 dargestellte Schichtkörper 2 besteht aus einer ersten Folie 4, einer Anzahl von Stegen 6, die sich in einer Richtung erstrecken und einstückig mit der ersten Folie 4 geformt sind, einer Anzahl von Stegen 8, die ebenfalls einstückig mit der ersten Folie 4 geformt sind und senkrecht zu den Stegen 6 verlaufen, wobei die Oberseiten der Stege 6 und 8 zu Flanschen 10 verformt sind, die sich über die ganze Länge der Stege 6, 8 zu beiden Seiten derselben erstrecken, und einer zweiten Folie 12, die an die Oberseiten der Flansche 10 durch Wärme gebunden ist Die Flansche 10 bilden einen glatten Übergang zwischen den Stegen 6 und 8 und der zweiten Folie 12 mit einem Radius 13, der mindestens etwa gleich der Dicke der einzelnen Stege 6, 8 ist. Der gleiche Radius besteht auch zwischen den Stegen 6, 8 und der ersten Folie 4. Die beiden Folien 4,12 und die Stege 6, 8 bestehen sämtlich aus thermoplastischem Kunststoff.

Die Grundbestandteile des Schichtkörpers 2, nämlich der Stegaufbau 15 (Fig. 1), der aus der ersten Folie 4 und den Stegen 6 und 8 besteht, und die zweite Folie 12 werden gesondert hergestellt und dann zusammengefügt Wenn die Zusammenfügung auf bisher bekannte Weise mit einer Wärmequelle erfolgt die von den oberen Enden der Stege 6,8 auf Abstand steht, behalten die Stege 6,8 ihre ursprüngliche Form, wie die Stege 6 in Fig.2. Beim Aufkaschieren der zweiten Folie 12 auf diesen Steg 6 dringt der Steg 6 in die zweite Folie 12 ein, wodurch entweder die zweite Folie 12 an der Stelle des Eindringens dünner wird oder sich ein scharfer Verbindungswinkei zwischen dem Steg 6 selbst und der daran gebundenen zweiten Folie 12 ausbildet oder aber es kommt zu beiden Erscheinungen gleichzeitig, wie es in Fig.3 dargestellt ist Der scharfe Winkel und das Dünnerwerden der zweiten Folie 12 führen zur Ausbildung von Schwächungslinien oder Spannungsstellen längs der Verbindungslinien der Stege 6, 8 mit der zweiten Folie 12 des Schichtkörpers 2.

Dies läßt sich vermeiden, wenn vor dem Aufkaschieren der zweiten Folie 12 der in F i g. 2 dargestellte Steg 6 in den in F i g. 4 dargestellten Steg 6 umgeformt wird, der einen geschmolzenen Flansch 10 aufweist welcher sich der Oberseite entlang zu beiden Seiten des Steges 6 erstreckt. Dann bildet beim Aufkaschieren der zweiten Folie 12 auf den Steg 6 gemäß Fig.4 die äußere Oberfläche des Flansches 10 eine große Berührungsfläche für die Wärmebindung an die zweite Folie 12 mit einem Übergang vom Radius 13 und dringt weder in die zweite Folie 12 ein, noch bildet sie eine Verbindungsstelle mit spitzem Winkel mit der zweiten Folie 12. Daher sind die Schwächungslinien wie bei der Verbindungsstelle gemäß F i g. 3 nicht vorhanden.

Das Verformen der in F i g. 2 dargestellten Stegform in die in Fig.4 dargestellte Stegform und das Kaschieren in kontinuierlicher Weise werden anhand der F i g. 6 erläutert Der aus der ersten Folie 4 und den einstückig mit ihr geformten Stegen 6 und 8 bestehende Stegaufbau 15 wird von der Vorratsrolle 20 durch den Spalt zwischen einer Heizwalze 22 und einer mit Kautschuk belegten Führungswalze 24 geführt, die sich in den angegebenen Richtungen drehen. Der Stegaufbau 15 ist in semer Ausgangsform im einzelnen in Fi g. 7 (Längsteil) und Fig.8 (Querschnitt) dargestellt Die Oberfläche der Heizwalze 22 wird durch heißes ÖL das durch (nicht dargestellte) Kanäle in der Heizwalze 22 strömt, gleichmäßig auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des thermoplastischen Kunststoffes des Stegaufbaus 15 erhitzt. Die Oberfläche der Heizwalze 22 und der Stegaufbau 15 mit der Stegseite nach unten stehen über einen Umfangswinkel von vorzugsweise mindestens 180° und in der dargestellten Ausführungsform über einen Umfangswinkel von 225° der Heizwalze 22 in Kontakt, wobei die oberen Enden der Stege 6 und 8 schmelzen.

Der geschmolzene thermoplastische Kunststoff ist recht klebrig, und deshalb ist die Oberfläche der Walze 22 mit einer Schicht 26 aus einem Trennmaterial (F i g. 9), d. h. einem Stoff belegt, an dem der geschmolzene Kunststoff nicht in nennenswertem Ausmaß anhaftet Wenn der Stegaufbau 15 den Spalt zwischen einer Übertragungswalze 28 und der Heizwalze 22 erreicht, sind die oberen Enden der Stege 6 und 8 geschmolzen und bereits zu den oben beschriebenen Flanschen 10 verformt Die Übertragungswalze 28 dreht sich im angegebenen Sinn und zieht den Stegaufbau 15 und mithin die geschmolzenen Flansche 10 fortschreitend von der Oberfläche der Heizwalze 22 ab und führt den Stegaufbau 15 dem Spalt zu, den sie selbst mit der Kaschierwalze 30 bildet die auf ihrer Oberfläche die erhitzte zweite Folie 12 (vgl. Fig. 10) und in der in Fig.6 und 10 angegebenen Richtung rotiert Bei der Übertragung der geschmolzenen Flansche 10 von der Heizwalze 22 zur Kaschierwalze 30 runden sich die äußeren Oberflächen der Flansche 10 infolge der Oberflächenspannung und des schwachen Anhaftens des geschmolzenen Kunststoffes an der Schicht 26 aus Trennmaterial etwas ab; dies beeinträchtigt jedoch nicht die nachfolgende Wärmebindung an die zweite Folie 12.

Im Spalt zwischen der Übertragungswalze 28 und der Kaschierwalze 30 wird die zweite Folie 12 auf die geschmolzenen Flansche 10 aufkaschiert wodurch der Schichtkörper 2 gebildet wird. Die Gesamtdicke des Schichtkörpers 2 wird durch die Größe des Spalts bestimmt und beträgt etwa 50 μπι weniger als die Gesamtdicke aus der zweiten Folie 12 und dem Stegaufbau 15, die dem Spalt zugeführt werden.

Die zweite Folie 12 wird fortlaufend auf der Oberfläche der Kaschierwalze 30 auf Grund des gleichen Verfahrens gebildet das gemäß der USA-Patentschrift 35 09 005 zur Herstellung gemusterter Bahnen angewandt wird, mit dem Unterschied, daß die Kaschierwalze 30 nicht mit einem Muster versehen ist sondern eine glatte Oberfläche hat Die zweite Folie 12 wird aus der Strangpreßform 40 ausgepreßt, die mit einem schlitzförmigen Innenkanal 42 versehen ist der aus einer (nicht dargestellten) Strangpresse mit geschmolzenem thermoplastischem Kunststoff gespeist wird, sich quer über die Kaschierwalze 30 erstreckt und in einem sich nach außen erweiternden Auslaß 44 endet Der Strangpreßdruck treibt den geschmolzenen thermoplastischen Kunststoff aus dem Auslaß 44 gegen die glatte Oberfläche der Kaschierwalze 30, wo der Kunststoff, wenn er zwischen der Oberfläche der

w Kaschierwalze 30 und der Austrittskante der Strangpreßform 40 hindurchgeht zu der zweiten Folie 12 verformt wird.

Die Kaschierwalze 30 ist von innen her gekühlt so daß auch die zweite Folie 12 gekühlt wird, damit sie eine genügende Festigkeit erlangt um sich von der Walze von Abnehmerwalzen 52 um eine weitere Walze 50 herum in Form eines Schichtkörpers 2 abziehen zu lassen.

Die Heizwalze 22 und die Kaschierwalze 30 werden kraftschlüssig angetrieben, und die Heizwalze 22 läuft mit einer um 2 bis 10% geringeren Oberflächengeschwindigkeit als die Kaschierwalze 30. Da die Heizwalze 22 mit einer höheren Relativgeschwindigkeit umläuft, wird der Stegaufbau 15 zwischen der Kaschierwalze 30 und der Heizwalze 22 ausgebaucht. Wenn die Heizwalze 22 mit einer geringeren Relativgeschwindigkeit umläuft, verlagern sich die geschmolzenen Flansche 10 an den oberen Enden der Stege 6, 8 diesen gegenüber nach hinten und, insoweit es sich um Querstege handelt, werden sie nach hinten gezogen.

Die Führungswalze 24, die Übertragungswalze 28 und die weitere Walze 50 laufen leer und stehen von den ihnen zugeordneten, kraftschlüssig angetriebenen Walzen in einem Abstand, der mindestens gleich der Dicke des zwischen den Walzen hindurchlaufenden Materials ist. Die Führungswalze 24 hat die Aufgabe, den Stegaufbau 15 immer an der gleichen Stelle mit der Heizwalze 22 in Berührung zu bringen, unabhängig von der Menge des Stegaufbaumaterials, die sich auf der Vorratsrolle 20 befindet, so daß die Heizzone zwischen der Führungswalze 24 und der Übertragungswalze 28 eine konstante Länge hat

Die Förderung des Stegaufbaus 15 durch die Heizzone, d. h. um die Heizwalze 22 herum, erfolgt unter der Zugkraft, die auf den Stegaufbau 15 am Spalt und jenseits des Spaltes zwischen der Übertragungswalze 29 und der Kaschierwalze durch die Bindung der geschmolzenen Flansche 10 an die zweite Folie 12 und die anschließende Kühlung des Schichtkörpers 2 unter Verfestigung der Bindung ausgeübt wird. Die Oberseiten der Stege ta und 8 werden durch Verzögerung der Rotation der Vorratsrolle 20 mit Hilfe des biegsamen Bremsbandes 41, das über dem Stegaufbau auf der Vorratsrolle 20 liegt, mit der Heizwalze 22 in Berührung gehalten. Das Bremsband 41 ist an einem Ende verschwenkbar an einem feststehenden Träger 43 befestigt und am anderen Ende mit einem Gewicht 45 belastet Das Bremsband 41 hält nicht nur die Stege 6 und 8 mit der Heizwalze 22 in Berührung, sondern es hält auch den Stegaufbau zwischen der Vorratsrolle 20 und der Kaschierwalze 30 unter Spannung; der Grad dieser Spannung hängt von der Größe des Gewichts 45 ab. Durch diese Spannung wird der Stegaufbau gegen das Trennmaterial auf der Heizwalze 22 gedrückt wodurch sich an den oberen Enden der Stege 6 und 8 die Flansche 10 bilden. Das Bremsband 41 erstreckt sich quer über die ganze Oberfläche des Stegaufbaus auf der Vorratsrolle 20, so daß es den Stegaufbau unter gleichmäßiger Spannung hält und ihn gleichmäßig gegen die Heizwalze 22 andrückt Dieser gleichmäßige Druck zusammen mit der gleichmäßigen Temperatur der Heizwalze 22 führen zur Bildung gleichmäßiger Flansche 10 an den oberen Enden der Stege 6 und 8.

Die Flansche 10 an den oberen Enden der Stege 6 und 8 sind geschmolzen, wenn sie dem Spalt zwischen der Übertragungswalze 28 und der Kaschierwalze 30 zugeführt werden. Unter »geschmolzen« ist zu verstehen, daß der Kunststoff in den Flanschen 10 sich auf einer Temperatur über seinem Kristallschmelzpunkt befindet Allgemeiner ausgedrückt und auch auf amorphe Kunststoffe anwendbar kann als die Schmelztemperatur die Temperatur einer erhitzten Metalloberfläche angesehen werden, auf der eine frische Probe des Kunststoffes einen Strich hinterläßt wenn der Kunststoff unter dem Druck seiner eigenen Schwerkraft langsam über die Oberfläche geführt wird. Das Schmelzen der Flansche 10 wird durch Auswahl der für den jeweiligen Kunststoff passenden Arbeitstemperatur der Heizwalze 22 und der Verweilzeit des Stegaufbaus auf der Heizwalze 22, d. h. der Fördergeschwindigkeit und der Länge des Heizweges, erreicht Da das Erhitzen durch die Heizwalze 22 in erster Linie durch Wärmeleitung erfolgt, ist das Schmelzen der oberen Enden der Stege 6, 8 nicht vom Schmelzen des Stegaufbaus 15 an anderen Stellen oder von einer Verkürzung der Stege 6, 8 begleitet die etwa auf das elastische Gedächtnis des Kunststoffes zurückzuführen wäre. Die Oberfläche der zweiten Folie 12, die mit den geschmolzenen Flanschen 10 in Berührung kommt, soll sich mindestens auf einer Temperatur befinden, bei der sie unter leichter Druckberührung an den geschmolzenen Flanschen 10 anhaftet Die Oberfläche der zweiten Folie 12 kann geschmolzen sein oder sich auf einer etwas niedrigeren Temperatur als der Schmelztemperatur befinden, in welchem Falle die geschmolzenen Flansche 10 die Oberfläche der mit ihnen in Berührung gebrachten Folie zum Schmelzen bringen, so daß die gewünschte Wärmebindung zustande kommt

In einem Ausführungsbeispiel besteht der von der Vorratsrolle 20 abgezogene Stegaufbau 15 aus Niederdruck-Polyäthylen aus einer Folie von 0,0076 cm Dicke, die einstückig mit den sich schneidenden Stegen 6 und 8 geformt ist, wobei die Stege 6 und 8 je 0,0127 cm breit und 0,081 cm hoch sind und in ihren entsprechenden Richtungen in Abständen von 0,25 cm voneinander stehen. Die Heizwaize 22 ist mit einer 0,0013 cm dicken Schicht 26 aus Polytetrafluoräthylen als Trennmaterial überzogen, läuft mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 19,1 cm/sek und befindet sich auf einer Temperatur von 185°C. Die Kaschierwalze 30 wird auf 112°C gehalten und läuft mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 19,6 cm/sek. Der Abstand zwischen der Strangpreßform 40 und der Oberfläche der Kaschierwalze 30 ist so bemessen, daß sich eine Folie aus Niederdruck-Polyäthylen mit einer Dicke von 0,0076 cm bildet Der Strangpreßdruck in der Strangpreßform 40 beträgt 80,5 kg/cm² und die Temperatur 275°C Unmittelbar vor dem Aufkaschieren der zweiten Folie 12 werden die Flansche 10 geschmolzen und sind dann etwa viermal breiter als die Dicke der Stege 6,8, und die Gesamthöhe der Stege 6,8 einschließlich der Flansche 10 beträgt 0,076 cm. Der so erhaltene Schichtkörper 2 hat eine Gesamtdicke von 0,087 bis 0,0915 cm und glatte, von Unvollkommenheiten freie Folienoberflächen, und die Übergänge zwischen den Stegen 6,8 und der darauf aufkaschierten zweiten Folie 12 sind glatt und weisen keine scharfen Winkel auf. Die zweite Folie 12 läßt sich von den Flanschen 10 nicht abziehen, und wenn man den Schichtkörper 2 zerreißt pflanzt sich der Riß in regelloser Form fort

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Schichtkörperherstellung ist in Fig. 11 dargestellt Hier wird der aus der ersten Folie 4 und den Stegen 6 und 8 bestehende Stegaufbau von einer in der angegebenen Richtung rotierenden Vorratsrolle 60 der in der angegebenen Richtung umlaufenden Walze 62 zugeführt, die den Stegaufbau mit der Folienseite nach unten über eine tischplattenartige Heizplatte 64 umlenkt Unmittelbar hinter dem vorderen Rand der Heizplatte 64 befindet sich eine Vorheizzone, die von einer zweiten Heizplatte 66 gebildet wird, welche die Oberseite des Stegaufbaus 15 bei dessen Durchgang zwischen der Heizplatte 66 und der Heizplatte 64 vorerhitzt bevor er die Schmelzzone erreicht Nach dieser Vorerhitzung

rückt der Stegaufbau 15 weiter unter einem elektrischen Erhitzer 68 vor, der die Form einer flachen Platte hat und sich über einen wesentlichen Teil des Weges sowie über die gesamte Breite des Stegaufbaus 15 erstreckt. Um die untere Oberfläche des Erhitzers 68 und die leerlaufenden Walzen 70, 72 und 74 herum läuft das endlose Band 76 aus einem Trennmaterial, an dem der geschmolzene thermoplastische Kunststoff nicht in nennenswertem Ausmaß anhaftet Das endlose Band 76 ist zwischen der ganzen Unterseite des Erhitzers 68 und den oberen Enden der Stege 6 und 8 des Stegaufbaus 15 angeordnet

An der Stelle, an der der Stegaufbau 15 unter den Erhitzer 68 eingeführt wird, ist zwischen dem Band 76 und der Heizplatte 64 ein gewisser Abstand vorhanden. Wenn der Stegaufbau 15 unter dem Erhitzer 68 weitergefördert wird, verkleinert sich der Abstand zwischen ihm und der Heizplatte 64, bis das Band 76, welches von dem Erhitzer 68 erhitzt wird, die oberen Enden der Stege 6 und 8 des Stegaufbaus 15 berührt und sie zum Schmelzen und zur Ausbildung der in F i g. 1 und 4 dargestellten Flansche 10 bringt Das Band 76 rückt infolge der geringen Reibung der geschmolzenen Flansche 10, die das Band 76 mit der Geschwindigkeit des Stegaufbaus 15 vorwärtszieht, zusammen mit dem Stegaufbau 15 vor. Durch (nicht dargestellte) Führungsschienen werden das Band 76 und der Stegaufbau 15 an Seitwärtsbewegungen gehindert, und der Abstand zwischen der Heizplatte 64 und dem Erhitzer 68 wird durch voneinander auf Abstand stehende Mikrometeranschläge 77 konstant gehalten, die in den Erhitzer 68 eingeschraubt sind, und deren Stifte 79 in entsprechende Vertiefungen in der Heizplatte 64 an den beiden Rändern des Stegaufbaus eingreifen.

Der erhitzte Stegaufbau 15, dessen Stege 6, 8 nunmehr geschmolzen und an ihren oberen Enden zu einem dem Abstand zwischen der Heizplatte 64 und dem Erhitzer 68 am Austrittsende der Heizzone entsprechenden Grad mit Flanschen 6,8 versehen sind, kommt in dem Spalt zwischen den Kaschierwalzen 78 und 80 mit der erhitzten zweiten Folie 12 aus thermoplastischem Kunststoff in Berührung. Die zweite Folie 12 wird von der Vorratsrolle 82 zugeführt, von der sie durch die Heizzone zwischen einem ersten Erhitzerpaar 84, dann um die Umlenkrolle 86 und durch die Heizzone zwischen einem zweiten Erhitzerpaar läuft, das die Folie gleichmäßig auf eine solche Temperatur erhitzt, daß sie unter leichtem Berührungsdruck an den geschmolzenen Flanschen anhaftet. Für die Verarbeitung von Niederdruck-Polyäthylen kann sich der Erhitzer 68 z. B. auf 275" C befinden, während die Heizplatten 64 und 66 und die Erhitzer sämtlich eine Temperatur von 120° C aufweisen.

Nach der Schichtkörperbildung im Spalt zwischen den Kaschierwalzen 78 und 80 läuft der Schichtkörper 2 durch eine Zone, die von zwei Kühlelementen 90 begrenzt wird, durch den Spalt zwischen zwei Aufnehmerwalzen 92 und wird auf die Rolle 94 aufgewickelt. Die Aufnehmerwalzen 92 ziehen die zweite Folie 12 und den Stegaufbau 15 durch die ganze Vorrichtung hindurch, und die Umdrehung der Vorratswalzen 60 und 82 wird so gebremst, daß sich der Stegaufbau 15 und die zweite Folie 12 beim Durchgang durch die Vorrichtung unter schwacher Spannung befinden.

Bei einer anderen Ausführungsform wird die Vorerhitzungs- und Schmelzanordnung gemäß F i g. 11 (Heizplatten 64 und 66, Erhitzer 68 und Band 76) verwendet um einen Stegaufbau 15 dem Spalt zwischen der Übertragungswalze 28 und der Kaschierwalze 30 der Vorrichtung gemäß F i g. 6 zuzuführen und so den Schichtkörper 2 zu bildea In diesem Falle wird ein Schichtkörper 2 von hohem Gütegrad aus dem oben beschriebenen Stegaufbau 15 und der zweiten Folie 12 aus Niederdruck-Polyäthylen bei einer Oberflächengeschwindigkeit der Walze 30 von 7,5 cm/sek und einer Temperatur des Erhitzers 68 von 275° C hergestellt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: 20 27S36

1. Schichtkörper aus thermoplastischem Kunststoff mit einer ersten 0,0025 bis 0,025 cm dicken Folie, mit einer Anzahl von 0,005 bis 0,025 cm dicken Stegen, die einstückig mit der ersten Folie sind und von deren Oberfläche abstehen, und mit einer zweiten Folie, die mit den Stegenden verschmolzen ist, wobei zwischen der ersten Folie und den Stegen ein glatter Obergang mit einem Radius von mindestens etwa der Stegdicke besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von den Stegen (6,8) zur zweiten Folie (12) glatt ist, sich von den Stegen (6, 8) zur zweiten Folie (12) verbreitert und einen Radius von mindestens etwa der Stegdicke besitzt und daß das Material des Obergangsbereichs Stegmaterial ist.

2. Schichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Folie 0,0025 bis 0,025 cm dick ist

3. Schichtkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß weder die erste Folie (4) noch die zweite Folie (12) dicker als die Stege (6,8) ist

4. Verfahren zum Herstellen eines Schichtkörpers nach einem der Anspräche 1 bis 3, bei dem man von einer ersten Folie mit einstückig daran angeformten Stegen ausgeht, die Stegenden erwärmt und die zweite Folie aufbringt und mit den Stegenden verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Stegenden durch Andrücken der Stegenden an eine erwärmte Fläche erfolgt und dabei die Stegenden zu Flanschen (10) verformt werden, die zu der ersten Folie (4) parallel sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 mit einer Einrichtung zum Fördern der ersten Folie mit den einstückig daran angeformten Stegen, mit einer Einrichtung zum Fördern der zweiten Folie, die die Stegenden fortschreitend mit der zweiten Folie, die die Stegenden fortschreitend mit der zweiten Folie zusammenführt, mit einer Einrichtung zum Erwärmen der Stegenden und mit einer Einrichtung zum Erwärmen wenigstens des Teils der zweiten Folie, der mit den Stegen in Berührung kommt dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erwärmen der Stegenden aus einer an die Stegenden andrückbaren, erwärmten Fläche besteht, die mit Trennmaterial (26, 76) versehen ist und sich mit der ersten Folie (4) mitbewegt.