DE2109282B2

DE2109282B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen und Kalibrieren einer stranggepreßten Schlauchfolie aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2109282B2
Application number: DE2109282A
Authority: DE
Inventors: John Brian Dumfries Davis; William Islesteps Robinson; Derick Heathhall Skilling
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1970-03-03
Filing date: 1971-02-26
Publication date: 1978-08-24
Also published as: AT342292B; FR2081654A1; ES388862A1; MY7500207A; DE2109282A1; CA990028A; US3819776A; ZA711236B; NL7102739A; JPS5025511B1; DE2109282C3; LU62722A1; CH514423A; GB1284321A; ATA183571A; BR7101307D0; SE370662B; HK8377A; BE763743A; FR2081654B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kühlen und Kalibrieren einer stranggepreßten Schlauchfolie aus thermoplastischem Kunststoff gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 2.

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art bekannt (DE-AS 12 62 567), wonach zur Herstellung einer für biaxaies Strecken aufzublasenden Schlauchfolie diese über einen Innendorn abgezogen und dabei gekühlt und profiliert wird, wobei zur Verhinderung einer Einwirkung des Aufblasdrucks auf die frisch extrudierte Schlauchfolie diese durch Anlegen von Unterdruck gegen das stromab gelegene Ende des Kalibrierdorns gesaugt wird. Hierbei bedient man sich einer Vorrichtung, bei der am oberen Ende des Dorns eine Aussparung vorgesehen ist, der über ein Rohr und einen Ringkanal Kühlflüssigkeit zuführbar ist, die über eine tiefergelegene, nach unten durch einen elastischen Dichtring begrenzte Aussparung über ein Kanalsystem rückführbar ist, wobei ferner unterhalb des Dichtungsringes eine über ein Rohr an eine Vakuumquelle anschließbare Ausnehmung angeordnet ist. Die obere Aussparung ist über einen Überlauf ebenfalls an die Vakuumquelle angeschlossen, um überlaufendes Wasser abzusaugen, wobei im übrigen zum Druckausgleich innerhalb der Aussparung diese mit der Atmosphäre oder einer Druckquelle verbunden werden kann.

Wird ein Schlauchfolie beim Lauf über einen Dorn gekühlt, schrumpft sie, wobei die Gefahr besteht, daß sie unmittelbar mit der Dornoberfläche in Berührung kommt und an dieser anhaftet. Diese Kontraktion behindert befriedigenden Durchfluß der Kühl- und Schmierflüssigkeit und unterbricht u. LJ. die Flüssigkeitssäule, so daß sich zwischen der Dornoberfläche und der Schlauchfolie Flüssigkeitstaschen bilden, die zu Verformungen der Schlauchfolie führen. Dies um so mehr, wenn außerdem durch Anlegen von Unterdruck die Schlauchfolie gegen die Dornoberfläche gezogen wird.

Hierdurch wird nicht nur die Qualität des Erzeugnisses, sondern außerdem auch die mögliche Produktionsgeschwindigkeit beeinträchtigt
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, wodurch eine störungsfreie Kalibrierung und Kühlung unter Einhaltung gleichbleibender Abmessungen gewährleistet werden kann.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch

to die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Durch diese Maßnahmen kann bei Anpassung des Drucks innerhalb der Flüssigkeitssäule stets ein ausreichender Abstand der Schlauchfolie vom Dorn gewährleistet und dadurch ein Ankleben verhindert werden. Es ergibt sich dadurch ein kontinuierlicher Flüssigkeitsfilm, der ungestört durchlaufen kann, wodurch auch eine gleichförmige und sehr wirksame Kühlung erreicht wird. Dies wiederum ermöglicht schnellere Herstellung.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 2

. gelöst

Durch die einfache Maßnahme der Steuerung des Flüssigkeitsspiegels im Staurohr wird ein entsprechend variierender statischer Flüssigkeitsdruck aufrechterhalten, der über das Prinzip der kommunizierenden Röhren sich auch auf die Flüssigkeitssäule zwischen Dorn und Schlauchfolie auswirkt.
Besonders einfach läßt sich der Flüssigkeitsspiegel mit den Maßnahmen gemäß Patentanspruch 3 einstellen.

Die Erfindung ist in Verbindung mit jeglichen thermoplastischen polymeren Materialien und insbesondere bei kristallinen oder kristallisierbaren Polymeren anwendbar. So können zum Beispiel Polymere und Mischpolymere von «-Olefinen, wie hochdichtes PoIyäthylen.PolypropylenoderÄthylen-Propylen-Mischpolymere, von Poly-4-methyl-penten-l, von Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat und Polyäthylen-1,2-di-phenoxyäthan-4,4-dicarboxylat, und von den verschiedenen Polyamiden verarbeitet werden. Schlauchfolien aus solchen Materialien sind schrumpfbar und können daher als Schrumpfverpackung benutzt werden.

Polypropylenfolien werden auf weiten Gebieten als Verpackungsmaterial verwendet.

Es ist bekannt, eine Schlauchfolie nach Verlassen der Strangpreßdüse über einen im Durchmesser größeren Dorn zur Aufweitung der Folie zu ziehen und dabei zwischen Folie und der Dornoberfläche ein unter konstanten Druck stehendes Gaspolster aufrechtzuerhalten (DE-OS 15 04 642).

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Vorrichtung zur Erzeugung von Schlauchfolien.

F i g. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung das innere Kühlsystem bei der Vorrichtung nach F i g. 1.

Gemäß F i g. 1 wird aus einer Ringschlitzdüse 2 eine Schlauchfolie 1 aus thermoplastischem Kunststoff extrudiert Die Folie 1 wird mit Hilfe eines Paares gegenläufiger Klemmrollen 3 von der Düse 2 abgezogen, die eine geringere Breite als die zusammengelegte Folie 1 haben. Die Rollen 3 ziehen die Folie 1 mit einer Geschwindigkeit ab, die größer als die Geschwindigkeit ist, mit der sie extrudiert wird, so daß die Folie 1 auf einen Kalibrierdorn 4 herabgezogen wird, der innerhalb der Folie 1 sitzt. Zwischen der Folie 1 und dem Dorn 4 wird Wasser zugeliefert, indem eine geringere Wasser-

säule in einer Ausnehmung 5 am Kopfende des Doms 4 aufrechterhalten wird (siehe im einzelnen F i g. 2). Zwischen dem Dorn 4 und der Folie 1 wird «omit Wasser in einen Flüssigkeitsraum 6 abwärts getragen, der zwischen dem Bodenende des Dorns 4 und einer der Dichtung 7 gebildet wird. In diesen Flüssigkeitsraum 6 mündet ein stehendes Staurohr 22, das durch die Mitte des Dorns 4 geht (siehe Fig.2) und in das ein Absaugrohr 23 axial verschiebbar eingreift

Unterhalb der Dichtung 7 befindet sich eine Dichtung 8, so daß ein eingeschlossener Raum 9 gebildet wird, in den Luft unter Druck durch ein Rohr 10 zur Stützung der Dichtung 7 eingeführt werden kann. Ein Rundschwamm 11 befindet sich unterhalb der Dichtung IB und berührt die Innenseite der Folie 1, um jegliche Feuchtigkeit zu entfernen, die die Dichtungen 7, 8 passiert Diese Feuchtigkeit wird dadurch aus dem Schwamm 11 abgezogen, daß durch das Rohr 12 ein Unterdruck angelegt wird. Die Folie 1 wird nicht nur auf der Innenseite gekühlt, sondern gleichzeitig auf der Außenseite, indem sie durch ein Wasserbad 12 läuft, das die Folie 1 umgibt Dem Wasserbad 13 wird kontinuierlich Wasser durch ein Rohr 14 zugeführt, während das Wasser über das Rohr 15 abfließt. Die Folie 1 wandert nach dem Durchgang durch das Wasserbad 13 durch eine Kammer 16, in der Unterdruck an die Außenseite der Folie 1 über ein Rohr 17 angelegt wird, um jegliches Wasser von der Außenseite der Folie 1 zu entfernen.

Die gekühlte Folie läuft dann durch das Klemmrollenpaar 3, das ihre Laufgeschwindigkeit steuert. Anschließend geht die Folie durch Reihen von Infrarot-Erhitzern 18 und 19, die die Temperatur der Folie 1 auf die Strecktemperatur anheben. Die Folie 1 wird dann in Querrichtung zur Strangpreßrichtung mit Hilfe von Luft gestreckt, die unter Druck in das Innere der Folie 1 über das Rohr 20 eingeführt wird; gleichzeitig wird die Folie 1 in Längsrichtung gestreckt, und zwar mit Hilfe einer Einrichtung (nicht gezeigt), die eine luftdichte Abdichtung quer über die Folie 1 bildet und diese mit einer Geschwindigkeit abzieht, die größer als diejenige ist, mit der die Folie 1 durch die Klemmrollen 3 gezogen wird.

Das innere Kühlsystem gemäß F i g. 1 ist im einzelnen in F i g. 2 dargestellt und zeigt den Dorn 4 im Querschnitt. Das Wasser in der Ausnehmung 5 am Kopfende des Dorns 4 wird durch das Rohr 21 eingeführt und durch die Folie 1 zwischen dieser und dem Dorn 4 nach unten in den Aufnahmerauin 6 getragen. Von dort gelangt es in das normalerweise zur Atmosphäre offene Staurohr 22, in dem es aufsteigt und aus dem es mit Hilfe des Absaugrohrs 23 abgesaugt wird. Daher steuert die Lage des Endes des Absaugrohrs 23 den Flüssigkeitsspiegel im Staurohr 22.

Die Erfindung wird im folgenden an einem nicht beschränkenden Beispiel näher erläutert, bei der eine biaxial orientierte Polypropylenfolie unter Verwendung der Vorrichtung nach der F i g. 1 erzeugt wurde.
Es wurde Polypropylen mit 236 Kg pro Stunde durch eine Ringschlitzdüse 2 mit einem Durchmesser von 16,51 cm und einer Schlitzbreite von 60 Tausendstel von 2,54 cm extrudiert Das Kopfende des Doms 4 war 2,54 cm von der Düse 2 entfernt; der Dornkopf hatte einen Durchmesser von 15,88 cm am Kopfende, besaß

ίο eine matte Oberfläche, war 122 cm lang und 15,54 cm im Durchmesser am Bodenende. Dem Ausnehmungsspalt 5 zwischen der Düse 2 und dem Dorn 4 wurde Wasser zugeführt so daß ein Wasserfilm zwischen der Folie 1 und dem Dorn 4 abwärts getragen wurde. Der Dorn 4 selbst wurde durch Kühlwasser gekühlt das durch das Rohr 24 zugeführt wurde und das durch das Rohr 25 ablief.

Die Folie 1 wurde mit Hilfe von Klemmrollen 3 über den Dorn abwärts gezogen, die die Folie 1 lediglich in ihrer Mitte zusammenlegten und mit einer Geschwindigkeit von 7 m/min umliefen. Gleichzeitig wurde die Außenseite der Folie 1 durch das Kühlwasserbad 13 gekühlt, dem Kühlwasser durch das Rohr 14 mit einer Rate von 3 180 Liter pro Stunde zugeführt wurde. Das Kopfende des Wasserbads lag 27,9 cm oberhalb des Bodenendes des Dorns 4.

Gemäß F i g. 2 wurde der Wasserfilm zwischen der Folie 1 und dem Dorn 4 in den Aufnahmeraum 6 zwischen dem Dorn 4 und der Dichtung 7 abwärts getragen und aus diesem Raum durch das Absaugrohr 23 abgezogen, dessen Ende 38,10 cm oberhalb des Endes des Dorns 4 war, um einen Druck zu erzeugen, der ausreicht um zu gewährleisten, daß der Druck in dem Aufnahmeraum 6 größer als der Außendruck ist

Die Dichtungen 7 und 8 bestanden beide aus flexiblem Kautschukmaierial und hatten einen größeren Durchmesser als die gekühlte Folie 1 und standen in einem Abstand von 1,27 cm. Zwischen den beiden Dichtungen 7, 8 wurde zur Stützung der Dichtung 7 Druckluft mit einem Wasserdruck von 91,4 cm eingeführt An das mit dem Schwamm 11 verbundene Rohr wurde Unterdruck angelegt, um jegliches Wasser aus der Innenseite der Röhre zu entfernen.

Nach dem Durchgang durch die Rollen 3 wurde die Folie auf etwa 16O⁰C mit Hilfe von Infrarot-Erhitzern 18 und 19 erhitzt und in Querrichtung zur Strangpreßrichtung mit Hilfe eines Luftdrucks von 12,70 cm Wasserhöhe gestreckt, die durch das Rohr 20 eingeführt wurde. Die Folie 1 wurde außerdem in Längsrichtung gestreckt, und zwar mit Hilfe eines Paars von Klemmrollen, die die expandierte Folie erfaßten und mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 m/min abgezogen. Die Folie wurde auf einen Durchmesser von etwa 118,3 cm ausgedehnt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kühlen und Kalibrieren einer stranggepreßten Schlauchfolie aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem man die Folie über einen gekühlten Dorn zieht und zwischen der Dornoberfläche und der Schlauchfolie ein kontinuierlicher Kühl- und Schmierfilm in Form einer Flüssigkeitssäule erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Flüssigkeitssäule auf die Folie ausgeübte Druck in seiner Höhe einstellbar ist

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Ringschlitzdüse mit sich daran anschließendem Kühl- und Kalbrierdorn, wobei die Flüssigkeitssäule am Dornende vor einer Dichtung über ein durch den Dorn geführtes Absaugrohr abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Dornende vor der Dichtung (7) ein Flüssigkeitsraum (6) ausgebildet ist, in den ein Staurohr (22) mündet, dessen Flüssigkeitsspiegel einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-, zeichnet, daß zur Einstellung des Flüssigkeitsspiegels das Absaugrohr (23) axial zum Staurohr (22) verschiebbar ist