DE2316088C3 - Vorrichtung zur schraubenlinienförmigen molekularen Orientierung eines thermoplastischen Folienschlauches in seiner Laufrichtung - Google Patents
Vorrichtung zur schraubenlinienförmigen molekularen Orientierung eines thermoplastischen Folienschlauches in seiner LaufrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur ichraubenlinitiiförmigen molekularen Orientierung
eines thermoplastischen Folienschlauches in seiner Laufrichtung, bei der koaxial zur Ringschlitzdüse mit
Abstand von einem festen Dorn ein drehbarer Dorn •ngeordnet ist
Eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Folienschlauches umfaßt an ihrem unteren Abschnitt
eine Ringschlitzdüse zum Extnjdieren eines geschmollenen
thermoplastischen Harzes, in ihrem oberen Abschnitt ein Paar Klemmwaizen zum Abziehen des
tich ergebenden Folienschlauches sowie einen dazwischen angeordneten festen Dorn zum Ausdehnen des
Folienschlauches auf die gewünLjhte Größe. Wenn die Folie aus eier Ringschlitzdüse extrudiert wird, liegt sie im
geschmolzenen oder nahezu ges hmolzenen Zustand »or und weist eine sehr gute Verstreckbarkeit auf.
Deshalb wird sie dann, wenn beispielsweise Druckluft in das Innere des Folienschlauches eingeführt wird, leicht
■uf die gewünschte Größe ausgedehnt Der Folienichlauch, der zunächst im geschmolzenen Zustand
»orliegt, kühlt sich beim Expandieren und beim Vorführen allmählich ab, und verfestigt sich unter
Beibehaltung seiner Schlauchform. Dabei wird auf den Folienschlauch eine Zugwirkung ausgeübt, indem der
Schlauch kontinuierlich abgezogen wird. Einige dieser Folienschläuche werden während einer derartigen
Bearbeitung monoaxial orientiert. Die monoaxial •rientierten Folienschläuche weisen in der Streckungsrichtung eine hohe Zugfestigkeit auf, wobei jedoch ihre
Zugfestigkeit senkrecht zu der Streckrichtung gering ist. Es ist allgemein bekannt, daß dies auf die Orientierungsrichtung der Moleküle zurückzuführen ist.
Zur Beseitigung dieses Nachteils wird den Folienlchläuchen
eine Orientierung in schräger Richtung trteilt und der schräg orientierte Folienschlauch
feir.iniert, wie dies z.B. in der GB-PS 10 71085
leschrieben ist. Wenn man den monoaxial orientierten Folienschlauch schraubenlinienförmig mit einer beitimmten
Breite schneidet, so erhält man eine bandartige Folie. Diese bandartige Folie liegt offen-
sichtlich in einem schräg orientierten Zustand vor,
jedoch hat dieses Verfahren den Nachteil, daß die so erhaltene Folie bandartig und bezüglich ihrer Verwendbarkeit
beschränkt ist üfid daß es notwendig ist, den Folienschlauch während seiner Herstellung in schräger
Richtung zuzuschneiden
Zui' Beseitigung dieses Nachteils wurde die Maßnahme
ergriffe^ die Ringschlitzdüse im festen Zustand zu halten und den Dorn und eine Filmabzugseinrichtung
synchron und konzentrisch zu drehen, so daß der Folienschlauch ohne eine Torsion zwischen der
ringförmigen Düse und dem Dorn unter Erteilung einer Schrägorientierung gestreckt wird. Da jedoch der
zwischen der Ringschlitzdüse und dem drehenden Dorn angeordnete Folienschlauch in Nähe des Doms etwas
verfestigt und unmittelbar nach der Extrusion aus der Ringschlitzdüse geschmolzen oder praktisch fecschmolzen
ist, um eine freie Deformierung durch freie äußere Kräfte zu ermöglichen, wird zuerst der geschmolzene
Teil deformiert, während der andere Teil nur eine geringfügige Deformierung erfährt Wenn die Folie im
geschmolzenen Zustand vorliegt, führt das Anlegen einer Spannung in schräger Richtung nicht zu einer
molekularen Orientierung. Demgemäß ist es nicht möglich, nach der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise
dem Film eine molekulare Orientierung in schräger Richtung zu erteilen.
So ist beispielsweise in der DE-OS 17 79 903 eine Vorrichtung zum Herstellen von schlauchartigen
Kunststoffolien beschrieben, bei welcher ein fester und darüber ein drehbarer Dorn angeordnet ist, um die
Folien zu tordieren und schräg zu orientieren. Da bei dieser Vorrichtung der Kunststoffolie eine Torsion
zwischen Schmelztemperatur und Orientierungstemperatur erteilt wird, I <mn, wie vorstehend erläutert, keine
Schrägorientierung erhalten werden. Vielmehr ist eine Schrägorientierung lediglich mittels einer Formeinwirkung
auf die Folie zwischen Orientierungs- und Verfestigungstemperatur möglich.
Die DE-AS 12 62 567 beschreibt eine Vorrichtung zum Strangpressen von geschmolzenen Polymeren in
Form eines Folienschlauches, bei welcher ein Dorn am
js oberen Ende eine Aussparung besitzt, in welche
Kühlflüssigkeit zugeführt wird, die nach Durchgang durch die Aussparung gesammelt und im Kreislauf
zurückgeführt wird. Wie ersichtlich, wird in dieser Veröffentlichung ein System zum Kühlen des Folien-Schlauches
von innen angegeben, wobei der Dorn mittels eines auf der Umfangsfläche ausgebildeten
Schlitzes als Vakuumdorn ausgebildet ist
Die OE-PS 1 91 149 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Bandes aus hochmolekularem
Stoff, das in einer von der Längsrichtung des Bandes schiefen Richtung gefügeorientiert ist, wobei ein
Folienschlauch warm oder kalt gedehnt und danach in ein oder mehrere Bänder kurvenförmig aufgeschnitten
wird, wobei die Sciinittkurve von der Orientierungsrich-
)0 tung abweicht und Bänder mit einer zur Längenrichtung
schrägen Orientierungsrichtung erhalten werden.
Schließlich ist in der DE-OS 15 04 176 angegeben, daß
ein Folienschlauch von Raumtemperatur auf Verstrekkungstemperatur erhitzt wird und dem erhitzten
« Folienschlauch eine Drehung erteilt wird, worauf dieser
gekühlt und aufgewickelt wird. Dabei wird dem erhitzten Schlauch die Drehung mittels einer Drehscheibe
durch Drehen der Abquetschwalzen erteilt, und der tordierte Folienschlauch wird mittels einer Mehrzahl
<jo von parallelen konisch aufeinanderzulaufenden Walzen
zusammengefaltet, wodurch die Drehung am anderen Quetschwalzenpaar aufgehalten wird, wobei der Folienschlauch
gekühlt und Verfestigt wird,
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer
hr> Vorrichtung zur schraubenlinienförmigen molekularen
Orientierung eines thermoplastischen Fölienschlauches in seiner Laufrichtung, mitteis welcher die molekulare
Orientierung mühelos durchführbar ist Und ein Folien-
schlauch von hoher Festigkeit kontinuierlich herstellbar
ist und bezüglich seiner zylindrischen Form beim Orientieren noch ausreichend geführt wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß in an sich bekannter Weise die
Dorne mittels eines auf der Umfangsoberfläche angeordneten Schlitzes als Vakuumdorne ausgebildet
sind und im Bereich der äußeren Heizeinrichtung zur Stützung der zylindrischen Schlauchform eine Scheibe
und/oder ein weiterer fester Dorn zwischen dem festen und drehbaren Dorn vorgesehen sind.
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind sowohl die Ringschlitzdüse als auch ein erster Dorn fest
angeordnet, und zwischen diesen beiden Teilen wird in einer ersten Stufe der Folienschlauch gebildet. Danach
wird der Folienschlauch gekühlt und verfestigt und dann in einer zweiten Stufe oberhalb des festen Doms in
einem bestimmten Abstand von diesem mittels des rotierbaren Dorns tordiert Dabei muß der Folienschlauch
in der Zwischenstufe erneut erhitzt werden, um ihn verstreckbar zu machen. Auf diese Weise wird ein
Folienschlauch mit einer schraubenlini-nförmigen
Orientierung erhalten.
Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß in vorteilhafter Weise kontinuierlich
Folienschläuche mit schraubenlinienförmiger molekularer Orientierung erhalten werden können, die eine hohe
Festigkeit aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher
erläutert.
F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Vorrichtung zum schraubenlinienförmigen Orientieren,
wobei Teile weggenommen sind, und
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht im Längsschnitt des Filmbildungsteiles der Vorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt einen Extruder 1 zum Extrudieren eines geschmolzenen
thermoplastischen Harzes, eine Ringschlitzdüse 2 mit einem ringförmigen Schlitz 2a, und einen festen Dorn 3,
der innerhalb des aus dem ringförmigen Schlitz 2a extrudierten Folienschlauches angeordnet ist und den
Film im expandierten Zustand stützt. Ferner umfaßt die Vorrichtung, wie auch in F i g. 2 dargestellt ist, eine
Scheibe 4, die verhindert, daß sich der gebildete Foliensch'auch entlang seines Vorführweges biegt,
einen oberhalb dieses Weges angeordneten festen Dorn 3', einen drehbaren Dorn 5, eine Führungsplatte 20 zum
Abflachen des Folienschlauches Fsowie Haltewalzen 8 zum Abziehen des abgedachten Folienschtauches F
Der aus der Ringschlitzdüse 2 austretende Film liegt zunächst im geschmolzenen Zustand vor und nimmt
leicht eine solche Form an, daß er den festen Dorn 3 umgibt. Von der Ringschlitzdüse 2 bis zu dem festen
Dorn 3 bewegt sich der Folienschlauch F geradlinig ohne Verdrehung. Vorzugsweise wird der Folienschlauch
Fin innigem Kontakt mit dem festen Dorn 3 geführt. Dabei muß der Folienschlauch F so schnell wie
möglich abgekühlt und verfestigt werden. Anschließend wird dem Folienschlauch F eine geeignete Torsion
erteilt. Die Torsion wird insbesondere in der Weise erzeugt, daß man den Dorn 5 dreht, während der Dorn 3
im festen Zustand vorliegt Der Folienschlauch F muß dabei nach dem Passieren des festen Dorns 3 auf eine
Temperatur erhitzt Werden, bei der er Verstreckbar ist, da die Folie in Nähe des festen Dorns 3 im verfestigten
(erstarrten) Zustand "orliegt. Durch Verformen des erhitzten Folienschlauches Fin einer vorgeschriebenen
Richtung während seines VerStreckens ist es möglich, den Schiauch F in schräger schraubenlinienförmiger
Richtung zu orientieren. Da es erwünscht ist, daß der Folienschlauch Fnach dem Passieren der zweiten Stufe,
d. h. nach Verlassen des drehbaren Dorns 5, im verformten Zustand vorliegt, werden die Führungsplatte
20 und die Haltewalzen 8 synchron und konzentrisch mit dem drehbaren Dorn 5 rotiert Mittels dieser
Vorrichtung erhält man einen Folienschlauch F mit
ίο einer schraubenlinienförmigen molekularen Orientierung.
In Nähe der Ringschlitzdüse 2 ist entlang ihres Außenumfangs ein Luftbehälter 9 mit einem ringförmigen
Schlitz 9a vorgesehen. Die aus dem Schlitz 9a ausströmende Luft bläst gegen die Umfangsoberfläche
des konischen Filmes, der aus dem Schlitz 2a der Ringschlitzdüse 2 extrudiert worden ist, und kühlt ihn ab.
Ein Rohr 41 öffnet sich in den Hohlraum zwischen der Ringschlitzdüse 2 und dem festen Dorn 3, der von dem
Folienschlauch F umgeben ist. In dem festen Dorn 3 ist ein Schlitz 3a vorgesehen, der mit *;ner Vakuumquelle
in Verbindung steht. Demgemäß ist der Folienschlauch
Fin innigem Kontakt mit dem Umfang des festen Doms 3, so daß die Torsion des Folienschlauches F zwischen
dem festen Dorn 3 und dem drehbaren Dorn 5 sL-h nicht
2Ί auf den Folienschlauch F vor dem festen Dorn 3
ausbreitet. Dieser innige Kontakt führt zu einer Verzögerung der Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegung
des Folienschlauches F erleichtert jedoch die Verstreckung des Foüenschlauches F>n der nachfolgen-
i(i den Stufe. In Nähe des unteren Endes des testen Dorns 3
befindet sich der Folienschlauch Fauf einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes und wird allmählich
fest.
Außen an dem Folienschlauch F ist eine geeignete
!■"> Heizeinrichtung 10 vorgesehen, mit deren Hilfe es
möglich ist, den Folienschlauch F der den festen Dorn 3 verlassen hat, auf die Verstreckungstemperatur zu
erhitzen. Wenn dem Folienschlauch F eine Drehung erteilt wird, weist der Schlauch F vorzugsweise eine
4(1 genau zylindrische Form auf. Zu diesem Zweck ist die
eine Biegung verhindernde Scheibe 4 und ein fester Dorn 3' vorgesehen. Zwischen dem festen Dorn 3' und
dem drehbaren Dorn 5 befindet s.ich ein Schlitz 5a, der mit der Vakuumquelle in Verbindung stellt. Dement-
4-. sprechend kann der Folienschlauch F in innigen
Kontakt mit dem drehbaren Dorn 5 gelangen. Der Folienschlauch F wird in innigem Kontakt mit dem
Dorn 3 und dem Dorn 5 gehalten, und er behält durch Kontakt mit der Scheibe 4 und dem festen Dorn 3' seine
V) zylindrische Form bei. In diesem Zustand werden der
drehbare Dorn 5 und die Haltewalzen 8 kontinuierlich synchron und konzentrisch rotiert, wodurch «Jer
Folienschlauch F unter einem bestimmten Winkel in ochraubenlinienförmiger Richtung gestreckt wird, wäh-
Yi rend er in der Umfangsrichtung zwischen dem Testen
Dorn 3 und dem drehbaren Dorn 5 verformt und schräg orientiert werden kann.
Der Abstand zwischen dem festen Dorn 3 und derr> drehbaren Dorn * wird verhältnismäßig groß gemacht.
wi Der Folienschlauch F wird zunächst, wie oben
angegeben, abgekühlt und verfestigt. Für eine bestimmte Zeitdauer wird er mittels einer geeigneten Heizquelle
auf die Verstreckungstemperatur wieder erhitzt. Um der Heizquelle eine große Oberfläche und eine
Ni ausreichende Erhhiiungszeit zur Verfugung zu stellen,
wird der Abstand zwischen dem festen Dorn 3 und dem drehbaren Dorn 5 vergrößert. Als Folge des größeren
Abstandes wird ein größerer Bereich des Folienschlau-
ches F verformt, und es besteht die Gefahr, daß ein Biegen auftritt. Um dies zu verhindern, sind die ein
Biegen verhindernde Scheibe 4 und der feste Dorn 3' vorgesehen. Es besteht ein zunehmender Bedarf für
solche Vorrichtungen mit einer höheren Geschwindigkeit des Folienschlauches F. Derzeit wird der feste Dorn
3' vorzugsweise gekühlt.
Entlang der Mittellinie des Dorns 5 erstreckt sich eine
drehbare Welle 21, die an dem Dorn 5 befestigt ist, und darunter ist ein Zahnrad oder Kellenzahnrad 22
angeordnet. Eine Kette 18 greift in das Kettenzahnrad 22 ein. Durch Antreiben der Kette 18 kann der drehbare
Dorn 5 gedreht werden.
Zum Einblasen von Luft in den Folienschlauch F ist zwischen dem drehbaren Dorn 5 Und den HalteWalzeh 8
ein langgestrecktes Rohr 7 und zwischen dem festen Dorn 3 und der die Biegung verhindernden Platte 4 ein
lungguoii btniuu ι *vrii ■ ~ru ?vi cwtjGi i\>iii L*m liitts uuii
Lufteinführungsrohren 7, 41 und 43 ausströmende Luft strömt mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Luft
wird weder erhitzt noch gekühlt.
Bei den Leitungen 16 und 17 in der Fig. 1 handelt es
sich um eine Einlaß- und eine Auslaß-Leitung, durch welche Wasser zum Kühlen des festen Dorns 3 fließt,
und bei den Leitungen 12 und 14 handelt es sich um Rohrleitungen, die an die Vakuumquelle angeschlossen
sind. Die Leitungen 13 und 15 stellen Lufteinlaßrohrleilungen dar.
Wie oben angegeben, ziehen die Haltewalzen 8 den
Schlauch Firn abgeflachten Zustand heraus und drehen
ri synchron und konzentrisch mit dem drehbaren Dorn 5.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Haltewalzen 8 auf
einer drehbaren Trägerplatte 29 angeordnet, die auf eirer Vielzahl von Ständern 23 (vier Ständer in den
Zeichnungen) aufliegt. Die oben beschriebenen Dorne 3,
ίο 5 sind im Zentrum des von den Ständern 23 umgebenen
Zwischenraumes angeordnet. Die Haltewalzen 8 werden mittels eines auf der rotierenden Trägerplatte 29
angeordneten Motors M in Drehung versetzt, Die ringähnliche Führungsschiene 28 liegt auf den oberen
ίο Enden der Ständer 23 auf, und die drehbare Trägerplatte
29 ist auf der Führungsschiene 28 drehbar gelagert. Die drehbare Trägerplatte 29 wird mittels des Motors
/rf| ill LfIl1IlUMg rbiabLL·!, UIIU UlU t/IUIIIMait UUS ItWJWJl Z M\ wird durch die Zahnradeinrichtungen 30, 31 und 32 auf die Antriebskette 33 übertragen. Die Kette 33 greift
in ein Kettenzahnrad 34 ein, das in einem Trichter 35 vorgesehen istt der von der rotierbaren Trägerplatte 29
absteht. Dementsprechend wird beim Einschalten des Motors M\ die drehbare Trägerplatte 29 synchron und
konzentrisch mit dem drehbaren Dorn 5 in Drehung versetzt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Vorrichtung zur schraubenlinienförmigen molekularen Orientierung eines thermoplastischen Fo-Henschlauches in seiner Laufrichtung, bei der koaxial zur Ringschlitzdüse mit Abstand von einem festen Dorn ein drehbarer Dorn angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Dorne (3, 5) mittels eines auf der Umfangsoberfläche angeordneten Schlitzes (3a, 5a) als Vakuumdorne ausgebildet sind und im Bereich der äußeren Heizeinrichtung (10) zur Stützung der zylindrischen Schlauchform eine Scheibe (4) und/ oder ein weiterer fester Dorn (3') zwischen dem festen (3) und drehbaren (5) Dorn vorgesehen sind.
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