DE2462586A1

DE2462586A1 - Verfahren zur herstellung einer bahn aus einem geschaeumten thermoplast

Info

Publication number: DE2462586A1
Application number: DE19742462586
Authority: DE
Inventors: Maurice Walter Blackwlder
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1973-06-04
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1977-10-13
Also published as: US3871802A; JPS5022874A; JPS5440109B2; DE2425074A1; DE2425074C3; DE2462586C3; DE2425074B2; DE2462586B2; CA1039014A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bahn ' aus einem geschäumten Thermoplast nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. :

Es ist bekannt, daß Bögen oder Bahnen aus expandiertem Polystyrol, bei denen die gegenüberliegenden Oberflächenhäute eine -

wesentlich größere Dichte als der dazwischenliegende Kern auf-

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weisen, zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten besitzen. Zum Bei- j

spiel zeigt die US-Patentschrift 3 468 467 eine biegsame, zweiteilige, nach Gebrauch wegzuwerfende Tasse für heiße Getränke, in der das Seitenwand-Element aus einem Rohling hergestellt ist, der aus einer Bahn aus expandiertem Polystyrol mit dichten Oberflächenhäuten geschnitten ist. Die US-Patentschrift 3 76o 968 j zeigt einen zusammengesetzten Behälter, der aus einer inneren ^! Glashülle und einer daran befestigten, das Äußere der Hülle umj gebenden, schützenden und außen verzierten Manschette besteht,

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die aus einer Bahn aus orientiertem Polystyrol hergestellt ist.

Ein Verfahren der in Rede stehenden Art ist in der US-Patentschrift 3 56o 600 beschrieben. Hier wird ein schlauchförmiges Extrudat hergestellt, das aufgeweitet und danach über einen Kühldorn gezogen wird. Hierdurch wird die Oberfläche des Extrudats gekühlt, während das Innere noch expandiert. Wenn das Extrudat aus schlagfestem Polystyrol mit einer Gummibeimischung besteht und/oder wenn an die Oberfläche der aus diesen Bahnen zu formenden Endprodukte keine hohen Qualitätsanforderungen gestellt werden, reicht das bekannte Verfallen aus. Bei Standard-Polystyrol bleibt jedoch das Material des Extrudats auf dem Dorn infolge des engen Flächenkontakts haften, der zur Kühlung des Extrudats notwendig ist. Dieser Effekt führt zu zerkratzten Oberflächen des Extrudats. Dies ist besonders dann hinderlich, wenn die Oberflächen nachher bedruckt oder mit dekorativem Material versehen werden soll. Wenn nach dem bekannten Verfahren Standardpolystyrol verarbeitet werden soll» muß der Dorn häufig gereinigt werden. Die Kosten hierfür heben im wesentlichen die wirtschaftlichen Vorteile wieder auf, die aufgrund des Ersatzes des früher verwendeten schlagfesten Polystyrols durch das billigere Standardpolystyrol erzielt werden konnte.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 5o4 191 ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem zwischen dem Dorn, über den das Extrudat gezogen wird und das Extrudat Luft eingeblasen wird. Der Oberflächenkontakt zwischen Extrudat und Dorn wird somit verhindert. Auf diese Weise wird die Extrudatoberfläche nicht so gekühlt, daß sich die angestrebten, dichten Oberflächenhäute

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ergeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auch bei Verarbeitung von Standardpolystyrol hohe Oberflächengüten erzielt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben,

Ein Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die Führung des Extrudats nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens;

Fortsetzung'- 6 -

j der Erfindung und

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:Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1.

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!Bekanntlich kann expandiertes Polystyrol in Form von Bahnen oder ;

,Bögen aus einem kreisförmigen Extrudat hergestellt seiO, wofür !

iExtrudiereinrichtungen mit einer ringförmigen Extrusionsform 11 j ■ . ]

'(nur teilweise gezeigt) zum kontinuierlichen Extrudieren oder Aus-: i i

ipressen eines warmen Extrudats E mit kreisförmigem Querschnitt vor-

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!gesehen ist. Die Dicke des Extrudats E ist in der Figur aus Dar- ':■

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i stellungsgrüiiden vergrößert gezeigt» Dieses Extrudat enthält Reste j

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!eines Treibmittels, das expandiert, sobald der Druck auf das Ex-

•trudat beim Austritt des Extrudats aus der Extrusionsform aufgeho-

iben wird. Die Form 11 kann in vorteilhafter Weise gemäß der US—PS

j 3 751 537 aufgebaut sein. Aber auch andere Extrusionsformen können!

!in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter

j Weise verwendet werden. |

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j Sowie das warme Extrudat E aus der Form 11 herauskommt, wird zumin-

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jdest die radial innere Oberfläche schnell abgekühlt, wodurch eine ι

ι Verminderung in der Dichte des Extrudats nahe dieser Oberfläche j

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!infolge einer Expansion des Blasmittels verhindert wird, indem

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'mittels Kühlluft oder einem anderen Strömungsmittel aus einer kreis

'mittels Kühlluft oder einem anderen Strömungsmittel aus einer kreis förmigen Anordnung von Öffnungen 12 in einem sich koaxial zur Form^

i 11 erstreckenden Rohr 13 dagegengeblasen wird„ Mit Hilfe einer j

nicht gezeigten Einrichtung kann ebenfalls die radial äußere Oberfläche -des Extrudats E beim Austritt aus der Form 11 abgekühlt

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■werden, um dort eine ä'ußere "Haut" zu bilden. Die vorliegende Er- ." j findung kann jedoch mit oder ohne eine derartige Einrichtung angewendet werden. In jedem Fall wird das Extrudat E mit der gekühlten' inneren Oberfläche dann über einen Kalibrier- und Kühldorn 14 ge--j

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zogen, der auf dem Rohr 13 in einem gewissen Abstand von der Form : 11 angeordnet ist und im Durchmesser größer als die Ausstoßöffnung

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j der Form 11 ist, um den endgültigen Durchmesser des Extrudats E ; damit zwangsläufig festzulegen. Der Dorn ist auf herkömmliche Weise ! (nicht gezeigt) intern gekühlt, um auf dem Leitungsweg das Extru- j

j dat zu kühlen, das mit seiner Oberfläche die Oberfläche des Doms j

i berührt, und um ein weiteres Schäumen bzw. Expandieren des Extru- \ dats durch die Expansion des restlichen Treibmittels zu unterdrük-: ken» Wenn das Extrudat die begrenzte Strecke von der Form zum Dorn'

! 14 zurücklegt, bewirkt die Expansion des Treibmittels innerhalb · i "..--■ :

j der warmen,von der gekühlten Oberfläche abseits liegenden Bereiche:

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des Extrudats, daß die Dicke dieser Bereiche zunimmt, wodurch ihre Dichte abnimmt- Es" wird darauf hingewiesen, daß bei einigen bekannten Extruderanordnungen, z.B. gemäß der US-PS 3 56o 6oo, für einen dünnen Luftfilm zwischen dem Extrudat und dem Kühldorn geborgt j wird, wodurch zwischen beiden ein Oberflächenkontakt verhindert j wird. Die vorliegende Erfindung läßt sich auf eine derartige An- j Ordnung nicht anwenden, aber ist dann besonders nützlich, wenn eiri derartiger Luftfilm unerwünscht ist, ζVB. wenn die innere Oberfläehe des Extrudats von einer Qualität sein muß, die ein Bedrucken !

erlaubt.

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•Der Dorn 14 weist im allgemeinen einen ringförmigen Aufbau auf, wojbei der vordere und der hintere Abschnitt (in Zugrichtung) durch ;

i ;

!plattenähnliche, mit öffnungen versehene Teile 15 und 16 verschlosr

i '

!sen ist. Das Teil 15 ist vorzugsweise einstückig mit dem Dornkörper

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•gegossen, und das Teil 16 ist vorzugsweise als ein getrenntes Stück jauf einer verdickten mittleren Nabe 15 angeordnet. Die öffnungen i Jin den Teilen 15 und 16 ermöglichen, daß die aus den öffnungen 12 j

!austretende und gegen das Extrudat strömende Luft (bzw. Kühlmittel)

i !

■zur Atmosphäre gelangt, und sind in der gewünschten Weise kali- | !briert, um einen gewissen positiven Druck gegen die innere Oberflä-, ehe des Extrudats aufrecht zu erhalten, wodurch dessen Expansion j vom Durchmesser der Form 11 auf den Durchmesser des Dorns 14 er- | !leichtert wird. j

Um die über die Flächen erfolgende Gleitbewegung des Extrudats über den Dorn zu erleichtern, ohne daß Material vom Extrudat auf dem , Dorn haftet, wie zuvor erklärt wurde, ist ein die Oberfläche des j Extrudats berührender Ring 18 vorgesehen, der im wesentlichen !

konzentrisch zum Dorn 14 angeordnet ist und dessen Außendurchmesser

im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Dorns ist. Dieser j Kontaktring weist eine abgerundete Führungskante 18a auf und ist in axialer Richtung vom vorderen Ende des Dorns 14 mit Hilfe eines | Abstandsringes 19 getrennt, dessen Außendurchmesser kleiner als der j des Kontaktrings 18 ist. Der Kontaktring kann an dem Dorn mit HiI-·

fe mehrerer Bolzen 21 in der'gezeigten Stellung gehalten werden, j die sich durch den&bstandsring 19 in den Dorn erstrecken, wie in j

Fig. 2 gezeigt ist,

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Nachdem das gekühlte Extrudat E das hintere Ende des Dorns 14 (in j

der Fig. 1 das rechte Ende) verlassen hat, wird es in eine oder J

mehrere, sich längs erstreckende Bahnen mit Hilfe einer oder meh- ] i rerer Klingen 22 geschnitten, wobei jede Bahn durch nachfolgende

j Verarbeitungsstufen mit Hilfe bekannter (nicht gezeigter) Wickel-J rollen gezogen wird, die außerdem das Extrudat über den Kühldorn ziehen. In manchen Fällen kann es wünschenswert sein, die radial äußere Oberfläche einer jeden Bahn während der Fortbewegung mittels der Wickelrollen auf die in der |UilUüugäg^ ^-fVT^J'iMnrT Nn

\\yifO 7iQJ beschriebenen Weise zu behandeln.

Die Erfindung ist besonders in der Herstellung von scbaumartigen ,

j Bahnen besonders vorteilhaft, die hauptsächlich aus einem Standard- · ;

Polystyrol bestehen, wie es z.B. durch Koppers unter der Bezeichnung 8G und durch Dow Chemical unter der Bezeichnung XP-BoUl verkauft wird. Die Erfindung kann erfolgreich bei derartigen Harzen

über einen Bahndickenbereich von o,25 bis 1 mm und über einen Bereich durchschnittlicher Bahndichte von 1,5 bis 3 χ Io kg/ccm (Io bis 2o pounds per cubic foot) angewendet werden. In der Herstellung schaumartiger Bahnen, die hauptsächlich schlagfestes Polystyrol, wie es z.B. durch Dow Chemical unter der Bezeichnung ■+41 verkauft wird, hat sich die Erfindung als vorteilhaft, erwiesen, weil Arbeitsgänge, wie die abschließende Bearbeitung der das Extrudat berührenden Seite des Kühldorns mit geblasenem Sand, weniger kritisch sind.

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L e e r s e i t e

Claims

Owens Illinois, Inc.

Madison Avenue 6. Mai 1977

Toledo, Ohio 436ol, USA Anwaltsakte M-4275

(Ausscheidung^ aus P 24 25 o74.6-16)

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l.y Verfahren zur Herstellung einer Bahn aus einem geschäumten Thermoplast, deren Dichte bei mindestens einer Oberfläche verhältnismäßig groß verglichen mit der des voll ausgeschäumten Materials ist, bei dem erhitztes, mit Treibmittel vermischtes Ausgangsmaterial als Schlauch extrudiert wird, zumindest die innere Oberfläche des extrudierten Schlauches rasch abgekühlt wird, um eine Expansion benachbarter Materialbereiche zu verhindern, der Schlauch hierauf um eine gewisse Entfernung bewegt wird, so daß die von den gekühlten Oberflächen entfernten Materialbereiche expandieren, wobei sich der Durchmesser des schlauchartigen Extrudats aufweitet, der extrudierte Schlauch über einen Kühidorn gezogen wird und der abgekühlte Schlauch dann zur Bildung einer oder mehrerer Bahnen aufgeschlitzt wird, dadurch gekennzeichnet,daß der voll expandierte Schlauch kurz vor dem Auflaufen auf den Kühldorn über einen an. der inneren Oberfläche auf eine kurze

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Strecke anliegenden Kontaktring geführt wird, wodurch die Ex- ; trudatflache geglättet und verhindert wird, daß Teilchen am , Kühldorn hängen bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
geschäumte Thermoplast expandiertes Polystyrol ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Extrudat hauptsächlich aus Allzweckpolystyrol besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS das Ex-j trudat hauptsächlich aus schlagfestem Polystyrol besteht. '

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