DE2520438A1

DE2520438A1 - Vorrichtung zum behandeln von kunststoffasern

Info

Publication number: DE2520438A1
Application number: DE19752520438
Authority: DE
Inventors: Frank Metcalf Aspin
Original assignee: ASPIN FRANK METCALFE
Current assignee: ASPIN FRANK METCALFE
Priority date: 1974-05-08
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1975-11-20
Also published as: AU8092475A; US3988101A; FR2270079A1; FR2270079B1; JPS5126981A; BR7502825A; IT1040579B

Description

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Folien aus Kunststoff, beispielsweise Propylen, die mit derartigen Eigenschaften hergestellt uerden können, daß sie durch l/erstrecken in einer vorgegebenen Richtung um einen bestimmten Betrag und unter bestimmten Bedingungen in einer Richtung quer zur Streckrichtung so geschwächt uerden, daß sie leicht in Längsfasern zerteilt uerden können, und in Streckrichtung so verfestigt uerden, daß die Fasern eine für textile Anuendungszuecke ausreichende Festigkeit haben (derartige Fasern uerden im folgenden mit Folien der beschriebenen Art aus Kunststoff^Mbezeichnet). Der Begriff

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Postachedckonto München 2726-804 > Kre!saparkasee Stirnberg 6694C ■ Deutsche Sank Starnberg 59/17570

"textile Anuendungszwecke" ist im weiten Sinn zu verstehen, beispielsweise fällt darunter die Umwandlung von Fasern in oder die l/eruendung von Fasern als Seile, Fäden, Zwirn oder Garn.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die zur Bearbeitung von Folien der beschriebenen Art aus Kunststoff geeignet ist.

Gemäß der Erfindung weist die l/orrichtung zum. Bearbeiten von Kunststoffolien der beschriebenen Art eine Basiseinheit auf, die zur Aufnahme einer derartigen Folie aus einer dafür vorgesehenen Zuführeinrichtung und zur Zuführung der Folie zu einer Aufnahmeeinrichtung geeignet ist. Die Basiseinheit umfaßt eine erste Abteilung von Ualzen mit ringförmigen Umfangsrillen und mit das Beheizen der Ualzen erleichternden Heizeinrichtungen, wobei eine Folie, welche eine Mehrzahl von parallelen, in Längsrichtung verlaufenden verdickten Teilen aufweist, aus denen Fasern oder Fäden hergestellt werden, mit ihren verdickten Teilen in den ringförmigen Rillen liegend vorgeschoben wird und gleichzeitig mit einer für ein Uarmverstrecken geeigneten Temperatur beheizt wird, und eine weitere, folgende Abteilung von Streckwalzen, wobei die Folie bei ihrem Durchlauf zwischen den beiden Abteilungen verstreckt wird. Die Vorrichtung kann ferner in einer der ersten Abteilung vorgeschalteten dritten Abteilung der Basiseinheit Quetschwalzen, von denen wenigstens eine ringförmige Umfangsrillen aufweist, und die Beheizung der Quetschwalzen erleichternde Heizeinrichtungen umfassen, wobei die in die Basiseinheit eintretende glatte Folie zum Bilden von verdickten Teilen profiliert werden

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kann. Jede der Quetschwalzen kann in ihrer Umfangsfläche gerillt sein, uobei die Rillen aufeinander ausgerichtet sind. Insbesondere in solchen Fällen ist es vorteilhaft, daß die Ualzeneinrichtung in der ersten Abteilung aus zwei Walzen besteht, von denen jede ringförmige Umfangsrillen aufweist und die so aneinander angrenzend angeordnet und derartig gegenläufig drehbar sind, daG die eine Seite der Folie gegen die eine Ualze und die andere Seite der Folie gegen die andere Ualze angelegt wird. Die Quetschwalzen können aus einer Abteilung der Basiseinheit ausgegliedert als selbständiger Teil der Basiseinheit vorgeschaltet sein. In einigen Fällen können die Streckualzen zur Aufnahme der verdickten Teile ebenfalls ringförmige Umfangsrillen aufweisen. Die Basiseinheit kann zusätzliche Abteilungen umfassen, beispielsweise eine den Streckwalzen nachgeordnete Endabteilung mit Kräuselualzen. Die Einheiten sind vorzugsweise zur nontageerleichterung in der einen oder anderen Aufeinanderfolge baukastenartig ausgebildet.

Es hat sich erwiesen, daß die Anordnung von gerillten Heizwalzen und von üblicherweise gerillten Streckwalzen vom Gesichtspunkt des Heizens und der Zugkraft aus gesehen so wirkungsvoll ist, daß der Bedarf nach großen Öfen und l/ielfach-Ualzen-Anordnungen zum Fortbewegen der Folie entfällt. Im Ergebnis ist somit die Vorrichtung gemäß Erfindung kompakt und unter Berücksichtigung der von ihr durchgeführten Arbeiten verhältnismäßig unaufwendig.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, die aus der Zeichnung ersichtlich sind, erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fertigungsstraße mit einer Vorrichtung gemäß Erfindung zum Durchführen der aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritte füx die Querschnittsänderung, das Erwärmen und das Verstrecken einer Folie der be- · schriebenen Art aus Kunststoff,

Fig, 2 in vergrößertem Maßstab eine schematische Darstellung eines Teiles der Fertigungsstraße aus Fig. 1, und

Fig. 3

bis 6 schematische Darstellungen abgewandelter Ausführungsformen des in Fig. 2 gezeigten Teiles der Fertigungsstraße.

Uie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht eine Fertigungsstraße zum Herstellen von Fasern oder Fäden aus einer Polypropylen-Folie aus einem Extruder 1, einer Formualzenanordnung 2, einer Fasererzeugungseinheit 3 und einer Mehrfach-Uickelvorrichtung 4. Die Polypropylenfolie wird zuerst in dem Extruder 1 hergestellt, in der Formualzenanordnung 2 abgekühlt und geglättet und in der Fasererzeugungseinheit 3 in ein faseriges Gebilde umgewandelt. In der Mehrfach-Uickelvorrichtung 4 wird das faserige Material auf mehrere Spulen aufgewickelt. Der Extruder 1, die Formwalzenanordnung 2 und die Wickelvorrichtung 4 sind bekannt und von üblicher Konstruktion. Sie werden daher im folgenden nicht näher beschrieben.

Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 2 die Fasererzeugungseinheit 3 im einzelnen beschrieben. Sie besteht aus drei

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Abteilungen· Die erste Abteilung umfaßt eine Führungswalze 5 und ein Paar Profilierungs- oder Prägewalzen 6, 7, deren Umfangsflächen beide bearbeitete ringförmige Rillen aufweisen, die einen im allgemeinen V-förmigen Querschnitt haben und voneinander jeweils durch schmale vorstehende Rücken getrennt sind. Die Ausbildung und der Abstand der Rillen voneinander hängt von der Querschnittsform und von der Abmessung der Faser ab, die hergestellt werden soll. Dedoch betragen die Teilung der Rillen üblicherweise weniger als 0,75 mm und die der Rücken 0,04 mm oder weniger. Es wird darauf hingewiesen, daß die Bearbeitung der Rillen und der Einbau der Ualzen genau und fehlerfrei erfolgen muß. Die Ualze 6 ist hydraulisch so einstellbar, daß die beiden Ualzen zum Einführen der Folie in die l/orrichtung voneinander getrennt werden können und ein bestimmter Ualzenspaltdruck aufgebracht werden kann. Die Ualzen werden durch in ihrem Inneren zirkulierendes Öl beheizt. In der britischen Patentbeschreibung Nr. 1 380 701 des Anmelders ist eine mit Rillen versehene Ualze mit ihrer Lagerung und ihrer Beheizungseinrichtung offenbart. Eine derartige Ualze ist für die im folgenden näher beschriebene Vorrichtung vorteilhaft.

Die zweite Abteilung umfaßt zwei Heizwalzen. Diese Ualzen ■haben einen den Ualzen 6, 7 ähnlichen Aufbau. Sie sind entsprechend gerillt und beheizt. Die Rillen erfordern jedoch eine besondere Ausbildung ihres Grundes, da sie keine Prägerillen sind.

Die dritte Abteilung umfaßt drei Streckwalzen ("Godetwalzen") 10, 11, 12, welche ebenso wie die Heizwalzen 8, 9 gerillt, aber nicht beheizt sind. Die Rillen haben hierbei jedoch

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vorteilhafterueise einen kleineren eingeschlossenen Winkel, um das Ergreifen der Faser zu unterstützen.

3ede Abteilung umfaßt regulierbare Antriebseinrichtungen für die verschiedenen Ualzen und ist derartig aufgebaut, daß sie baukastenartig an die angrenzenden Abteilungen angebolzt werden kann, so daß die Montage ebenso uie der Austausch oder die Hinzunahme einer Abteilung schnell und einfach durchgeführt werden können.

Im Betrieb läuft die Folie 13, uie dargestellt, um die Führungswalze 5 und dann durch den beheizten Walzenspalt der Ualzen 6, 7. Die dabei erhaltene Folie 13 ist so profiliert oder geprägt, daß sie im Querschnitt eine Folge von verdickten Teilen aufweist, welche die beginnenden Fasern bilden, die durch sehr kurze, sehr dünne Stege verbunden sind, eben ausreichen , den Querzusammenhalt der Folie aufrecht zu halten. In einigen Fällen können die verdickten Teile teilweise oder vollständig voneinander abgespalten werden. Die profilierte Folie läuft dann um die Heizualzen 8, 9 und es hat sich erwiesen, daß die verdickten Teile der Folie leicht in den Rillen dieser Ualzen aufgenommen und sehr wirkungsvoll und schnell aufgeheizt werden, bevor sie über die ähnlich ausgebildeten Streckualzen 10, 11, 12 laufen. Die Streckwalzen 10, 11, 12 werden so angetrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit mehrfach größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Ualzen 6, 7, 8, 9, so daß die Folie in der Zwischenstrecke zwischen Ualze 9 und Ualze 10 um einen entsprechenden Betrag uarmverstreckt wird.

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Als Folge des Prägens und Uarmverstreckens wird die Folie in eine Mehrzahl von getrennten Streifen oder Fasern umgewandelt, von denen jeweils eine gewisse Anzahl dann auf jede einer Reihe von Spulen aufgewickelt wird, die in der Wickelvorrichtung 4 abgestützt sind.

Fig. 3 stellt eine durch die Hinzunahme einer vierten Abteilung abgewandelte Einheit dar, wobei die vierte Abteilung ein Paar von l/erformungswalzen 14, 15 für die Fasern umfaßt. Die anderen Teile können durch die Zuordnung der Bezugszeichen mit den entsprechenden Teilen in der vorhergehenden Ausführungsform identifiziert werden. Die l/erformungswalzen 14, 15 haben eine ineinander greifende oder aneinander stoßende axial verlaufende Verzahnung auf ihren Umfangsflächen, welche eine Kräuselung oder alternativ beispielsweise dicke und dünne Querschnittsbereiche für die zwischen ihnen durchlaufenden Fasern erzeugen.

Fig. 4 stellt eine durch die Hinzunahme einer vierten und einer fünften Abteilung abgewandelte Einheit dar, wobei die vierte Abteilung eine glatte beheizte Ualze 16 und die fünfte Abteilung einen Satz glatter Streckwalzen 17, 18, umfassen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Ualze 16 ist ebenso groß wie die der· vorausgehenden Walzen 10, 11, 12 und die Umfangsgeschwindigkeit der Endstreckwalzen 17, 18, 19 ist geringer als diese, so daß die Fasern zwischen der vierten und fünften Abteilung entspannt werden.

Fig. 5 stellt eine durch die Hinzunahme einer vierten und einer fünften Abteilung abgewandelte Einheit dar, wobei die vierte Abteilung ein Paar glatte Heizwalzen 20, 21 und

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die fünfte Abteilung einen Satz glatter Streckwalzen 17, 18, 19 umfassen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung haben die Ualzen 20, 21 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Ualzen 10, 11, 12, jedoch eine geringere Umfangsgeschwindigkeit als die Ualzen 17, 18, 19. Auf diese Weise wird das Uarmverstrecken in zwei Stufen durchgeführt und zwar zwischen der zweiten und dritten und zwischen der vierten und fünften Abteilung.

Fig. 6 stellt eine Einheit ähnlich derjenigen in Fig. 5 dar, mit der Ausnahme, daß die Ualzen 6 und 7 weggelassen und ein Teil einer gesonderten, vorgeschalteten Einheit sind.

Es ist ersichtlich, daß die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele dar Erfindung nicht erschöpfend sind und die Erfindung nicht auf die besonderen Konstruktionsdetails dieser dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Beispielsweise können die in den Ausführungsbeispielen aus Fig. 2 bis 5 gezeigten Ualzen 6, 7 für das Profilieren der Folie wie in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 6 in einer vorgeschalteten Einheit angeordnet sein. Uenngleich die Ualzen 6, 7 beide als gerillte Ualzen beschrieben wurden, kann eine von ihnen in einigen Ausführungsformen glatt sein. In solch einem Fall muß die Ausbildung und die Anordnung der gerillten Heizwalzen 8, 9 entsprechend geändert werden. Die Anordnung von zusätzlichen Ualzen zum Heizen in gewissen Einheiten ist nicht ausgeschlossen. Die Sätze der Streckualzen können mehr als drei, beispielsweise fünf oder sieben, Ualzen aufweisen. Uenngleich alle dargestellten Ausführungs-

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formen anhand der Bearbeitung einer extrudierten Einzelfolie beschrieben sind, die zu einer Formualzenanordnung läuft, kann die Folie beispielsweise eine geblasene oder in einem Uasserbad abgeschreckte Folie sein.

Die hauptsächlichen Vorteile der Erfindung beruhen auf der Anwendung der gerillten Heizwalzen und deren Arbeitsweise. Die Heizwirkung und die Zugkraftleistung können durch entsprechendes Gestalten der Rillenform, im Vergleich zu der Form der Profilierungswalzen und der Querschnittsform der dabei hergestellten verdickten Teile, verbessert werden. So haben die Rillen in den Heizwalzen vorzugsweise einen spitzwinkliger gestalteten Grund als die Rillen auf den Profilierungswalzen, damit die verdickten Teile gut in den Rillen der Heizwalzen zu liegen kommen, um so einen guten Kontakt für eine gute wärmeübertragung zu erhalten. Da außerdem unvermeidlich ein geringfügiges Verstrecken der verdickten Teile zwischen den Profilierungswalzen und den gerillten Heizwalzen stattfindet, wird die Querschnittsfläche der verdickten Teile entsprechend verringert. Es ist daher vorteilhaft, den eingeschlossenen Uinkel der Rillen in den Heizwalzen etwas geringer zu bemessen als den eingeschlossenen Uinkel der Rillen in den Profilierungswalzen; wiederum um einen guten Kontakt zu gewährleisten.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Streckwalzen, welche auf die gerillten Heizwalzen folgen, ebenfalls eine gerillte Umfangsfläche haben können, um so die Zugkraft weiter zu verbessern. Ähnliche Prinzipien liegen der Gestaltung der Rillengeometrie zugrunde. Gerillte Streckualzen tragen auch zur Erzielung einer hundertprozentigen Aufspaltung der verdickten Teile bei.

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Sofern es sich um die gerillten Profilierungsualzen handelt, sind die einander benachbarten Rillen durch schmale vorstehende Rücken voneinander getrennt. Es ist vorteilhaft, uenn die Rücken auf der Druckwalze geringfügig kleiner als diejenigen auf der anderen Ualze sind, beispielsweise ca. 0,025 mm gegenüber 0,075 mm. Hierdurch werden kleinere Fluchtungsfehler der beiden Walzen ausgeglichen. Die Rücken können zu jeder Seite hin schwach so zurückgesetzt sein, daß die Seiten der verdickten Teile entsprechend gerippt sind oder Grate erhalten. Hierdurch wird die erzeugte Faser etwas bauschiger.

Ein wesentlicher Vorteil der Anwendung zweier gerillter Profilierungswalzen anstelle einer glatten und einer gerillten Ualze besteht darin, daß vergleichsmäßig gesprochen, die Herstellung von Fasern einer vorgegebenen Gestalt verdoppelt werden kann. So sind bei Anwenden einer glatten und einer gerillten Ualze, für eine vorgegebene Herstellung eines Fasergebildes mit vorgegebenen Denier, eine gewisse Anzahl Rillen erforderlich, beispielsweise sechzehn auf den Zentimeter mit einem jeweiligen dazwischen angeordneten Rücken von 0,04 mm oder weniger. Mit zwei gerillten Ualzen kann die Verdoppelung der Produktion durch einfaches Verdoppeln der Rillenanzahl pro Zentimeter und durch Halbieren der Querschnittsfläche einer jeden Rille auf der jeweiligen Ualze erreicht werden, d. i. dadurch, daß 32 Rillen pro Zentimeter auf jeder Ualze vorgesehen werden.

- Ansprüche —

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Claims

Ansprüche ;

Vorrichtung für die Behandlung von Folien der beschriebenen Art aus Kunststoff, gekennzeichnet durch eine Basiseinheit (3), welcher eine solche Folie aus einer Zuführeinrichtung (2) zuführbar und aus welcher die Folie zu einer Sammeleinrichtung (4) abführbar ist, und welche in einer ersten Abteilung Walzen mit ringförmigen Umfangsrillen und eine das Beheizen der Walzen erleichternde Heizeinrichtung, so daß die Folie, die eine Mehrzahl von parallelen, in Längsrichtung verlaufenden verdickten Teilen aufweist, aus welchen Fasern herzustellen sind, mit den verdickten Teilen in den ringförmigen Rillen liegend vorbewegbar und gleichzeitig auf eine für ein Uarmverstrecken geeignete Temperatur beheizbar ist, und in einer weiteren, folgenden Abteilung Streckwalzen aufweist, so daß die Folie bei ihrem Durchlauf zwischen den beiden Abteilungen verstreckbar ist.
2. l/orrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiseinheit eine der ersten Abteilung vorgeschaltete dritte Abteilung mit Quetschwalzen, von denen wenigstens eine ringförmige Umfangsrillen aufweist, und mit das Beheizen der Quetschwalzen erleichternden Heizeinrichtungen umfaßt, so daß die in die Basiseinheit eintretende flache Folie zum Ausbilden der verdickten Teile profilierbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiseinheit eine vor der ersten Abteilung angeordneten dritten Abteilung mit einem Paar von Quetschwalzen, die mit aufeinander ausgerichteten ringförmigen Umfangsrillen versehen sind, und mit das Beheizen der Quetschwalzen erleichtern-

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den Heizeinrichtungen umfaßt, so daß die in die Basiseinheit eintretende flache Folie zum Ausbilden der verdickten Teile profilierbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ■ die Walzenanordnung der ersten Abteilung aus zuei Ualzen besteht, die jeueils ringförmige Umfangsrillen aufweisen und die jeueils aneinander angrenzend angeordnet und gegenläufig drehbar sind, derart, daß die eine Seite der Folie gegen die eine Ualze und die andere Seite der Folie gegen die andere Ualze anlegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ueitere, der Basiseinheit vorgeschaltete Einheit vorgesehen ist, die Quetschwalzen, von denen wenigstens eine ringförmige Umfangsrillen aufweist, und das Beheizen der Quetschwalzen erleichternde Heizeinrichtungen aufweist, so daß die in die ueitere Einheit eintretende flache Folie zum Ausbilden der verdickten Teile profilierbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ueitere, der Basiseinheit vorgeschaltete Einheit vorgesehen ist, die ein Paar von Quetschwalzen, die aufeinander ausgerichtete ringförmige Umfangsrillen aufweisen und das Beheizen der Quetschwalzen erleichternde Heizeinrichtungen aufweist, so daß die in die Einheit eintretende flache Folie zum Ausbilden der verdickten Teile profilierbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenanordnung der ersten Abteilung aus zwei Ualzen besteht, die jeweils ringförmige Umfangsrillen aufweisen und die jeweils aneinander angrenzend angeordnet und gegen-

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läufig drehbar sind, derart, daß die eine Seite der Folie gegen die eine Ualze und die andere Seite der Folie gegen die andere Ualze anlegbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckualzen zum Aufnehmen der verdickten Teile ebenfalls mit ringförmigen Umfangsrillen
versehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiseinheit in einer den Streckualzen folgenden Endabteilung Kräuselualzen aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiseinheit in den Streckualzen unmittelbar nachgeordneten zusätzlichen Abteilungen zuerst eine Heizualzeneinrichtung und dann einen zweiten Satz
Streckualzen umfaßt.

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