DE2755519A1

DE2755519A1 - Kuehlung rohrfoermiger strangpresserzeugnisse

Info

Publication number: DE2755519A1
Application number: DE19772755519
Authority: DE
Inventors: Michael Laurance Clifford
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1977-12-13
Publication date: 1978-06-15
Also published as: AU505932B2; UST984006I4; FR2374154A1; AU3084677A; GB1560550A; BE861856A

Description

Kühlung rohrförmiger Strangpreßerzeugnisse

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung rohrförmiger Strangpreßerzeugnisse, und insbesondere auf ein Verfahren zur Kühlung eines stranggepreßten Kunststoffrohres.

Gewöhnlich wird orientierter rohrförmiger Film durch Strangpressen eines relativ dickwandigen Thermoplastrohres aus einer ringförmigen Austrittsöffnung und nachfolgendes Recken des stranggepreßten Rohres in der Quer- und/oder Längsrichtung bei einer Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur (Tg) und unterhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs hergestellt, wodurch ein dünner Film gebildet wird; das Recken in der Querrichtung wird mittels eines Innengasdruckes und in der Längsr richtung durch Abziehen des Rohres mit erhöhter Geschwindigkeit in Strangpreßrichtung bewirkt. Im Fall von orientierten Filmen, die aus kristallisationsfähigen Polyestern hergestellt werden, sollte der Polyester, wenn er gereckt wird, sich in einem im wesentlichen amorphen Zustand befinden;daher muß das Strangpreß-

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erzeugnis vor Wiedererwärmen und Recken schnell gekühlt werden, um das Polymer im amorphen Zustand zu halten. Bei der Bildung von orientierten Filmen aus kristallinen Polymeren, wie beispielsweise Polyolefinen, ist es ebenfalls notwendig, das Strangpreßerzeugnis zu kühlen, um genügend Keime zu erzeugen, damit sichergestellt ist, daß die einzelnen SphSrolith· klein bleiben, wodurch das stranggepreßte Rohr, wenn es wiedererwärmt wird, leicht gereckt werden kann, um einen durchsichtigen Film zu erhalten.

Herkömmlich wird die Abkühlung des stranggepreßten

Rohres innenseitig und/oder außenseitig bewirkt. Beispielsweise kann das Rohr innenseitig mittels eines Kühldorns abgekühlt werden, der sich innerhalb des Rohres in der Nähe der Strang preßform befindet, von der aus das Rohr stranggepreßt wird, während eine außenseitige Abkühlung dadurch bewirkt werden kann, daß das Rohr ein dichtpassendes, gekühltes Mantelrohr durchläuft. Ein wirksamer Wärmeübergang von dem Rohr zur Dornoder Mantelrohrkühlflache kann dadurch sichergestellt werden, daß zwischen dem Rohr und jener Fläche eine Schmier-Wärmeübergangsflüssigkeit fließt. Durch gleichzeitige Abkühlung der Außen- und Innenoberfläche des stranggepreßten Rohres können erhöhte Rohrfertigungsgeschwindigkeiten erreicht werden«

Bei der Herstellung eines gekühlten Rohres oder Guß

rohres gleichmäßiger Abmessungen tritt insbesondere bei hohen Strangpreßgeschwindigkeiten eine Schwierigkeit auf. Insbesondere, wenn die Strangpreßgeschwindigkeit zunimmt, zeigt ein unter Verwenden eines Innendorn-AbkUhlungssystems gebildetes Gußrohr häufig einen Profilschaden, der als eine im allgemeinen schraubenförmige Rille oder Rippe auftritt, die längs und um die Rohroberfläche herum verläuft. Obwohl das diesen sog. "Schrauben"-Schaden zeigende Gußrohr in einen rohrförmigen Film umgewandelt werden kann, ist der letztere durch ein ungleichmäßiges Profil gekenn zeichnet. Auch zeigt er Trübungsbänder, die den Film für kommerzielle Nutzung ungeeignet machen. Ein ähnliches Problem tritt bei der Herstellung eines relativ dicken Films auf.

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Um das Auftreten des "Schrauben"-Schadens zu vermeiden, sind Vorschläge gemacht worden, wie: Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit der Wärmeübergangsflüssigkeit; Änderung des Abstands zwischen dem Gußrohr und der Kühlfläche; und Verwenden eines Innendorns mit Profilrippen auf der Oberfläche desselben. Ein Verfahren zum Ausbilden eines rohrförmigen Films ist jedoch empfindlich gegen kleine Änderungen der Betriebsparameter. Es wird häufig beobachtet, daß die Einführung einer oder mehrerer der vorgenannten Vorschläge eine weitere, unerwünschte Eigenschaft in dem sich ergebenden Film einführt. Daher ist gelegentliche Verstellung eines Betriebsparameters bei einem Versuch, den zeitweilig auftretenden "Schrauben"-Schaden zu beseitigen,unerwünscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Kühlung eines stranggepreßten Kunststoffrohres zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß das Rohr in Strangpreßrichtung unter Wärmeübergang an einer benachbarten Kühlfläche geführt wird, die Kühlfläche auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs gehalten wird, zwischen dem Rohr und der Kühlfläche und in Berührung damit eine kontinuierliche Schicht einer Wärmeüber^· gangsflUssigkeit mit einer dynamischen Viskosität oder Zähigkeit bei 20°C von 2 bis 20 000 Centipoise oder 0,002 bis 20 Pas aufrechterhalten wird, und das abgekühlte Rohr an der Kühlfläche vorbeigezogen wird.

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Die Wärmeübergangsflüssigkeit sollte so inert sein,

daß sie während des Abkühlens nicht mit dem das Rohr bildenden Material reagiert, damit die gewünschten Kenndaten des Rohres nicht beeinträchtigt werden und insbesondere, daß sie die physikalischen und optischen Kenndaten, wie Trübung und Glanz des aus dem abgekühlten Rohr nachfolgend gebildeten Films nicht beeinträchtigt.

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Zusätzlich sollte die Flüssigkeit eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen und vorzugsweise ein vertretbarer Verunreinigungsstoff für Materialien wie beispielsweise Lebensmittel sein, die später mit dem abgekühlten Rohr in Berührung sein werden oder in einen daraus gebildeten Film abgepackt werden. Bei der herkömmlichen Arbeitsweise zum Bilden eines Films wird gewöhnlich Wasser mit einer dynamischen Viskosität bei 20°C von näherungsweise 0,001 Pas als WärmeübergangsflUssigkeit (Kühlmittel) verwendet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise ein wässriges Mittel mit der erforderlichen Zähigkeit verwendet. Natürlich können,falls erwünscht, andere in geeigneter Weise reaktionsträge und zähflüssige WärmeUbergangsflüssigkeiten verwendet werden.

Die gewählte Viskosität der Wärmeübergangsflüssigkeit sollte so sein, daß sie einen geeigneten Wärmeübergang zwischen dem Rohr und der benachbarten Kühlfläche zuläßt, ohne die Bewegung des Rohrs relativ zur Kühlfläche wesentlich zu behindern. In der Praxis wird die benötigte Viskosität leicht durch einfaches Ausprobieren festgestellt. Zweckdienlicherweise liegt sie in einem Bereich von 0,005 bis 20 Pas, obwohl die obere Viskositätsgrenze gewählt werden sollte, damit das Fließen der viskosen Flüssigkeit durch die zugehörige Pumpeinrichtung und Rohrleitungen nicht übermäßig behindert wird. Damit ungeachtet normaler Schwankungen der Betriebsparameter keine "Schrauben-Schäden auftreten, sollte die Viskosität vorzugsweise bei nicht weniger als 0,01 Pas und vorzugsweise zwischen 0,01 und 10 Pas gehalten werden. Ein besonders bevorzugter Viskositätsbereich reicht von 0,025 bis lPas.

Wenn die gewählte WärmeübergangsflUssigkeit die erforderlichen dynamischen Viskositäts-Kenndaten von Natur aus nicht besitzt, können herkömmliche Viskositäts-Modifiziermittel, die Zellulose-Abkömmlinge, lösliche Stärken und Stärkeäther einschließen, verwendet werden, um die Viskosität der Flüssigkeit auf den gewünschten Wert einzustellen, vorausgesetzt, daß das

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Modifiziermittel die gewünschten Kenndaten des gekühlten

Rohres oder des daraus gebildeten Filmes nicht beeinträchtigt. Durch Hinzufügen einer geeigneten, gewöhnlich in der Größenordnung von 0,25 bis 5 Gew.-% der Lösung liegenden Harzmenge auf Zellulosebasis, wie beispielsweise eine Alkylzellulose oder eine Natriumkarboxymethylzellulose, die kommerziell als Zimmertapetenkleister zur Verfügung steht, oder durch Hinzufügen eines wasserlöslichen Polymerharzes, wie die von der Union Carbide Corporation unter dem Handelsnamen POLYOX ver triebenen Harze auf Polyäthylenoxyd- oder Polyglykolbasis kann somit Wasser auf die erforderliche Viskosität verdickt werden. Eine wässrige Lösung oder Dispersion mit der geeigneten Viskosität ist daher schnell zubereitet, und ist insbesondere für die Verwendung als Wärmeübergangsflüssigkeit bei dem erfindungs gemäßen Verfahren geeignet.

Die hier aufgeführten Viskositätswerte sind mittels eines Brookfield Viscosimeters des Typs LVF mit einer sich mit 30 Umdrehungen pro Minute (U/min) drehenden Spindel Nr. 1 bei 20°C bestimmt worden.

Entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hat die Kühlfläche die Form eines vorzugsweise konischen Innendorns, der koaxial zur Strangpreßaustrittsöffnung ist und dessen Durchmesser den derselben nicht überschreitet, und der sich innerhalb des stranggepreßten Rohres befindet.

Ein typisches, für die Herstellung von Polyolefin-Filmen geeignetes Schmier-Dornsystern, auf das das erfindungsgemäße Ver fahren angewendet werden kann, ist in der Britischen Patent schrift Nr. 1 284 321 beschrieben, die sich auf die Abkühlung eines stranggepreßten Rohres unter Weiterführung eines aus einer Strangpreßform über einen Innenkühldorn stranggepreßten Rohres aus thermisch erweichtem Polymermaterial bezieht, wobei zwischen dem Dorn und dem Rohr kontinuierlich eine Schicht einer Wärmeübergangsflüssigkeit zugeführt wird, wobei an dem der

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Strangpresse entfernten Ende des Dorns eine Flüssigkeitssäule aufrechterhalten wird, die Druck auf die Flüssigkeitsschicht ausübt, und die Flüssigkeit aus der Säule entnommen wird, worin der Flüssigkeitsdruck zwischen dem Dorn und dem Rohr an jeder Stelle größer ist als der Druck auf der Rohraußenseite an derselben Stelle. Das Strangpressen des Rohres wird vorzugsweise in einer im wesentlichen vertikalen Abwärtsrichtung bewirkt,und die WärmeUbergangsflUssigkeitsschicht wird bequemerweise durch Überfließen von einem Umfangskanal am stromaufwärts liegenden Ende des Dorns,d.h. benachbart der Strangpreßform, zugeführt. Der Raum zwischen der Strangpreßform und dem stromaufwärts liegenden Ende des Dorns muß nicht und wird vorzugsweise auch nicht vollständig mit Wärmeübergangsflüssigkeit gefüllt. Folglich stellt die Flüssigkeit keinen Kontakt zu der heißen Strangpreß form her. Sie wird daher zweckmäßig aus jener Gruppe von Flüssigkeiten ausgewählt, deren Siedepunkt niedriger als die Temperatur der Strangpreßform liegt. Falls andererseits der vorerwähnte Raum vollständig mit Flüssigkeit gefüllt wird, muß diese aus der relativ begrenzten Gruppe von Flüssigkeiten ausge wählt werden, die einen höheren Siedepunkt als die Strangpreßr temperatur haben, so daß in der Nähe der Strangpreßform kein Sieden der Flüssigkeit auftritt, welches die Rohroberfläche schädigt.

Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels der

Erfindung hat die Kühlfläche die Form eines ringförmigen Durchgangs, in den und durch den das stranggepreßte Rohr geführt wird. Ein typisches System dieser Art, das sog. Wehr-System ist in der britischen Patentschrift Nr. 741 963 beschrieben, die sich auf die Herstellung eines dünnwandigen Rohres oder rohrförmigen Filmes durch kontinuierliches Strangpressen eines geschmolzenen organischen Thermoplastmaterials in rohrförmiger Form und kontinuierliches Abziehen des Rohres von der Strangpresse abwärts in einer im wesentlichen vertikalen Richtung be- zieht, während innerhalb des Rohres ein Gasvolumen so aufrechterhalten wird, daß der Grad des Aufblasens und

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die Ziehgeschwindigkeit des Rohres die Dicke des Rohres verringern, wobei das aufgeblasene Rohr durch einen Durchgang geleitet wird, der wenigstens an dem Eintrittsande für das Rohr einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat und innen-

c seitig durch eine abwärtsfließende Wärmeübergangsflüssigkeit gebadet wird, die mit der ganzen Außenoberfläche des Rohres oder rohrförmigen Films in Kontakt steht, wenn er durch den Durchgang läuft.

,Q Obwohl normalerweise ein Innendorn nicht in Verbindung mit einem dichtpassenden Außenschmiermantel verwendet wird, der in der Britischen Patentschrift Nr. 741 963 erfunden wurde, kann bequemerweise ein Dorn in Verbindung mit einem Außenflüssigkeitskühlbad von größerem Innendurchmesser verwendet werden, wie es

^5 in der Britischen Patentschirft Nr. 1 284 321 beschrieben ist.

Zusätzlich zu ihrer Kühlaufgabe dient die Kühlfläche auch zum Festlegen der Abmessungen des stranggepreßten Rohres, und es ist daher wünschenswert, daß die Wärmeübergangsflüssigkeitsschicht so dünn wie praktisch möglich sein sollte, so daß das Rohr sich eng an die Form der Kühlfläche anpaßt. In dem Fall einer Innendornkühtfläche beträgt die Dicke der Wärmeübergangsflüssigkeitsschicht geeigneterweise 200 bis 500 ,um, während bei einer außenseitigen, zylindrischen Wehr-Kühlfläche eine Schichtdicke von etwa 200 bis 1300 ,um geeignet verwendet wird.

Durch einfaches Ausprobieren wird leicht die Rate bestimmt, mit der die Wärmeübergangsflüssigkeit zugeführt werden sollte, um eine kontinuierliche Schicht geeigneter Dicke zwischen dem Rohr und der Kühloberfläche aufrechtzuerhalten. Um in der Praxis den "Schrauben"-Schaden auszuschalten, sollte erfindungsgemäß die Wärmeübergangsflüssigkeit mit einer Rate von wenigstens 0,02 Litern/Minute je Zentimeter Umfangslänge der Rohroberfläche (d.h. der Weite,die um den Umfang des Rohres in einer Ebene, die im wesentlichen normal zu der Längsachse desselben ist, gemessen wird), geeigneterweise zwischen 0,02 und 0,5 und vorzugsweise

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zwischen 0,05 und 0,15 Litern/Minute je Umfangslängenzentimeter zugeführt werden.

Die Kontinuität der FlUssigkeitsschicht wird auch durch unter Drucksetzen der Schicht gefördert, was geeigneterweise in Verbindung mit einer geeigneten Flüssigkeitssäule geschieht, wie oben beschrieben ist, so daß der durch die Wärmeübergangsflüssigkeit zwischen der Kühloberfläche und dem Rohr an einer ausgewählten Stelle ausgeübte Druck den auf der gegenüberliegende ^den Oberfläche der Rohrwandung an der entsprechenden Stelle überschreitet.

In dem Fall eines Innendornsystems, das Wasser als ein Wärmeübergangsmittel zwischen dem Dorn und dem Rohr verwendet, hat eine experimentelle Untersuchung, bei der an dem stromaufwärts liegenden Ende des Doms Farbstoff in das Wasser eingeführt wurde, ergeben, daß die ^HSchrauben"-Verformung offensichtlich mit einer Änderung der Dicke der Wasserschicht entlang der Länge des Dorns verbunden ist, und insbesondere bei Vorhandensein von unstabilen Strömungsbedingungen vorherrschend ist, so daß spiralförmig um die Dornoberfläche herum eher Wasserzungen gebildet werden als eine einheitliche, mit gleichmäßiger Dicke in axialer Richtung entlang der Länge des Dorns fließende Schicht, Ein fortschreitendes Zunehmen der Viskosität des Wassers durch das Zugeben eines Verdickungsmittels, wie beispielsweise eines wasserlöslichen Harzes auf Polyäthylenoxyd- oder Polyglykolbasis, unterstützt offensichtlich die Bildung einer kontinuierlichen und einheitlichen Schicht und führt zu einer fortschreitenden Verringerung und möglichen Beseitigung des "Schrauben"-Schadens.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher besonders

vorteilhaft,da es ermöglicht, einen rohrförmigen Film einheitlicher Abmessungen und guter optischer Eigenschaften herzustellen. Weiterhin kann die Geschwindigkeit der Filmherstellung erhöht werden und dickere Filme können hergestellt werden, ohne daß das Auftreten von Profilschäden zunimmt, die auftreten, wenn Wasser allein als ein Wärmeübergangsmittel verwendet wird.

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Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren verwendet: werden

kann, um aus beliebigen strangpreßbaren Materialien gefertigte Rohre zu kühlen, wird das Verfahren vorzugsweise bei der Herstellung von rohrförmigen Filmen aus beliebigem thermoplastischen Polymermaterial verwendet, und insbesondere bei der Herstellung von Filmen und Rohren aus kristallinen oder kristallisationsfähigen Polymeren. Beispielsweise können Polymere und Mischpolymere von (1)-Olefinen, wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen oder Äthylenpropylenmischpolymeren hoher Dichte, ^v°n Polybuten-(1), von Poly-(4)-Methylpenten-(1), von Polyestern, wie beispielsweise Polyäthylenterephtfialat und Polyäthylen-(1,2)-di-Phenoxyäthan-(4,4*)-Dicarboxylat,von Polysulfönen,und von den verschiedenen Nylon-Arten hergestellt werden. Ein geeignetes filmbildendes Material ist ein überwiegend kristallines Sterio regelmäßiges polymer hohen Molekulargewichts, das entweder in der Form eines Homopolymers ist oder mit geringen Mengen (beispielsweise bis zu 15 Gew.-t des Mischpolymers) anderer ungesättigter Monomere, wie beispielsweise Äthylen, mischpolymerisiert wird. Es können auch überzogene Filme und co-strang- gepreßte Mehrschichtfilme hergestellt werden.

Ein orientierter rohrförmiger Film wird in geeigneter Weise hergestellt durch Schmelzstrangpressen des gewünschten Polymermaterials in rohrförmiger Form aus einer einfachen ring förmigen Strangpreßform, Abkühlung des stranggepreßten Rohres nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, Nacherwärmen und Aufblasen des Rohres durch das sog. "Blasverfahren", um eine Querorientie" rung zu bewirken, und gleichzeitiges Dehnen des Rohres in Längsrichtung, um den Film in Längsrichtung zu orientieren. Der Film wird dann vorzugsweise wärmeverfestigt, d.h. die Abmessungsbeständigkeit des Films wird unter Schrumpfbehinderung durch Erwärmen des Films auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des Polymers, aus dem der Film geformt wird, aber unterhalb des Schmelzpunktes desselben ver- bessert.

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Ein ähnliches Verfahren, das eine Mehrkanal-, ringförmige Mischstrangpreßform verwendet, ist für die Herstellung von Mehrschichtfilmen geeignet, wie beispielsweise ein Polypropylensubstrat, das auf wenigstens einer Oberfläche desselben eine Schicht eines Mischpolymers von Propylen (80 bis 95 Gew.-%)mit einem anderen Alphaolefin hat, das vier bis 10 Kohlenstoffatome enthält, wie beispielsweise Buten-(1).

Filme, die aus erfindungsgemäß gekühlten Rohren gemacht werden, können in geeigneter Weise jeden der üblicherweise bei der Herstellung von Thermoplastfilmen verwendeten Zusätze enthalten. Es können also Zusätze wie beispielsweise Farbstoff, Pigmente,Schmiermittel,Antistatikmittel,Antioxidationsmittel /Antiblockierungsmittel, oberflächenaktive Stoffe, Gleithilfsmittel, Versteifungshilfsmittel, Glanzverbesserer, Prodegradants (engl.) und Stabilisiermittel für ultraviolettes Licht verwendet werden.

Die Filme könnenherkömmlichen Nachbehandlungen unterworfen werden, wie beispielsweise Aussetzen einer Korona-Entladungsbehandlung, um die Bindungs- und Druckaufnahmeeigenschaften der Filmoberfläche zu verbessern, und können in der Dicke, die von der beabsichtigten Anwendung abhängt, geändert werden; Filme von einer Dicke von 2 bis 150 jam sind von allgemeiner Verwendbarkeit, während solche, die zur Verwendung für Verpackungszwecke bestimmt sind, geeigneterweise innerhalb eines Dickenbereichs von 10 bis 50 yum liegen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. 30

Die Fig. ist eine vereinfachte, schematische, nicht maßstabsgetreue Ansicht, die die Herstellung eines orientierten rohrförmigen Films aus einem Gußpolymer zeigt, das auf eine Kühlfläche eines geschmierten Innendorns stranggepreßt wird. 35

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Gemäß der Zeichnung wird ein Rohr aus Thermoplastmaterial 1 aus einer ringförmigen Strangpreßform 2 stranggepreßt und daraus mittels eines Paares gegenläufiger Klemmwalz-en 3 gezogen, deren Breite kleiner als die des zusammengedrückten Rohres ist, und die deshalb das Rohr nicht entlang seiner Gesamtbreite zusammendrücken. Die Klemmwalzen 3 ziehen das Rohr mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die mit der es stranggepreßt wird, wodurch das Rohr auf einen konischen Kühldorn 4 gezogen wird, der sich innerhalb des Rohres be findet, und leiten das gekühlte Rohfc zur Weiterbehandlung weiter. Ein wässriges Wärmeübergangsmittel wird durch ein Rohr 5 einem ringförmigen Kanal 6 an dem stromaufwärts gelegenen Ende des Doms zugeführt, wo sich eine kleine Menge oder Flüssigkeitssäule in einem Raum 7 sammeln kann.Aus dem Raum 7 wird daher das wässrige Mittel als eine ringförmige Schicht 8 zwischen dem Dorn 4 und dem Rohr 1 in eine Kammer 9 geleitet, die zwischen dem Unterteil des Doms und einem elastischen Abdichtglied 10 ausgebildet ist und in ein Rohr 11 mündet, das normalerweise zur Atmosphäre hin offen ist. Innerhalb des Rohres 11 befindet sich ein axialverschiebbares Tauchrohr 12, durch das das wässrige Mittel unter Anwendung einer Saugwirkung entfernt wird. Das Stromabwärtsende des Rohres 12 ist so angeordnet, daß es in dem Rohr 11 eine Flüssigkeitssäule schafft, die Druck auf die Flüssigkeit in der Kammer 9 und daher auf die Flüssigkeits schicht 8 ausübt. Die über das Rohr 12 entfernte Flüssigkeit kann ausgeschieden werden oder, falls gewünscht, zu einem Behälter (nicht gezeigt) zurückgeführt werden, von dem aus sie nach geeigneter Einregelung ihrer Temperatur und Viskosität dem, Einlaßrohr 5 wieder zugeführt werden kann.

Unter dem Abdichtglied 10 ist ein ringförmiger Schwamm angeordnet,der die Innenseite des Rohrs 1 berührt und jedes Flüssigkeitsmittel, das durch die Abdichtung durchdringt, aufnimmt. Diese Feuchtigkeit wird von dem Schwamm 13 durch EIn- wirkung einer Saugwirkung auf ein Rohr (nicht gezeigt), das durch das Innere des Doms verläuft,entfernt.

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In der Praxis wird gewöhnlich zwischen dem Abdichtglied 10 und dem Schwamm 13 ein Zwischenabdichtglied zusammen mit einer Einrichtung angeordnet, die in diesem Bereich das Rohr unter Druck setzt; aber diese Einzelheiten sind wegen der Ubersichtlichkeit ausgelassen, wie auch Einzelheiten des Kreislaufsystems eines Flüssigkeitskühlmittels durch das Innere des Dorns.

Genauso wie das Rohr von Innen durch den Dorn gekühlt wird, wird es von außen unter Durchlaufen eines Wasserbades gekühlt, das das Rohr umgibt. Durch ein Rohr 15 wird ununterbrochen Wasser dem äußeren Bad zugeführt. Es fließt in Stromaufwärtsrichtung über eine zylinderförmige Wand 16 und durch ein Rohr 17 ab. Nach Durchlaufen des Wasserbades durchläuft das abgekühlte Rohr eine Kammer 18, die das Rohr aufgrund flexibler ringförmiger Abdichtglieder 19 und 20 abdichtet. Durch ein Rohr 21 wirkt auf die Kammer eine Saugwirkung ein, wodurch von der Außenseite des Rohres jegliches Wasser entfernt wird.

Das abgekühlte Rohr durchläuft dann das Paar Klemmwalzen 3, die die Geschwindigkeit, mit der das Rohr läuft, regeln, und Reihen von Infraroterhitzern 22 und 23, die die Rohrtemperatur auf die für das Recken benötigte Temperatur erhöhen. Das Rohr wird dann durch Gasdruck, der durch ein Rohr 24 zugeführt wird, um das Rohr aufzublasen, quer zu seiner Strangpreßrichtung gereckt, und gleichzeitig wird es durch ein Paar Klemmwalzen 25 längsgereckt, die das aufgeblasene Rohr zusammendrücken, quer dazu eine luftdichte Abdichtung bilden und das zusammengedrückte Rohr mit einer Geschwindigkeit ziehen, die größer ist als die mit der das stranggepreßte Rohr durch die Klemmwalzen aus der Strangpreßform gezogen wird.

Der"Schrauben"-Schaden, der auftreten kann, wenn die Filmherstellungsgeschwindigkeit erhöht wird, kann durch fort- __ schreitendes Erhöhen der dynamischen Viskosität des wässrigen

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Schichtmittels durch Hinzufügen eines geeigneten Verdickungsmittel zu dem über das Röhr 5 dem Kanal 6 zugeführten Mittel vermieden werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter verdeutlicht, bei denen unter Verwendung einer in der begleitenden Zeichnung dargestellten Vorrichtung, bei der nur das äußere Wasserbad 14 nicht verwendet wurde, zweiachsig orientierter Polypropylenfilm hergestellt wurde.

Beispiel 1

Dies ist ein vergleichendes, nicht erfindungsgemäßes Beispiel.

Polypropylen wurde mit einer Rate von 190,5 kg/h durch

eine ringförmige Strangpreßform mit einem Durchmesser von 165 mm und einen Strangpreßspalt von 1,52 mm stranggepreßt. Das Stromaufwärtsende des Doms befand sich 25,4 mm unterhalb der Strangpreßform, und der Dorn, der eine matte Oberfläche hatte, verjüngte sich über seine Länge von 1219 mm von 158,7 mm an ■ seinem Stromaufwärtsende auf 155,6 mm an seinem Stromabwärtsende .

Kühlwasser mit einer Viskosität von 0,001 Pas bei 20°C wurde auf 12°C abgekühlt und durch das Rohr 5 mit einer Rate von 163,6 Litern/h zugeführt, so daß zwischen dem Dorn und dem rohrförmigen Strangpreßerzeugnis eine ringförmige Wasserschicht 8 gebildet wurde. Das Wasser von dieser Schicht sammelte sich in dem Raum 9 und wurde durch das Rohr 12 entfernt. Das Kühlwasser ließ man auch durch das Innere des Dorns umlaufen.

Das rohrförmige Strangpreßerzeugnis wurde über den Dorn durch Klemmwalzen 3 gezogen, die das Rohr über nur einen Teil seiner Breite zusammendrückten und sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 4,57 m/min drehten. Das Rohr wurde dann durch Infraroterhitzer 22 und 23 auf eine Temperatur von etwa 160⁰C

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erwärmt und durch Luft, die durch das Rohr 24 mit einem Druck von 12,7 Zentimetern Wassersäule oder 12,7 χ 10 kp/cm zugeführt wurde, zu einer Blase von einem Durchmesser von 1181 mm aufgeblasen. Das Rohr wurde dann durch sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 36,6 m/min drehende Klemmwalzen 25 in der Längsrichtung gereckt.

Das rohrförmige Strangpreßerzeugnis zeigte auf seiner Oberfläche eine schraubenförmige Furchenbildung oder Riffelung? infolge der ungleichmäßigen, durch die Wasserschicht erzielten Abkühlungswirkung geschah das Ziehen des Filmes nicht gleichmäßig. Der Blasenhals schwankte wild und konnte nicht in eine stabile Lage gebracht werden.

Beispiele 2 bis 4

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß das normale, der ringförmigen Schicht zugeführte Kühlwasser durch eine wässrige Lösung mit ausreichenden Mengen von "Polycell" Tapetenkleister ersetzt wurde,wodurch Lösungen mit folgenden dynamischen Viskositäten bei 20 C geschaffen wurden:

Beispiel Viskosität Pas

2 ²⁵ 3

Eine bedeutende Verringerung der "Schrauben"-Bildung und Verbesserung der Blasenstabilität wurde, verglichen mit Beispiel 1, durch Erhöhen der Viskosität der Abkühlungslösung auf 0,002 Pas (Beispiel 2) erreicht, und durch weiteres Erhöhen der Viskosität auf 0,09 Pas (Beispiel 3) wurde der Schaden tatsächlich ausgeschaltet. Bei Dauerbetrieb des Systems mit einer Kühllösung mit einer Viskosität von 0,042 Pas (Beispiel 4) wurde keine Spur des "Schrauben"-Schadens oder Blaseninstabilität beobachtet.

0	,002
0	,009
0	,042

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Zusammengefaßt wird bei der Erfindung die Kühlung eines stranggepreßten Rohres durch Zuführen des Rohres unter Wärmeübergang an eine benachbarte Kühlfläche bewirkt, wie beispielsweise einen Innendorn, wobei zwischen dem Rohr und der Oberfläche eine kontinuierliche Schicht einer zähflüssigen Wärmeübergangsflüssigkeit, vorzugsweise ein wässriges Mittel, aufrechterhalten wird. Das Verfahren ist besonders zur Kühlung polymerisierter rohrförmiger Strangpreßerzeugnisse geeignet, aus denen durch das Blasverfahren Filme mit guten optischen Eigenschaften gebildet werden können.

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e e r:: e i t e

ORIGINAL INSPECTED

Claims

T D,. \£ C* Patentanwälte: TlEDTKE - DOHLING - KlNNE - ORUPH Dipl.-lng. H. Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng. P. Grupe Ί 7 b b b lä Bavariaring 4, Postfach 20 24 O: 8000 München 2 Tel.: (0 89) 53 96 53 Telex: 5-24845 tipat cable: Germaniapatent Mancher 13. Dezember 1977 B 8570 ICI-case Pf.29232 Patentansprüche

1. Verfahren zur Kühlung eines stranggepreßten Kunststoffrohres, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr von einer Strangpreßform unter Wärmeübergang an einer benachbarten Kühlfläche gefördert wird, die Kühlfläche auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs gehalten wird, zwischen dem Rohr und der Kühlfäche und in Berührung damit eine kontinuierliche Schicht einer Karmeübergangsflüssigkeit mit einer dynamischen Viskosität von 0,002 bis 20 Pas bei 20°C aufrechtgehalten wird, und das abgekühlte Rohr von der Kühlfläche weggezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das abgekühlte Rohr auf seine Orientierungstemperatur

wiedererwärmt, das wiedererwärmte Rohr durch Einleitung eines Druckgases querreckt, und das gereckte Rohr längsreckt, wodurch ein zweiachsig orientierter rohrförmiger Film gebildet wird.
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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Strangpressens des Rohrs die Wärmeübergangsflüssigkeit einen Siedepunkt hat, der niedriger als die Temperatur der Strangpreßform ist.

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4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die WärmeUbergangsflüssigkeit eine wässrige Lösung oder eine Dispersion mit einem Viskositäts-Modifiziermittpl ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Viskositäts-Modifiziermittel ein Harz auf Zellulosebasis ist.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schicht die Wärmeübergangsflüssigkeit mit einer Rate von 0,02 bis 0,5 Litern/Minute je Zentimeter der Umfangslänge der Rohroberfläche zugeführt wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamische Viskosität der Wärmeübergangsflüssigkeit bei 20°C zwischen 0,01 und 10 Pas beträgt.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfläche einen Innendorn bildet, der sich innerhalb des stranggepreßten Rohres axial erstreckt.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr einen Aufbau aus einer gemeinsam stranggepreßten Mehrfach-Schicht aufweist.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein im wesentlichen kristallines Propylen-Polymer ist.

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