DE3402666C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials mit einem Speiser zur gleichmäßigen Aufgabe von schüttfähigem, synthetischem, thermoplastischen Rohstoff auf ein endloses Transportband, einem Schmelzaggregat mit Heizelementen zur Erzeugung einer Schmelzeschicht aus dem schüttfähigen Rohstoff, einer Vorrichtung zur Zufuhr einer zweiten Schicht, einer Walzvorrichtung mit zwei Walzen zum gemeinsamen Walzen der beiden Schichten, einer Einheit zum Kühlen des fertigen mehrschichtigen Materials und einer Vorrichtung zum Aufwickeln des fertigen Materials zu einer Rolle.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der CH-PS 4 13 345 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist zwei gegenläufig jeweils auf einer Dreiecksbahn geführte endlose Förderbänder auf, auf deren waagerechten Abschnitten ein pulverförmiger schmelzbarer Kunststoff aufgebracht und einer Heizvorrichtung zum Aufschmelzen des Kunststoffs zugeführt wird. Die sich aufeinander zu bewegenden Enden der Förderbänder mit dem geschmolzenen Material werden nahezu senkrecht nach unten umgelenkt und zwischen einem einstellbaren Walzenpaar kalibriert. Das durch die Kalibrierung verbundene Kunststoffmaterial von beiden Trägern wird anschließend gekühlt und auf einer Rolle aufgewickelt.

Bei dieser Vorrichtung müssen durch die notwendige Umlenkung der Förderbänder von der waagerechten in die senkrechte Richtung die Kalibrierwalzen in relativ großer Entfernung von den Heizvorrichtungen angeordnet sein. Dies hat zur Folge, daß der Kunststoff entweder nicht mehr die optimale Schmelztemperatur aufweist oder aber so hoch aufgeschmolzen werden muß, daß dies diverse Kunststoffe nicht mehr vertragen. Im ersten Fall wird unnötig Energie verbraucht und im zweiten Fall werden die Einsatzmöglichkeiten der Vorrichtung erheblich eingeschränkt. Probleme ergeben sich auch dadurch, daß der geschmolzene Kunststoff durch die plötzliche Richtungsänderung um nahezu 90° in Eigenbewegungen geraten kann und damit den Kalibrierwalzen nicht in einer gleichmäßigen Schichtstärke zugeführt wird, so daß sich Ungleichmäßigkeiten über den Querschnitt des herzustellenden mehrschichtigen Materialbandes ergeben. Da die Anlage praktisch aus zwei selbständigen Einheiten besteht, benötigt sie einen erhöhten Platzbedarf und ist kostenintensiv.

Aus der DE-OS 21 36 444 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines schichtförmigen Formkörpers bekannt, in der Kunststoffolienschnitzel und/oder -stückchen auf einer Unterlage in Form einer Schicht aufgeschüttet und anschließend auf eine oberhalb des Materialerweichungspunktes liegende Temperatur erwärmt wird, so daß die Teilchen in eine dauerhafte gegenseitige Verhaftung gelangen. Hierbei wird die Wärme vorzugsweise beidseitig mittels Warmluftströmen zugeführt, wobei auch andere Wärmeträger, z. B. Strahlungs- und Kontaktwärme eingesetzt werden können. Die Schnitzel werden auf eine siebartig perforierte Unterlage aufgebracht, um den direkten Zugang der Warmluft zu ermöglichen und mittels eines endlosen Preßbandes zusammengedrückt, das ebenfalls eine siebartig perforierte Gestalt aufweist.

Mit dieser bekannten Vorrichtung lassen sich mehrschichtige Materialien mit gleichbleibender hoher Qualität nicht herstellen, da durch die unterschiedliche Wärmezufuhr durch einzelne Perforierungen eine inhomogene Mischung von stärker und weniger stark erweichten Teilchen gebildet wird und man im Ergebnis eine porige oder blasige Schicht erhält. Durch das Zusammendrücken mittels perforierter Bänder ist auch keine gleichmäßige Oberflächenschicht zu erreichen.

Aus der GB-PS 9 90 361 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrschichtmaterials bekannt, bei der auf ein endloses Förderband eine Mattenbahn aufgebracht wird, auf die ein trockenes oder feuchtes Harz und ein Füllstoff aufgebracht werden. Danach gelangt das endlose Förderband und das darauf liegende Mattenband mit der Harzschicht in einen Ofen, wo die Harzschicht erweicht wird. Nach Verlassen des Ofens wird auf die Oberfläche des erweichten Harzes eine weitere bandförmige Matte zugeführt und anschließend verpreßt.

Auch bei diesem mehrschichtigen Material weist die innere Schicht aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung über die Höhe der Schicht eine ungleichmäßige Struktur auf, wobei allerdings durch die zugeführten Mattenbänder gleichmäßige Oberflächen erzielbar sind, was aber bedeutet, daß zwingend zwei bandförmige Materialien zugeführt werden müssen, was die Herstellung des mehrschichtigen Materials erheblich verteuert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei einfacher kompakter Bauweise auf schnelle und energiesparende Weise ein Mehrschichtmaterial herzustellen erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Vorrichtung ist in der Herstellung, Montage und im Betrieb einfach und erlaubt es, unter minimalem Aufwand ein mehrschichtiges Material zuverlässig herzustellen. Durch die Vorrichtung zum Einebnen der Schicht des Rohstoffs in Form eines Paares von Walzen wird eine äußerst gleichmäßige Dicke des Schmelzgutfilmes auf dem Förderband sichergestellt. Dadurch, daß das Förderband durch alle Einheiten der Vorrichtung hindurchgeführt wird, kann diese äußerst kompakt und raumsparend gestaltet werden, wobei gleichzeitig der Energieaufwand gering gehalten wird. Durch die spezielle Gestaltung der Kühleinheit mittels eines Gasverteilungsgitters und einem Gaszufuhrsystem wird eine effektive und rasche Abkühlung des mehrschichtigen Materials erreicht.

Zur besseren Anpassung an unterschiedliche Bedingungen sind vorzugsweise die Walzen der Einebenvorrichtung und der Walzvorrichtung sowie die oberhalb des Förderbandes angeordneten Heizelemente in der Vertikalebene verstellbar angeordnet.

Hierdurch ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, die Stärke des mehrschichtigen Materials und auch andere Parameter des Prozesses zu regulieren und eine schnelle Anpassung der Vorrichtung bei der Umstellung der Produktion von einem mehrschichtigen Material auf ein anderes zu gewährleisten.

Die Erfindung stellt eine höchst einfache Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials dar, die es ermöglicht, innerhalb kurzer Zeit und mit geringen Investitionen die Produktion von mehrschichtigem Material hoher Qualität auf der Basis eines billigen Ausgangsmaterials und von Industrie- und Haushaltsabfällen von thermoplastischen Polymeren, wie zum Beispiel der Abfälle bei der Herstellung von Folien, unter minimalem Produktionsaufwand durchzuführen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Herstellung eines mehrschichtigen Materials,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials in Gesamtansicht,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

Die Herstellung eines mehrschichtigen Materials wird folgendermaßen durchgeführt.

Auf einen endlosen Träger 1, der sich in der durch Pfeil A angedeuteten Richtung kontinuierlich bewegt, bringt man eine Schicht 2 eines schüttfähigen thermoplastischen Rohstoffs 3 auf. Auf dem Träger 1 gelangt die Schicht 2 des Rohstoffs 3 durch eine Zone I in eine Zone II, in der das Schmelzen des Rohstoffs durch in Richtung des Pfeils B zugeführte Wärme erfolgt. Die in der Zone II erzeugte Schmelzeschicht 4 gelangt auf dem Träger 1 in eine Zone III, wo sie mit einer zweiten Schicht 5 vereinigt und gemeinsam gewalzt wird, wobei die zweite Schicht 5 in die Zone III in der durch Pfeil C gekennzeichneten Richtung zugeführt wird.

Als zweite Schicht 5 können ein- bzw. zweischichtige Stoffe wie beispielsweise Gewebepapier, nicht gewebte Stoffe aus Abfällen der Textilproduktion, Glasgewebe, Glasfaser- und Mineralwatteerzeugnisse u. ä. verwendet werden, d. h. daß auch billige Ausgangsrohstoffe und Schichtmaterialien verwendet werden können.

Das fertige mehrschichtige Material 6 wird auf dem Träger 1 in die Zone IV befördert, wo es durch Zuführung eines Kühlmittels in der durch Pfeil D angedeuteten Richtung gekühlt wird. Auf dem gleichen Träger 1 wird das mehrschichtige Material 6 dann in eine Zone V befördert, wo es vom Träger 1 gelöst und in der durch Pfeil E angedeuteten Richtung weiteren Verarbeitungsvorgängen zugeführt wird.

Als schüttfähiger thermoplastischer Rohstoff 3 werden vorwiegend geschrotete Industrie- und Haushaltsabfälle von thermoplastischen Polymeren, so u. a. Polyvinylchlorid, das aus Abfällen der Kabelherstellung gewonnen wird, sowie wärmestabilisiertes, geschrotetes, sekundäres Polyvinylidenchlorid (90% Mischpolymere des Vinylidenchlorids mit 10% Chlorvinyl) verwendet, das aus Abfällen der Produktion einer Nahrungsmittelverpackungsfolie gewonnen wird. Die Verwendung von geschroteten Abfällen erlaubt es, die Herstellungskosten der mehrschichtigen Materialien zu senken und bisher nicht wieder verwendbare Abfälle, wie die erwähnte Folie, die die Umwelt belastet, weiterzuverarbeiten.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials 6 enthält einen Speiser 7 für den schüttfähigen polymeren Rohstoff 3, ein Schmelzaggregat 8, das sich in der Zone II der technologischen Abfolge befindet, eine Vorrichtung 9 zur Zufuhr einer zweiten Schicht 5, eine Walzvorrichtung 10 zur Vereinigung der Schmelzeschicht 4 mit der zweiten Schicht 5, die sich in der Zone III befindet, eine Einheit 11 zum Abkühlen des fertigen mehrschichtigen Materials 6, die sich in der Zone IV befindet, sowie ein endloses Transportband 12, dessen in der waagerechten Ebene 13 geführtes Obertrum, das den Träger 1 darstellt, unter dem Speiser 7 für den schüttfähigen synthetischen, thermoplastischen Rohstoff 3 geführt ist und dann das Schmelzaggregat 8, die Walzvorrichtung 10 zur Vereinigung der Schmelzeschicht 4 mit der zweiten Schicht 5 sowie die Einheit 11 zum Abkühlen des fertigen mehrschichtigen Materials 6 und die Vorrichtung 14 zum Abtrennen des fertigen Materials vom Obertrum des Transportbandes 12, die sich in der Zone V befindet, durchläuft.

Zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Aufbringens der Schicht 2 des schüttfähigen, synthetischen, thermoplastischen Rohstoffs 3 auf die waagerechte Ebene 13 des Transportbandes 12 ist zwischen dem Speiser 7 für den schüttfähigen Rohstoff 3 und dem Schmelzaggregat 8 in der Zone I eine Vorrichtung 15 zum Einebnen der Schicht 2 angeordnet, die in Gestalt eines Paars von Walzen 16 und 17 ausgeführt ist, die eine über der anderen unterhalb und oberhalb des Obertrums des Transportbandes 12 angeordnet sind.

Das Schmelzaggregat 8 besteht aus bekannten Heizelementen 18 und 19, die jeweils unterhalb und oberhalb des Obertrums des Transportbandes 12 angeordnet sind.

Die Walzvorrichtung 10 zur Vereinigung der Schmelzeschicht 4 mit der zweiten Schicht 5 ist in Gestalt eines Paars von Walzen 20 und 21 ausgeführt, die jeweils unterhalb und oberhalb des Obertrums des Transportbandes 12 angeordnet sind. Hierbei ist die Walzvorrichtung 10 mit dem Antrieb 22 des Transportbandes 12 beispielsweise mit Hilfe eines Kettenantriebs 23 kinematisch verbunden.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Einheit 11 zum Kühlen des fertigen mehrschichtigen Materials 6 in Form eines Gasverteilungsgitters 24 ausgeführt, das unter dem Obertrum auf der Auslaufstrecke des Transportbandes 12 über dessen gesamter Breite angeordnet ist. Ein Sammler 25 des Gasverteilungsgitters 24 ist mit einem Kaltluftzuführungssystem 26, beispielsweise einem Lüfter verbunden.

Bei Herstellung von mehrschichtigen Folien ist unmittelbar hinter dem Transportband 12 eine Vorrichtung 27 zum Aufwickeln des fertigen Materials 6 zu einer Rolle angeordnet, die im Ausführungsbeispiel mit dem Antrieb 22 des Transportbandes 12 beispielsweise mit Hilfe eines Kettentriebs 28 kinematisch verbunden ist.

Wenn eine Vorrichtung 27 zum Aufwickeln des fertigen Materials 6 zu einer Rolle vorgesehen ist, wird auch die Konstruktion der Vorrichtung 14 zum Abtrennen des fertigen Materials 6 vom Transportband 12 einfacher; sie kann in Gestalt einer Walze 29 ausgeführt sein, die über der Antriebswelle 30 des Transportbandes 12 angeordnet ist.

Im Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist eine einfache Regelung der Funktion ihrer einzelnen Einheiten und zur Umstellung der Vorrichtung von der Produktion von Erzeugnissen einer Größe auf andere vorgesehen, wozu die obere Walze 17 der Vorrichtung 15 zum Einebnen der Schicht 2 des Rohstoffs 3 auf dem Obertrum des Transportbandes 12 und die obere Walze 21 der Walzvorrichtung 10, die oberen Heizelemente 19 des Schmelzaggregats 8 und die Walze 29 der Vorrichtung 14 zum Abtrennen des fertigen Materials 6 vom Transportband 12 in der Vertikalebene verstellbar, beispielsweise mit Hilfe von jeweiligen Schraubenpaaren 31, 32, 33 und 34, angeordnet sind.

Der Speiser 7 für den Rohstoff 3 ist mit einem Einzelantrieb versehen. Alle Haupteinheiten der Vorrichtung sind auf einem gemeinsamen Rahmen 36 montiert.

Die Vorrichtung arbeitet folgenderweise.

In der Ausgangsstellung ist der Speiser 7 mit einem schüttfähigen, synthetischen, thermoplastischen Rohstoff 3 gefüllt, und in der Vorrichtung 9 zur Zufuhr der zweiten Schicht 5 ist eine Rolle mit der zweiten Schicht 5 vorhanden. Zum Inbetriebsetzen der Vorrichtung werden die jeweiligen Antriebe 22 und 35 des Transportbandes 12 und des Speisers 7 für den schüttfähigen Rohstoff 3 eingeschaltet. Hierbei wird auf das Obertrum des Transportbandes 12 über dessen gesamte Breite der schüttfähige thermoplastische Rohstoff 3 aus dem Speiser 7 geleitet. Infolge der Bewegung des Transportbandes 12 gelangt die kontinuierlich aufgebrachte Schicht 2 des Rohstoffs 3 in die Vorrichtung 15 zum Einebnen der Schicht 2 des Rohstoffs 3. Bei Bedarf wird die Dicke der Schicht 2 durch Heben bzw. Absenken der Walze 17 mit Hilfe der Schraubenpaare 31 auf bekannte Weise geregelt. Die zwischen den Walzen 16 und 17 auf dem Obertrum des Transportbandes 12 geformte gleichmäßige Schicht 2 aus dem Rohstoff 3 gelangt dann in das Schmelzaggregat 8, wo das Schmelzen des Rohstoffmaterials 3 stattfindet. Die im Schmelzaggregat 8 auf dem Transportband 12 erzeugte Schmelzeschicht 4 wird der Walzvorrichtung 10 zur Vereinigung der Schmelzeschicht 4 mit der zweiten Schicht 5 zugeleitet, die auf bekannte Weise aus der Vorrichtung 9 zugeführt wird. Hierbei wird die Schmelzeschicht 4 zusammen mit der zweiten Schicht 5 in den zwischen den Walzen 20 und 21 gebildeten Spalt eingezogen, wodurch durch deren gemeinsames Walzen eine Bahn des fertigen mehrschichtigen Materials 6 ausgebildet wird. Der produktionsabhängige Spalt zwischen den Walzen 20 und 21 wird durch Heben bzw. Absenken der Walze 21 mit Hilfe der Schraubenpaare 32 auf bekannte Weise eingestellt. Das fertige mehrschichtige Material 6 gelangt auf dem Transportband 12 in die Einheit 11 zum Kühlen des fertigen mehrschichtigen Materials, in der eine intensive Belüftung des Transportbandes 12 auf dessen gesamter Breite mit Kaltluft stattfindet, die mit Hilfe des Gasverteilungsgitters 24 zugeführt wird. Das abgekühlte fertige mehrschichtige Material 6 wird mit Hilfe der Vorrichtung 14 vom Transportband 12 abgetrennt und mit Hilfe der Vorrichtung 27 zu einer Rolle aufgewickelt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Materials mit einem Speiser (7) zur gleichmäßigen Aufgabe von schüttfähigem, synthetischem, thermoplastischem Rohstoff (3) auf ein endloses Transportband (12), einem Schmelzaggregat (8) mit Heizelementen (18, 19) zur Erzeugung einer Schmelzeschicht (4) aus dem schüttfähigen Rohstoff (3), einer Vorrichtung (9) zur Zufuhr einer zweiten Schicht (5), einer Walzvorrichtung (10) mit zwei Walzen (20, 21) zum gemeinsamen Walzen der beiden Schichten (4, 5), einer Einheit (11) zum Kühlen des fertigen mehrschichtigen Materials (6) und einer Vorrichtung (27) zum Aufwickeln des fertigen Materials zu einer Rolle, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speiser (7) eine Vorrichtung (15) zum Einebnen der Schicht (2) des Rohstoffs (3) in Form eines Paares von Walzen (16, 17) nachgeordnet ist, daß das Transportband (12) zwischen den Walzen (16 und 17) der Einebenvorrichtung (15), zwischen den Heizelementen (18 und 19) des Schmelzaggregats (8) sowie zwischen den Walzen (20 und 21) der Walzvorrichtung (10) in einer waagerechten Ebene (13) hindurchgeführt ist, und daß die Kühleinheit (11) ein unter dem Transportband (12) angeordnetes Gasverteilungsgitter (24) mit einem an ein Gaszufuhrsystem (26) angeschlossenen Sammler (25) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (17 und 21) der Einebenvorrichtung (15) und der Walzvorrichtung (10) sowie die oberhalb des Transportbandes (12) angeordneten Heizelemente (19) in der Vertikalebene verstellbar angeordnet sind.