DE3604001A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines mehrstoffmonofilstranges aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Her­ stellung eines Mehrstoffmonofilstranges aus thermoplastischem Kunst­ stoff, wobei ein zentraler Kernkunststoffstrang erzeugt und dieser von einem schmelzflüssigen Mantel umgeben wird, wobei ferner eine Verstreckung durchgeführt wird. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit einem Extruder für den Kunststoff des zentralen Kernkunststoffstran­ ges, einem Extruder für den Kunststoff des Mantels sowie mit einem Extrusionswerkzeug.

Bei dem (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Verfahren wird zuerst der Kernkunststoffstrang als Einstoffmonofilstrang erzeugt und verstreckt. Der verfestigte und verstreckte Einstoffmonofilstrang wird wie bei der Kabelummantelung durch ein weiteres Extrusionswerkzeug geführt und mit dem Mantelkunststoff ummantelt. Der Mantelkunststoff erfährt insoweit keine Verstreckung und trägt auch nicht durch Ver­ streckungsparameter zu den physikalischen Parametern des Mehrstoff­ monofilstranges bei, - im Gegenteil, bei der Ummantelung können die Verstreckungsparameter des Einstoffmonofilstranges beeinträchtigt werden. Wenn das so hergestellte Mehrstoffmonofil einer erneuten Verstreckung unterworfen wird, sind gleiche Verstreckungsgrade für den Kernkunststoff einerseits und den Mantelkunststoff andererseits nicht erreichbar. In vorrichtungsmäßiger Hinsicht stört, daß mit zwei Werkzeugen, einem für den Einstoffmonofilstrang, einem weiteren für die Ummantelung, stets nur ein Mehrstoffmonofilstrang erzeugt werden kann. - Das alles ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Ver­ fahren so zu führen, daß der Kernkunststoff sowie der Mantelkunst­ stoff des hergestellten Mehrstoffmonofilstranges den gleichen Verstrek­ kungsgrad aufweisen. Fernerhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens an­ zugeben, die es erlaubt, mit einem einzigen Werkzeug eine Mehrzahl von Mehrstoffmonofilsträngen gleichzeitig zu erzeugen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Kernkunst­ stoffstrang als schmelzflüssiger Kernkunststoffstrom von einem schmelz­ flüssigen Mantelstrom umgeben wird, daß die beiden Kunststoffströ­ me in einem Koextrusionskanal, dessen Länge ein Mehrfaches des Durchmessers der vereinigten Kunststoffströme ausmacht, einer Koex­ trusionsaustrittsdüse zugeführt werden und daß der verfestigte Mehr­ stoff-Kunststoffstrang aus Kernkunststoffstrang und Mantel durch Ver­ streckung zu dem Mehrstoffmonofilstrang umgeformt wird. - Die Er­ findung nutzt die Erkenntnis, daß auch bei der Herstellung von Mehr­ stoffmonofilsträngen mit den Maßnahmen der sogenannten Koextrusion gearbeitet werden kann, wenn man die beiden Kunststoffströme so führt, wie es die Erfindung lehrt. Es versteht sich, daß Vorsorge getroffen werden muß, daß in dem Koextrusionskanal zwischen dem Kernkunststoffstrom einerseits und dem Mantelstrom andererseits Scher­ kräfte nicht auftreten. Das läßt sich mit den üblichen auslegungs­ technischen Regeln für Strömungskanäle unter Berücksichtigung der Viskosität der schmelzflüssigen Kunststoffströme ohne Schwierigkeiten erreichen. Der Mehrstoffmonofilstrang, der aus der Koextrusionsaus­ trittsdüse austritt, wird wie üblich verfestigt und kann danach ver­ streckt werden, wobei der Kernkunststoffstrang und der Mantel den gleichen Verstreckungsgrad aufweisen. Folglich können die Verstrek­ kungsparameter und die davon abhängigen physikalischen Parameter des Mehrstoffmonofilstranges sehr genau eingestellt werden. Von be­ sonderem Vorteil ist die Tatsache, daß das Verfahren mit einer sehr einfachen Vorrichtung verwirklicht werden kann, die es erlaubt, mit einem einzigen Werkzeug gleichzeitig eine Mehrzahl von Mehr­ stoffmonofilsträngen herzustellen.

Die Vorrichtung für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens, die mit einem Extruder für den Kunststoff des zentralen Kernkunst­ stoffstranges, einem Extruder für den Kunststoff des Mantels sowie mit einem Extrusionswerkzeug arbeitet, ist gekennzeichnet durch ein Koextrusionswerkzeug mit einer Mehrzahl von über zumindest einen Düsenkreis um die Werkzeugachse verteilten Koextrusionsaustrittsdü­ sen mit vorgeschalteten Koextrusionskanälen, durch einen in der Werk­ zeugachse angeordneten Zuführungskanal für den Kunststoff der Kern­ kunststoffströme, der in eine mit dem Düsenkreis achsgleiche, kreis­ scheibenförmige Verteilerkammer übergeht, an die zu den Koextrusions­ kanälen führende Strömungskanäle anschließen, und durch einen Zu­ führungskanal für den Kunststoff der Mantelströme, der in einen zum Düsenkreis achsgleichen Verteilerkranz einmündet, von dem zu den Strömungskanälen führende Überführungskanäle ausgehen, die zusammen mit den Strömungskanälen in die die Strömungskanäle ver­ längernden Koextrusionskanäle einmünden. Es versteht sich, daß das Koextrusionswerkzeug auf vorgegebene Temperaturwerte temperierbar ist, und zwar bei sehr gleichmäßiger Temperaturverteilung. Der be­ schriebene Aufbau führt zu sehr gleichmäßigen Verhältnissen in den einzelnen Mehrstoffmonofilsträngen, die aus den Koextrusionsaustritts­ düsen austreten. Das beruht auf der beschriebenen Symmetrie des Werkzeugaufbaus um die Werkzeugachse, wozu auch eine gleichmäßige Verteilung der Koextrusionsaustrittsdüsen und der vorgeschalteten Kanäle um den Umfang des Düsenkreises gehört. Zu einer Vergleich­ mäßigung der Verhältnisse trägt es fernerhin bei, daß die Verteiler­ kammer durch eine Lochplatte in zwei in Strömungsrichtung hinter­ einander angeordnete Verteilerkammerabteilungen aufgeteilt ist. Die Überführungskanäle bestehen zweckmäßigerweise aus zu den Strömungs­ kanälen parallelen, an den Verteilerkranz angeschlossenen Anfangs­ abschnitten und radialen, in die Koextrusionskanäle einmündenden Anschlußabschnitten. Die Koextrusionskanäle sowie die Koextrusions­ austrittsdüsen sind nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wie folgt aufgebaut: (Ergänzung nach den weiteren Reifenhäuser- Zeichnungen) ...

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Werkzeug einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte Werkzeug gehört zu einer Vorrich­ tung für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens, zu der im übrigen ein Extruder für den Kunststoff des zentralen Kernkunst­ stoffstranges und ein Extruder für den Kunststoff des Mantels ge­ hören.

Das Werkzeug ist ein Koextrusionswerkzeug mit einer Mehrzahl von über im Ausführungsbeispiel einen Düsenkreis D um die Werkzeug­ achse 1 verteilten Koextrusionsaustrittsdüsen 2 mit vorgeschalteten Koextrusionskanälen 3. Es besitzt einen in der Werkzeugachse 1 an­ geordneten Zuführungskanal 4 für den Kunststoff der Kernkunststoff­ ströme, der in eine mit dem Düsenkreis D achsgleiche, kreisscheiben­ förmige Verteilerkammer 5, 6 übergeht, an die zu den Koextrusions­ kanälen 3 führende Strömungskanäle 7 anschließen. Fernerhin ist ein Zuführungskanal 8 für den Kunststoff der Mantelströme vorgesehen, der in einem zum Düsenkreis D achsgleichen Verteilerkranz 9 einmün­ det, von dem zu den Strömungskanälen 7 führende Überführungskanäle 10, 11 ausgehen. Diese Überführungskanäle 10, 11 münden zusammen mit den Strömungskanälen 7 in die die Strömungskanäle 7 verlän­ gernden Koextrusionskanäle 3 ein. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Verteilerkammer durch eine Lochplatte 12 in zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Verteilerkammerabteilungen 5, 6 aufgeteilt. Die Über­ führungskanäle bestehen aus zu den Strömungskanälen parallelen, an den Verteilerkranz 9 angeschlossenen Anfangsabschnitten 10 und radialen, in die Koextrusionskanäle 3 einmündenden Anschlußabschnit­ ten 11. Aus der Fig. 2 entnimmt man ... (Ergänzung nach Maßgabe der weiteren Zeichnungen) ... Im Ergebnis wird der Kernkunststoff­ strang der einzelnen Mehrstoffmonofilstränge als schmelzflüssiger Kernkunststoffstrom von einem schmelzflüssigen Mantelstrom umgeben und die beiden Kunststoffströme werden in den Koextrusionskanälen 3, deren Länge L ein Mehrfaches des Durchmessers d der vereinig­ ten Kunststoffströme ausmacht, der Koextrusionsaustrittsdüse 2 zuge­ führt. Die vereinigten Kunststoffströme erfahren danach durch Abküh­ lung eine Verfestigung zu einem Mehrstoffmonofilstrang. Aus diesem wird durch Verstreckung das Mehrstoffmonofil geformt, wobei der Verstreckungsgrad wie bei einem Einstoffmonofilstrang einrichtbar ist.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrstoffmonofilstranges aus ther­ moplastischem Kunststoff, wobei ein zentraler Kernkunststoffstrang erzeugt und dieser von einem schmelzflüssigen Mantel umgeben wird, wobei ferner eine Verstreckung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kernkunststoffstrang als schmelzflüssiger Kernkunststoffstrom von einem schmelzflüssigen Man­ telstrom umgeben wird, daß die beiden Kunststoffströme in einem Koextrusionskanal, dessen Länge ein Mehrfaches des Durchmessers der vereinigten Kunststoffströme ausmacht, einer Koextrusionsaustrittsdüse zu­ geführt werden,
und daß der verfestigte Mehrstoff-Kunststoffstrang durch Verstreckung zu dem Mehrstoffmonofilstrang umgeformt wird.

2. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, - mit einem Extruder für den Kunststoff des zentralen Kernkunst­ stoffstranges, einem Extruder für den Kunststoff des Mantels sowie mit einem Extrusionswerkzeug, gekennzeichnet durch ein Koextrusionswerkzeug mit einer Mehrzahl von über zumindest einen Düsenkreis (D) um die Werkzeugachse (1) verteilten Koextrusionsaustrittsdüsen (2) mit vorgeschalteten Koextrusionska­ nälen (3), durch einen in der Werkzeugachse (1) angeordneten Zufüh­ rungskanal (4) für den Kunststoff der Kernkunststoffströme, der in eine mit dem Düsenkreis (D) achsgleiche, kreisscheibenförmige Ver­ teilerkammer (5, 6) übergeht, an die zu den Koextrusionskanälen (3) führende Strömungskanäle (7) anschließen, und durch einen Zu­ führungskanal (8) für den Kunststoff der Mantelströme, der in einen zum Düsenkreis (D) achsgleichen Verteilerkranz (9) einmündet, von dem zu den Strömungskanälen (7) führende Überführungskanäle (10, 11) ausgehen, die zusammen mit den Strömungskanälen (7) in die die Strömungskanäle (7) verlängernden Koextrusionskanäle (3) ein­ münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkammer durch eine Lochplatte (12) in zwei in Strömungsrich­ tung hintereinander angeordnete Verteilerkammerabteilungen (5, 6) aufgeteilt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Überführungskanäle aus zu den Strömungskanälen (7) parallelen, an den Verteilerkranz (9) angeschlossenen Anfangsab­ schnitten (10) und radialen, in die Koextrusionskanäle (3) einmün­ denden Anschlußabschnitten (11) bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, ... (Ergänzung nach Maßgabe der noch zu erwartenden Zeichnungen) ...