DE861023C

DE861023C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folien od. dgl. aus thermoplastischen Kunststoffen

Info

Publication number: DE861023C
Application number: DED7816A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl-Ing Wienand
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1951-01-21
Filing date: 1951-01-21
Publication date: 1952-12-29

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folien od. dgl. aus thermoplastischen Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von endlosen, gegebenenfalls mit Gewebebahnen oder sonstigen Einlagen versehenen Folien oder Bahnen aus vorzugsweise thermoplastischen~ Stoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen, unter Verwendung von Strang- oder Schneckenpressen, bei welchem der plastifizierte Rohstoff vor dem Austritt aus dem Mundstück einem oder mehreren mit Verengungen versehenen Vorräumen zum Zwecke des Druckausgleiches und der besseren Durchmischung zugeführt wir& Es ist bekannt, das in Knetern gemischte und plastifizierte Material in Strangkolbenpressen zu Rohren, Stangen, oder sonstigen profilierten Stücken geringer Längen- oder Breitenabmessung zu ver arbeiten. Für den gleichen Zweck werden auch Schneckenpressen benutzt, wobei in diesem Falle durch die Schneckenarbeit auch eine zusätzliche Mischung und Plastifizierung erreicht wird; Mit letzteren Maschinen hat man auch schon durch Vorsetzen eines entsprechenden Mundstückes mit ringförmig verlaufendem Durchlaßkanal rorenförmige Gebilde gespritzt, die zu Folien ausgebreitet wurden Mit derartigen Vorrichtungen kann man aber nur Folien begrenzter Breite und Stärke herstellen; außerdem entstehen beim Ausbreiten vom Rohr zur ebenen Folie Material spannungen; die nur schwer zu beseitigen sind.
Für die Herstellung von Folien und Bahnen aus hochviskosen Massen, wie z. B. Lösungen von Cellulose in . Schwefelsaure, hat w schso Xie- Yerwendung von Druckschnecken für die Förderung der Spinnmasse vorgeschlagen. Bei derartigen Spinnvorrichtungen verläuft die Achse'der Schnecke senkrecht zum Spinnschlitz, weshalb zwischen Spinnschlitz und Förderschnecke ein relativ großer Vorraum eingeschaltet ist, um die Spinnmasse aus dem runden Förderkanal der Schnecke in einen breiteren, allmählich zusammengehenden Raum überzuführen, der dann in den Spinnschlitz ausmündet. Ein weiterer Vorschlag für die Verarbeitung derartiger Massen durch Verspinnen zu Folien oder Bahnen von gleichmäßiger Stärke geht dahin, daß in dem Vorraum eines Spinnschlitzes eine Druckschnecke eingebaut ist, die sich iiber die ganze Breite des Spinnschlitzes erstreckt und die gleiche Mengen der hochviskosen Masse fördert.
Bei allen diesen bekannten Vorrichtungen findet jedoch immer nur eine Druckschnecke Anwendung, die unmittelbar in einen Vorraum fördert, aus dessen Spinnschlitz dann die Masse in Form einer Folie austritt. Es können somit nur Folien begrenzter Breite erzeugt werden. Auch genügt in den meisten Fällen nicht die Anordnung eines einzigen Vorraumes, um eine genügende Homogenisierung der Masse zu gewährleisten.
Es ist ferner ein Mundstück an Strangpressen vorgeschlagen worden, welches mehrere Stufen besitzt, die sich zum Mundstückaustritt hin verjüngen.
Das Mundstück ist dabei so ausgebildet, daß zwischen den einzelnen Stufen jedesmal ein sich erweiternder Raum vorgesehen ist, so daß ein dauerndes Kneten und Walken der Masse erfolgt. Bei dieser bekannten Anordnung ist zwar der Vorraum in mehrere hintereinandergeschaltete Stufen unterteilt, jedoch spielt sich der ganze Vorgang der Homogenisierung noch innerhalb der eigentlichen Strangpresse ab. Da ferner nur eine Strangpresse vorgesehen ist, so können ebensowenig wie bei den vorerwähnten Vorrichtungen Folien großer Breite hergestellt werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in vollkommener Weise dadurch gelöst, daß der aus dem Mündungsschlitz zweier oder mehrerer in einer Ebene, im Kreise oder in anderer Weise nebeneinander angeordneten Knet- und Mischvorrichtungen gleichzeitig und in zusammenhängender flächiger Form austretende Rohstoff eine oder mehrere hintereinandergeschaltete, für alle Knetvorrichtungen gemeinsame Misch- und Druckausgleichskammern, gegebenenfalls unter Zufuhr von Wärme, durchläuft, aus deren schlitzförmigem Mundstück der Stoff als flächiges, profiliertes oder rohrförmiges Erzeugnis austritt.
Nach diesem Verfahren, welches von einer Vielfachnebeneinanderanordnung geeigneter Plastifikatoren, wie z. B. Strangpressen usw., ausgeht, die gemeinsam auf vorgeschaltete Misch- und Druckausgleichsräume arbeiten, in denen der Rohstoff erforderlichenfalls weiter erwärmt wird, können in besonders wirtschaftlicher und einfacher Weise Folien und Bahnen aus thermoplastischen Kunststoffen in beliebiger Stärke und in beliebiger Breite erzeugt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, durch . Zugabe von verschieden gefärbtem Rohstoff in die einzelnen Strang-oder Schneckenpressensysteme bunt gemischte Folien, Platten, Stäbe od. dgl. zu erhalten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß vorzugsweise bei Anwendung von Strangpressen abwechselnd ein Teil des aus den Knet- und Mischorganen austretenden Rohstoffes jeweils in das benachbarte Organ zurückgedrückt wird, während der andere Teil in die Misch-und Druckausgleichskammern gelangt. Durch diese Maßnahme wird eine Mischwirkung erzielt, die sonst bei Strangpressen nicht oder ungenügend vorhanden ist.
Das Verfahren ermöglicht eine sehr gründliche Durcharbeitung des Rohstoffes, der daher im nicht vorplastifizierten Zustand in die Knet- und Mischorgane aufgegeben werden kann.- An der schlitzförmigen Austrittsöffnung bzw. dem Mundstück erhält man dann das fertige flächige Erzeugnis in Form von Bahnen oder Folien, Profilen oder Stäben, deren Stärke durch Einstellung der Schlitzweite in beliebiger Weise verändert werden kann.
Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus zwei oder mehr Strangpressen mit um 90 bzw. I20° versetzten Antriebskurbeln, die nebeneinander angeordnet sind und deren schlitzförmige Öffnungen in eine gemeinsame, eventuell heizbare Misch- und Druckausgleichskammer mit einem sich über die ganze Breite erstreckenden Austrittsschlitz einmünden. Die Versetzung der Kolben gegeneinander hat den Zweck, daß in dem' Zeitraum, währenddessen der erste Kolben neuen Rohstoff faßt, der zweite Kolben. den Rohstoff durch die Spaltdüse in den Kolbenraum des ersten Kolbens zurückpressen kann, von wo aus er dann bei Umkehrung der Kolbenbewegung nach der schlitzförmigen Öffnung zu gepreßt wird, wobei dann wiederum ein Teil des Rohstoffes voR dem Kolbenraum I in den Kolbenraum 2 gelangt.
Anstatt Strangkolbenpressen können gemäß der Erfindung auch zwei oder mehr Schneckenpressen nebeneinander angeordnet sein, deren schlitzförmige Austrittsöffnungen in eine gemeinsame erforderlichenfalls heizbare Misch- und Druckausgleichskammer mit einem sich über die ganze Breite erstreckenden Austrittsschlitz einmünden. Etwa hierbei durch ungleichmäßige Beschickung der Schnecken entstehende Druckunterschiede werden durch diese Kammern ausgeglichen.
Zur Verbesserung der Mischwirkung können nach der Erfindung auch zwei oder mehr durch eventuell heizbare Spaltdüsen miteinander in Verbindung stehende Misch- und Druckausgleichskammern Verwendung finden, die hintereinandergeschaltet sind, um eine durchgehende und innige Vermischung des plastifizierten Materials mit Sicherheit zu erreichen.
Wenn mit der aus den Schlitzdüsen austretenden Masse Textilstoffe einseitig kaschiert werden sollen, dann wird in ari sich bekannter Weise eine der Begrenzungsflächen des schlitzförmigen Mundstückes durch eine Walze ersetzt, über welche eine Trägerstoffbahn aus Gewebe, Papier, Holzfurniere od. dgl. geführt wird. Will man aber zwei Textilstoffbahnen durch eine Folie miteinander verkleben, dann werden beide Begrenzungsflächen des schlitzförmigen Mundstückes durch je eine Walze ersetzt, über deren jede eine Trägerstoffbahn aus Gewebe, Holzfurnier od. dgl. geführt wird.
Wenn aber eine Gewebebahn beiderseitig kaschiert werden soll, dann findet gemäß der Erfindung eine Vorrichtung Anwendung, bei welcher zwei Preßvorrichtungen mit Ausgleichskammern derart im Winkel zueinander angeordnet sind, daß die auf Gehrung geschnittenen Stirnflächen ein gemeinsames schlitzförmiges Mundstück bilden, zwischen dessen Begrenzungsflächen eine Trägerstoffbahn aus Gewebe, Papier, Holzfurniere od. dgl. hindurchgeführt wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Strangpresse mit mehreren nebeneinanderliegenden Zylinderräumen, Abb. 2 einen Querschnitt durch die Strangpresse nach Abb. I, Abb. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Schneckenpresse mit mehreren nebeneinanderliegenden Schnecken, Abb. 4 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Schneckenpresse, bei welcher die eine Seite des Austrittsschlitzes durch eine Walze begrenzt ist, Abb. 5 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Anordnung von zwei im Winkel zueinander stehenden Schneckenpressen, Abb. 6 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Schneckenpresse, bei welcher beide Seiten des Austrittsschlitzes von je einer Walze begrenzt sind.
Die Vorrichtung gemäß Abb. I und 2 besteht aus dem Block 1 mit Fülltrichter 2, in welchem die Bohrungen 3 für die Kolben 4 eingebracht sind. Die Kolben werden durch eine Kurbelwelle 5 angetrieben, deren Kurbeln 6 gegeneinander um I20 versetzt sind, so daß jeder der sechs Kolben eine andere Stellung gegenüber dem Nachbarkolben einnimmt. Die von den Bohrungen 3 gebildeten Arbeitsräume verengen sich an der Austrittsseite zu einer Spaltdüse 7, die in die erste Misch- und Druckausgleichskammer 8 führt. Aus dieser Kammer gelangt das Material über eine weitere Spaltdüseg in die zweite Misch-und Druckausgleichskammer I0, an welche sich die schlitzförmige Austrittsöffnung II anschließt. Die Spaltdüsen 7 bilden in ihrer Gesamtheit einen nur von schmalen Materialstegen unterbrochenen, sich über die ganze Breite der Vorrichtungen ausdehnenden Spalt. Die Spaltdüse g sowie auch die Austrittsdüse II erstrecken sich dagegen ohne Unterbrechung über die ganze Länge der Preßvorrichtung. Diese Preßvorrichtung wird durch Schraubenbolzen 12 zusammengehalten. Sie enthält im Bereich der Misch- und Druckausgleichskammer sowie auch der Eintritts-und Austrittsschlitze zu diesen Kammern Bohrungen I3, durch welche je nach Bedarf ein Heiz- oder Kühlmedium durchgeleitet werden kann.
Die Vorrichtung nach Abb. 3 enthält eine Schnecke I4, die in einer Bohrung 15 des Pressenkörpers I6 drehbar angeordnet ist. Das durch den AufgabetrichterI7 eingebrachte, z. B. nicht vorpiastifizierte Rohmaterial wird von den Schneckengängen erfaßt, gemischt sowie durchgeknetet und gelangt dann aus dem Schneckenraum über eine Schlitzdüse 18 in die Mischkammern I9 und aus dieser über eine Schlitzdüse 20 in die Mischkammer 2I, aus welcher das fertig durchgearbeitete Material durch die Schlitzdüse bzw. das Mundstück 22 als fertige Folie ins Freie austritt. Die Breite dieser Folie hängt dabei nur ab von der Zahl der nebeneinander angeordneten Schneckenpressen.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 ist bei einer sonst gleichartigen Vorrichtung die untere Hälfte des Pressenkörpers23 im Bereich des Austrittsschlitzes 24 durch eine drehbar gelagerte Walze 25 ersetzt, über welche ein von der Rolle 26 ablaufendes Trägerband 27 aus Textilstoff zugeführt wird. Unter dem Druck der Walze 25 findet dann eine Vereinigung bzw. feste Verbindung zwischen der z. B. aus Textilgewebe bestehenden Trägerstoffbahn und der plastischen Masse statt.
Bei gleichzeitiger Verwendung von zwei derartigen Preßvorrichtungen 28, 29 (vgl. Abb. 5), die mit ihren abgeschrägten Stirnflächen 30, 31 den Austrittsschlitz begrenzen und somit im Winkel zueinander stehen, kann man eine Textilbahn 32, welche man zwischen den beiden Vorrichtungen durch den Schlitz hindurchführt, auf beiden Seiten mit der plastischen Masse bzw. mit einer Folie beliebiger Stärke versehen. Die Stärke der Folie kann dabei durch Verstellung des Schlitzes 33 mittels des Spindeltriebes 34 beliebig geregelt werden. Will man eine gespritzte Folie auf beiden Seiten mit einem Träger, wie z. B. Textilband, bewehren, dann kann man die Vorrichtung nach Abb. 6 benutzen, bei welcher der Austrittsschlitz beiderseits durch je eine Walze 35 und 36 begrenzt wird. Die von der Schnecke 37 aus dem Aufgabetrichter 38 entnommene Rohmasse wird nach gründlicher Mischung und Plastifizierung durch die Spaltdüse 39, die Ausgleichskammer 40, die Spaltdüse 41, die Ausgleichskammer 42 und die Austrittsdüse 43 in den Raum zwischen die beiden auf den Walzen 35 und 36 ablaufenden Textilbänder 44 und 45 gepreßt und von diesen mitgenommen, so daß beide Textilbänder durch die dazwischenliegende Kunststoffolie vereinigt sind.

Claims

PATENTANSPRSCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Folien, Bahnen, Strängen, Profilen und Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen in Knet- und Mischvorrichtungen, bei welchem der plastifizierte Kunststoff vor dem Austritt aus dem Mundstück einem oder mehreren mit Verengungen versehenen Vorräumen zum Zwecke des Druckausgleiches und der besseren Durchmischung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den Mündungsschlitzen zweier oder mehrerer in einer Ebene, im Kreise oder in anderer Weise nebeneinander angeordneten Knet- und Mischvorrichtungen gleichzeitig und in zusammenhängender flächiger Form austretende Kunststoff eine oder mehrere hintereinandergeschaltete, für alle Knetvorrichtungen gemeint same Misch- und Druckausgleichskammern, gegebenenfalls unter Zufuhr von Wärme, durchläuft, aus deren schlitzfönnigem Mundstück der Stoff als flächiges, profiliertes oder rohrförmiges Erzeugnis austritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd ein Teil des aus den Knet- und Mischorganen austretenden Kunststoffes jeweils in das benachbarte Organ zurückgedrückt wird, während der andere Teil in die Misch- und Druckausgleichskammern gelangt.
3. Schlitzpresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Strangkolbenpressen mit um go bzw. 1200 versetzten Antriebskurbeln nebeneinander angeordnet sind, deren schlitzförmige, durch einen dünnen Steg voneinander getrennte Öffnungen in eine gemeinsame, heizbare Misch- und Druckausgleichskammer mit einem sich über die ganze Breite erstreckenden Austrittsschlitz einmünden.
4. Schlitzpresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr durch gegebenenfalls heizbare Schlitzdüsen miteinander in Verbindung stehende Misch- und Druckausgleichskammern hintereinandergeschaltet sind, wobei aus dem schlitzförmigen Mundstück der letzten Kammer der Stoff als flächiges oder profiliertes Erzeugnis austritt.
5. Schlitzpresse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Schneckenpressen nebeneinander angeordnet sind, deren schlitzförmige Austrittsöffnungen in eine gemeinsame, gegebenenfalls heizbare Misch- und Druckausgleichskammer mit einem sich über die ganze Breite erstreckenden schlitzförmigen Mundstück einmünden.
6. Vorrichtung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Preßvorrichtungen mit Ausgleichskammern im Winkel zueinander angeordnet sind, so daß die auf Gehrung geschnittenen Stirnflächen ein gemeinsamesschlitzfönniges Mundstück bilden, zwischen dessen Begrenzungsflächen eine Trägerstoffbahn aus Gewebe, Papier, Holzfurnier od. dgl. hindurchgeführt wird.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6I6 o80, 697 675, 707038, 7I3 403.