NL8203362A

NL8203362A - Werkwijze en inrichting ter vervaardiging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormstukken, -voortbrengsels of -profielen met grote mechanische sterkte uit thermoplasten.

Info

Publication number: NL8203362A
Application number: NL8203362A
Authority: NL
Original assignee: Solvay Werke Gmbh
Priority date: 1981-08-27
Filing date: 1982-08-27
Publication date: 1983-03-16
Also published as: FR2511929B1; ES8702229A1; BR8204940A; DE3133897A1; DE3133897C2; ES8402756A1; US4514351A; IT8222791A0; FR2511929A1; JPS5845017A; ES522671A0; ES514938A0; BE894167A; IT1152353B; JPH0247340B2

Description

I * ' N.O. 31.229 1

Werkwijze en inrichting ter vervaardiging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormstukken, -voortbrengsels of -profielen met grote mechanlsche sterkte ult thermoplasten.

De onderbavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormstukken, -voortbrengsels of -profielen met grote mechanische sterkte uit thermoplasten, waarbij het thermoplastische materiaal eerst in 5 een extrusie-inrichting of een soortgelijke van een meng- en verhit-tingsinrichting voorziene inrichting op of boven het smelt- of verwe-klngspunt ervan verwarmd, de uit de extrusie-inrichting of de extrusie-achtige inrichting tredende extrusiemassa geheel of ten dele op een tem-peratuur beneden het smeltpunt resp. verwekingspunt afgekoeld en vervol-10 gens in een extra inrichting tenminste aan een verder verwerkingsproces onderworpen wordt. Volgens de uitvinding wordt het thermoplastische materiaal gedurende of na het afkoelingsproces in een vormgevingsinrich-ting, persrek- of een andere extra inrichting aan een omvorming onder druk of persrekbehandeling bij verhoogde druk (afhankelijk van de be-15 treffende kunststof en de temperatuur van de extrusiemassa) en/of aan een pulserende druk- of schuifdrukbehandeling onderworpen, waarbij de door druk omgevormde of met schuifdruk behandelde kunststofmassa vervol-gens tenminste aan een verder temper-, bij voorkeur koel- en/of verwerkingsproces wordt blootgesteld. Door de drukbehandeling wordt een vloei-20 proces opgewekt, dat een rek bewerkstelligt. De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor de uitvoering van de werkwijze.

Uit het Dultse Offenlegungsschrift 2.856.580 is reeds een struk-tuurvormingswerkwijze bekend, die in de vormingsinrichting door speciale drukomvorming gedurende het afkoelen na de oorspronkelijke vorming of 25 omvorming of in een gescheiden werkwijze wordt uitgevoerd, waarbij naast de gewenste uitwendige omtrekken gelijktijdig molecuuloriSnteringen ont-staan, die de eigenschappen van de onderdelen wezenlijk verbeteren. Tot dit doel is het vereist, dat dus van een geSxtrudeerd, gegoten of gespo-ten halffabrikaat resp. voorvormling wordt uitgegaan, dus van een vooraf 30 gevormd kunststof voorwerp, dat vervolgens door druk gestrekt wordt, waarbij een nieuw moleculair gebrienteerd vormstuk ontstaat.

Doel en opgave van de onderhavige uitvinding was een verbetering van deze werkwijze en van de vervaardigde technische onderdelen of voor-werpen te bereiken, waarbij deze rekbehandeling door persen of druk-35 strekking ook voor de vervaardiging van willekeurige vormstukken, bij-voorbeeld ook platen, banen, staven of dergelijke mogelijk zou zijn.

8203362 f » 4, 2

Volgens de uitvinding werd vastgesteld, dat door een werkwijze ter vervaardiging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormstukken, -voorwerpen of -profielen van grote mechanische sterkte uit thermoplasten, waarbij het thermoplastische materiaal eerst in een 5 extrusie-inrichting of een soortgelijke van een meng- en verhittingsin-richting voorziene Inrichting op of boven het smelt- of verwekingspunt ervan wordt verwarmd, de uit de extrusie-inrichting of aan een extrusie-inrichting soortgelijke inrichting tredende extrusiemassa geheel of ten dele op een temperatuur beneden het smeltpunt resp. verwekingspunt wordt 10 af'gekoeld en vervolgens in een vormgevings-, persrek- of andere extra inrichting tenminste aan een verder verwerkingsproces wordt onderworpen, deze doelen en opgaven opgelost kunnen worden. Volgens de uitvinding wordt het thermoplastische materiaal gedurende of na het afkoelingspro-ces in een extra inrichting aan een drukomvorming of persrek bij drukken 15 van 90 N/mm^ - 1500 bij voorkeur 160 N/mrn^ - 1000 N/mm^ (afhanke- lijk van de betreffende kunststof en de temperatuur van de extrusiemassa) en/of een pulserende druk- of schuifdrukbehandeling onderworpen, waarbij de door druk omgevormde of door schuifdruk behandelde kunststof-massa vervolgens tenminste aan een verder temper-, bij voorkeur koelr 20 en/of verwerkingsproces onderworpen resp. blootgesteld wordt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de uit de extrusie-inrichting tredende extrusiemassa in een vormgevings-, persrek- of andere extra inrichting, die van een dwarsdoorsnedevernauwing en een voor de opname van de extrusiemassa dienende voorruimte resp. een kamer is voor-25 zien, gebracht, en uit een mondstuk, een spleet of een soortgelijke, als uittrede-opening gevormde dwarsdoorsnedevernauwing van de vormgevings-, persrek- of andere extra inrichting onder drukken van 90 N/mm^ - 1500 N/mm^, bij voorkeur 160 N/mm^ - 1000 N/mm^, en/of onder pulserende druk of schuifdruk naar buiten geperst en voor en/of gedurende het naar bui-30 ten persen aan een temperfase, bij voorkeur een afkoelfase, onderworpen. Vervolgens wordt de naar buiten geperste en moleculair ge'drienteerde thermoplast onmiddellijk of onder inschakeling van een tussenzone aan tenminste een ander temper-, bij voorkeur koelproces en/of verwerkingsproces onderworpen.

35 Volgens een uitvoeringsvorm wordt de uit de vormgevings-, persrek- of extra inrichting naar buiten geperste, moleculair ge’drienteerde thermoplast onmiddellijk of onder inschakeling van een tussenzone in een of meer met de uittrede-opening of het tussenstuk in drukvaste verbinding staande vormen resp. vormnesten, bij voorkeur gesloten vormen resp. ge-40 sloten vormnesten, onder een verdere molecuulori'dntering onder gelijk- 8203362 * \ 3 tijdige of daaropvolgende tempering, bij voorkeur afkoeling, geperst, waarbij ook na het vullen van de vormen reap, de vormnesten gedurende een tijdsperiode van 1 sekonde tot 5 minuten, bij voorkeur 10 sekonden tot 2 minuten de druk in stand wordt gehouden. Op deze wijze gelukt het 5 zeer sterke kunststofvoorwerpen, -vormstukken en -profielen te vervaar-digen.

Volgens een uitvoeringsvorm, die de voorkeur verdient, staan de op-pervlakken van de uit de extrusie-inrichting tredende extrusiemassa's (per gewichtseenheid) tot de oppervlakken van het telkens daaruit ge-10 vormde vormdeel resp. voorwerp in de verhouding 30 : 1 tot 1,1 : 1, bij voorkeur 15 : 1 tot 1,2 : 1.

Volgens een andere uitvoeringsvorm, die de voorkeur verdient, wordt de uit de uittrede-opening van de met een dwarsdoorsnedevernauwing voorziene vormgevings-, persrek- of andere extra inrichting tredende, door 15 druk omgevormde kunststof door tenminste een paar walsen gegrepen en aan een drukstrek- (persrek) en/of rekproces onderworpen.

Bij voorkeur wordt daarbij de uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing voorziene vormgevings-, persrek- of extra inrichting tredende, door druk omgevormde kunststof door verstrekken 20 onder druk in de walsspleet van tenminste een paar kalanderwalsen resp* een paar drukwalsen beneden het kristallietsmeltpunt resp. verwekings-punt van de thermoplast verder verwerkt, waarbij tenminste een paar drukwalsen van het voor de verstrekking onder druk (persrek) gebruikt drukwalsaggregaat een lineaire belasting van 100 N/cm - 900 N/cm, bij 25 voorkeur 150 N/cm - 850 N/cm, op de uit de opening van de extra inrichting komende door persen gerekte of door druk omgevormde plaat-, foe-lie-, baan-, band-, staaf- of profielachtige kunststofonderdelen resp. -voorwerpen in de walsspleet van een paar drukwalsen kort uitoefent.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze, die de voor-30 keur verdient, oefent tenminste een paar drukwalsen van het voor de verstrekking onder druk (persrekking) gebruikte drukwalsaggregaat een lineaire belasting van 100 N/cm - 900 N/cm, bij voorkeur 150 N/cm - 850 N/cm, op de uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing voorziene vormgevings-, persrek- of extra inrichting tredende door 35 persen gerekte of door druk omgevormde plaat-, foelie-, baan-, band-, staaf- of profielachtige vormdelen of voorwerpen in de walsspleet van een paar drukwalsen kort uit, waarbij deze aan een vloeiwalsproces onderworpen worden. Na de eerste korte verstrekking onder druk (persrekking) nog binnen de regeneratietijd van het vermoeidheidsverschijnsel 40 van het door druk belaste trajekt en/of van de relaxatietijd van de 8203362 i * 4 elastische terugstelling van het door druk belaste trajekt van de thermoplast worden de platen, foelies, banen, banden, profielen, plaat-resp. foelie-achtige vorastukken resp. de door persen gerekte of door druk gestrekte voorvormlingen aan δέη of meer verdere korte persrekbe-5 handelingen of drukstrekbehandelingen en/of druknabehandelingen in de walsspleet van een of meer andere paren drukwalsen onderworpen, waarbij de temperatuur van deze walsen of paren walsen gelijk aan of kleiner is dan de temperatuur van het eerste voor de verstrekking onder druk ge-bruikte drukwalsaggregaat.

10 Volgens een bijzonder doelmatige uitvoeringsvorm zijn de omtreks- snelheid van de voor de verstrekking onder druk (persrekking) en/of druknabehandeling gebruikte walsen van het walsenpaar gelijk. Elke wals van het voor de persrekking of verstrekking onder druk gebruikte paar drukwalsen wordt direkt of indirekt door een bewegingsinrichting aange-15 dreven.

De werkwijze volgens de uitvinding leidt tot een verbetering van de mechanische eigenschappen, bij voorkeur tot de verbetering van de trek-slagvastheid (slagbuigvastheid), de strekspanning resp. treksterkte. De doorlaatbaarheid voor gasvormige stoffen werd verkleind. Bij bepaalde 20 werkwijze-omstandigheden werd een toename van de oppervlaktehardheid vastgesteld.

Bij voorkeur wordt de temperatuur van deze na het paar drukwalsen opgestelde walsen of walsenparen lager gehouden dan de temperatuur van de eerste voor de verstrekking onder druk gebruikte kalander resp. het 25 drukaggregaat. Onder regeneratietijd van het vermoeidheidsverschijnsel van het door druk belaste trajekt van de thermoplast verstaat men in • deze samenhang de tijd, die bijvoorbeeld na een sterkere drukinwerking verloopt tot de kunststof van de vermoeidheid geregenereerd is. Dit vermoeidheidsverschijnsel is ook door het verkleinde elastische herstel be-30 merkbaar. Wordt de thermoplast aan enkele sterke inwerkingen van druk kort na elkaar onderworpen, zonder dat de thermoplast de tijd had een bepaalde vermoeidheidsfase te doorlopen, dan treedt een bros worden van de thermoplast op en kan de stof breken (resp. "doodgewalst) worden. Wordt daarom een herhaalde drukwalsbewerking met een overeenkomstige 35 hogere lineaire belasting kort na elkaar uitgevoerd, zonder dat de thermoplast een bepaalde vermoeidheidsfase kon doorlopen, dan bestaat het gevaar van een negatieve verandering van de mechanische eigenschappen van het materiaal, bijvoorbeeld een bros worden, of het gevaar van het breken van de aldus behandelde plaat. Doorloopt daarentegen anderzijds 40 de stof na de inwerking van druk de totale fase van de regeneratie resp.

8203362

# V

5 het herstel en wordt pas daarna een hernieuwde inwerking van druk uitge-voerd, dan worden voor deze, met de vernieuwde inwerking van druk be-reikte mechanische veranderingen soortgelijke resultaten verkregen als die, die bij de eerste inwerking· van druk onder vergelijkbare omstandig-5 heden aanwezig waren. Daaruit volgt, dat de hernieuwde drukbelasting van het betreffende trajekt van de thermoplast binnen het kader van de onderhavige uitvinding en de onderhavige werkwijzeomstandigheden binnen een bepaald tijdsinterval moet plaatshebben (5 sekonden tot 5 minuten, bij voorkeur 20 sekonden tot 3 minuten).

10 Onder relaxatietijd of tijd van het elastische herstel van de ther moplast wordt de tijd verstaan, waarbinnen een verminderde elastische tempering van de door druk belaste plaats van de uit de walsspleet komende thermoplast ontstaat. De tijd van het elastische resp. spontaan elastische herstel (relaxatietijd resp. regeneratietijd) is o.a. van de 13 verwerkingsomstandigheden resp. de inwerkingsomstandlgheden (walstemperatuur, gekozen lineaire belasting, enz.) en van het betreffende thermoplast afhankelijk (de relaxatietijd behoeft afhankelijk van de uitwen-dige omstandigheden niet identiek te zijn met de tijd van de moleculaire relaxatie).

20 Hoe hoger de gekozen walstemperatuur binnen de werkwijze volgens de uitvinding is, des te langer strekt de regeneratie- resp. relaxatietijd zich uit. Hoe harder daarentegen de thermoplast is of hoe lager de gekozen walstemperatuur ligt, des te sneller herstelt zich de geringe elastische tempering.

25 Voor de werkwi jze volgens de uitvinding en de werkwijzeomstandig heden volgens de uitvinding ontstaan tijdsintervallen voor de verwerkingsomstandigheden binnen de regeneratie- resp. relaxatietijden, die tussen 5 sekonden en 5 minuten, bij voorkeur tussen 20 sekonden en 3 minuten liggen. Vergelijkt men deze tijden, waarbinnen de door druk be-30 laste plaats van de ene walsspleet tot de andere walsspleet komt en binnen de relaxatietijd opnieuw aan drukbelasting wordt onderworpen, met de tijd, waarbinnen bijvoorbeeld een foelie van een walsspleet tot de andere walsspleet van een gebruikelijke kalander komt, dan is deze een veelvoud. Eveneens zijn ook vele van de gebruikelijke kalanders voor de 35 werkwi jze van de uitvinding vanwege de toe te passen zeer hoge lineaire belasting niet geschikt.

De Verdere resp. de verdere na de eerste korte verstrekking onder druk (persrekking) binnen het tijdsinterval van de relaxatietijd resp. regeneratietijd van de thermoplast vallende persrekking(en), verstrek-40 king(en) onder druk en/of druknabehandeling(en) kunnen in dwars- of 8203362 0 6 lengterichting plaatshebben. Om een continue verkwijze mogelijk te maken wordt als werkrichting aan de werkrichting in de lengte de voorkeur ge-geven.

Volgens een uitvoeringsvorm wordt aan de werkwijze voor het ver-5 strekken onder druk volgens de uitvinding een rekproces (verstrekking onder trek) voor-, tussen- of nageschakeld· Volgens een voorkeursuitvoe-ringsvorm worden de meer dan 2 mm, bij voorkeur meer dan 2,5 mm dikke, voor de verstrekking onder druk gebruikte platen, foelies, banen, ban-den, profielen, plaat- resp. foelieachtige vormstukken of voorvormlingen \0 voor en/of na de in het drukwalsaggregaat plaats hebbende verstrekking onder druk aan een rekproces, bij voorkeur een mono- of biaxiaal rekproces en/of een persbehandeling onderworpen.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt de walsspleet van het eerste en tenminste een ander paar drukwalsen afhankelijk van de ge-15 bruikte materiaaldikte van de platen, foelies, banen, banden of plaat-resp. foelieachtige vormstukken zodanig ingesteld, dat de kortste af-stand van de walsen in de walsspleet van het voor de verstrekking onder druk gebruikte paar drukwalsen 30 tot 90%, bij voorkeur 50 tot 75%, van de materiaaldikte (uitgangsdikte) bedraagt. Door dit insteltrajekt wordt 20 een optimale strekkingsgraad bereikt*

Voorts dienen de omtrekssnelheden van de voor de persrekking of verstrekking onder druk en/of druknabehandeling gebruikte walsen en wal-senparen gelijk te zijn, opdat een continue werkwijze bereikt wordt of extra strekbehandelingen vermeden worden. Elke wals van de voor de pers-25 rekking of verstrekking onder druk gebruikte walsparen wordt daarbij direkt of direkt door een bewegingsinrichting aangedreven.

De walstemperatuur van de voor de verstrekking onder druk gebruikte walsen ligt tussen 20° C en een temperatuur (gemeten in °C), die tenminste 15% lager is dan de temperatuur in het kristallietsmeltpunt resp. 30 verwekingspunt van de gebruikte thermoplastische kunststof, bij voorkeur tussen 30° C en een temperatuur (gemeten in °C), die tenminste 20% lager is dan de temperatuur in het kristallietsmeltpunt resp. verwekingspunt van de gebruikte thermoplastische kunststof.

De verstrekking onder druk (persrekking) van de platen, foelies, 35 banen, banden, profielen, plaat- resp. foelieachtige vormstukken of vormlingen door de na elkaar geschakelde op op een afstand van elkaar aangebrachte drukwalsparen (drukwalsen) heeft zodanig plaats, dat. een verstrekkingsgraad tussen 0,9 tot 0,30, bij voorkeur tussen 0,75 tot 0,50, bereikt wordt, waarbij als verstrekkingsgraad de verhouding van de 40 materiaaldikte na de verstrekking tot de materiaaldikte voor de ver- 8203362 ' 7 % strekking gedefinieerd wordt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm bezitten de voor de verstrek-king door druk en/of nabehandeling door druk toegepaste walsen en wal-senparen dezelfde walsdiameter en dezelfde walssnelheid.

5 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is resp. zijn de aan het eerste drukwalsaggregaat nageschakelde, voor een verdere korte verstrek-king onder druk en/of nabehandeling onder druk gebruikte drukwals(en) op een temperatuur (gemeten in °C) ingesteld, die tenminste 5%, bij voor-keur tenminste 10% beneden de temperatuur (gemeten in °C) van het eerste 10 drukwalspaar ligt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm worden de voor de verstrekking onder druk (persrekking) gebruikte platen, foelies, banden, banen, pro-fielen, plaat- resp. foelieachtige vormstukken of voorvormlingen voor de eerste korte persrekking of verstrekking onder druk op een temperatuur 15 gebracht, die tussen 26° C tot een temperatuur (gemeten in °C) ligt, die tenminste 20% lager is dan de temperatuur in het kristallietsmeltpunt resp. verwekingspunt van de gebruikte thermoplast, bij voorkeur tussen 30° C en een temperatuur (gemeten in °C) ligt, die tenminste 30% lager is dan de temperatuur in het kristallietsmeltpunt resp. verwekingspunt 20 van de gebruikte thermoplast. De platen worden derhalve, voorzover zij in koude toestand aanwezig zijn, voorgewarmd of in het geval zij uit de fabrikage (bijvoorbeeld als voorvormling uit de extrusie-inrichting met brede spleet) in hete resp. warme toestand komen, op dit trajekt afge-koeld. Voor polyvinylchloride en vinylchloridecopolymeren ligt het tra-25 jekt van deze tempering (voorwarming of afkoeling) tussen 30° C en 70° C, bij voorkeur tussen 40° C en 60° C. Voor polypropeen ligt het temper-trajekt tussen 26° C en 140° C, bij voorkeur 30° C en 135° C. De voor het afzonderlijke polymeer resp. copolymeer te kiezen trajekten ontstaan afhankelijk van het aandeel van het copolymeer, de hoeveelheid van de 30 eventueel mede toegepaste verwerkingshulpmiddelan (bijvoorbeeld week-makers en dergelijke), de hoeveelheid van de eventueel gelijktijdig toegepaste toevoegsels of vulstoffen, bijvoorbeeld calciumcarbonaat, glas-vezels, korte vezels en dergelijke.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm is aan het drukwalspaar 35 resp. zijn aan de drukwalsparen van het voor de verstrekking onder druk gebruikte drukwalsaggregaat een of meer druknabehandelingswalsen van het drukwalsaggregaat nageschakeld resp. erna opgesteld, die afhankelijk· van dezelfde ingestelde walsspleet van het bij de doorgang laatst opgestel-de, voor de persrekking of verstrekking onder druk gebruikte walsenpaar 40 (drukwalsen) een geringe lineaire belasting op de doorlopende, reeds met 8203362 w 8 druk behandelde platen, foelies, banen, banden, proflelen, plaat- reap, foelieachtige vormstukken of voorvormlingen ultoefent resp. uitoefenen, waarbij de druknabehandeling nog binnen het aangegeven Interval van de regeneratie- en/of relaxatietijd van het elastische herstel van de ther-5 moplast plaats heeft. Volgens deze uitvoeringsvorm gelukt het onder het In hoofdzaak in stand houden van de moleculaire oriSntering, in de ther-moplast een druknabehandeling onder oppervlakte-egalisering resp. opper-vlakteverbetering uit te voeren.

Volgens een doelmatige uitvoeringsvorm worden daarblj twee of meer 10 paren walsen voor de verstrekking onder druk gebruikt (drukwalsen), waarbij bij gelijke walsenspleet de lineaire belasting, die op de platen, foelies, banen, banden, profielen, plaat- resp. foelieachtige vormstukken resp. voorvormstukken wordt uitgevoerd, trapsgewijze verhoogd wordt en waaraan een of meer druknabehandelingswalsen van het drukwals-15 aggregaat nageschakeld zijn resp. erna zijn opgesteld, die afhankelijk van dezelfde ingestelde walsspleet van het bij de doorgang van de laatst opgestelde, voor de persrekking of verstrekking onder druk gebruikte drukwalspaar (drukwalsen) een geringere lineaire belasting op de doorlo-pende, reeds met druk behandelde platen, foelies, banen, banden, profie-20 len, plaat- resp. foelieachtige vormstukken of op de voorvormlingen uit-oefent resp. uitoefenen.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm worden de walsspleet, de walssnelheid en de walstemperatuur zodanig ingesteld, dat op het oppervlak van de voor de persrekking of verstrekking onder druk inge-25 voerde plaat, foelie, baan, van het profiel, van de band of van de voor-vormling een oppervlakkige opzwelling of groefachtige profilering, die ook de totale dwarsdoorsnede kan omvatten, na de doorgang door de walsspleet van het resp. van de voor de persrekking of de verstrekking onder druk gebruikte paar (paren) drukwalsen plaats heeft en dat door tenmin-30 ste erna opgestelde, voor de druknabehandeling gebruikt walsenpaar (druknabehandelingswals) onder in hoofdzaak in stand houden van de moleculaire ori'dntering in de thermoplast een druknabehandeling onder opper-vlaktevereffening wordt uitgevoerd.

Bij een andere uitvoeringsvorm werd vastgesteld, dat de spleet van 35 het aan het eerste drukwalspaar nageschakelde drukwalspaar ook enigszins kleiner gehouden kan worden onder voorwaarde, dat het produkt van de lineaire belasting (I^Hgeraeten bij het tweede drukwalspaar) en de spleetbreedte (S2) kleiner is dan het produkt van de lineaire belasting (1-^)(gemeten bij de doorgang door het eerste drukwalspaar) en de 40 daar ingestelde spleetbreedte (s^).

8203362 9

Door talrljke proeven werd vastgesteld, dat de beste resultaten van de werkwijze volgens de uitvinding verkregen worden, wanneer tenminste een walsenpaar van de voor de druknabehandeling gebruikte kalander een lineaire belasting van 75 N/cm tot 700 N/cm, bij voorkeur 80 N/cm tot 5 650 N/cm, op de platen, foelies, banen, banden, profielen, plaat- resp.

foelieachtige vormstukken of voorvormlingen In de walsspleet uitoefent, waarbij de druk afhankelljk van de walsspleet gevarieerd wordt en de walsspleet bij voorkeur dezelfde afstand bezit als die van het voor de verstrekking onder druk voorgeschakelde drukwalspaar.

10 Volgens de werkwijze van de uitvinding kunnen ook de uit de extru- sie-inrichting (ook de toepassing van een extrusie-inrichting met brede spleet, in het bijzonder bij foelies, banden, platen enz., is doelmatig) uittredende plaat-, foelie-, baan-, band- of profielachtige, door druk omgevormde delen, voorwerpen of voorvormlingen onder het aanhouden van 15 de aangegeven temperatuurtrajekten, d.w.z. eventueel bij voorkeur onder afkoeling op het temperatuurtrajekt volgens de uitvinding, onmiddellijk aan het drukwalsaggregaat worden toegevoegd, zodat de vormgeving door de drukwalsen en erna geschakelde walsen, in het bijzonder ook door de druknabehandelingswals, plaats heeft.

20 De volgens de werkwijze van de uitvinding vervaardigde platen, foe lies, banden, banen, profielen of plaat- resp. foelieachtige vormdelen worden, wanneer een andere vormgeving gewenst is, aan een omvorming, bij voorkeur een dieptrekproces, onderworpen, waarbij de daarbij toegepaste temperaturen beneden de bij de werkwijze volgens de uitvinding toegepas-25 te hoogste drukwalstemperatuur moeten liggen. Zouden deze temperaturen overschreden worden, dan moeten extra maatregelen (drukopnemende vormen en dergelijke) worden doorgevoerd.

Voor de werkwijze volgens de uitvinding kunnen alle thermoplasten, bijvoorbeeld polyvinylideenchloride, polyamide, polyacetaal, polyvinyl-30 fluoride, polyvinylideenfluoride, bij voorkeur echter polyvinylchloride, polypropeen, polyetheen, polyamide, polyacetalen en hun copolymeren ge-bruikt worden. Bij voorkeur worden bij de werkwijze volgens de uitvinding thermoplasten gebruikt, die ten dele kristallijn zijn (resp. een gehalte aan kristallijne gebieden bezitten).

35 De volgens de werkwijze van de uitvinding vervaardigde platen, foe lies, banden, banen, profielen en dergelijke bezitten verbeterde mecha-nische eigenschappen. Zo blijkt bijvoorbeeld bij de volgens de werkwijze van de uitvinding vervaardigde platen, foelies, banden, banden, profielen, plaat- resp. foelieachtige vormstukken en voortbrengsels een ver-40 hoogde strekspanning en een verbeterde trekslagvastheid, waarbij deze 8203362 10 verbetering van de trekslagvastheid zowel In de baanrichting als ook loodrecht reap, dwars op de baanrichting vast te stellen is.

De strekspanning neemt bij de onder druk verstrekte platen in de walsrichting toe. Bij een cascadedrukwalsbehandeling in lengterichting 5 blijft de strekspanning dwars op de walsrichting nagenoeg gelijk of neemt slechts weinig af, waardoor deze werkwijze zich van andere mono-axiale strekprocessen onderscheidt, waarbij deze eigenschap dwars op de strekrichting sterker afneemt.

Voorts werd vastgesteld, dat de dichtheid van de volgens de werk-* 10 wijze van de uitvinding door persen gerekte of door druk verstrekte pla ten, foelies, banden, banen, profielen en dergelijke geringer kan worden dan die van het uitgangsmateriaal. Door rbntgenonderzoekingen onder brede hoek, rasterelectronenmicroscopie, microscopische opnamen en dichtheidsmetingen werd vastgesteld, dat blijkbaar een sterkere ori'dn-15 tering van de moleculen van de kunststof door de werkwijze volgens de uitvinding heeft plaatsgevonden.

Volgens een andere uitvoeringsvorm wordt de uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing voorziene vormgevings-, persrek-of extra inrichting uittredende, door druk omgevormde kunststof vervol-20 gens door zijdelings aangebrachte persen aan een persrek- of persdruk-en/of schuifdrukbehandeling bij drukken van 160 N/mm2 tot 2000 N/mm2, bij voorkeur 200 N/mm2 tot 1800 N/mm2, onderworpen.

Volgens een andere uitvoeringsvorm wordt de uit de extrusie-inrich-ting of de extrusieachtige inrichting uittredende extrusiepersmassa ge-25 heel of ten dele op een temperatuur beneden het smeltpunt resp. verwe-kingspunt afgekoeld en onmiddellijk of na uitvoering van een drukomvor-ming aan een pulserende druk-, schuifdrukbehandeling, trildrukbehande-ling of ultrageluidbehandeling onderworpen, waarbij de extrusiepersmassa resp. de uit de opening van de vormgevings-, persrek- of andere extra 30 inrichting komende door persen gerekte of door druk omgevormde plaat-, foelie-, baan-, band-, staaf- of profielachtige kunststofonderdelen resp. voorwerpen tussen tenminste twee platen van de pers worden doorge-leid, waarvan tenminste een plaat in nagenoeg tangentiSle richting ten opzichte van de kunststof aan een op- en afwaartse beweging (in een 35 richting) zwaaiend of schuddend uitgevoerd wordt en de uit de pulserende drukinrichting uittredende kunststof aan een daaropvolgende koel- en/of verder verwerkingsproces wordt onderworpen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm verlaat het thermoplastische materiaal de extrusie-inrichting of een ervoor geschakeld werktuig van 40 de extrusie-inrichting als dunwandig, gevormd element, of als dunwandige 8203352 ’ 11 extrusiepersmassa, waarbij de uit de extrusie-inrichting tredende extrusiepersmassa een gemiddelde materiaaldikte of een gemiddelde diameter van 0,3 mm tot 30 mm, bij voorkeur 1 mm tot 15 mm, bezit.

Bij of na het uittreden uit de extrusie-inrichting wordt de extru-5 siepersmassa ten dele afgekoeld en in enkele boven elkaar of door elkaar liggende lagen in terrainste een werktuigvoorruimte of onmiddellijk in de vormgevings-, persrek- of extra inrichting afgezet en gedurende of na het afkoelingsproces aan een drukomvorming en/of schuifdrukbehandeling onderworpen.

10 De uitvinding heeft voorts betrekking op inrichtingen voor de ver- vaardiging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormdelen, -voortbrengsels of -profielen van grote mechanische sterkte, bij voorkeur voor de uitoefening van de werkwijze volgens de uitvinding. Deze inrichtingen bestaan uit een extrusie-inrichting of een soortgelij- 15 ke, van een aeng- en verhittingsinrichting voorziene inrichting, alsmede enkele extra inrichtingen, waarbij tenminste een vormgevings-, persrek-of andere extra inrichting een of meer persstempels en tenminste een mondstuk, een spleet of een soortgelijke als uittrede-opening gevormde dwarsdoorsnedevernauwing, waaruit de kunststof gedurende de persrekbe-20 handeling of de drukomvorming door middel van het persstempel geperst wordt, alsmede een voorgeschakelde en/of in de extra inrichting aange-brachte koelinrichting bevat. Na deze uittrede-opening zijn een of meer inrichtingen voor de verdere verwerking en/of koeling opgesteld. Als inrichting voor de verdere verwerking is volgens een uitvoeringsvorm een 25 perswalsaggregaat of perswalspaar na de uittrede-opening opgesteld.

Dit perswalsaggregaat bestaat uit een of meer walsparen, waarvan tenminste een walspaar onder gelijktijdige toepassing van mechanische, hydraulische, elektrische en/of elektromagnetische extra inrichtingen als drukwalspaar (kompressiewalspaar), bij voorkeur een ander walspaar 30 onder gelijktijdige toepassing van mechanische, hydraulische, elektrische en/of elektromagnetische extra inrichtingen als drukwalspaar (kompressiewalspaar) en/of druknabehandellngswalspaar is gevormd. Elke wals van het voor de vers trekking onder druk of voor de nabehandeling onder druk gebruikt walspaar is direkt of indirekt door een bewegingsinrich-35 ting aandrijfbaar en bezit dezelfde walsdiameter. Volgens een uitvoe-ringsvorm is tenminste een walspaar van het door de verstrekking onder druk (persrekking) gebruikte drukwalsaggregaat door de gelijktijdig toe-gepaste mechanische, hydraulische, elektrische en/of elektromagnetische extra inrichtingen zodanig gekonstrueerd en opgesteld, dat het door 40 druk- of trekspanning een lineaire belasting van 100 N/cm tot 900 N/cm, 8203362 12 bij voorkeur 150 N/cm tot 850 N/cm, op de platen, foelies, banen, banden of aadere vormstukken uitoefent, waarbij de walstemperatuur van het tweede, derde of n-de voor de verstrekking onder druk en/of de nabehan-deling onder druk gebrulkte walspaar nagenoeg gelijk Is aan of lager Is 5 dan de temperatuur van het eerste voor de verstrekking onder druk ge-bruikte drukwalspaar (kompressiewalspaar).

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is voor het eerste drukwalspaar en/of voor en/of bij de uittrede-opening van de extra inrichting voor het persen onder druk (persrekking) een temperinrichting, bij voor-10 keur voor het afkoelen van de platen, foelies, banen, banden of plaat-resp. foelieachtige vormstukken of voorvormstukken, opgesteld, waarbij de temperinrichting bij voorkeur op een temperatuurtrajekt is ingesteld, dat tussen 26° C en een temperatuur (gemeten in °C) ligt, die tenminste 20% lager is dan de temperatuur in het kristallietsmeltpunt resp. verwe-15 kingstemperatuur van de gebruikte thermoplast, bij voorkeur tussen 30° C en een temperatuur (gemeten in °C) ligt, die tenminste 30% lager is dan de temperatuur in het kristallietsmeltpunt resp. verwekingspunt van de gebruikte thermoplast.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze en met behulp 20 van de inrichting volgens de uitvinding worden bij voorkeur platen, foelies, banen, banden, plaat- resp. foelieachtige vormstukken of voort-brengsels uit kunststof met een begindikte van meer dan 2 mm, bij voorkeur meer dan 2,5 ram, aan de strekking onder druk onderworpen.

Voorbeelden

25 Voorbeeld I

Polypropeen wordt onder toepassing van een extrusie-inrichting plastisch gemaakt. De uittredende strengvormige persmassa had bij het uittreden een temperatuur van 170° C en bezat een gemlddelde diameter van ongeveer 12 mm. De afkoeltijd bedroeg 4 minuten. De temperatuur van 30 de strengvormige persmassa was onmiddellijk voor de strekking onder druk op ongeveer 120° C verlaagd, terwijl de voor de strekking onder druk toegepaste inrichting op een temperatuur van ongeveer 23 tot 35 0 C werd gehouden. Bij het naar binnen persen door het mondstuk kon een druk van 100-200 N/mm^ gemeten worden. De bovenste mondstukopening (die in het 35 onderhavige geval ook met de inwendige diameter van de inrichting over-eenkwam) had een diameter van 22 mm, terwijl de onderste mondstukopening 20 mm lang en 5 mm breed was. Een verdichtingsdruk van 300 N/mm^ werd aangehouden. Het materiaal werd door de strekking onder druk in een werktuig geperst, waarbij een tijd voor het aanhouden van de druk van 40 40 sekonden onder toepassing van de hiervoor genoemde verdichtingsdruk werd 8203362 13 aangehouden. De onder toepassing van het werktuig vervaardigde rechthoe-kige platen resp. staven hadden een afmeting van 20 x 5 x 50 mm en beza-ten een verhoogde trek- en slagbuigvastheid.

Voorbeeld II

5 Lagedrukpolyetheen volgens voorbeeld I werd onder gelijke tempera- turen, inrichtingen enz. onder druk verstrekt, waarbij de uit de onder-ste mondstukopening tredende streng door een drukwalsaggregaat werd op-genomen en aan een verdere strekbehandeling onder druk werd onderworpen. Daarbij verminderde de oorspronkelijke plaatdikte (begindikte 5 mm) tot 10 2,6 mm.

8203362

Claims

1. Werkwijze ter vervaardlging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormstukken, -voortbrengsels of -profielen van grote mechanische sterkte uit thermoplasten, waarbij het thermoplas- 5 tische materiaal eerst in een extrusie-inrichting of in een soortgelij-ke, van een meng- en verhittingsinrichting voorziene inrichting op of boven het smelt- of verwekingspunt ervan wordt verwarrad en de uit de ex-trusieinrichting of de extrusie-inrichtingachtige inrichting uittredende strengvormige persmassa geheel of ten dele op een temperatuur beneden 10 het smeltpunt resp. verwekingspunt wordt afgekoeld, met het kenmerk, dat men de strengvormige persmassa resp. het thermoplastische materiaal ge-durende of na het afkoelingsproces in een vormgevingsinrichting, pers-rekinrichting of een andere extra inrichting tenminste aan een drukom-vorming of persrekbehandeling bij drukken van 15 90 N/mm2 - 1500 N/mm2, bij voorkeur

155 N/mm2 - 1000 N/mm2, (afhankelijk van de betreffende kunststof en de temperatuur van de strengvormige persmassa) en/of tenminste aan een pulserende druk- of schuifdrukbehandeling onderwerpt, waarbij de door druk omgevormde of 20 door persen gerekte of met schuifdruk behandelde kunststof vervolgens tenminste aan een verder temper-, bij voorkeur koel- en/of verwerkings-proces wordt onderworpen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de uit de extrusie-inrichting tredende strengvormige persmassa in een vormge- 25 vinge-, persrek- of een andere extra inrichting, die van een dwarsdoor-snedevernauwing en een voor de opname van de strengvormige persmassa dienende voorruimte resp. een kamer is voorzlen, inbrengt en uit een mondstuk, een spleet of een soortgelijke, als uittrede-opening gevormde dwarsdoorsnedevernauwing van de vormgevings-, persrek- of extra inrich-30 ting onder drukken van

90 N/mm2 - 1500 N/mm2, bij voorkeur

155 N/mm2 - 1000 N/mm2, en/of onder pulserende druk of afschuifdruk naar buiten perst en voor en/of gedurende het naar buiten persen aan een temperfase, bij voorkeur 35 een afkoelfase, onderwerpt en dat men de naar buiten geperste en molecu-lair geori'dnteerde thermoplast onmiddellijk of onder inschakeling van een tussenzone, vervolgens tenminste aan een verder temper-, bij voorkeur koelproces en/of verwerkingsproces onderwerpt.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat men de 40 uit de vormgevings-, persrek- of andere extra inrichting naar buiten ge- 8203362 perste moleculair geori'dnteerde thermoplast onmiddellijk of onder in-schakeling van een tussenzone in een of meer, met de uittrede-opening of het tussenstuk in drukvaste verbinding staande vormen reap* vormnesten, bij voorkeur gesloten vormen resp. vormnesten, onder verdere moleculaire 5 oriSntatie onder gelijktijdige of daarna volgende tempering, bij voorkeur afkoeling, perst en ook na het vullen van de vormen resp. vormnesten gedurende een tijdsperiode van 1 sekonde tot 5 minuten, bij voorkeur 10 sekonden tot 2 minuten, de druk in stand houdt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat men een 10 verhouding van de oppervlakken van de uit de extrusie-inrichting treden- de strengvormige persmassa (per gewichtseenheid) tot de oppervlakken van de telkene daaruit gevormde vormstukken resp. voortbrengsels van 30 : 1 tot 1,1 : 1 bij voorkeur 15 ; 1 tot 1,2 : 1 toepast.

5. Werkwijze volgens conclueies 1 en 2, met het kenmerk, dat men de 15 uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing voor- ziene vormgevings-, persrek of een andere extra inrichting uittredende door persen gerekte of door druk omgevormde kunststof aan tenminste een ander persrek-, drukomvormings-, drukstrek- en/of rekproces onderwerpt, bij voorkeur onder toepassing van tenminste een paar walsen.

6. Werkwijze volgens conclusies 1, 2 en 5, met het kenmerk, dat men de uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing voor-ziene vormgevings-, persrek- of extra inrichting uittredende, door druk omgevormde kunststof door strekken onder druk binnen de walsspleet van tenminste een paar kalanderwalsen resp. paar drukwalsen beneden het 25 kristallietsmeltpunt resp. verwekingspunt van de thermoplast verder ver-werkt, waarbij tenminste een paar drukwalsen van het voor de strekking onder druk (persrekking) gebruikte drukwalsaggregaat een lineaire belas-ting van

100 N/cm - 900 N/cm, bij voorkeur 30 150 N/cm - 850 N/cm, op de uit de opening van de extra inrichting komende door persen gerekte of door druk omgevormde plaat-, foelie-, baan-, band-, staaf- of pro-fielachtige kunststofonderdelen resp. -voortbrengsels in de walsspleet van een paar drukwalsen kort uitoefent.

7. Werkwijze volgens conclusies 1, 2, 5 en 6, met het kenmerk, dat tenminste een paar drukwalsen van het voor de strekking onder druk (persrekking) gebruikte drukwalsaggregaat een lineaire belasting van

100 N/cm - 900 N/cm, bij voorkeur

150 N/cm - 850 N/cm, 40 op de uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing 8203362 ·* f voorziene vormgevings-, persrek- of extra inrichting uittredende door persen gerekte of door druk omgevormde plaat-, foelie-, baan-, band-, staaf- of profielachtige vormonderdelen of voortbrengsels in de wals-spleet van een paar drukwalsen kort uitoefent, waarbij deze aan een 5 vloeiwalsproces onderworpen worden en dat men na de eerste kortdurende strekking onder druk (persrekking) nog binnen de regeneratietijd van het vermoeidheidsverschijnsel van het door druk belaste trajekt en/of de relaxatietijd van het elastische herstel van het door druk belaste trajekt van de thermoplast de platen, foelies, banen, banden, profielen, 10 plaat- resp. foelieachtige vormonderdelen resp. de door persen gerekte resp. door druk gestrekte voorvormlingen aan een of meer andere, kortdurende persrekbehandelingen of strekkingen onder druk en/of nabehande-lingen onder druk in de walsspleet van een of meer andere paren drukwalsen onderwerpt, waarbij de temperatuur van deze walsen of paren walsen 15 gelijk is aan of lager is dan de temperatuur van het eerste voor het strekken onder druk (persrek) gebruikte drukwalsaggregaat.

8. Werkwijze volgens conclusies 1, 2, 5 tot 7, met het kenmerk, dat men omtrekssnelheden van de voor het strekken onder druk (persrekking) en/of nabehandeling onder druk gebruikte walsen van de paren walsen toe- 20 past, die gelijk zijn en dat men elke wals van het voor het strekken onder druk (persrekking) gebruikte drukwalspaar direkt of indirekt door een bewegingsinrichting aandrijft.

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat men het thermoplastische materiaal de extrusie-inrichting 25 of een voorgeschakeld werktuig van de extrusie-inrichting als dunwandig gevormd element of als dunwandige strengvormige persmassa doet verlaten, waarbij de uit de extrusie-inrichting tredende strengvormige persmassa een gemiddelde materiaaldikte of een gemiddelde diameter van 0,3 tot 30 mm, bij voorkeur 30 1 mm tot 15 mm, bezit en dat men de massa bij of na het uittreden uit de extrusie-inrichting gedeeltelijk afkoelt en in enkele boven elkaar of door elkaar liggende lagen in tenminste een voorruimte van een werktuig of onmiddel-lijk in een vormgevings-, persrek- of andere extra inrichting brengt en 35 gedurende of na het afkoelingsproces aan een drukomvorming (persrekking) en/of schuifdrukbehandeling onderwerpt.

10. Werkwijze volgens conclusies 1, 2 en 4, met het kenmerk, dat men de uit de uittrede-opening van de van een dwarsdoorsnedevernauwing voorziene vormgevings-, persrek- of extra inrichting uittredende door 40 druk omgevormde of door persen gerekte kunststof vervolgens door zijde- 8203362 lings aangebrachte persen aan een persrek- en/of schuifdrukbehandeling bij drukken van

160 N/mm^ tot 2000 N/mm^, bij voorkeur 200 Ν/πηβ^ tot 1800 N/mm^, ** 5 afhankelijk van de betreffende kunststof en de temperatuur, onderwerpt.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 en 4, met het kenmerk, dat men de uit de extrusie-inrichting of de extrusieachtige inrichting uittre-dende, strengvormige persmassa geheel of ten dele op een temperatuur be-neden het smeltpult resp. verwekingspunt afkoelt en onmiddellijk of na 10 het uitvoeren van een drukomvorming aan een pulserende druk- of schuifdrukbehandeling, bij voorkeur vibratiedrukbehandeling onderwerpt, waar-bij de strengvormige persmassa resp. de uit de opening van de vormgev-ings-, persrek- of extra inrichting komende door persen gerekte of door druk omgevormde plaat-, foelie-, baan-, band-, staaf- of profielachtige 15 kunststofonderdelen resp. voortbrengsels tussen tenminste twee platen van de pers geleid worden, waarvan tenminste een plaat in nagenoeg tan-gentiSle richting ten opzichte van de kunststof een opwaartse en neer-waartse beweging (in een richting) zwaaiend of schuddend uitvoert en dat men de uit de pulserende drukinrichting tredende kunststof aan een daar-20 opvolgend koel- en/of verder verwerkingsproces onderwerpt.

12. Inrichting voor de vervaardiging van kunststofplaten, -foelies, -banen, -banden, -staven, -vormstukken, -voortbrengsels of -profielen van grote mechanische sterkte, bij voorkeur voor de uitvoering van de werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot 11, bestaande uit 25 een extrusie-inrichting of een soortgelijke, van een meng- en verhit-tingsinrichting voorziene inrichting, alsmede enkele extra inrichtingen, met het kenmerk, dat tenminste een extra inrichting een of meer pers-stempels en tenminste een mondstuk, een spleet of een soortgelijke als uittrede-opening gevormde dwarsdoorsnedevernauwing, waaruit de kunststof 30 gedurende het strekken onder druk of rekken onder persen door middel van de persstempels naar buiten wordt geperst, alsmede tenminste een voorge-schakelde en/of in de extra inrichting aangebrachte koelinrichting bevat en dat na de uittrede-opening een of meer inrichtingen voor de verdere verwerking en/of koeling aanwezig zijn. ***** 8203362