DE1261307B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von biaxial molekular orientierten thermoplastischen Schlauchfolien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B29d

Deutsche KL: 39 a3 - 7/24

Nummer: 1261307

Aktenzeichen: J 22149 X/39 a3

Anmeldetag: 26. Juli 1962

Auslegetag: 15. Februar 1968

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von biaxial molekular orientierten thermoplastischen Schlauchfolien, bei dem ein thermoplastischer Schlauch kontinuierlich senkrecht nach unten geführt, in einem Gehäuse mit einem oder mehreren Infrarotstrahlern auf eine Temperatur unterhalb seines Erweichungspunktes erwärmt und durch Aufblasen gestreckt wird. Als Beispiel für ein filmbildendes lineares Polyestermaterial sei PoIyäthylenterephthalat und als Beispiele für filmbildende lineare Polyolefine seien eine hohe Dichte aufweisendes Polyäthylen, Polypropylen und Poly-4-methylpenten-1 genannt.

Durch das vorliegende Verfahren wird der Schlauch wirksam abgekühlt und dabei die Größe der Blase reguliert. Der vertikale Temperaturgradient in Längsrichtung des ausgepreßten Filmschlauches wird geregelt und damit auch die Stelle festgelegt, an der das Strecken beginnt. Durch die mit dem Luftstrom erreichte absolut gleichmäßige Abkühlung wird ein Wandern der Blase verhindert und damit erreicht, daß ein gestreckter Film von gleichmäßiger Stärke erhalten wird, und zwar auf Grund der gleichförmigen Abkühlung als auch durch die gleichbleibende Lage der Blase.

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von schlauchförmigen, biaxial orientierten Filmen aus thermoplastischen Werkstoffen bekannt, bei denen der Filmschlauch kontinuierlich nach unten geführt und dabei auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes erwärmt wird, bei der eine Orientierung des Filmes erfolgen kann und der Filmschlauch durch Aufblasen gestreckt wird, um ihn bixial zu orientieren. Eine Erwärmung des Filmschlauches erfolgt dabei mittels einer Infrarotheizvorrichtung, die in einem die Vorrichtung und den Schlauch umgebenden Gehäuse angebracht ist.

Eine Schwierigkeit, die bei einem solchen Verfahren zur Behandlung von Folienschläuchen auftritt, beseht darin, daß die Streckbase der Folie dazu neigt, während des Prozesses zu wandern. Ferner besteht die Gefahr, daß zufällig Zugluft auf die Folie während des Erhitzens einwirkt und eine ungleichmäßige Erhitzung des Schlauches herbeiführt. Sowohl das Wandern als auch die ungleichmäßige Erhitzung des Schlauches bewirken Veränderungen der Dicke der gestreckten Folie. Es wurde nun gefunden, daß das erwähnte Wandern im wesentlichen durch zufällige Zugluft verursacht wird, und der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, diese Zugluft zu reduzieren oder zu regeln.

Erfindungsgemäß wird dies bei der Herstellung

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von biaxial molekular orientierten
thermoplastischen Schlauchfolien

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Ltd., London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:
Aubrey Frank Riggs,
Knebworth (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. Juli 1961 (27 439),
vom 4. Juli 1962

einer Folie aus thermoplastischem Kunststoff gemäß einem Verfahren der einleitend angeführten Art dadurch erreicht, daß ein im wesentlichen senkrecht nach oben gerichteter, den Schlauch umhüllender Luftstrom durch das Gehäuse geführt wird.

Während des Streckens wird der Schlauch mittels eines weiteren nach oben gerichteten Luftstromes gekühlt, der dem Schlauch an der Stelle zugeführt wird, wo dieser aufhört oder aufgehört hat, sich zu strecken.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist mit einer Einrichtung versehen, durch die ein thermoplastischer Schlauch senkrecht nach unten in die Vorrichtung hinein und nach dem Strecken aus der Vorrichtung hinausgeführt wird. Außerdem sind Infrarotstrahler zum Erhitzen des Schlauches, eine Aufblaseinrichtung für den Schlauch und ein die Infrarotstrahler und den Schlauch umgebendes Gehäuse vorgesehen. Das Neue bei dieser Vorrichtung besteht darin, daß das Gehäuse an seinem unteren Ende den Schlauch ringförmig umgebende Öffnungen für den Durchtritt eines im wesentlichen senkrecht aufwärts gerichteten Luftstromes aufweist. Das Gehäuse kann die Infrarotheizvorrichtungen und die gesamte Streckzone des Filmes umgeben.

Dies ist jedoch nicht immer erforderlich und häufig ist ein Gehäuse ausreichend, das lediglich die Infrarotheizvorrichtungen selbst so weit umgibt, daß es

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sich bis zur Ebene der untersten Infrarotheizvorrichtungen nach unten erstreckt.

Wenn höhere Aufblasdrücke angewendet werden, so werden festere Filme erhalten. Solche höheren Aufblasdrücke können angewendet werden, wenn die Schlauchfolie während des Streckens an der Außenoberfläche gekühlt wird. Diese Arbeitsweise und das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren können hinsichtlich ihrer Wirkung in geeigneter Weise kombiniert werden. So kann beispielsweise ein weiterer Kühlluftstrom gegen die sich streckende Schlauchfolie an die Stelle gerichtet werden, wo die Streckbehandlung beendet wird oder beendet worden ist, so daß sich dann die Streckung nach oben verlagert. Dieser Kühlluftstrom unterstützt die Stabilisierung des Schlauches und der sich streckenden Schlauchfolie. So kann der sich strekkende Film mit Hilfe eines aufwärts gerichteten Luftstromes gekühlt werden, der von allen Seiten gegen die Schlauchfolie an die Stelle gerichtet wird, wo das Ende der Streckbehandlung stattfindet bzw. die Streckbehandlung durchgeführt worden ist. Wenn das Gehäuse nicht nur die Infrarotstrahler, sondern auch die sich streckende Schlauchfolie umgibt, so kann die Druckluft durch den Umfangeinlaß des Gehäuses unterhalb der Heizvorrichtungen eingeleitet werden. Dieser untere Teil des Gehäuses kann jedoch fortfallen, und die Kühlluft kann direkt um die Schlauchfolie herum durch entsprechende Leitungen zugeführt werden. Diese letztere Anwendung ist zweckmäßig, da in vielen Fällen auf die Stabilisierungswirkung des weiteren Gehäuses verzichtet werden kann. Hierdurch wird für den Arbeiter die Schlauchfolie leichter zugänglich, was beim Inbetriebsetzen der Vorrichtung und für die Entfernung von überschüssigem Material wesentlich ist, falls die Schlauchfolie einmal gerissen sein sollte.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren und die zur Durchführung desselben geeignete Apparatur gemäß der Erfindung sind im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird eine Schlauchfolie 1 aus thermoplastischem Werkstoff, beispielsweise aus Polypropylen, nach unten zwischen Quetschwalzen 2 hindurchgeführt, durch die eine Sonde 3 in das Innere des Schlauches eingeführt ist, um ein Aufblasgas in das Innere des Schlauches einführen zu können. Der Schlauch wird dann durch die Wendern einer Infrarotheizvorrichtung 4 hindurchgeführt, die auf eine Temperatur von 800° C erhitzt ist und gelangt dann in eine keramische Heizvorrichtung 16, welche auf 500° C erwärmt ist. Darm wird die Schlauchfolie gedehnt und gestreckt und tritt durch eine Wandung 6 hindurch, worauf sie schließlich durch Führungsrollen 7 zusammengelegt und durch Quetschwalzen 8 abgezogen wird.

Die Heizvorrichtungen sind von einem Gehäuse 9 umgeben, an dem Umfangsöffnungen 10 und 11 zum Durchleiten von Luft angebracht sind. Die Luft kann durch die Öffnung 10 nach außen und durch die Öffnung 11 entweder nach außen oder innen während der Durchführung des Verfahrens geleitet werden. Die am unteren Ende des Gehäuses 9 vorgesehene Öffnung besteht aus zwei übereinanderliegenden auf ihrem Umfang verschiebbaren Ringen 12 und 13, die mit Öffnungen versehen sind. Durch entsprechendes Verdrehen der Ringe können diese Öffnungen in Übereinstimmung miteinander gebracht werden, so daß hierdurch die zugeführte Luftmenge geregelt werden kann. Auf einem der Ringe 12 oder 13 ist ein Kranz 14 aus Kunststoffasern aus Polyester-, Polyamid- oder Cellulosestapelfasern angebracht, wobei die Fasern nach innen gerichtet sind und durch den gestreckten und nach unten gezogenen Schlauch nach unten abgebogen werden.

Der obere Teil des Gehäuses 9 ist mit zylindrischen Führungen 15 versehen, wodurch eine Turbuo lenz des Luftstromes verringert wird und der Warmluftstrom in Form konzentrischer Ringe fließt.

Das Gehäuse kann an der Stelle, wo die gestreckte Schlauchfolie aus dem Gehäuse austritt, durch eine Wand verschlossen werden, welche aus einem Blattmaterial besteht, das eine Öffnung für die gestreckte Schlauchfolie besitzt, und die gewöhnlich einen geringeren Durchmesser besitzt als die Schlauchfolie und radiale Schlitze aufweist, wodurch Segmente gebildet werden, die durch die Schlauchfolie nach

ao unten abgebogen werden. Diese Abschlußwand besitzt an den Stellen, die mit der Schlauchfolie in Berührung treten, eine Oberfläche aus Polytetrafluoräthylen.

Die bei einem Ende des Gehäuses, z. B. durch die Ringe 12 und 13 zugeführte Luft kann kalt oder erwärmt sein und kann je nach Bedarf entweder durch das Gehäuse nur als Konvektionsstrom hindurchgehen oder zwangläufig zugeführt werden, insbesondere wie früher erwähnt, als ein Kühlmittel.

Als Infrarotstrahler können keramische Heizkörper mit einer Betriebstemperatur von 500 bis 600° C, Heizkörper mit Drahtwendeln mit 700 bis 1100° C oder geschlossene Lampen mit Kohlen- oder Wolframfäden bis zu 3227° C, falls erforderlich, verwendet werden.

Die Regulierung des Luftstromes kann durch die Ringe 12 und 13 erfolgen oder vorbestimmt sein, wobei die Spaltweite der Öffnungen 10 und 11 vor Arbeitsbeginn eingestellt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit Hilfe von Vorrichtungen durchgeführt werden, die von der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform abweichen, indem z. B. die Ringe 12 und 13 und der Teil des Gehäuses 9 unterhalb des Heizkörpers 5 weggelassen sind und die Regelung des Luftstromes durch Einstellung der Spaltweite der Öffnungen 10 und 11 erfolgt. In diesem Fall bildet den unteren Einlaß lediglich der ringförmige Zwischenraum zwischen den Infrarotstrahlern 5 und dem expandierten Schlauch. Als Alternative kann auch nur der untere Teil des Gehäuses weggelassen sein, wobei die Ringe 12 und 13 benutzt werden, um ein Kühlmittel einzuführen.
Ein weiterer Vorteil der Einführung von Kühlluft durch den unteren Einlaß in das Gehäuse 9 besteht darin, daß sie die Verwendung von relativ hohen Aufblasdrücken im Schlauch bzw. von relativ hohen Dehnungen in der Bewegungsrichtung des Filmes zuläßt, wodurch ein Film mit einem hohen Transparenzgrad und guten Zugfestigkeiten und Schrumpfeigenschaften hergestellt werden kann.

Bei einer anderen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die gegenüber der in der Zeichnung dargestellten modifiziert ist, können die Ringe 12 und 13 (und erforderlichenfalls auch der untere Teil des Gehäuses 9) weggelassen sein und Einrichtungen zur örtlichen Veränderung des Kühlmittelstromes längs des Umfanges des

Schlauches vorgesehen sein, wodurch Veränderungen der Dicke der Folie, die während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auftreten, reduziert oder eliminiert werden können. Diese Einrichtungen können z. B. aus einem Ring bestehen, der den gleichen Innen- und Außendurchmesser besitzt wie der Ring 13, jedoch an Stelle der einzelnen öffnungen des Ringes 13 einen Ringspalt enthält und eine Reihe von am Umfang im Abstand angeordneten Gliedern aufweist, die längs einer horizontalen Fläche des Ringes 13 in radialer Richtung bewegbar sind, so daß die effektive Breite der ringförmigen Öffnung an verschiedenen Stellen längs ihres Umfanges verändert werden kann, wobei diese Glieder normalerweise in Verbindung mit Einrichtungen zur zwangläufigen Zuführung des Filmes durch die ringförmige Öffnung verwendet werden. Wenn nun verdickte Stellen in der gestreckten Folie auftreten, so kann der Kühlmittelstrom durch die ringförmige öffnung bei derjenigen Stelle ihres Um- ao fanges, die der Stelle, wo der Film eine solche Verdickung aufweist, benachbart ist, durch Verminderung der effektiven Breite der Öffnung reduziert werden. Umgekehrt kann der Luftstrom örtlich dort verstärkt werden, wo im Schlauch dünne Stellen auftreten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von biaxial molekular orientierten thermoplastischen Schlauchfolien, bei dem ein thermoplastischer Schlauch kontinuierlich senkrecht nach unten geführt, in einem Gehäuse mit einem oder mehreren Infrarotstrahlern auf eine Temperatur unterhalb seines Erweichungspunktes erwärmt und durch Aufblasen gestreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen senkrecht nach oben gerichteter, den Schlauch umhüllender Luftstrom durch das Gehäuse geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch während des Streckens mittels eines weiteren nach oben gerichteten Luftstromes gekühlt wird, der dem Schlauch an der Stelle zugeführt wird, wo dieser aufhört oder aufgehört hat, sich zu strecken.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung, einen thermoplastischen Schlauch senkrecht nach unten in die Vorrichtung hinein- und nach dem Strecken aus der Vorrichtung herauszuführen, mit Infrarotstrahlern zum Erhitzen des Schlauches, mit einer Aufblaseinrichtung für den Schlauch, und mit einem die Infrarotstrahler und den Schlauch umgebenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) an seinem unteren Ende den Schlauch ringförmig umgebende öffnungen für den Durchtritt eines im wesentlichen senkrecht aufwärts gerichteten Luftstroms aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1080 295.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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