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Verfahren zum Orientieren von thermoplastischen Kunststoffolien in
Schlauchform die Erfindung betrifft das Orientieren von thermoplastischen Kunststoffolie
in Schlauchform.
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Der Gedanke, die physikalischen Eingenschaften von thermoplastischen
Kunststoffolien durch Orientieren unter gesteuertan Bedingungen, besoners bei gesteuerter
Temperatur, zu vorbessarn, ist nicht neu. tuch der Gedanke, schlauchförmige thermoplastische
Kunststoffolien von innen her mit Hilfe vGn unter druck stehendem Gas aufaublähen,
ist nicht neu. Bei den meisten thermoplastischen Polymerisaten, besonders bei Polyprcpylen,
tritt jedoch die Erscheinung das unleichmässigen Aureckens
auf,
die eich in der Folie in Form eines oder mehrerer V-förmiger Muster in der Reckzone
und von antsprechenden Spannungsstreifen in der aufgewickelten Folie kundtut. Diese
Schwierigkeit besteht schon seit langer Zeit und hat bisher die Anwendung des Yerfahrens
des Aufblasens zur Orientierung von Kunststoffolien behindert.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zum Orientieren von thermoplastischen.
schlauchförigen Kunststoffolien verläuft ohne ungleichmässigss Ausrecken beim aufblähen,
da erfindungsgemäss das Aufblähen der schlauchförmigen Folie anfänglich behindert
bzw. eingedämmt wird.
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Fig. 1 ist eine te@lweise im Schnit zusgeführte Schematische Ansicht
von einer worrichtung zur Durchführung des er£indungsgemässen Vrfahrens; Fg. 2 zeigt
kn Querschnitt den in der Vorrichtung gemäss Fig. 1 verwendeten scih erwieternden
Führungsring.
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Gemäss der Erfindung werden dic Maxima in einen normalen Spannungs-Dehnug@kurvo
durch Verwendung eines sich erweiternden Führungssinges vernieden, der auf dem Weg
der schlauchför,igen Folie an und unmittelbar hinter der "natürlichen" Aufblasstelle.
oder der Ebene der aufänglichen Aufblähung der schäauchförmigen Folie angeordnet
ist, wenn diese sich beim Wiederehritzen
bei einem gegebenen Innendruck
aufbläht.
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Wie sich aus den typischen Spannungs-Dehnungskurven für verschiedene
Stoffe, besonders für Polyolefine, ergibt, findet die Ausreckung in dem gunatigsten
Teil der Kurve statt, wenn das Recken oder die Dehnung unter praktisch gleichmässiger
Spannung bei einer 60 hohen Temperatur durchgeführt wird, dass eine Spannungs-Dehnungskurve
mit einem Maximum vermieden wird.
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Der sich erweiternde Führungsring verhindert den Beginn des Ausrockens,
bevor diese gewünschte Temperatur erreicht ist, gleicht die Spannung rings um den
Umfang der e4ch aufblähenden schlauchförmigen Folie auo und sorgt für die Innehaltung
dieser Bedir@ungen, bis der 3ereich des Maximams in der Spannungs-Dehnungskurve
bei den niedrigeren Temperaturen überschritten iet.
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Ferner ergibt eich aus den Kurven und aus der praktischen Erfahrung,
dass die weitere Dehnung ohne Föhrung bzw. Eindämmung durchgeführt werden kann,
ohne dass ein ungleichmässiges Ausrecken erfolgt, wenn die Umfangsausdehnung in
Querrichtung mechanisch verhindert wird, bis eine mindestens 40 %ige Dehnung stattgefunden
hat.
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Der sich erweiternde Führungsrin, der gegebenenfalls von innen her
gek2hlt seln kann, normalisiert die Temperatur rings um den Ümfang der schlauchförmigen
Folie und behindert die
Ausdehnung in der Querrichtung. Wenn die
Dehnung der Folie derart oberhalb ihrer Mindestrecktemperatur behindert wird, erfolgt
die erforderliche Kühlung durch den sich -erweiternden Führngsring so, dass die
Gleichmässigkeit des ausreckens wesentlich verbessert wird, wenn die Folie anschliessend
ohne Führung bzw. Behinderung gereckt wird. Das Verfahrenstemperaturprofil bestäti&t,
daßs eine Kühlung während des Ausreckens für eine zufriedenstellende Arbeitsweise
erforderlich ist.
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Der sich erweiternde Führungsring kühlt die Aussenfläche der schlauchförmigen
Folie mit ausreichender Geschwindigkeit und kann zur Erzielung noch höherer Kühlgeschwindigkeiten
auch von innen her gekühlt sein, damit die übermässige Ausreckung der d2nnen Teile
der Folie verzögert und damit auch die Vergröseerung der Dickeschwankungen verzögert
wird.
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Gemäss Fig. 1, die das erfindungsgemässe Verfahren schematisch erläutert,
wird der termoplastische Kunststoff zunächst in der Strangpresse 10 über seinen
Schmelzpunkt erhitzt. Der ge-@@hmolzene Kunststoff, der sich vorzugsweise um mindestens
100 o über seinem Schmelzpunkt oder Krietallschmelzpunkt befindet, wird durch die
Strangpressöffnung 11 in Form einer schlauchförmigen Folie 14 mit einer Wandstärke
zwischen 0,38 und 2,16 mm stranggepresst. Dann wird die schlauchförmige Folie durch
das Förderorgan 13 Uber den Kühldorn 12 gezogen. Das Förderorgan 13 besteht aus
zwei Aggrsgaten von kraftschlüssig
angetriebenen Gummiquestschwalzen,
die die Oberfläohe der gekühlten schlauchförmigen Folie berhhren und die Folie mit
bestimmter Anfansgeschwindigkeit weiterfördern. Das Förderorgan 13 dient ferner
dazu, das Hin- und Herschwanken der Folie zu verhindern und die frisch stranggepresste
Folie unmittelbar hintsr der Strangpressöffnung gegen die an einer späteren Stelle
zur Einwirkung gebrachte Längsspannung zu isolieren. anstslle kraftschlüssig angetriebener
Walzen können als Pörderorgane auch endlose Pörderbänder verwendet werden.
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Der Kühldorn 12 ist ein hohler Metallzylinder, der von der Strangpressöffnung
durch die nicht-metallische Isolierscheibe 15 isoliert ist. Die Scheibe besitzt
rings um ihren Umfang Öffnungen 26, die durch die Leitung 27 mit der Aussenluft
in Verbindung stehen. Die mit den Ein- und Auslasarohren 28 und 29 in der Leitung
in Verbindung stehenden Ktiiiisehlangen 30 befinden sich in der Nähe der Innenfläche
des Domes. Die Kühlschlangen 30 führen Kühlwasser, welches die Temperatur der schlaucförmigen
Folie auf etwa Raumtemperatur herabsetzt; in der Praxis kann man bei Temperatuen
von 100 C bis etwa 500 C arbeiten, um die meisten thermopiastiechen Kunststoffolien
in einen nicht-verformbaren pla. ntischen Zustand überzuführen, dvh. in einen Zustand,
in dem die Folie dem Ausrecken widersteht, Da die schlauchförmige thermoplastische
Kunststoffolie durch das Kühlen schrupft, ist der Dorn vorzugsweise engtsprechend
dem
Umfang der schrumpfenden Folie verjüngt. Im Bedarfsfalle können Druckentspanungsbereiche,
wie sie in der USA-Patentschrift 2 987 765 beschrieben sind, vorgesehen sein, um
den Gasdruck hinter dem Dorn 12 zu isolieren.
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Daa Ausziehen erfolgt mit Hilfe eines Aggregates von Haltewalzen 24,
die mit mindestens der doppelten Geschwindigkeit umlaufen wie das Förderorgan 13.
Die Folie rückt dann durch den ersten Heizabschnitt 18 vor. Im Rahmen der Erfindung
kann auch jede andere Anordnung angewandt werden, die eine Brhitzng der äussren
Oberfläche der schlauchförmigen Folie herbeiführt. Der anfängliche Heizabschnitt
18 dient sum Erhitzen der Folie auf einen Temperaturbereich unmittelbar unter dem
Orienti erungstemperaturebereich des thermoplastischen Kunststoffes. Die genaue
Temperatur, auf die die Polie in dem anfänglcihen heizabschnitt 18 erhitzt wird,
hängt von verschiedenen Faktoren ab. Je grösser z.B. die Durchlaufgeschwindigkeit
der Felle iat, desto höher muss die Temperatur sein, auf die die Folie erhitzt wird.
Je höher die Intensität des letzten Innenerhitzers 22 ist, desto niadriger kann
die Temperatur sein, auf die die Folie in deia anfänglichen Heizabschnitt 18 bei
konstanter Durchsatzgeschwindigkeit erhitzt zu werden braucht. Im Rahmen der Erfindung
kann die Gleichmässigkeit der Temperatur der schlauchförmigen Folie unmittelbar
vor dem Aufblühen und während des Beginns des Aufblähens durch Anwendung des sich
erweiternden Führungsringss 36 verbessert werden.
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Luft oder ein sonstiges Gu, da duroh den Einlass 20 ein-und durch
den Auslass 21 austritt, erzeugt den nötigen Druck in der schlauchförmigen Folie,
um du Zusammenfallen des Schlauches zu verhindern, wenn er sich auf einer Temperatur
unterhalb der orlentierungstemperatur befindet, und den Schlauch um einen bestimmten
Betrag ufzublähen, wenn seine Temperatur den Orientlerungabereleh erreicht hat.
Das Ausmass des Aufblähens hängt von dem Druck in der Folie, der genauen Temperatur
innerhalb des Orientierungsbereichs, auf die die Folie gebracht wird, der Geschwindigkeit,
mit der die Folie erhitzt wird, der Dicke der Folienwand, der Ktllilgeechwindigkeit
usw. ab und kann von dem erfahrenen Fachmann entweder zuvor oder aui Grund von Versuchen
eingestellt werden.
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Die schlauehförmigo Folie wird mittels des auf dem Stiel 19 befestigten
stiftförmigen inneren Strahlungserhitzers 22 auf eine Temperatur innerhalb des Orientierungsbereichs
gebracht, bei der die Polie sich aufbläht. Der Erhitzer 22 ist durch die durch die
Leitung 27 führenden Drähte mit einer nicht dargeetallten Stromquelle verbunden.
Unmittelbar narh Erreichung deo Orientierungstemperaturebereichs beginnt die schlauchförmige
Folie 14, eich infolge des Innendruckes auf zublähen und sich gleichzeitig infolge
des Unterschiedes in den Umlaufgeschwindigkeiten zwischen den Haltewalzen 24 und
dem Pörderorgan 13 in Längsrichtung zu dehnen. Unmittelbsr vor Beginn der
Aufblähung
liegt jedoo@ die Aussenseite der Folie gegen den zylinderförmigen Abschnitt 37 des
Führungseringes 36 an, und wenn die schlauchfrörmige Folie beginnt, sich aufzublächen,
wird die äussere Oberfläche der Folie von dem sich erweiternden Flansch 38 des Führungsringes
36 so geführt, dass die Temperatur und di sich daraus ergebenden Spannungen rings
um den Umfang der schauchfö@migen Folie herum ausgeglichen werden und das Aufblähen
und die Orientierung unter gesteuerter Füh rung vor sich gehen. Wen die schlauchförmige
Folie sich aufbläht und durch den sich orweiternden Fähungring hindurch und an demselben
vorbeigesogen wird, bläht sie sich weiter unbohindert auf, und ihre ihnere Oberfläche
entfernt sich immer weiter von dem innern Erhitzer 22. Nach dem austritt aus dem
Führungsring 36 wird die Aussenfläche durch einen luftstrom aus dem rings um den
Umfang herum angeordneten kühlring 31 gekühlt. Der Auslase des Eüb@@@inges 3t iat
so ge@ichtet, dass ein Teil der Kühluft avf die Ausseufläche der schlauchförmig
gen Folie 14 unit ein anderer Teil auf die Kühlxippen 35 an acr Aussenseite des
Flansches 38 auftrifft. Dann nähert sich die Aussensaeite der schlauchförmigen Folie
14 dem Kühlring 25.
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Durch diess Zusammenwirken des Fortrückesn der Folie von dem Innenerhitzer
in dem sich erweiternden Führungering, der Kühlung durch den Luftstrom und der Annäherung
an den Kühlring wird die Temperatur der Folie berabgesstzt. Die so aufge@lähte und
längsereckte schlanchförmige Folie wird dann bei ihrem
Druchgang
durch den Kühlring 25 weiter gekühlt. Bbenso wie der Kühldorn, kann auch der Kühlring
25 in seiner Oberfläche Kühlschlangen enthalten, die Kühlwasser führen. Die Erfindung
ist aber werder suf die besonderer, hier beschriebene heizanordnung noch auf die
besondere, hier beschriebene Küblanordnung beschränkt.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Pührungsring 36 zur Steuerung der
Umfangseindämmung der schlaufchförmigen Folie werden Länge und Verjüngung des zylinderförmigen
Abschnittes 37, länge und Erweiterung des Flansches 38 (mit entsprechendem Überagansradius
32), der Kegelwinkel 33 und der wirksame Durchmesser 34 (lichte) Weite) von dem
Reckverhalten, der Arbeitetemperatur und dem Durck eines gegeben systems bestimmt.
Die Wärmeübertragung von der schlauchföfmigen Folie auf den Führungsring und das
Gleichgewicht zwischen dem Luftdruck in der Kunststoffblasse und dem schützenden
Grenzflächenlvftfilm auf der Aussenseite der schlauchförmigen Folie bestimmt im
allgemeinen Ei Leistung des Führungsringes.
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Hinsichtlich der Konstruktrionsgrössen des sich erweiternden Führungsringes
ist zu bemerken, dass sowohl grosse als auch kleine diametrale Aostände @wischen
der wiedererhitzten, stranggepressten Folit und dem sich erweiternden elcrl als
wirdsam zur Beseitigung der Ungleichmässigkeit im
Ausrecken erweisen
haben. Ein grosser dimatraler Abstand ermöglicht einen weiteren Arbeitsbereich,
erfordert aber auch höhere Orientierungstemperaturen. Bei einem. stranggepressten
schaluch von 2,4 cm Durchmesser ermöglicht ein diametraler Abstand zwischen dem
Kunststoffschlauch und dem zylinderförmigen Teil 37 des sich erweiternden F2hrungsringes
36 von 0,75 bis 1 mm eine beständige Arbeitsweise, während ein Abstand von 3,3 bis
3,55 mm zu einer unbefriedigenden Arbeitsweiee führt. wen der Durchmesser der schlauchförmigen
Folie um i bis 1,27 mm grösser ist als der Durchmesser des sich erweiternden Führungsringes,
läs's't' sich das Verfahren nicht druchführen. Zwischen der Aussenfläche der Folie
und dem zylinderförmigen Teil 37 soll eine niedrige Widerstandskraft Je Umfangseinheit
innegehalten werden.
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Der Konus des Flansches 38 kann lang oder kurz sein, um in gleich
wirksamer Weise die Ungleichmässigkeit des Aupreckens zu bessitigen; der längers
Konus verbessert jedoch merklich die beständigkeit und Ebenheit der Folie. Durch
einen langen iylindbr wi'rd" die Gleichmässigkeit dor Temperatur und damit auch
der Foliendicke verbessert; N1t zunehmender Länge des zlinderförmigen Teiles bei
geringem diametralem Abstand vergrössert scih aber auch die Widerstandskraft.
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Der Kegelwinkel 33 soll so weit wie möglich der gewünschten Blaesnform
entsprechen; Winkel von 5 bis 450 mit der Waagerechten haben sich als wirksam erwiesen.
Mit abnehmendem Ke gelwinkel oder zunehmender Kegellänge nehmen Jedoch auch die
Widerstandskräfte an der Oberfläche zu. Es wurde gefunden, das kleine Radien von
beispielsweise 6,35 bis 12,7 mm der Rundung 32 zwischen dem Konus und dem Zylinder
wirksam und zweckmässig sind.
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Ein bevorzugter, sich erweiternder Führungsring für Durchmeseer des
stranggepressten Schlauches von 24,4 bis 24,6 cm hat eine Zylinderlänge von 38,1
cm, einen Rundungeradlus (bei 52) von 15,9 mm, eine Konuslänge von 15,24 cm und
einen Kegeglwinkel von 35° mit d Waagerechten. Pttr andere Durchmesser können entsprechende
@nders Längenverhältnisse verwendet werden.
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Der Werdestoff des sich erweiternden Führungsringes 36 und seina Oberflächenbearbeitun-g
richten sich gewöhnlich nach dem Jewels zu verarbeitenden Kunststoff, iem Reibungskoeffizienten
des Kunststoffes, den Widerstandskräften während der die Querdehnung behindernden
rührung und der für eine wirkaame, gleichmässige Ausreckung und minimale Dickeschwankung
gewünschten Temperaturebeziehung. Geeignete Werkstoffe sind z.B.
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Aluminium, Beryllium, Kupfer, Stahl. verchromtes Aluminium, verchromter
Stahl und mit Fluoräthylenpolymrisaten beschichtetes il'i;ninium sowie mit diesen
Polymerisaten beschichteter Stahl.
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Es ist wichtig, das der Führungsring mit dem Rest der Vorrichtung
konzentrisch ist. Der sich erweiternde Führungering soll konzentrisch mit dem @ühldorn,
dem Aussenerhitzer, dem inneren Strahlungserhitzer, dem Luftring und dem Kühlungsring
und somit auch mit der schauchförmigen Folie ssin und dient zur FUhrung des Schlauches
und zur Gewhrileistung des genauen Sitzes der Blase auf dem Flansch, damit die richtige
Temperatur- und Spannungsmormalisieung beim Aufblasen der sohlauchförmigen Folie
erreichv wird. Der sich erweiternde Führungsring kann festatehend sein odem vorzugsweise
gleichsnnig oder entgegengesetzt zu dem Rest der Vorrichtung rot:'eren oder mit
gesteuerter Frequenz schwindgen.
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Durch beobschtung der Grenzen des erfindungsgemässen Verfahrens erzielt
man einige aussergewöhnliche Ergebnisse. Die erhaltene, biaxial orientierte Folie
zeigt nicht die übliche vergrösserten Dickeschwankungen, die normalowwe@se beim
Folienflieseverfahren auftreter. Das bedeutet, die Dickesechwankungen, die beim
Strangpreeeer. n@hezu unvermeidlich sind, werden nicht, wie es bei den bisher bekennten
Blasverfaaren der Fall war, durch das Aufblasen vergrössert. Ein anderes wichtiges
Ergebnie liegt darin, dass kristalline Polymerisate, besondere Polypropylen, die
sioh bisher beim Aufblassen von schlauchförmigen Folien nur ungleichmässig auerecken
@essen, bei dem erfindungsgemässen Verfahren diesen Fehler nicht mehr zeigen.
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Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Polien besitzen
eine verbesserte Ebenheit, Ferner können innerhalb der Grenzen des Verfahrens Folien
mit geringer Schrumpfung in längsrichtung und hoher Schrumpfung in Querrichtung
herSestellt werden.
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Von den folgenden Beispielen, die die Erfindung weiter veranschaulichen
sollen, erläutert Beispiel 1 die beste Art zur Dtrchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens.
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B e i s p i e l 1 In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird
geschmolzenes Polypropylen mit einer Dichte von 0,90 bei 200 bis 210° C mit einer
Geschwindigkeit von 72,57 kg/Stunde aus einer 11,43 om.
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Strangpresse durch eine kreisförmige Strangpressöffnung mit einem
Durchmesser von 24,4 cm und einer Spaltweite von 0,889 mm stranggepresst. Die stranggepresste
schlauchförmge Folie wird zu dem nicht-verformbaren plastischen Zustand gekühlt.
inden sie über einen auf 150 o gehaltenen, verJUngten Innendorn mit einem nenndurhcmesser
von 24,4 cm und einer Verjüngung von 0,065 mm/cm geführt wird. Die schlauchförmige
Folie wird mittels des Förderorgans mit einer Geschwindigkeit ton 2,9 m/Minute aus
der Strangpressöffnung über den Innendorn gezogen. durch Verbindungsleitungen im
Ende des Kühldornes wird Luft eingeführt und an die Atmosphäre abgelassen. Die so
entstehende
offene Blas besitzt einen Innendruck innehalb der
schlauchförmigon Folie von 12,7 cm Wassersäule. Beim Abkühlen über dem Innendorn
schrumpft die schlauchförmige Rollo in ihrem Durchmesser. Iurch diese Schrumpfung
und die Verjüngung des Dornen wird verhindert, dass die am Ende des Dornee eingespritzte
Luft in der Gegend der Strangpressöffnung auf die geschmolzene schlauchförmige Polie
einen Druck ausüben kann.
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Nach dem Durchgang durch das Förderorgan gelangt die echlauchförmige
Folie in eine erste Erhitzungszone, wo sie auf 1350 C erhitzt wird. Die erste Erhitzungszone
wird von äusseren St@ahlungshelzkörpern gebildet, die auf 370 bis 425° C gehalten
werden. Der sich erweiternde Führungsring hat einen 38,1 cm langen und 24, 6888
om weiten zylindrischen Tei, während der konische Teil des sich erweiternden Führungsringes
15,25 om lang ist und der Radius der Rundung zwischen den beiden Teilen 6,35 mm
beträgt, Nach ihrem Durchgang durch die erste Heizzone gelangt die schlauchförmige
Folie in den zylinderförigen Abschnitt des Führungsringes.
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Unmittelbar nach dem Durchgang durch die erste Heizzone gelängt die
schlauchförmige Folie ferner in die letzte heizzone, wo sie auf etwa 150 bis 1550
a erhitzt wird. Diese Erhitzung erfolgt durch strahlende Wärme mittels eines stiftförmigen
Innenerhitzers von 91,44 ein Länge mit einer Nennleistung von 14,2 kW, der mit 12
kW betrieben wird und eine Oberflächentemperatur von
6000 C besitzt.
Bei dem Innendruck von 12,7 cm Wassersäule reckt sich die schlauchförmge Folie bei
der Temperatur Ton 150 bis 1550 a aus und bläht sich auf. Der konische Abschnitt
des sich erwiternen F2hrungeringes wird durhc den auf ihn suftreffenden Teil des
Luftringes gekühlt. Die Temperatur diesee Ringabschnittes beträgt 1350 O. Die sich
aufblähende schlauchförmige Polie liegt an dem koniechen Abschnitt des Führungseringes
an und wird dadruch während des ersten Teiles ihrer Aufblähung in Umfangerichtung
eingedämmt. Die Eindämmung des Blähvorganges erfolgt, bis eine Dehnung um etwa 40
% (auf das 1,4-fache~ stattgefunden hat. Der sich erweiternde Führungering gleicht
die Temperatur und die Spannungen der schlauchförmigen Folie bei der Aufblähung
aus. Di. Längsdehung auf das 5-fache der ursprürglcihen Länge erfolgt durch ein
Paar von Haltewalzen, die die Folie mit einer Geschwindigkeit von 14,5 m/Minute
ausziehen. Das Aufblähen bis auf einen Durchmesser von 122 om entspricht einer Querdehnung
auf das 5-£aohe des ursprünglichen Durchmessers.
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Der Hauptteil der Kühlung erfolgt, indem die Kühlrngluft, bei einer
Temperatur von 400 C mit einer Geschwindigkeit von 183 m/Minute gegen die Aussenfläche
der schlauchförmigen Polio geblason wird. Die aufgeblähte Folie wird woiter durch
einen 91,44 cm langen und 122 om weiten, mit Wasser gekühlten Ring auf 35° C gkeühlt.
Schliesslich wird die sowohl in Längersichtuns
als such in Querrichtung
auf Je du 5-fache ausgerekte sohlauchförmige Polie beim Durchgang durch den Walzenmung
einer Paares von Haltewalzen flachgedrückt und auf eine Rolle aufgewickelt.
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Die Polio, die eine Nenndicke von ?5,4 µ besitzt, hat die folgenden
Eigenschaften: Längsrichtung Querrichtung Zugfestigkeit, kg/cm2 1546,8 1406,2 Bruchdehnung,
% 61 67 Anfangszugmodul, kg/cm2 20 6Q7 20 340 Diokesohwankng, % 20 Schrumpfung,
1 Min. bei 1300 C, % 6,9 32,2 Die aufgewickelte Folie besitzt eine hochgradig gleichmässige
Dicke, während die Dicke einer in ähnlicher Weise, aber ohne den Puhrungering hergestellten
Polie infolge der ungleichmässigen Ausreckung sehr ungleichmässig ist, was gewöhnlich
mit dem blossen Auge an unebenen, schmalen ßpannungsstreifon festgestellt werden
kann, die in der Folie in der Maschinenrichtung verlaufen.
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Die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung und der Anfangszugsodul werden
normalerweise bei 23,5 C und 50 % relativer Luftfeuohtigkeit
bestimmt;
sie können jedoch auch bei anderen Temperaturen und Luitfeuohtigkeiten gemessen
werden. Diese, grössen werden bestimmt, indem eine Folienprobe in einem Instron-Zugfestigkeitsmesser
mit einer Geschwindigkeit von 100 %/Minuto ausgereckt wird, bis sie reisst. Die
beim Bruch ausgeübte Kraft in kg/cm2 ist die zugfestigkeit. Die Bruchdehnung ist
die prosentuale Verlängerung der Probe am Bruohpunkt. Der Anfangszugmodul in kg/cm2
steht in direkter Beziehung zur Steifheit der Folie. Er wird aus der. Steigung der
Spannungs-Dehnungskurv@ bei t %iger Dehnung errechnet. Sowohl die Zugfestigkeit
als auch der Anfangszugmodul beziehen sich auf die anfängliche Querschnittsfläche
der Probe.
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Die Schrrpfung ist ein Mass für die Formbeständigkeit der Folie. Je
zehn Streifen, die in jeder der beiden Richtungen auf eine Grösee von 76,2 cm x
12,7 om geschnitten sind, d.h. zehn Streifen, bei denen die grössere Länge in der
Maschinenrichtung oder Längsrichtung, d.h. der Richtung verläuft, in der die Folie
stranggepresst wurde, und zehn Proben, bei denen die grössere Lange in der Richtung
quer zur Maschinenrichtung liegt, werden an zwei benachbarten Ecken eingespannt
und 1 Minute in eine erhitzte Flüssigkeit von der gewünschten Temperatur einge,hängt.
Hierbei wird die Änderung in den Abmessungen festgestelt und als prozentuale Schurmpfung,
bezogem auf die ursprünglichen Abmessungen, verzeichnet.
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Die Dickeschwankung ist ein Mass für die Ungleiohnäesigkeit der Foliendicke.
Sie wird im allgemeinen mit einem elektrischen Mikrographon in dichten Abständen
quer über di. Querrichtung der Folie hinweg gemessen. aie prozentuale Dickeschwankung
wird als Differenz zwisohen der grössten und der geringsten Dicke, dividiert durch
die mittlere Dicke (aui Gewichtseinheitsbasis) der Folie, ausgedrückt.
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B e i s p i e l 2 In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird
ein Gemisch aus zwei verschiedenen Polyäthylensorten (75 "Alathon @412" mit einer
Dichte von 0,915 und 25 % "Alathon 7020" min einer Diohte von 0,958), welches eine
Dichte ton 0,925 aufweist, bei 2000 C mit einer Geschwindigkeit von 27,22 kg/Stunde
aus einer 6,35 om-Stranpgresse durch eine kreisförmige Strangpressöffnung mit einem
Durchmesser von 12 om und einer spaltweite von 1,524 mm stranggepresst. Die stranggepresste
schlauchförmige Folie wird zu dem nicht verformbaren plastischen Zustand abgekühlt,
indem eie über einen auf 310 C gehaltenen verjüngten Innendorn mit einem Nenndurchmesser
von 12,37 cm und' einer Verjünung von 0,07 mm/cm geführt wird. Die schlauchförmige
Folie wird duroh ein Pörderorgan mit einer Geschwindigkeit von 1,92 m/Minute von
der Strangpressöffnung über den Innendorn abgezogen. Duroh Verbindungsleitungen
im Ende des Kübldornes wird Luft eingeleitet und an die Atmosphäre abgeleitet. Die
so
erhaltene offene Blume hat einen Innendruck in der schlauchförmgen
Polio von, 5 om Wassersäule. Wenn sich die schlauchförmige Folie über dem Innendorn
abkühlt, schrupft sie in ihrein Durchmesser. Durch diese Schrumpfung und die Verjüngung
des Dornes wird verhindert, dass die as Ende des Dornes eingesrtzte Luft einen Druck
auf die geschmolzene sohlauchförmige Folie in der Gegend der Strangpressöffnung
ausübt.
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Nach dem Durchgang durch das Pörderorgan.gelangt die schlaucnförmige
Folie in die erste Reissone, wo sie auf 105 C erhitzt wird. Die erste Heizzone wird
von äusseren Strahlungserhitzern gebildet, die auf 436° Q gehalten werden. Der sich
erweiternde Führungsring besitzt einen 7,62 cm langen und 12,37 om weiten zylinderförmigen
Abschnitt und einen 2,54 om langen konischen Abschnitt, während der Radius der Rundung
zwi schon den beiden Abschnitten 6,35 mm beträgt. Nach dem Durchgang durch die erste
Heissone gelangt die schaluchförige Polio in den zylinderfömigen Abschnitt des ?Uhrungsringes.
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Unmittelbar nach dem Durchgang durch die erste Heizzone gelangt die
schlauchförmige Folie ferner in die letzte Heizzone, wo sie auf 1140 C erhitzt wird.
Hier erfolgt die Erhitzung duroh die strahlende Wärme eines stiftförmigen Innenerhitzers
von 45, 7 cm Länge, 6,35 cm Durchmesser und einer Nennleistung von 3,75 75 kW, der
mit 2,5 kW betrieben wird und eine Oberflächentemperatur von 7050 C aufweist. Bei
den Innendruck von
5 cm Wassarsäule und der Temperatur von 114°
C reckt sich die sclauchförige Folie in Längs, richtung aus und bläht sich auf.
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Der konische Teil des sich erweiternden Führungsringes wird auch durch
einen Teil der Ringluft gekühlt. Die Temperatur des Führungsringes beträgt 870 C.
Die sich aufblähende schlauchförmige Folie liegt an dem konischen Teil des Führungsringes
an und wird auf diese Weiee während des ersten Teilee ihrer Umfangeausdehnung eingedämmt.
Die Eindämmung erfolgt, bis Bine etwa 40 %ige Dehnung stattgefunden hat. Der sich
erweiternde Führungsring gleicht die Temperatur und die Spannungen der schlaufchförmigen
Folie beim Aufblähen aus. Die Längereckung auf das 5,2-fache der ursprünglichen
Länge erfolgt mittels eines Paares von Haltewalzen, die die Folie mit einer Geschwindigkeit
von 10 m/Minue ausziehen. D@e Aufblähung bis zu einem Durchmesser von 63,5 cm ergibt
eine Querdehnung auf das 5,2-fache des uraprünglichen Durchmessers.
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Der hauptteil der Kählung erfolgt dadruch, dass die Kühlringluft bei
eirer Temperatur von 40° C mit einer geschwindikgiet von 259 m/Minte gegen die Aussenseite
der schlauchförmigen Folie geblasen wird. Die aufgeblähte Folie wird weiter durch
einen 61 CM @angen ind 63,5 cm weiten, mit Wasser gekühlten Ring auf 35° C gekünlt.
Die schlauchförmige Folie, die auf diese Weise sowohl in der Querrichtung als auch
in der Längerichtung auf je das 5,2-fache gedehnt worden ist, wird
schliesslich
beim Durchgang durch den Wazenmund eines Paares von haitewalzen flachgedrückt und
auf eine Rolle aufgewickelt.
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Die Folie beaitst eine Nanndicke von 0,03 mm und seigt die folgenden
Eigenschaften: Längsrichtung Querrichtung Zugfestigkeit, kg/cm2 534,3 548,4 Bruchdehnung,
% 111 113 Anfangszugmodeul, kg/cm2 4289 4078 Dickeschwankung, % 27 Schrumpfung,
t Min. bo 1000 C, % 21 33 Wie die obige Tabelle zeigt, besitzt die fertig aufgewickelte
Folie gleichmssige Dicke, während eine in ähnlicher Weise, aber ohne den Führungsring
hergestellte Folie Dickeschwankungen von 49 % aufweist.