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Kalandrieren und Prögen von thermoplstischen Kunststoffen.
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Die Erdindung bezieht sich auf das Prägen und Kalandrieren ton thermoplastischen
Kunststoffen.
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Siehe Thermoplasten lassen sich bekanntlich sehr echwer oder sogar
überhaupt nicht kalandrieren, weil sie die Blgenschaft besitzen, daß sie bei den
Bearbeitungstemperaturen, bei denen sie sich gut verformen lassen, an der bzw. den
Bearbeitungswalzen eo stark kleben, daß die Bahn oder Folie in der Folge davon nicht
zerstörungsfrei von diesen abgenommen werden können.
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In Kenntnis dieses Materialverhaltens hat mPn schon vorgesehen, das
Innere hohler Bearbeitungswalsen mittels einer horizontal feststehenden Scheidewand
in zwei Räume zu unterteilen, von denen mittels eines geeigneten. Heizmediums dann
der im Bereich des Walzenspaltes liegende Raum auf die für die Verformung des Kunststoffs
erforderliche bzw. günstige Temperatur erwärmt wird, der vom Spalt abliegende andere
Raum dagegen nur auf eine niedrigere Temperatur, bei der die Gefahr eines starken
Anklebens des Kunststoffe nicht gegeben ist und sich dieser dementsprechend leicht
von der Walze abnehmen läßt. Die Durchführung dieser Maßnahme ist jedoch sehr aufwendig
und schwierig und erfordert insbesondere zur Brzielung der nur sehr schwer zu errei@henden
sauberen Trennung der beiden auf unterschiedliche Temperaturen zu beheizenden Jalzenhohlräume'
eine große Sorgfalt.
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Die Erfindung beechreitet einen anderen Weg, mit dem sich die genannten
Schwierigkeiten leicht vermeiden lassen. Für das Kalandrieren bzw. Prägen von thermoplastischen
Kunststoffen schlagt die Erfindung nämlich vor, diejenige Walze, auf welche der
Kunststoff äberführt und/oder von welcher er nach der Bearbeitung
abgenommen
wird, zur Ganze auf eine unterhalb der erforderlichen Walzenspalttemperatur liegende
Temperatur zu erwärmen, bei der ein Kleben den Kunststoffs an der Walze sicher vermieden
iste und die Walze zusätzlich noch im ereich vor dem Walzenspalt, gegebenenfalls
durch den Kunststoff hindurch, in Achsrichtung über die ganze Welzenbreite hinweg
auf induktivem Wegs örtlich auf eine solche Über der- erforderlichen Walzenspalttemperatur
liegende Temperatur zu erhitzen, daß sich in Abstimmung auf die Vorheiztemperatur
der Walze sowie auf die Walzenumlaufgeschwindigkeit im Welzenspalt gerade die vorausbestimmte
erforderliche Temperatur einstellt.
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Die Erfindung macht also in sehr vorteilhafter Weise von der pn sich
bekannten Tatsache Gebrauch, daß sich Leiter durch den Skin-Effekt induktiv örtlich
erwärmen lassen, wobei das Ma# der Erwärmung und die Dicke der erwärmten Schicht
von der Art des Leitermaterials sowie von der Frequenz des Stroms und der Leistung
der Stromquelle bestimmt erden und sich in einfacher Weise sehr genau auf die gewünschted@
Werte einregulieren lessen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
dargestellt und wird im folgenden noch erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Prägen einer Kunststoffbahn,
die von einem Preaseur auf die erfindungsgemä# beheizte Prägewalze überführt und
von dieser abgenommen wird, Fig. 2 eine ähnliche Anordnung wie Fig. 1, edoch mit
zusätzlicher induktiver Beheizung der Prägewalze durch die ausschließlich auf dieser
gefihrte Kunststoffbahn hindurch, Fig. 3 und 4 Anordnung entsprechend Fig. 1 bzw
Fig. 2, jedoch mit zusätzlicher induktiver Beheizung vor und hinter dem Walze spalt,
Fi.
5 einen 4-Walzen-Kalander mit zusätzlicher induktiver Beheizung der letzten Walze.
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Rnh Fig. 1 wird die Kunststoffbahn 3 mit Hilfe dre Umlenkwalze 4 duroh
den zwischen der Preßwalze 2 und der Metallprägewalze 1 tebildeten Spalt 5 hindurchgeführt.
In an sich bekannter aber nicht; gezeigter Weine wird die in Pfeilrichtung umlaufend
Walze 1 itteils Flüssigkeitsumwälzheizung od. dgl. auf eine so weit unterhalb der
im Walzenspalt 5 für ein einwandfreies Prägen der Bahn 3 erforderlichen Temperatur
liegende Temperatur aufgeheizt und temperiert, bei der im Gegensatz zur erforderlichen
Walzenspalttemperatur ein Kleben der Bahn 3 an der Walze 1 sicher vermieden ist.
Vor dem Walzenspalt 5 ist, etwa in Haarnadelfow, die an eine nicht gezeigte Stromquelle
angeschlossene Induktionsspule 6 angeordnet, mittels der die Walze 1 in Acherichtung
über ihre ganze Breite hinweg fortlaufend zusätzlich örtlich auf eine eo hohe Temperatur
aufgeheizt wird, daß untr.Berücksichtigung des Wärmeverlustes auf dem Wege von der
Induktionsspule 6 bis zui Walzenspalt 5 und in Abstimmung mit der Walzenumlaufgeschwindigkeit
sowie der Vorheiztemperatur der Walze 1 im Walzenspalt 5 stets die rforderliche
Prägetemperatur herrscht, die Walzentemperatur auf dem weiteren Umlauf der Walze
1 bis etwa zur unteren Umlenkwalze 4 hin dann aber bis auf eine etwa mit der Vorheiztemperatur
übereinstimmende oder nur wenig darüber liegende Temperatur abnimmt, bei der sich
die Bahn 3 bei der Umlenkwalze 4 einwandfrei abnehmen läßt, Beispielsweine sei angenommen,
daß zum Prägen der Bahn 3 im Walzenspalt eine Temperatur von 1600 C erforderlich
ist. Bei dieser Temperatur bleibe jedoch die Bahn 3 an der Walze 1 kleben, so daP
sie nicht zerstörungsfrei von dieser unbenommen werden kann, Entsprechend werde
gemäß der Erfindung die Walze 1 mittels der Flüssigkeitsumwälzheizung nur auf eine
Temperatur von beispielsweise 1450 C vor. ehelst, bei welcher die Bahn 3 nicht an
der Walze 1 @eben bleibe, und werde mittels der Induktionsspule 6 die Walze 1 vor
dem Welzenspalt 5 @rtlich auf 1750 C aufgeheizt, wobei diese
Temperatur
qo gewählt Pein soll, dnß in Übereinstimmung mit der Walzenumlaufgeschwindigkeit
auf dem Wege von der Induktionsspule 6 bis zum Walzenspalt 5 gerade ein solcher
Wärmeverlust erfolge, da# sich im Walzenspalt gerade die reforderliche Prägetemperatur
von 160° C einstellt. Da bei dieser Temperatur die nhn 3 an der Walze 1 kleben bleibt,
wird die Bahn 3 einwandfrei von der Fresewalze 2 auf die Prägewalze übrführt.
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Da die Walze 1 auf dem weiteren Wege hintre dem Walzenspalt 5 sewnhl
an die Bahn 3 als auch nn die umgebende Atmosphäre Wärme abgibt, sinkt die Walzentemperatur
hintre dem Walzenspalt fortlaufend nb, Durch geeinete Wahl der Verhältnisse hat
man es dabei in der Hand, die Anordnung so zu treffen, daß im Bereich dr unteren
Umlenkwalze 4, also in dem Bereich, in welchem die Bahn 3 von der Walze 1 abgenommen
wird, die Temperatur der Walze 1 wieder al1f eine genügend tiefe Temperatur abgesunken
ist, bei welcher das Abnehmen der Bahn 3 keine Schwierigkeiten bereitet.
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Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist infolge der etwas anderen
Führung der Bahn 3 die induktive Beheizung der Walze 1 durch die Bahn 3 hindurch
vorgenommen. Ansonsten entsprechen die Verhältnisse denjenigen des Ausführungebeispiele
der Pig. 1. Um bei der induktiven Beheizung der Walze 1 den gewünschten Effekt zu
erzielen, muß selbstverständlich die Dicke der Bahn 3 berücksichtigt werden, wie
Ja durch die Dicke der Bahn 3 verständlicherweise auch gewisse Grenzen für die Anwendbarkeit
dieser Anordnung gegeben sind.
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Davon abgesehen, daß zwecks Erzielung einer eventuell gewünschten
oder erforderlichen längeren Wärmeeinwirkung auf die Bahn 3 die induktive Beheizung
sowohl vor als auch hinter dem Walzenspalt 5 erfolgt, entspricht die Anordnung der
Fig. 3 einschließlich der Behnführung der Fig. 1. Gleiches gilt für Fig. 4 mit Bezug
auf Fig. 2.
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Beim Kalander der Fig. 5 wird der thermoplastische Kunststoff in den
zwischen den horizontal nebeneinander angeordneten 7nlzen 7 und 8 gebildeten Spalt
Zugeführt und beim Durchgang durch den Spalt zur Bahn 11 geformt, die dann im weiteren
beim Durehgang durch die zwischen den Walzen 8 und g beziehungsweise 9 und 10 gebildeten
Spalte auf die gewünschte Dicke gebracht wird.
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Um die Kunststoffbahn 11 selbsttätig von einer zur anderen Walze hinüberzuziehen,
wird bei den Walzen 7 bis 10 zweckmäßig mit steigender Temperatur gearheitet. Dadurch
herrscht an der Walze 10 dann aber zwangslaufig eine verhältnismä#ig hohe Temperatur,
so daß es leicht dazu kommen kann, daß die Kunststoffbahn 11 an der Walze 10 kleben
bleibt und sich entsprechend mittels der Abzlusw. alze 12 nicht zerstörun¢sfrei
oder nur unter hoher Spannung abnehmen läßt. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist
in Fig. 5 prieder von der erfindungsgemäßen Maßnahme Gebrauch gemacht, die Walze
10 in an sich bekannter aber nicht gezeigter'reise mittels Flüssigkeitsumlaufheizung
od. dgl. auf eine Vorheiztemperatur zu bringen, bei der die Abnahme der Bahn 11
mittels der Walze 12 keine Schwierigkeiten bereitet. Um auch das einwandfreie Überführen
der Bahn 11 von der Walze 9 zur Walze 10 beim Durchgang durch den Spalt 13 sicherzustellen,
wird die walze 10 mittels der vor dem Spalt 13 angeordneten Tnduktionsspule 6 induktiv
örtlich so hoch erwärmt, daß unter Berticksichtigung der Wärmeverluste von der Spule
6 bis zum Spalt 13 sowie unter Berücksichtigung der Walzenumlaufgeschwindkgkeit
und in Abstimmung auf die Vorheiztemperatur im Spalt 13 gerade die füt die Bearbeitung
sowie auch ftir die selbsttätige Überführung der Bahn erforderliche Temperatur herrscht.