DE1960271A1

DE1960271A1 - Verfahren zum Strecken eines schlauchfoermigen thermoplastischen Films und Vorrichtung hierfuer

Info

Publication number: DE1960271A1
Application number: DE19691960271
Authority: DE
Inventors: Sadao Nagase
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1968-11-30
Filing date: 1969-12-01
Publication date: 1970-06-18
Also published as: DE1960271B2; GB1249835A; US3671617A

Description

Die Erfindung besieht sich auf eine Vorrichtung zum Strecken eines thermoplastischen synthetischen'Harzfilms in Schlauchform und insbesondere·auf ein Verfahren sum
Strecker» des thermoplastischen synthetischen Harsfilms ■
in Schlauchform in einer biaxialen Richtung»

j Um einen thermoplastischen synthetischen Harsfilm in Schlauchform in einer biaxialen Richtung zti str@eken_P ist es unbedingt notwendig» den schla'achförmigen Film in
axialer Richtung und in Umf ausrichtung zu strecken. Auf dem Gebiet der Ausführung des Streckens des

schlauchförmigen Films in Uiofangsrichtung gab es .bisher ein mechanisches Verfahren,,, ,bei welchem der sohlauchförmige Film um die äußere Umfangsfläche eines konischem ,Streckkernkörpers herum aufgebracht wurde, der eine allmähliche Zunahme des Durohmessers aufwies, so-wie ein weiteres Verfahren, das sog. Luftdruckverfahren, bei welchem Druckluft in das Innere des -schlauchförmigen Films eingeführt und dabei die Luft einem Quellen oder Ausdehnen darin unterworfen wurde. Jedoch ergab das erste Verfahren auf der Basis einer mechanischen Arbeitsweise einen größeren Reibungswiderstand zwischen dem Film und dem Streckkernkörper. Aus diesem Grund erwies sich das Strecken "als schwierig und gleichzeitig wurde die Bewegung des Films auf dem Strecklcernkörper nicht glatt ausgeführt. Außerdem wurde der film ein Längstreifen eine Ungleichmäßigkeit und ein Weißwerden oder Aufhellen od.dgl. in Fo^ des Kratzens durch den Streckkernkörper .unterworfene Indessen zeigte die letztere Arbeitsweise gemäß der Druckluftmethode, bei welcher ein natürliches Quellen oder Aufschwellen angewendet wurde, den Streckpunkt j, der an einer Stelle des Films auftrat und da nur eben diese Stelle intensiv gestreckt wurde, traten dabei derartige Nachteile und Fehler auf, daß die Wirksamkeit instabil wurde und gleichzeitig die Neigung vorhanden war_s daß die Ungleichmäßigkeit der Dicke des Films groß wurde»

Is= allgemeinen erlaubt ein kristallines Polymerisat, insbesondere ein hochkristallines Polymerisat, z.B. PoIypropylen, kein gleichförmiges Verformen oder Deformieren des gesamten hochmolekularen Films bei dessen Strecken und infolgedessen sind auf dem Film sowohl gestreckte .als auch ungestrsckt© Teile, gleichzeitig vorhanden. Die Grenze

von diesen beiden Teilen tf.rd gewöhnlich als Halspunkt (Ansatzpunkt) oder als Halslinie (Ansatzlinie) bezeichnet und aufgrund der Auftragung.pder Überführung des Halsansatzpunktes auf den ungestreckten Teil findet ein Strecken statt« Wenn die genannte Halsansatzlinie oder -der Ansatzpunkt in einer Vielzahl in der gleichen Richtung um den schlauch- · förmigen Film auftritt, findet das Strecken unter gleichförmigen Bedingungen statt·-Wenn jedoch die Halsansatzlinie /'gleichförmig an einer Stelle oder an mehreren Stellen intensiv in Richtung des Umfanges auftritt, dann neigt der Streckbereich zu einer Abweichung oder Änderung, wodurch ein teilweises Aufschwellen des Films, Bersten des Schläuche und derartige unangenehme Schwierigkeiten, wie versehentliche Berührung desselben mit dem den äußeren Schlauch erhitzenden Heizgerät od. dgl., erhalten wird. Derartig Probleme und Schwierigkeiten treten auf, wenn die Dicke des Films vor dem Strecken nicht gleichförmig ist, das Filmerhitzen nicht gleichmäßig ausgeführt wird oder wenn ein Teil in dem Film vorhanden ist, bei welchem dieser gegenüber einer Zugkraft schwach ist. Wenn dies der Fall ist, erfordert der dünne Teil des Films oder dessen schwacher Teil einStrecken und aufgrund der Tatsache, daß nur dieser Teil stark aufschwillt, berührt dieser den äußeren Erhitzer. Der berührte Teil neigt aufgrund des übermäßigen Erhitzens durch den Erhitzer zum Erweichen oder Schmelzen und führt zu dem Nachteil, daß er bricht.

Zur Ausschaltung eines derartigen Fehlers, wie vorstehend beschrieben, wurde ein Verfahren bezüglich der Regelung der Temperatur, der gleichförmigen Arbeitsweise oder Ausführung des Erhitzungεverfahrens,, der Auswahl der optimalen Temperaturänderung od.dgl. vorgeschlagen (vgl. japanische Auslegeschriften 6834/64, 8486/66 und 25794/67).

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Trotz dieser-vorgeschlagenen Verbesserungen blieben noch derartige Mengel oder Fehler* zurück,, indem nicht die gesamte Ursache für das ungleichförmige Strecken ausgeschaltet v/erden konnte und iir\Falle des Auftretens eines ungleichförmigen Zustandes in dem Harzfilm ein sta-. biles Strecken kaum jemals durchführbar war. Infolgedessen ■ war die Produktivität trotz der Tatsache, daß eine Betriebsweise bei hohem Niveau als wesentlich verlangt wurde, niedrig·

Gemäß der Erfindung wird der schlauchförmige Film auf einen vieleckigen Dorn oder einen konisch geformten sich öffnenden und sich schließenden Hebel (nachstehend als Dorn bezeichnet) gebracht, der in der Strahlungsrichtung vorgesehen ist und gleichzeitig wird ein Mediumsdruck in den konischem Raum, der aufgrund des genannten sich öffnenden und sich schließenden Hebels gebildet wird, eingebracht · und auf diese Weise wird der schlauchförmige Film kontinuierlich durch die Wirkung einer mechanischen Kraft und Mediumskraft erfolgreich unter Ausschaltung des vorstehend beschriebenen Mangels gestreckt.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Lösung der vorstehend geschilderten Probleme, wobei die Dorneden Anlaß für das Einsetzen des Streckens oder den Halsansatzpunkt in etwa dem mittleren Zwischenraum zwischen jedem Rand des Dorns liefert, wodurch die Ursache geschaffen wird* das Strecken in der Umfangsrichtung des schlauch« fcrmigen Films.zu erzwingen. Danach wird das Strecken des Films in dem Ausmaß von stärkerer Vergrößerung nur mit dem Mediumsdruck innerhalb des Schläuche bewirkt. Auch durch das Verlängern der £änge des Dornrandes, wodurch dessen Öffnungsgrad vergrößert wird, wird das Strecken des schlauch-

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förmigen Films um etwa 25 'bis 30 % der gewünschten Streckung erreicht, und es ist somit zulässig, den Rest ron 75 bis 10% Streckung durch die Kraft des Mediumsäruckes innerhalb des schlauchförmigen Films auszuführen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

B¹Xg. 1 zeigt eine Skizze oder einen Entwurf einer Vorrichtung, die für die Ausführung des Verfahrens zum Strecken gemäß der Erfindung verwendet wird«, ' ä

Fig. 2 zeigt :..·." :.?,θ teilweise Schnittansicht entlang.der Linie A-A -von Fig_e 1. ■

Fig. 3 seigt eine vergrößerte Seitenansicht eines gestreckten Teils.

Fig. 4 zeigt in erläuternder Darstellung die Arbeitsweise einer weiteren Vorrichtung, die für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, angewendet werden 'kann.

Fig. 5 zeigt eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie M-M von Fig. 4 und ^

Fig. 6 seigt eine Seitenansicht des gestreckten Seils von Fig. 5. ■ ■

Für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein kristallines Polymerisat geschmolzen und einem innigen Mischen unterworfen und abwärts aus einer ringförmigen Form 1 (vgl* Fig. 1) in Form eines schlauchförmigen "ungestreckten Films a ausgespritzt, lter aus der genannten Form 1 abwärts ausgespritzte PiIa wird mit Hilfe eines Kühlzylinders 2 einem raschen Abkühlen unterworfen.Dieaec

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Kühlzylinder 2 besitzt eine ausreichende Länge,' um den schlauchförmigen Film so lange zu umgeben, bis der geschmolzene Film a von der Außenseite gekühlt und -verfestigt istj damit ein Bersten oder Brechen des Films durch den Mediumsdruck im Inneren Verhindert wird_o

Dieser ungestreckte Film wird von einem Paar von Ausführungswalzen 3*3' bei einer festen Geschwindigkeit herausgenommen„ Die erste Ausfülirungswalzeneinrichtung 3,3' besteht, wie in Fig. 2 gezeigt„ aus einer frei sich drehenden Walze 3 ^E von einem Paar von Trommelwalzen, die auf einem Rahmen 4a in "Verbindung mit einen Dorn tragenden Stab 4 getragen werden_s der sich abwärts von der Mitte der Form 1 durch das Innere des Films a erstreckt_? und außerdem aus einer Antriebswalze 3 der Handtrommelart, die durch Anlegen von- Druck wan der Aussenseite des Films a her auf die genannte Rolle 3" bewirkt_o In dieser Lage wird der Film a von der Außenseite her durch die Mittelöffnung der Form 1 und die Mitt-elöffnung des den stabförmigen Dorn tragenden Stabs 4 geliefert und wird etwa in der zylindrischen Gestalt aufgrund des Streckdrucks des Mediums gehalten.

Danach gelangt der Film a durch das Innere der Heizeinrichtung 6 in einer Dreiecks- oder Delta-förmigen, um-■' gekehrt konischen Gestalt» Die Heizeinrichtung 6 erhitzt den Film &₉ bis dieser eine derartige Temperatur erreicht, die für die Ausführung des Streckens als optimal angesehen wird. Wenn die Temperatur diesen optimalen Wert, der für ₍ das Strecken geägnet ist, erreicht, gelangt der Film abwärts auf den Dorn 5$ der sich in einer konischen Gestalt öffnet.

In diesem 'feil wird der Film υη mehr als das 1,5-fache gleichförmig in der Umfangsrichtung gestreckt und die Halseinleitung oder die Bildung eines Halsansatzes .(necking initiation) findet statt, die die Ursache für ■ ein erzwungenes Strecken (urge drawing), wie nachstehend · näher erläutert, ergibt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt der Dorn 5 einen den Dorn tragenden Stab 4 als dessen Mittellinie und er besteht aus einer Anzahl von m Ecken oder Kanten f ^ , f ₂... f , die in einer schrägen Anordnung in der normalen viel- i kegeligen Gestalt vorliegen. In den Ecken oder Kanten f_1ff₂...f_m, die in der Radialform offen sind, sind Räder e_11fe₁₂...e_1n,e₂₁,e₂₂...e_2n..e_m1, e^.-.e^ aufeinanderfolgend in Abwärtsrichtung (from upward) vorgesehen. Der Film a wird in glatter Weise zu den untersten Rädern e_m1, e ₂...e mit Hilfe der obersten Räder e^, ^ei2*'*^em1 getragen. Dementsprechend wird der Film ^wischen e... und &2Λ ^au*· ^eine Dehnung von e.. und e₂ über den jeweiligen Umfang mit absoluter Sicherheit gestreckt. Zu dem Zeitpunkt des Streckens des Films a ist die Möglichkeit, daß der Teil zwischen den Rädern e,.. und e₂₁ die Begrenzungslinie zu dem benachbarten Bereich überschreitet, so gering, daß sie vernachlässigt werden kann, und demgemäß verbleibt der (

von den Filmrädern e^-, e^ , e_2n und e^ umgebene Bereich unabhängig von anderen Bereichen. Aufgrund dieser Tatsache wird der PiIn zwischen den Rädern e^ und C₂₁ zwangsweise zu den Rädern e- und e₂ vorbewegt und auf diese V/eise tritt eine streifenförmige Ausfaserung oder ein Halsansätζpunkt g^ etwa in der Mitte von dem Rand oder der Kante auf, wenn das kristalline Polymerisat, z. B, Polypropylen, eine bestimmte Streckvergrößerung überschreitet, nachdem das Strecke des nicht kristallinen Teils stattgefunden hat.

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Mit diesem Punkt als Ausgangspunkt breiten sich die genannten Halsansatzlinien h^ , k.| ... gegen die Umfangsbereiche aus. Auch in dem Bereich von anderen Kanten oder Rändern treten ähnliche Halsansatzpunkte g₂, g, ... nach- ,. einander auf und von diesen Ansatzpunkten breiten sich die Halsansatzlinien (necking initiation lines) hp, kp,. h^„ •k, aus. Auf diese Weise tritt aufgrund des Domes 5 . in dem Film a die Anzahl von Kanten oder Rändern oder eine Anzahl in der Größe von m von Halsansatzpunkten in dessen Umfang in gleichem Abstand voneinander auf. ,

An einer Stelle unterhalb des Domes 5 wird der Filmin der Richtung des Umfangs lediglich aufgrund des Luftdruckes gestreckt. Auch bei der Ausführung des Streckens in der Umfangsrichtung, wie vorstehend beschrieben, ist die Heizvorrichtung 6 so ausgebildet, daß die Bewegung des Filmes a in der Aufwärts-und Abwärtsrichtung und die Temperaturverteilung an dem Umfang frei oder beliebig modifiziert werden kann in Abhängigkeit von der Notwendigkeit der Zuführung von Wärme auf den Film von der Außenseite.

Auf diese Weise wird der Film b, der in der Umfangsrichtung gestreckt ist, einem gleichförmigen Kühlen mit Hilfe von aus einem Luftring 7 ausgepreßter Luft unterworfen. Es ist jedoch offensichtlich, daß auch ein Wasserkühlungsbehälter anstelle des Luftrings 7 zur Anwendung gelangen kann. ■

Danach wird der Film a von vielen Führungsrollen 8,8... flach gefaltetuid durch eine zweite Klemmrolle oder Ausführungswalze 9» die abwärts hiervon angeordnet ist, · bei einer festen Geschwindigkeit weiter herausgeführt.

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Die Umfangsgeschwindigkeit dieser zweiten Klemmrollen ist um einen solchen Grad größer als diejenige der ersten Klemmrolle 3» der der gewünschten Vergrößerung in Längsrichtung entspricht, und daher wird der Film b -einem Längsstrecken in dem Teiljzwischen der^rsten und der zweiten Klemmrolle unterworfen.

Anschließend wird der Film b den an sich bekannten nachfolgenden Stufen unterworfen, nämlich den Hitzeverfestigungs-, Oberfläctienbehandlungs- und Aufwiekelstufen o.dgl...

Bei der vorstehenden geschilderten Ausführungsform gemäß der Erfindung sind die Räder in den Dornkanten vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, Rollen, Riemen und Kugeln o.dgl. anstelle der '.genannten Räder zu verwenden. In ähnlicher Weise kann, falls der Rand oder die Kante selbst eine Glättungsbehandlung, z.B. eine Fluörharzbehandlung o.dgl., erhielt, der Film glatt von dieser Kante geführt werden.

Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Vorsorge getroffen, daß der Film in schlauchförmiger Gestalt auf dem Dorn bis zu einem solchen Ausmaß gestreckt wird, daß der Halsansatzpunkt auftritt, d.h. die Ursache, um das Strecken des Filmes zu veranlassen, und daß das Strecken in einem größeren Ausmaß in der Umfangsrichtung durch den Mediumsdruck allein an einer Stelle hinter dem Dorn ausgeführt werden kann. Aufgrund dieser Vorsorge kann erreicht werden, daß der Halsansatzpunkt in gleichförmigen. Abständen in Umfangsrichtung selbst in

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Anwesenheit von inneren Fehlern des Harzfilmes, z.B. einer Ungleichförmigkeit in der Dicke, einer Ungleichförmigkeit im Erhitzen ο. dgl., erzeugijwerden kann. Es besteht daher keine derartige Gefahr hinsichtlich des Auftretens eines teilweisen Aufschwellens des Schlauches, während das Strecken fortschreitet, und daher kann auch ein gleichförmiges Strecken beim Beibehalten des waagerechten Schnittbildes hiervon in nahezu reiner Kreisßrm erwartet * werden," wobei gleichzeitig keinerlei Kratzer auf der Film- oberfläche oder eine Ungleichförmigkeit in der Produktqualität hervorgerufen werden. Andererseits werden bei einer Einrichtung, bei welcher nur ein mechanisches Strecken eines Filmes zur Anwendung gelangt, nicht nur Radspuren und ungleichmäßige Stellen o.dgl. auf der Filmoberfläche hervorgerufen, sondern es wird auch der Reibungsquotient so groß, daß keine Arbeitsweise bei hoher Geschwindigkeit durchführbar ist. Im Gegensatz dazu kann bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung der Dorn lediglich zwecks Schaffung des Ansatzpunktes der Halsbildung oder Einschnürung (necking) in dem Film verwendet werden. Da das Strecken in größerem Ausmaß nur aufgrund des Mediumsdruckes ausgeführt wird, ist es offensichtlich, daß die Arbeitsweise gemäß der Erfindung frei von einem Weißwerden oder Aufhellen aufgrund der Berührung der Filmoberfläche mit dem Dorn, frei von Erweichen oder Ungleichförmigkeit und Kratzern oder dergleichen ist. Außerdem kann, da die mechanische Reibung ausreichend gering ist, der Film bei einer außerordentlich hohen Geschwindigkeit erzeugt werden. )

Nachstehend wird eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert·

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In dem äußersten Ende einer Extrudereinrichtung 10, die zum Auspressen des kristallinen Polymerisats durch Schmelzen und inniges Zusammenmischen verwendet wird, ist eine ringförmige Spritzgußform 1-2 vorgesehen, die in Abwärtsrichtung den Film in der schlauchförmigen Gestalt 11 ausspritzt.

An einer fest angeordneten Platte 13 oberhalb von dem genannten Extruder 10 ist das obere Ende eines Rohres 14, das sich in Abwärtsrichtung erstreckt, fest angebracht und das Rohr 14 erstreckt sich abwärts durch die Mitte der genannten ringförmigen Ausspritzform 12.

Außerhalb des Filmes 11 sind unmittelbar unterhalb der genannten ringförmigen Ausspritzform 12 ein Ring 15, der für das Abgeben von Kühlwasser auf den Film 11 vorgesehen ist, ein Wasseraufnahmebehälter 16, der das Wasser aufnimmt, und eine Heizvorrichtung 17 zum Trocioien in der angegebenen Reihenfolge vorgesehen. Der Raum innerhalb des Filmes 11 zwisxchen der Ausspritzform 12 und den Ausführungswalzen 20,21 ist in Verbindung mit einer Druckluftquelle 19 über eine Öffnung 18, dfe sich durch das Innere des Rohres 14 erstreckt.

Innerhalb des Rohres 14 ist ein kleineres Rohr 25 eingesetzt, um dessen Bewegung zu bewirken. Der obere Teil dieses kleineren Rohres 25 erstreckt sich aufwärts von der genannten Platte 13_t wobei das obere Ende des Rohres mit einer auf- und abbewegbaren (ascending-descending) Einrichtung 26 in scheren- oder gleitbügelförmiger Gestalt verbunden ist.

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An einer Stelle unterhalb der genannten Heizeinrichtung 17 sind die ersten Au&führungswalzen 20,21, die den Film klemmen, vorgesehen. In den jeweiligen Mitten dieser Klemmrollen sind Einkerbungen oder Auskehlungen 22 und 23 ■ vorgesehen, deren Querschnittsansicht eine halbkreisförmige Gestalt aufweist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.In dem Zwischenraum zwischen diesen Auskehlungen 22 und 23 und dem Rohr 14 ist ein Abstand entsprechend der Dicke des Films 11 vorhanden. · -

Die genannte auf- und abbewegbare Einrichtung 26 besteht aus vier Bindegliedern m^, m₂, m, und %, die jeweils in Form einer Schere oddr eines Gleitbügels miteinander verbunden sind. In einem Träger 28, der von einer Befestigungsplatte 27 getragen wird, ist eine Führungsschraube 29 fest angebracht, wobei die Führungsschraube 29 gedreht werden kann. Muttern 30 und 31 sind in einer Hohlkehle in gegenüberliegender Richtung nach rechts und links von der Führungsschraube 29 in der Weise geschraubt, daß die Muttern nicht selbst eine Drehung bewirken können. Diese Muttern 30 und 31 sind mit den oberen Enden der Bindeglieder nu und m- jeweils verbunden. Die Führungsschraube 29 ist mit einem Kettenrad 35 mit einem Griff 34 mittels eines Kettenrades 32 und einer Kette 33 verbunden. In dem unteren Ende des Rohres 14 sind in gleichen Winkelabständen die Ordinaten n^, n₂··. vorgesehen, die sich in der Richtung von einigen Radialstreifen erstrecken, und in diesen Ordinaten n^ ,' n^... sind die oberen Enden von mehreren Dornen O₁, Op.·. eingeschlossen. Auch in dem unteren Ende eines kleineren Rohres 25 sind Ordinaten P₁, Pp... vorgesehen, die sich in radialen Richtungen in einer Mehrzahl entsprechend den unteren Enden der genannten Ordinaten n^, np... erstrecken. Die Ordinaten P₁, p₂ und die Dorne O₁, O₂ sind miteinander mittels Bindegliedern

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<l·)» (^...'verbunden. Die Dorne O^, O₂... sind mit. einer Mehrzahl von Rollen X^tT₂*:: ^{in der} Längsrichtung versehen. Das obere Ende des kleineren Rohres 25 ist mit einer Druckluftquelle 36 verbunden und dessen unteres Ende ist innerhalb des ausgepreßten Films a geöffnet.

An der Außenfläche der vorstehend genannten Dorne η-, Ώ-2*... ist ein rohrförmiger Erhitzer 37 vorgesehen,-; der ein Erhitzen auf eine Temperatur,die für das Ausführen des Streckens geeignetist, bewirkt. Unterhalb des Erhitzers 37 ist ein Kühlring 38 vorgesehen, aus welchem Kühlwasser·■· | abgegeben wird. Unterhalb des Kühlrings 38 sind Führungsrollen 39,39..., 40,40 vorgesehen, die den Film a allmählich in eine flache Bandgestalt führt. Außerdem sind unterhalb hiervon die zweiten Ausführungswalzen oder Klemmwalzen 41,42 angeordnet, die den Film a klemmen. Die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Klemmrollen 4,1,42 ist wesentlich größer als die Transportgeschwindigkeit der ersten Ausführungswalzen 20,21, wobei unterhalb der zweiten Ausführungsrolle 42 eine Quetschrolle 43 angebracht ist.

Seitwärts von der Quetschrolle 43 sind Quetschrollen ' 44,44...zwecks Ablaufens oder Abziehens von Wasser vorgesehen und oberhalb hiervon ist eine Luftdüse (air knife) 45, 45 vorgesehen, de ein Abführen oder Abziehen von Wasser bewirkt. Das Bezugszeichen 43 in Fig. 4 bezeichnet

45 ein Luftgebläse, das Luft zu der Luftdüse 45 fördert und das Bezugszeichen 47 bezeichnet einen Erhitzer, der die geförderte Luft erhitzt. .

Oberhalb der Luftdüse 45,45 ist ein Ofen 48 zum Hitzeverfestfeen angeordnet und in dem Einlaß und

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Auslaß des Ofens 48 sind Quetschrollen 49^9, 50,50 für die Weiterführung des Films 11 vorgesehen. Überdies'sind innerhalb des Ofens 48 Führungsrollen 51,51 vorgesehen. Unterhalb des Auslasses des Ofens 48 ist eine Aufwickelmaschine 52 angeordnet.

Nachstehend wird die Leistung uid Wirkungsweise dieser Vorrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert.

Das synthetische Harz eines kristallinen Polymerisats, das von dem Extruder 10 in Abwärtsrichtung in Form eines schlauchförmigen Films aus der Ausspritzform 12 augespritzt wird , wird weiter in Abwärtsrichtung ^Leitet, während er auf einen bestimmten Durchmesser mittels der innen eingeblasenen Druckluft beibehalten wirdν Während der Film 11 abwärtsgeführt wird, wird er auf eine geeignete Temperatur mittels Wasser gekühlt, das gleichförmig in Umfangsrichtung aus dem Ring 15 abgegeben wird; das bei dieser Behandlung nach unten fallende Wasser wird von dem Wasseraufnahmebehälter 16 abgegeben. In dieser Stufe haften Wassertropfen an dem Film 11 an, Jedoch

werden diese Wassertropfen durch Erhitzen mit dem

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Erhitzer 17 verdampft und der Film wird getrocknet.

Dieser getrocknete Film 11 wird von dem ersten Ausführung swalzen 20 und 21 eingeklemmt und abwärts bei einer bestimmten Geschwindigkeit weitergeführt. Danach wird dieser Film 11 auf eine Temperatur, die für das Durchführen des Streckens geeignet ist, innerhalb des Erhitzers 37 erhitzt. Diese Temperatur liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5'o und 150⁰C im Falle von Polypropylen. Danach bewegt sich der Film 11 auf der Außenseite der Streckrollen y*, γ«. ·· · _t die von den Dornen 0 ^, Q2 ··· · ge-

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getragen werden. Anschließend wird der Film in konischer Gestalt ausgebreitet, außerdem wird erhitzte Luft in das Innere des konischen Teils des Films 11 durch das kleinere Rohr 25 von einer Druckluftquelle 36 eingeblasen. Demgemäß " wirken sowohl eine mechanische Drehungskraft von der Ausdehnung des Raums der Streckrollen γ-,γ«...' als auch eine Ausdehnungskraft aufgrund des Innenluftdrucks auf den Film 11 und auf diese Weise wird der Film 11 in Umfangsrichtung gestreckt. Wenn der Film 11 gestreckt ist, nimmt dessen Dicke mittels einer Begrenzungslinie S von einer dünnen Schicht 11c rasch ab, indem die Dicke hiervon von der dicken Schioht 11d von 1/4 bis 1/36 vermindert worden war, d.h. mittels der Halslinie. Diese Begrenzungslinie zeigt die Linie, bei. welcher eine Orientierung der molekularen Kette innerhalb des kristallinen Polymerisats stattfindet. Die genannte Begrenzungslinie S erstreckt sich von einer Stelle von etwa 1/3 der Höhe des Teils der Streckrollen in deren konischer Gestalt und erstreckt sich ferner in einer umgekehrten delta-Dreiecksform gegen die unterste Streckrolle γ. Ferner nimmt die dicke Schicht 11b des Films 11 allmählich in der Breite von oberhalb der Streckrollen γ^,Y2»..γ in Abwärtsrichtung ab. Die dicke Schicht 11b des genannten Films 11, d.h. der ungestreckte ,Teil ist in,Nähe der untersten Rolle γ_η in ähnlicher Weise angeglichen. Zu diesem Zeitpunkt bleibt der genannte ungestreckte Teil oder die dicke Schicht 11b des Films bei einem gleichen Abstand in Umfangsrichtung und daher wirkt die Aufschwellkraft der Druckluft über den gesamten Umfang des Films 11 und kein Anteil desselben wird einem übermäßigen Aufschwellen und Strecken unterworfen, wie dies bisher bei den gebräuchlicherweise verwendeten

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Vorrichtungen beobachtet wurde. Gemäß der Erfindung wird im Gegensatz dazu ein Freisein des Films von einer In*. stabilität,von Blasenbildung und Brechen od.dgl. ermöglicht. Daher sjit bei einer Lage 11d, bei welcher der Film 11 weiter abwärts geführt wird, der Film 11 einem erneuten Strecken in Umfangsrichtung nur durch ein Innenr luftdruck unterworfen. Bei der Ausführung dieses erneuten Streckens muß das Strecken in einem Ausmaß von 1o bis 300 % und vorzugsweise einem Bereich von 10 bis 100# in der Umfangsrichtung des Films\>ei der Lage der zuletzt genannten Streckrolle γ ausgeführt werden. Aufgrund dieses erneuten Streckens wird die Ausführung eines vollständigen Streckens des Films über den gesamten Teil in der Umfangsrichtung ermöglicht und die Begrenzungslinie S und die Streckrollenspuren werden vollständig ausgelöscht. .

Der Film 11 wird in Umfangsrichtung in dem konischen

Teil mittels der Streckrollen γ gestreckt und nachdem

.der Film 11 an der letztei Streckrolle γ vorbeigeführt

wurde, ist es möglich, den Zustand des Wiederstreckens des Films mit der Druckluft allein in Abhängigkeit von

der Vorführgeschwindigkeit,den Streckvergrößerungen oder Streckdehnungen (drawing magnifications), der Strecktemperatur und dem Luftdruck in Wechselbeziehung untereinander auszuführen. Wenn jedoch die Anordnung getroffen wird, daß der Erhitzer 37 in Rohrform, der auf eine geeignete Temperatur für das Ausführen des Streckens erhitzt, eingeregelt wird, indem man den konischen Teil und den Teil des erneuten Streckens unabhängig voneinander arbeiten läßt, wird das beschriebene Wiederstrecken wesentlich erleichtert.

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Der so gestreckte Film 11 wird mit Wasser gekühlt, das von einem Kühlring' 38. .anbgegeben wird, worauf der Film von den Fürhungsrollen 39»39...40,40... in eine Flachbandgestalt und ferner von den zweiten Ausführungswalzen oder Klemmrollen "4.1,42 geklemmt wird. Die Umfangsgeschwindigkeit der zweiten Klemmrollen 41,42 ist größer als die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Klemmwalzen 20,21 und daher kann der Film 11 auch in Längsrichtung gestreckt werden. Dieses Längsstrecken kann ebenalls mittels (by the medium of) der Begrenzungsli-- λ nien ausgeführt werden.

Dann wird der in biäxiäler Richtung gestreckte Film 11 von Wasser mittels der Quetschrollen 44,44...befreit, die das Abziehen von Wasser bewirken und der wird mit Heißluft, die aus einer darüber angeordneten Luftdüse 45,45 ausgepreßt wird, getrocknet und anschließend in das Innere eines- Ofens 48 mittels der Quetschrollen 49,49 und Führungsrollen 51»51... gefördert und gegebenenfalls auf eine Aufwickeleinrichtung 52 nach dem Herausführen aus dem Ofen 48 mittels der Klemmrollen 50,50 aufgewickelt.

Wenn bei der vorstehend geschilderten Vorrichtung daa Kettenrad 35 gedreht wird, dreht sich die FUhrungsschraube 29 über die Kette 33 und das Kettenrad 32, wobei die Muttern 30,31 zu den Schraubenauskehlungen hiervon getragen werden und sich in umgekehrter Richtung drehen und auf diese Weise den Winkel der Bindeglieder m*. πι«, ι? und % und die auf- und abwärtsbewegbare Einrichtung 26 ändern* Dementsprechend vollzieht das kleinere Rohr 25 eine Auf- und Abbewegung und die Dorne 0^,Og drehen sich in radialer Richtung,wbei das

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obere Ende hiervon als Knotenpunkt oder Nabe dient. Diei Änderung des Winkels erlaubt auch eine Änderung der relativen Lage der Streckrollen Υ-|»Υ2···Υ_η ^{von den auf} den ^/eiligen Dornen O₁, O₂....vorgesehenen Streckrollen. Demgemäß ist es möglich,, das Streckausmaß oder die Strecksteigerung in der Umfangsrichtung einzustellen und gleichzeitig kann das Einsetzen des Streckarbeitsganges mühelos ausgeführt werden. Wenn z.B. der schlauchförmige Film zuerst eingebracht wird, ist es notwendig, das kleinere Rohr 25 an erster Stelle zu senken, um den Schrägungswinkel der Dorne Oj, 0«... auf ein Minimum herabzusetzen und wenn das kleinere Rohr 25 nach oben bewegt wird, wird der Schrägungswinkel der Dorne O^,O₂...größer, während der Abstand arischen den Streckrollen Y-j»Y2*'^# vergrößert wird. Auf diese Weise wird das Einleiten des Streckarbeitsganges erleichtett und gleichzeitig ist es möglich, eine geeignete Einstellung der Vorrichtlang aufgrund des variablen Streckausmaßes so vorzunehmen, daß ein geeignetes Strecken in diesem Teil ausgeführt werden kann. Die Dorne O^, O₂ öffnen und schließen sich mittels der Auf- und Abwärtsbewegung entlang des kleineren Rohrs 25. Es ist jedoch auch, möglich, dem Rohr 14 eine ähnliche Auf- und Abwärtsbewegung statt dem Rohr 25 zu erlauben. Die Anzahl von Dornen, die mit dem vorstehend beschriebenen Rohr 14 und dem kleineren Rohr 25 verbunden sind, beträgt gemäß den Darstellungen in der Zeichnung jeweils sechs. Jedoch ist deren Anzahl nicht wesentlich sofern diese oberhalb drei ist j wobei jedoch eine Anzahl in Bereich von 4 bis 12 > bevorzugt wird.

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Die vorstehend beschriebenen Dorne 0 können aus einem üblichen Stab bestehen. Um jedoch die Reibungskraft auf ein Minimum herabzusetzen .und um keinerlei Haft-Schlüpf-Bewegung hervorzurufen, wird ein Stab mit einem geringeren Reibungskoeffizienten, z.B. ein Fluorharzstab, bevorzugt und als auf- und abbewegbare Einrichtung 17 können auch andere Einrichtungen als solche der Deltaform oder der pantographischen Art verwendet werden.

Hinsichtlich der Rollen y^,^··· ^wird· vorzugsweise eine Mehrzahl hiervon mit einem geringeren Durchmesser verwendet»

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das für die Ausführung des Streckens eines derartigen schlauchförmigen Filmes und insbesondere von Filmen aus kristallinen thermoplastischen Harzen, z.B. Polyamid, Polystyrol, Polyolefin, linearem Polyester, Blycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polypropylen und Polyacrylnitril, geeignet ist_%

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert»

Beispiel 1

Unter Verwendung der in Fig. 1. gezeigten Vorrichtung wurde ein Versuch ausgeführt, wobei isotaktisches Polypropylen mit 96 % n-Heptan - Extraktionsrückstand und mit einer grundmolaren Viskosität von 2,0 in einer Tetralinlösung bei 135°C verwendet wurde. Ein von der Ausspritz-

bei 240°C
form/Ausgespritzter dünner schlauchförmiger Film besaß, bestimmt durch Messung, einen Durchmesser von 70 mm und eine Dicke von 0,2 mm« Der Film wurde in einem Kühl-

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zylinder unmittelbar einer Kühlung auf 40°C unterworfen« Der dünne schlauchförmige Film*wurde von den ersten Klemmrollen oder Ausführungswalzen, deren Umfangsgeschwindigkeit 10 m/min betrug, bei einer festen Geschwindigkeit' 'herausgenommen und durch den Dornteil geführt, wobei er nur schwach gestreckt wurde. Dieser Dornteil besaß eine Ausführungsform, bei welcher 8 Räder für jede Kante vorhanden waren, wobei der Raddurchmesser 25 mm und die Beite 8 mm betrugen. Die Anzahl der Kanten betrug 6 und die Länge der diagonalen Linie der Bodenfläche dieses Doms betrug 14O mm. Wenn der schlauchförmige Film mit den zweiten Klemmrollen hermetisch abgedichtet ist, wird Luft (bei einem Druck von 0,1 kg/cm ) aus dem Tragstab des Doms zugeführt, um den schlauchförmigen Film in der zylindrischen Gestalt beizubehalten.

Wenn die Temperatur erhöht wurde und ein Gleichgewicht erreichte, (in 15 min), war die Dicke des ungestreckten. Films auf 500 /u gebracht, wobei die Umfangsgeschwindigkeit derjersten und zweiten Klemmrollen auf 20 m/min bzw. 100 m/min erhöht wurde.

Wenn der Innendruck des Schlauches auf 0,15 kg/cm gebracht wurde, wurde festgestellt, daß das waagerechte Strecken des Films in der vorstehend geschilderten Weise einsetzte. Dabei erschien der Halsansatzpunkt an sechs Stellen beim Ausbreiten, wobei ein glatteres Ausführen und Erreichen des waagerechten Streckens erhalten wurde. Es wurde ferner festgestellt,daß der Enddurchmesser des gestreckten Schlauches 350 mm betrug. (Das Streckausmaß oder die Streckvergrößerung betrug 5x5.) Nach der Nachbehandlung, beispielsweise 3fHitzehärtung o.dgl·,

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wurde der Film dann augewickelt. Die Dicke des Films
betrug 20 ^u. Der gestreckte Film besaß eine ausgezeichnete Glattheit und es konnte eine gleichförmige Qualität ■ erhalten werden. .

Die Ergebnisse, die bei Ausführung des vorstehend
beschriebenen Versuchs unter Verwendung von verschiedenen Dorndurchmessern erhalten wurden, sind in der nachstehenden Tabelle I aufgeführt.

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Tabelle I

Dorndurchmesser (Länge der Diagonalen von dessen Grundfläche)

Streckausmaß oder Streckvergrößerung in waagerechter Richtung unmittelbar nach dem mm

Halsaasatzpunkt auf dem Dorn Endgültiges Streckausmaß oder StreckzunahBe in waagerechter Richtung Physikalische Eigenschaften des Films

Aussehen

Streckstabilität 1,5-fach keiner

5-fach

Größere Un<gleichmäßigkeit der Dicke als bei anderen

schlecht (deutlich beob-.. achtete teilweise Aufschwellung)

mm

2-fach ja

5-fach gut

280 mm

befriedigend gut

gut

4-fach Ja

5-fach gut

Auf der Oberfläche des Films beobachtete Ungleichmäßigkeit (Radspuren)

gut

Beispiel 2

Isotaktisches Polypropylen mit einer grundmolaren Viskosität von 1,9 in einer Tetralinlösung bei 135⁰CJ lind mit einem n-Heptanextraktionsrückstand von 98 % wurde durch Ausspritzen bei 230⁰C extrudiert und ein dünner schlauchförmiger Film mit einer Dicke von 0,4 mm und einem Durchmesser von 200 mm wurde bei einer Ausführgeschwindigkeit von 20 m/min geformt« Nach Kühlung bis zur Erzielung einerTemperatur von 20⁰C unter Anwendung der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung wurde der Film an den ersten Klemmrollen, dem Dornteil, dem zweiten Klemmrollenpaar, dem hitzehärtenden Bereich vorbeigeführt und in die Aufwickelmaschine 52 geleitet, worin der Film aufgewickelt wurde. YJenn die Temperatur des Films auf 130⁰C durch die Erhitzungseinrichtung 37 erhöht war, wurde der Dorn allmählich geöffnet, wobei Luft in einer Menge von 0,4 kg/cm in den konischen Teil des Filmes eingeschlossen wurde. Zu diesem Zeitpunkt erschienen in dem konischen Teil des Filmes deutlich die Halslinien in etwa den gleichen Abständen, d.h. die Begrenzungslinie S, die in der bestimmten festen Lage beibehalten wurde. Der Film wurde so angeordnet oder verlegt, daß er die EndrolleX. (f„) unmittelbar

ν Xi XX

vor dem Verschwinden der Halslinie verlassen konnte. Daher wurde das Strecken um 30 % mit dem Luftdruck allein bewirkt, wodurch ein Aufschwellen in einem Ausmaß von dem 4,5-fachen in waagerechter Richtung erhalten wurde.

Danach wurde in einer Kühlwassereinheit bis zur Erzielung einer Temperatur vnn 20⁰C gekühlt. Die zweiten Klemmrollen führten den Film bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 90 m/min heraus und die Vergrößerung oder Zunahme in der Längsrichtung wurde auf das 4,5-fache gebracht.

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Der Film, der in biaxialer Richtung gestreckt worden war, wurde dann einer.Hitzeverfestigungsbehandlung in dem Hitzeverfestigungsofen 48. bei l4o°C während 3: Sekunden unterworfen und wurde danach in der Aufwickelmaschine 52 aufgewickelt. Es war hierbei möglich, eine Produktion bei hoher Geschwindigkeit eines Films mit einer Dicke von 2o/u und mit einer glatten Oberfläche kontinuierlich währ-end einer Dauer von 24 Stun den auszuführen.
* '

Nachstehend werden die erhaltenen physikalischen Eigen__ · schäften dieses Film X gemäß; der Erfindung mit denjenigen eines biaxial gestreckten (bypriented) Polypropylenfilms Y, der nach einer gebräuchlichen Arbeitsweise hergestellt worden war, verglichen. ' · _s ·

Trübung %	Längsrichtung	1
Zugfestigkeit	waagerechte Richtung	136ο
kg/cm	Längsrichtung	l4oo
Zugdehnung (%)	waagerechte Richtung	3o
	Dickenabweichung (%)	3o
	Aussehen	± 7
	gut

1,4

13oo 159o

3o 4o

±23

längsgestreiftes Muster beobachtet

Wie vorstehend erläutert, wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der Film in Umfangsrichtung aufgrund des Doms und des Mediumsdruckes gestreckt. Aus diesem Grund wird der einem Ausbreiten unterworfene schlauchförmige Film zuerst von dem Dom in der bestimmten erforderlichen Gestalt beibehalten, während der Film sich rollenderweise auf den Streckrollen bewegt, um außerdem in einer stabilen ; Betriebsweise behandelt zu werden. Die auf dem Film gleichförmig erzeugten Halsansatzpunkte führen zu einem glatten Strecken und Orien— tieren des Films. Da überdies der Mediumsdruck gleichzeitig

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auf die Innenoberfläche des Films einwirkt, wird der Berührungsdruck zwischen dem-Dorn und dem Film verringert, wondurch verhindert wird, daß die Streckrollen eine Eintragung oder Einmarkierung (inroad) in den Film ergeben. Es ist somit ersichtlich, daß die Bewegung oder Durchführung des Films glatt ausgeführt· wird und daß der Film außerdem nicht anhaftet oder anklebt und frei von Kratzern oder den Spuren der Streckrollen od..dgl. ist. Da ferner dieser Film einem erneuten Strecken an einer Stelle unterhalb der Streckrollen in der Umfangsrichtung unterworfen wird, ist ä es, selbst wenn ein ungestreckter Teil beim Ausführen des Streckens in dem vorstehend beschriebenen konischen Teil zurückbleibt, durchführbar, den Film so zu strecken, daß er vollständig eine gleichförmige Orientierung und Dicke über dem gesamten Umfang aufweist. Wenn der Dorn derartig eingestellt wird, daß der gesamte zurückbleibende ungestreckt· Teil in Berührung mit der letzten Streckrolle gebracht wird, ist es niemals der Fall, daß der gestreckte Teil die Streckrolle überhaupt berührt,und demgemäß ist der so gestreckte Film von Lagerlängsstreifen und Kratzern darauf vollständig frei.

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Claims

Patentansprüche

1 Λ Verfahren 2um Strecken eines schlauchförmigen thermoplastischen Films, dadurch gekennzeichnet, daß man den schlauchförmigen Film auf einen Dorn mit einer vieleckigen konischen Gestalt führt, das gleichförmige Auftreten von Halsansatzpunkten (neckinginitiation points) "bewirkt, und das Strecken des schlauchförmigen Films durch die Wirkung eines innerhalb des schlauchförmigen Films eingeschlossenen Mediumsdruckjgs fortsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß man den schlauchförmigen Film sowohl in Querrichtung als auch in der Maschinenrichtung streckt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Querstrecken des Films durch den Dorn bei einer Vergrößerung oder einem Ausmaß von 25 - 90 % der gewünschten Streckung beendet und die restliche Streckung von 75 - 10 % durch die Einwirkung eines Mediumsdruckes vollzieht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß man das Querstrecken des Films durch den Dorn bei einer Vergrößerung oder einem Ausmaß von dem 1,7- bis 3,5-fachen beendet-und das Strecken bis zu dem Ausmaß der gewünschten Vergrößerung durch die Einwirkung eines Mediumsdruckes vervollständigt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den schlauchförmigen Film einer QuerStreckung durch den Dorn bis zu einem solchen Ausmaß unterwirft, daß die Halsansatzlinien auftreten, jedoch ungestreckte Teile des schlauchförmigen Films an dem untersten Teil von jeder Kante des Doms noch zurückbleiben.

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'6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mediumsdruck Druckluft verwendet.

7. Vorrichtung zum Strecken eines schlauchförmigen thermoplaäfcLsehen Films nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen vieleckigen konischen Dorn (5, CL...), der in den schlauchförmigen Film eingeführt wird und diesen streckt, wobei das Auftreten von gleichförmigen Halsansatzlinien am Umfang des schlauchförmigen Films veranlaßt wird, und eine Einrichtung für die Einwirkung eines Mediumsdruckes auf die Innenoberfläche des schlauchförmigen Films umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kante des Doms aus einem radial angeordneten Stab (f^...) O₁... ) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab mit einer Mehrzahl von Rollen

(e^ ₁... T₁...) versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle und jeder Stab aus Fluorharz gebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stab des Dorns im Neigungswinkel einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie erste Klemmrollen oder Aus-

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führungswalzen (3,3'; 20, 21), dia den schlauchförmigen Film vor dem Transport des Filmes auf dem Dorn halten, zweite , Klemmrollen (9; 41, 42), die den Film nach dem Dorn klemmen und weiterfördern, und eine Rohrleitung (25) , die durch die Mitte des Doms hindurchgeht, und für die Einwirkung eines Mediumsdruckes in dem schlauchförmigen Film vorgesehen ist. "

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