DE2357123A1 - Verfahren und vorrichtung zum gleichmaessigen verteilen von unregelmaessigkeiten in der dicke von kunststoff-folien - Google Patents

Description

■"aENTANWÄ'.TE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. ΝΙΕΛ',ΑΝΝ

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT 2357123

München Hamburg

telefon: 55547« 8000 mönchen 2,

telegramme: karpatent mathildenstrasse 12

W. 41 777/73 Zi/Ul . 15. November 1973

La Cellophane
Paris, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum gleichraässigen Verteilen von IJnregelmässigkeiten in der Dicke von Kunststoff-Folien."

Die -Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- · richtung zum gleichmässigen Verteilen von Unregelmässig» keiten in der Dicke,die quer"über Zellulosefolien auftreten, die durch Koagulation der Viskose in einem Säurebad gewonnen werden.

Nach einer bekannten Technik werden Kunststoff filme dadurch hergestellt, dass eine Schmelzmasse durch.eine Düsenplatte extrudiert wird. Nach einer anderen ähnlichen Technik werden Zellulosefolien dadurch hergestellt, dass man die Viskose in einem Säurebad nach der Extrusion durch eine Düsenplatte koaguliert, die auch Spinntrichter genannt wird. In beiden Fällen sieht dies so aus, als ob

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die Schicht des zu extrudierenden Materials aus einer Vielzahl von einzelnen Strafen bestünde, von denen geder zu einer bestimmten Stelle des DüsenSchlitzes führt und auch ständig dort bleibt.

Diese Stränge würden einen Film mit homogenen Eigenschaften bilden, wenn das Material vollkommen homogen wäre. Die Extrusionsmasse ist jedoch in der Praxis ständig mehr oder weniger heterogen und die ganze Folie weist unweigerlich längsverlaufende Streifen und Kratzspuren auf, die im wesentlichen auf örtliche Schwankungen der Temperatur, Befeuchtbarkeit oder Viskosität der extrudierten Masse zurückzuführen sind. Diese Unregelmässigkeiten, die insbesondere durch ein unterschiedliches Aussehen und eine unterschiedliche Dicke zum Ausdruck kommen, v/iederholen sich in Längsrichtung in der Weise, dass sich die Unregelmässigkeiten beim Aufrollen des Films soweit summieren und verstärken, dass Beulen und Vertiefungen entstehen, x$elche den Film verformen und nachteilig auf die Qualität des Filmes einwirken.

Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, dass man die Lage der Unregelmässigkeiten in der Dicke beim Aufrollen des Filmes in der V/eise ändert, dass sich die Unregelmässigkeiten nicht summieren. Man hat auch versucht, den vorstehend aufgezeigten Nachteil dadurch zu beseitigen, dass man eine systematische Überdicke erzeugt, bei !welcher der Angriffspunkt ständig verschoben wird. Man hat den in Rede stehenden Nachteil auch durch andere Mittel zu beseitigen versucht. Alle diese Lösungen sind jedoch nur Notbehelfe und weisen insgesamt den Nachteil auf, dass sie die dem fertigen Filmprodukt anhaftenden unregelmässigkeiten in

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der Dicke nicht unterdrücken, wenn sie sogar die Unregelmässigkeiten noch verschlimmern· Die Unregelmässigkeiten in

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der Dicke eines Kunststoffilmes sind jedoch für die Weiterverarbeitung sehr störend.

Wenn man diesen Nachteil beseitigen will, muss man das Material vor der Extrusion in Mischern homogenisieren. Diese Vorrichtungen, die entweder dynamisch oder statisch arbeiten, sind jedoch sehr platzraubend und die Verwendung derartiger Vorrichtungen bedingt eine kostspielige Verlängerung der Herstellungsdauer und einen komplizierten Aufbau der Anlage.

Es ist daher Ziel und Zweck der Erfindung, ein wirtschaftliches Verfahren zu schaffen, mit welchem die Unregelmässigkeiten in der Dicke und die sich daraus ergebenden Nachteile ohne Zeitverlust und Beeinträchtigung des Aufwickel Vorganges vermindert und verteilt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass das Material nicht homogenisiert wird, sondern die Stränge vermischt und gegeneinander ausgetauscht werden, indem die Bewegungsbahnen der Stränge beim Eintreten in den Spinntrichter kontinuierlich in der Weise verschoben werden, dass die Stränge niemals an der gleichen Stelle des Düsenschlitzes austreten. Die von den Strängen verursachten Fehler verteilen sich über, die gesamte Breite des Filmes, wobei Überlagerungen von Erhebungen und Vertiefungen vermieden werden und eine mittlere gleichförmige Dicke des extrudierten Filmes gewährleistet ist.

Man erreicht das erfindungsgemässe Ergebnis dadurch, dass man einen beweglichen Körper im Inneren der Leitung verschiebt, die das Material dem Spinntrichter zuführt. Die Stränge, die stromauf des beweglichen Körpers parallel zur Achse der Leitung fliessen, werden in dem Abschnitt der Lei-

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tung kontinuierlich abgelenkt, welcher stromab des beweglichen Körpers liegt.

Es ist von Interesse, den beweglichen Körper so nah wie möglich am Spinntrichter in der Weise anzuordnen, dass der bewegliche Körper zwischenzeitlich keine örtlichen Veränderungen hervorrufen kann, welche die gewünschte Wirkung beim kontinuierlichen Verschieben der. Stränge im Düsenschlitz wieder unterdrücken oder vermindern könnten.

Um eine Verschiebung sämtlicher Stränge des Materials und insbesondere eine Verschiebung der Stränge zu erreichen, die in der Nähe der Wände der Zuführleitung fHessen, ist es von Vorteil, den beweglichen Körper im Inneren der Leitung soweit wie möglich gegen die Wand der Leitung zu verschiebeil. Man wählt vorteilhafterweise einen beweglichen Körper in der JOrm einer Kugel, deren Durchmesser etwas grosser als der Radius des Leitungsquerschnittes an dieser Stelle ist. Man kann auch einen anderen, geeignet geformten beweglichen Körper verwenden, mit welchem die Beschickungsverluste verringert v/erden können. Man gibt dem beweglichen Körper vorteilhafterweise einen abgerundeten Querschnitt, so dass der bewegliche Körper auf der V/and der Leitung sehr leicht rollen oder gleiten kann.

Die Bewegung des beweglichen Körpers, ist gemäss der Erfindung vorteilhafterweise eine kontinuierliche Bewegung, da in diesem Fall die einzelnen Stränge nicht an einer einzigen Stelle der Spinndüse, sondern vielmehr an, verschiedenen Stellen der Spinndüse austreten. Die Bewegung kann jedoch auch eine hin- und hergehende Bewegung unter der Voraussetzung sein, dass der gesamte Abschnitt der Wand während der hin- und hergehenden Bewegung bestrichen wird. Die Bewegun-

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gen werden mit einer gleichmässigen oder ungleichmässigen Geschwindigkeit durchgeführt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Beschicken von Extrusionsdüsen für Kunststoffilme oder Zellulosefolien. Diese Vorrichtung weist eine zylindrische Leitung mit einem kreisförmigen Querschnitt auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher Körper im Inneren der Leitung durch ein Hollen oder Gleiten auf der Leitungswand in der Weise bewegbar ist, dass der bewegliche Körper den Abschnitt auf dem gesamten Umfang ständig durchläuft.

Die Drehbewegung des beweglichen Körpers im Inneren der Leitung kann durch rein mechanische Einrichtungen hervorgerufen werden, die aussen angeordnet werden können. Es ist in jedem ITaIl vorteilhaft, ein Austreten des Materials an den Wellendichtungen zu vermeiden. Man zieht deshalb einen Antrieb vor, bei welchem keine Wellen verwendet werden, die von aussen mechanisch angetrieben werden.

Gemäss der Erfindung verwendet man vorteilhafterweise die kinetische Strömungsenergie des Materials, um eine Einrichtung mit schräggestellten Flügeln in Umdrehung zu versetzen.

Im Nachstehenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum gleichmeissigen Verteilen von Unregelmässigkeiten in der Dicke von Kunststoffolien

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Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung und

Pig. 3 einen schema ti sehen Querschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung.

Es v/ird zunächst auf Mg. 1 Bezug genommen. Das stoffmaterial fliesst in einer Leitung 1 in Richtung des Pfeiles. In der Achse der Iiei/bung 1 ist; eine gekrümmte ¥elle 2 angeordnet, die schräggestellte Flügel 3 trägt. Die Meile 2 ist in Lagern 4 drehbar gelagert, die anstarren Speichen 5 abgestützt sind. Scheiben 6 bilden Anschläge und halten die Welle 2 in ihrer Lage. Am gekrümmten Ende der Welle 2 ist eine Kugel 7 befestigt, dio mit Hilfe eines bekannten, nicht dargestellten Feders^stems so an einem Kugelkopf befestigt ist, dass die Kugel 7 ständig gegen die Wasä äer Leitung 1 gedruckt wird und leicht auf der Wand rollen kann.

Das dahinfliessende Kunststoffmaterial versetzt die Flügel 3 in Umdrehung, welche über die gekrümmte Welle 2 die kontinuierliche Drehbevjegung der Kugel 7 auf der lüraenwend der Leitung 1 hervorrufen.

Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausflihrungsform wird der bewegliche Körper mit Hilfe eines äussereD Drehfeldes angetrieben. Fig. 2 zeigt einen in der Achse liegenden schematischen Längsschnitt durch diese Abwanälurags— form der erfindungsgemässen Vorrichtung, während IPig. 3 einen Querschnitt durch diese Vorrichtung zeigt.

Die Leitung 1 besteht aus einem Materal, das für ein

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magnetisches Feld durchlässig ist. Ein beweglicher Körper 8 ist mit Hilfe von Hingen 9 an einer ^eIIe 1o befestigt, die sich frei in einem ortsfesten Lager 11 drehen kann. Das ortsfeste Lager 11 ist an Speichen 5 starr befestigt. Im beweglichen Körper 8 ist ein magnetisches Einsatzstück 12 eingebettet, in dessen Einflussbereich ausserhalb der Leitung 1 ein Kagnetkorper 13 mit einem entgegengesetzten Magnetismus angeordnet ist. Diesem Magnetkörper 13 wird mit Hilfe einer bekannten, nicht dargestellten Einrichtung, beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Drehfeldes, eine kontinuierliche Drehbewegung um die Leitung 1 in einer senkrecht zur Leitung 1 liegenden Ebene erteilt. Wenn sich der Magnetkörper 13 dreht, wird dem beweglichen Körper 8 mit Hilfe des magnetischen Einsätzstückes 12 eine entsprechende, kontinuierliche Bewegung erteilt. Das "gleiche Ergebnis wird erzielt, wenn der "bewegliche Körper 8 ein Hohlkörper aus Weicheisen ist und der sich drehende üagnetkörper 13 ein ausreichend starkes Hagnetfeld hat.

Diese kontinuierliche Bewegung führt gemäss der Erfindung zu einem kontinuierlichen Yeriaischen und Austauschen der Stränge des Materials, das in Sichtung des Pfeiles durch die Leitung 1 fliesst.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen

Vorrichtungen basrfiränktj die lediglich einige von vielen möglichen Ausführungsformen darstellen. Die Erfindung erstreckt sich vielmehr auf sämtliche Vorrichtungen, mit welchen einem beweglichen Körper eine kontinuierliche Kreisbewegung im Inneren der Zuführleitung zum Spinntrichter für Kunststoffilme oder Zellulosefolien in einer Ebene erteilt wird die senkrecht zur Achse der Leitung verläuft.

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Die Abmessungen der Vorrichtung und die Leistung des Antriebes müssen in allen Fällen der Art der extrudierten Produkte und den Extrusionsbedingungen angepasst werden, deren Kennwerte, wie die Viskosität, die Temperatur, der Druck und so weiter,sich mit jedem Produkt ändern und in einem ziemlich grossen Nass schwanken können. Die Wellen müssen sich beispielsweise in ihren Lagern mit einem ausreichenden Spiel drehen, um eine Schmierung durch das fliessende Material zu gestatten.

Die Erfindung eignet sich besonders gut zur Verbesserung der Qualität von Zellulosefolien, wie dies im Kachstehenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden wird.

Eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung wurde in einer Leitung mit einem Durchmesser von 5>o mm angeordnet. Diese Vorrichtung war mit einer Kugel versehen, die einen Durchmesser von 3o mm hatte. Die Länge der Vorrichtung betrug 16o mm. Die Viskose floss in der Leitung mit einer Geschwindigkeit von 1o cm/sec. Die Drehzahl der Vorrichtung betrug bei dieser Fliessgeschwindigkeit der Viskose eine Umdrehung pro Ί5 Sekunden.

Stromauf der Vorrichtung wurde in die Leitung eine bestimmte Anzahl von Viskosesträngen eingegeben, die mit Titanoxyd weissgefärbt waren. Man stellte am Ausgang des Spinntrichters und beim Aufrollen fest, ^s'doss die gefärbten Stränge Sinuskurven mit langen Perioden beschrieben, deren Amplituden bei einem Trichter mit 0,m 50 einen Wert von 5o mm erreichten.

Es wurde der gleiche Versuch mit entsprechenden Strömungsbedingungen., jedoch ohne die erfindungsgemässe Vor-

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richtung wiederholt. Der Versuch zeigte deutlich, dass die gefärbten Stränge auf der extrudierten Folie fortlaufende, geradlinige Läncrsstreifen bildeten, die sich beim Aufrollen überlagerten.

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Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1·) Verfahren zum gleichmässigen Verteilen von Unregelmässigkeiten in der Dicke, die quer über Zellulosefolien auftreten, die durch Koagulation der Viskose in einem Säurebad gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Viskosestränge im Inneren der Zuführleitung zum Spinntrichter kontinuierlich geändert wird.
2. 2. Vorrichtung zum gleichmässigen Verteilen von Unregelmässigkeiten in der Dicke, die quer über die gesamte Breite von Zellulosefolien auftreten, die durch Düsenplatten extrudiert werden, gekennzeichnet durch einen beweglichen Körper (7,8), dem eine kontinuierliche Roll- oder Gleitbewegung auf der Wand der Zuführleitung (1) in deren Innerem und senkrecht zu deren Achse in der Nähe der Düsenplatte erteilt wird.
3. 3. Vorrichtung nachAnspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Bewegung des beweglichen Körpers

   (7) durch den Druck der in der Leitung (1) fliessenden Masse hervorgerufen wird, welcher auf eine Einrichtung mit schräggestellten Flügeln (3) einwirkt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Bewegung des beweglichen Körpers

   (8) durch ein äusseres Drehfeld hervorgerufen wird, das auf einen magnetischen Körper (12) einwirkt, der mit dein beweglichen Körper (8) fest verbunden ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Bewegung durch einen sich aussen drehenden Magneten hervorgerufen wird, der auf einen beweglichen Körper aus Weicheisen einwirkt.

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