DE60211541T2

DE60211541T2 - Längsorientierung von schlauchfolien aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE60211541T2
Application number: DE60211541T
Authority: DE
Inventors: Ole-Bendt Rasmussen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: NO20041898D0; GB0214427D0; JP2005505448A; DE60211541D1; KR20050036842A; KR100936729B1; ATE326329T1; NO20041898L; TW575492B; IL161149A; US20040247730A1; US7833468B2; WO2003033241A1; ZA200402660B; TR200400753T2; JP4420438B2; AU2002351812B2; BR0213229B1; CA2463024C; MXPA04003322A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung wie im Titel angegeben. Genauer ausgedrückt, erfolgt ein wesentlicher Teil einer solchen Orientierung durch eine ringförmige Reibungseinrichtung, die zwischen der kreisrunden Austrittsöffnung eines ringförmigen Extrusionswerkzeugs und der Abzugseinrichtung (Walzen, Gurte oder dergleichen) eingerichtet ist, die den Schlauch vom Werkzeug abzieht, wenn sich die Folie in geschmolzenem oder halbgeschmolzenem Zustand befindet.
Die Erfindung wurde insbesondere mit Blick auf die Herstellung von Kreuzlaminaten geleistet, d.h. von Laminaten, die zwei oder mehrere Folien aufweisen, welche jeweils ein- oder zweiachsig orientiert sind, wobei eine Richtung dominiert, und welche ferner laminiert sind, wobei die (vorherrschenden) Orientierungsrichtungen einander kreuzen. In der Praxis lässt sich dies durchführen, indem einer Schlauchfolie eine im Allgemeinen einachsige Orientierung verliehen wird, die Schlauchfolie wendelförmig zugeschnitten wird, um ein Gewebe mit schräger Orientierung zu bilden, und zwei oder mehrere derartige Gewebe laminiert werden, wobei die Orientierungen einander kreuzen. Außerdem kann ein im Allgemeinen in Längsrichtung orientiertes Gewebe vorhanden sein, das im Laminat enthalten ist.
Alternativ oder zusätzlich lässt sich die schräge Orientierung in einem allgemein geschmolzenen Zustand dadurch erreichen, dass die Schlauchfolie „verdreht" wird, während sie vom Extrusionswerkzeug abgezogen wird.
Ein Überblick über die Technik in Bezug auf Kreuzlaminatfolien wird in WO-A-93/14928 des Erfinders gewährt.
Präziser ausgedrückt, betrifft das Verfahren der Erfindung einen Prozess zur Formung einer orientierten Schlauchfolie, indem ein Fluss aus mindestens einem geschmolzenen thermoplastischen Material aus einem kreisförmigen Extrusionswerkzeug extrudiert wird, in welchem Prozess der Fluss nach Passieren einer kreisförmigen Austrittsöffnung im Werkzeug gekühlt und zumindest in Längsrichtung orientiert wird, während er noch immer zumindest teilweise geschmolzen ist, wodurch die Längsorientierung mittels einer Zugkraft stattfindet, die zwischen der Austrittsöffnung und einer sich bewegenden Abzugseinrichtung beaufschlagt wird.
In diesem Verfahren passiert der noch immer zumindest teilweise geschmolzene Fluss auf seinem Weg zwischen der Austrittsöffnung und der Abzugseinrichtung eine ringförmige Einrichtung (nachstehend Reibungseinrichtung genannt) und steht mit dieser in Reibungskontakt; die durch diesen Kontakt erzeugte Reibungskraft ist einstellbar variabel, und zwar in anderer Weise als durch Regulieren der Temperatur im Fluss oder der Spannungen im Fluss während dessen Kontakt mit der Einrichtung.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus DE-A-4308689 bekannt. Bei dieser Erfindung wird die Längsorientierung hauptsächlich bei geschmolzenem Zustand und die Querorientierung vor allem im „Kristallisationsbereich" vorgenommen, wodurch die Blaswirkung zwecks Erhalt der Querorientierung verstärkt wird. In dieser Hinsicht weicht die Technik vom Ziel der vorliegenden Erfindung ab, das in der Begünstigung der Längsorientierung besteht. Allerdings ist in DE-A-4308689 ein ringförmiger Einsatz in der Blase vorgesehen, der durchaus, wenn auch unbeabsichtigt, durch Reibung gegen die Folie zu deren Längsorientierung beiträgt. Ebenfalls vorhanden ist eine ringförmige Düse, welche diesen ringförmigen Einsatz umgibt und in Richtung des Schlauchs und des Einsatzes bläst. In diesem Stadium befindet sich der Schlauch im „Kristallisationsbereich". Die Funktion dieser Einrichtungen besteht darin, einen ersten Teil der Folien-„Blase" vom übrigen Teil zu trennen, so dass der Schlauch durch Überdruck in der „Blase" stark geblasen werden kann, sobald das thermoplastische Material in den „Kristallisationsbereich" versetzt wurde. Zur selben Zeit wird der Druck in der Blase nahe dem Umgebungsdruck gehalten, welcher in der Zone herrscht, wo das Material vollständig geschmolzen ist, so dass hier eine Querdehnung vermieden wird.
Zusätzlich zur starken Luftkühlung von außerhalb der Blase ist in DE-A-4308689 eine interne Luftkühlung in der Blase aufstromseitig vom erwähnten Einsatz vorhanden. Zwar wird dadurch auch der Einsatz gekühlt, aber es werden keinerlei Mittel zur Regulierung der Temperatur dieses Einsatzes offenbart. Die Reibung gegen den extrudierten Schlauch lässt sich wahrscheinlich bei gegebener Temperatur des Einsatzes und gegebenem Druck in der Blase abstromseitig vom Einsatz durch die Luftmenge kontrollieren, die in Richtung des Schlauchs geblasen wird, während letzterer den Einsatz passiert; allerdings findet nach Stand der Technik eine derartige Reibungskontrolle keinerlei Erwähnung.
Ein Patent, das etwa aus dem Jahr 1975 stammt und auf die niederländische Van Leer-Organisation oder eine ihrer Töchter ausgestellt ist (zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Anmeldung war der Erfinder nicht in der Lage, dieses weiter zu identifizieren), betrifft die Längsorientierung des extrudierten Schlauchs im Festzustand über einem Dorn im Innern des Schlauchs, während letzterer vom Extrusionswerkzeug abgezogen wird.
In der Praxis ist dieses Verfahren allerdings nur sehr schwer durchführbar, und zwar bedingt durch die starken Kontraktionskräfte, die beaufschlagt werden, wenn die feste Folie gezogen wird, und mittels derer versucht wird, den Schlauch fest auf dem Dorn zu halten.
Schließlich sollte Erwähnung finden, dass Dorne im Innern des extrudierten Schlauchs weithin zu dessen Kalibrierung eingesetzt werden. Bezug genommen wird auf GB-A-2112703, US-A-5,322,664 und EP-A-0285368 als Beispiele.
Die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren zur Formung einer orientierten Schlauchfolie und in einer Vorrichtung dafür, die jeweils in den Ansprüchen 1 und 25 definiert sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Schrumpffähigkeit beläuft sich vorzugsweise auf einen Faktor von nicht weniger als etwa 4 unter Bezugnahme auf Schrumpfversuche, die an der Obergrenze des Schmelzbereichs der extrudierten Folie vorgenommen wurden, d.h. die Folie schrumpft bei Erhitzen auf die Temperatur des Schrumpfversuchs in Längsrichtung auf ein Viertel oder weniger ihrer ursprünglichen Länge. Außerdem ist es bei diesem Verfahren allgemein so, dass der Hauptteil der Orientierung stattfindet, während das erwähnte Polymer oder andere Polymermaterialien geschmolzen und teilweise kristallisiert ist bzw. sind.
Nachdem die Schlauchfolie die Reibungseinrichtung verlassen hat, kann zugelassen werden, dass sie sich während der Längsdehnung zusammenzieht, oder der Luftdruck im Innern der Blase kann den Durchmesser des Schlauchs aufrechterhalten oder sogar bewirken, dass der Schlauch stark geblasen wird, damit eine Querorientierung erhalten wird. Ein solches Blasen macht normalerweise das Ergreifen besonderer Maßnahmen erforderlich, die später erwähnt werden sollen.
Durch Verwendung der vorliegenden Erfindung, wie dies obig definiert ist, kann die longitudinale Schmelzorientierung mit besonderer Präzision abgestimmt und/oder außerordentlich stark hervorgebracht werden. Dies ist für mehrere Anwendungsmöglichkeiten von Bedeutung, vor allem für die obig erwähnte Anwendungsmöglichkeit bei Kreuzlaminaten.
Zwecks Erzielung einer besonders hohen Schmelzorientierung ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil der Orientierung stattfindet, während das Polymermaterial oder die Polymermaterialien teilweise geschmolzen und teilweise kristallisiert ist bzw. sind. Vorzugsweise sollten mindestens 5% des Polymermaterials bzw. der Polymermaterialien während der Orientierung kristallisiert sein. Vorteilhafterweise kann der Polymerfluss eine Mischung aus mindestens zwei miteinander verträglichen oder miteinander verträglich gemachten Polymeren enthalten, und der Hauptteil der Orientierung sollte dann stattfinden, wenn das eine Polymer überwiegend in kristallinem und das andere größtenteils in geschmolzenem Zustand ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung zwischen der Reibungseinrichtung und der Folie durch Schmierung mit Luft kontrolliert wird, die durch Löcher in der Reibungseinrichtung oder durch mikroporöses Metall gepresst wird, das mindestens einen Bereich der Oberfläche bildet, welche durch den Fluss berührt wird.
Als Alternative dazu kann die Reibung durch Saugen des Flusses gegen die Reibungseinrichtung reguliert werden. So kann das Saugen durch mikroporöses Metall angewandt werden, oder die Oberfläche, die der Fluss berührt, kann ein gerilltes Muster aufweisen, wodurch die Rillen kreisförmig um die Werkzeugachse verlaufen. Die Rillen werden dann einem einstellbaren Unterdruck ausgesetzt.
Die Zugkraft an der Reibungseinrichtung kann überwacht und mittels Rückmeldungseinrichtungen zur Einstellung des Über- oder Unterdrucks, welcher die Reibung bestimmt, genutzt werden, wodurch der Orientierungsgrad kontrolliert wird.
Für den Fall, dass die extrudierte Schlauchfolie ausgesprochen dick und/oder aus einem Polymer mit besonders hohem Molekulargewicht ist, kann die Reibungseinrichtung eine Oberflächentemperatur in oder über dem Schmelzbereich des Hauptkörpers der Folie aufweisen. Allerdings ist dies die Ausnahme, und normalerweise sollte diese Einrichtung eine Temperatur besitzen, die, wenn die Folie koextrudiert wird und eine niedrigschmelzende Oberflächenschicht auf der der Einrichtung zugewandten Seite hat, sogar unter dem Schmelzbereich dieser Oberflächenschicht liegt; andernfalls kann es zu große Schwierigkeiten bereiten, ein reibendes, aber dennoch müheloses Gleiten der Folie über die Reibungseinrichtung zu erzielen. Dies bedeutet, dass der Zeitraum des Zusammenziehens so kurz sein muss, dass sich nur eine sehr dünne Oberflächenschicht verfestigt, während der Hauptkörper der Folie eine Temperatur beibehält, die nahe der vorgegebenen Dehnungstemperatur liegt. Durch die Wärme aus dem Inneren der Folie schmilzt die dünne verfestigte Schicht erneut ganz oder teilweise, wenn sie die Reibungseinrichtung verlassen hat.
Um eine besonders hohe durch Reibung kontrollierte Orientierung zu erhalten, muss die Temperatur der Folie während des Streckens innerhalb des Kristallisationsbereichs oder geringfügig darüber gehalten werden, wie dies bereits aus dem Vorangehenden hervorgeht. Unter derartigen Bedingungen sollte die Folie normalerweise effizient gekühlt werden, bevor sie auf die Reibungseinrichtung trifft. Zu diesem Zweck ist eine Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass aufstromseitig der Reibungseinrichtung ein im Allgemeinen ringförmiges, zylindrisches oder konisches Teil (nachstehend Schockkühlteil genannt) zum Kühlen inner- oder außerhalb der Blase installiert ist. Der Fluss passiert und berührt dieses Teil im Allgemeinen reibungsfrei oder unter geringer Reibung, was z.B. mittels Luftschmierung durch mikroporöses Metall oder durch Löcher erreicht wird. Dieses Teil wird aus seinem Innern heraus durch ein fluides Kühlmittel gekühlt und auf einer Temperatur gehalten, die ausreichend niedrig ist, um mindestens die Hälfte der Wärme abzuführen, die benötigt wird, um die Temperatur im Fluss auf den für die Orientierung gewünschten Wert zu senken.
Aufstromseitig der Reibungseinrichtung, aber abstromseitig des gerade erwähnten Schockkühlteils, sofern dieses vorgesehen ist, befindet sich ein Teil (nachstehend „Temperaturfeineinstellungsteil" genannt) mit ähnlichem Aufbau wie das Schockkühlteil, aber ausgelegt für eine Feineinstellung der Durchschnittstemperatur im Fluss.
Die folgenden aneinandergereihten Vorrichtungsteile sind vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet oder vermittels Niedrigtemperatur-Übertragungsverbindungen miteinander verbunden:

a) das Werkzeugteil, das eine Seite der Austrittsöffnung bildet,
b) das Schockkühlteil, sofern vorgesehen,
c) das Temperaturfeineinstellungsteil, sofern vorgesehen,
d) die Reibungseinrichtung.

Alle Vorrichtungsteile in dieser Aneinanderreihung befinden sich auf der selben Seite der Blase, sei es nun innerhalb oder außerhalb.
Ein bevorzugter Weg, um eine gleichmäßige und effiziente Kühlung der Schlauchfolie sofort nach deren Austritt aus dem Werkzeug zu erzielen, besteht darin, dass der Fluss die Austrittsöffnung unter einem Winkel von mindestens 20° zur Achse des Werkzeugs passiert, wobei seine Bewegungsrichtung entweder von der Achse weg oder zu dieser hin weist, und er dann auf ein Kühlteil trifft, das sich in nächster Nähe zu der Austrittsöffnung befindet oder mit dem Werkzeugteil verbunden ist, das eine Seite der Austrittsöffnung darstellt. (Natürlich sollte dann der Kanal, der die Austrittsöffnung formt, auch einen Winkel von nahezu 20° oder mehr zur Werkzeugachse bilden). Bei dem erwähnten Kühlteil handelt es sich um das oben beschriebene Schockkühlteil, sofern vorgesehen, oder um das ebenfalls obig erläuterte Temperaturfeineinstellungsteil, sofern vorgesehen, oder andernfalls um die Reibungseinrichtung. Ein wesentlicher Teil des Bereichs, in welchem der Fluss dem erwähnten Teil folgt, sollte in axialer Richtung gesehen gerundet sein, so dass die Folie allmählich mindestens 20° in Richtung der Werkzeugachse gedreht wird, während sie sich über diesen Teil oder diese Zusammenstellung von Teilen bewegt.
Diese Anordnung des Ausgangs aus dem Werkzeug kann sehr zweckgemäß umgesetzt werden, wenn sich die Austrittsöffnung des Werkzeugs entweder an dessen äußerer Umfangsfläche befindet oder aber an dessen innerer Umfangsfläche, falls das Werkzeug eine mittige Ausnehmung aufweist, die durch einen inneren Umfang begrenzt ist. Außerdem ist diese Anordnung sehr praktisch in Zusammenhang mit dem In-Gang-Setzen der Extrusion, da sie es einfacher macht, die geschmolzene Masse zu fassen und diese über die ringförmigen Teile zur Kühlung und Temperatureinstellung zu befördern.
Somit ist es vorteilhaft, wenn der Fluss das Werkzeug unter einem Winkel von 90° oder nahezu 90° zur Achse verlasst. Dies bringt den zusätzlichen Vorteil mit sich, dass sich der Spalt der Austrittsöffnung von Position zu Position anpassen lässt, wie dies bei Breitschlitzdüsen üblich ist. Um dies zu erreichen, kann mindestens eine Seite der Austrittsöffnung durch eine Lippe begrenzt werden, die ausreichend flexibel ist, um verschiedene Anpassungen des Spalts der Öffnung von Position zu Position zu erlauben. Dafür können einfache mechanische Vorrichtungen wie Push-Pull-Schrauben oder ausgeklügeltere Vorrichtungen, die aus der Konstruktion von Breitschlitzdüsen bekannt sind, verwendet werden.
Anzumerken ist, dass die periphere Extrusion als solche bekannt ist – siehe US-A-2769200 (Longstretch, u.a.), US-A-2952872 (Buteau, u.a.), US-A-3079636 (Aykanian) und US-A-3513504 (Ronden, u.a.). Der Zweck der peripheren Extrusion in diesen Patenten besteht darin, ein hohes Blasverhältnis ohne Beschädigung der Folie zu erzielen. Diese Patente offenbaren nicht die Verwendung einer ringförmigen Einrichtung zur Drehung der Richtung, in welche sich die Folie von der querverlaufenden zu einer mehr axialen Richtung bewegt, aber sie offenbaren die Einstellungsmittel an der Austrittsöffnung.
Wie zuvor erwähnt, kann zugelassen werden, dass sich die Schlauchfolie im Verlauf der Längsdehnung ringsum zusammenzieht, während sie aus der Reibungseinrichtung abgezogen wird – auf diese Weise kann eine wirklich einachsige Orientierung entstehen – oder die Folie kann durch einen Innendruck ihren Durchmesser beibehalten oder sogar durch einen verhältnismäßig hohen Überdruck aufgeblasen werden, wodurch eine signifikante Querorientierung zusätzlich zur Längskomponente der Orientierung erzielt wird. Die folgenden Maßnahmen können ergriffen werden, um zu vermeiden, dass der Überdruck auf die Schlauchfolie wirkt, bevor letztere die Reibungseinrichtung verlasst:
Falls sich die Reibungseinrichtung im Innern der Blase befindet, wird der Teil der Luft, der im Fluss enthalten ist, bevor letzterer auf die Reibungseinrichtung trifft, (nachstehend Luft 1 genannt) von der Luft abgeschnitten, die im Fluss enthalten ist, nachdem letzterer die Reibungseinrichtung verlassen hat (nachfolgend als Luft 2 bezeichnet), und Luft 2 wird unter einem Druck gehalten, der im Wesentlichen höher ist als der Druck in der Umgebungsatmosphäre, während der Druck in Luft 1 annähernd auf diesem Umgebungsdruck gehalten wird. Falls sich die Reibungseinrichtung außerhalb der Blase befindet, ist ein geschlossener Raum zwischen dem Werkzeug und der Reibungseinrichtung für die Luft vorgesehen, welche die Blase umgibt, und der Luftdruck im Innern der Blase wird wesentlich höher gehalten als der Umgebungsdruck, während der Außendruck im geschlossenen Raum annähernd mit dem Druck im Innern der Blase übereinstimmt.
Wie zuvor betont, stellt die Herstellung von Kreuzlaminaten eine besonders wichtige Anwendungsmöglichkeit der Erfindung dar. Für diese und mehrere andere Anwendungsmöglichkeiten sollte der Fluss, der das Werkzeug verlässt, normalerweise ein Koextrudat aus zwei, drei oder mehreren Schichten darstellen, z.B. aus einer Hauptschicht in der Mitte zwecks Zugfestigkeit und aus dünnen Laminier- und/oder Heißsiegelschichten auf einer oder beiden Oberflächen. Für die Herstellung von Kreuzlaminaten sollten die Parameter des Verfahrens angepasst werden, damit sie eine Schlauchfolie mit einer Orientierung ergeben, die vorwiegend longitudinal ist oder in wendelförmiger Richtung im Schlauch verläuft. Um eine vorwiegend wendelförmige oder „verschraubte" Orientierung zu erhalten, kann eine Rotation zwischen einem ersten Ende, das die Abzugseinrichtung umfasst, und einem zweiten Ende herbeigeführt werden, welches das Extrusionswerkzeug mit der Reibungseinrichtung, das Schockkühlteil (sofern vorgesehen) und das Temperaturfeineinstellungsteil (sofern vorgesehen) aufweist.
Die Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die allesamt Querschnitte durch die Achse des ringförmigen Extrusionswerkzeugs darstellen.
1 zeigt den letzten Teil eines Koextrusionswerkzeugs mit angeschlossener Reibungseinrichtung, über welche die Folie während des Abziehens gebogen wird. Es handelt sich um eine Außenumfangs-Extrusion durch eine Austrittsöffnung im Außenumfang des Werkzeugs.
2 ähnelt 1, zeigt aber eine Innenumfangs-Extrusion durch eine Austrittsöffnung im Innenumfang des Werkzeugs, das eine breite röhrenförmige Ausnehmung um seine Mitte hat.
3 ist 1 ähnlich, aber ein Schockkühlteil und ein Temperaturfeineinstellungsteil sind zusätzlich zu der Reibungseinrichtung vorhanden.
4 ähnelt 3, aber in Bezug auf die Innenumfangs-Extrusion aus 2.
5 zeigt den letzten Teil eines Koextrusionswerkzeugs, in dem die Austrittsöffnung durch die im Allgemeinen ebene Werkzeugoberfläche, die senkrecht zur Achse verläuft, angeordnet ist, ähnlich wie bei einem bekannten ringförmigen Werkzeug zur Folienextrusion, aber mit einer Austrittsöffnung, die unter einem Winkel von ungefähr 20° einwärts weist. Das Werkzeug ist mit einem Schockkühlteil, einem Temperaturfeineinstellungsteil und einer Reibungseinrichtung versehen.
6 zeigt, in etwa natürlicher Größe, eine Modifikation der Reibungseinrichtung aus 3.
Bei dem ringförmigen Werkzeug zur peripheren Koextrusion, dessen äußerer Teil in 1 dargestellt ist, kann es sich zweckgemäß um jenes Werkzeug handeln, das vollständig im ebenfalls anhängigen WO-A-02/51617 des Erfinders in 7 bis 9 veranschaulicht ist (eine der Patentanmeldungen, für welche Priorität bezüglich des vorliegenden Falls beansprucht wird). Außerdem sind die Referenzziffern für das Werkzeug selbst aus diesen Zeichnungen übernommen. Die Werkzeugachse verläuft parallel zur Linie aus kurzen und langen Strichen (1); wie jedoch der Pfeil anzeigt, liegt die tatsächliche Achse in der Zeichnung wesentlich weiter rechts. Ein anderer Aufbau des peripheren Werkzeugs zur peripheren Koextrusion kann natürlich ebenfalls genutzt werden.
Das Werkzeug ist aus kugel- und scheibenförmigen Teilen zusammengesetzt, von denen (5), (6), (7a) und (7b) in 1 erscheinen. Drei Komponenten (A), (B) und (C) werden zur Bildung der Folie B/A/C koextrudiert. Wenn die Erfindung zur Fertigung von Folien genutzt wird, aus denen Kreuzlaminate werden, sollte das die Mittelschicht bildende (A) jene Schicht darstellen, die den Hauptteil an Stärke liefert, wohingegen die Oberflächenschichten (B) und (C) als Laminier- und/oder Heißsiegelschichten fungieren sollten (bezugnehmend auf die obig erwähnten Patente, welche die Kreuzlaminiertechnik betreffen). Weiterhin sollten (B) und (C) niedrigere Schmelzbereiche und normalerweise auch geringere Schmelzviskositäten aufweisen als (A). Als praktisches Beispiel kann es sich bei (A) um eine kompatibilisierte Mischung aus 25% Homo-Polypropylen mit einem verhältnismäßigen hohen Molekulargewicht, 25% HMWHDPE und 50% LLDPE handeln; falls (C) als Heißsiegelschicht gewählt wird, kann es aus unvermischtem LLDPE bestehen, und bei Auswahl von (B) als Laminierschicht wird ein niedrigschmelzendes Ethylen-Copolymer verwendet, z.B. EPDM oder niedrigschmelzendes Metallocen Polyethylen, oder eine Mischung oder auch ein solches Polymer mit LLDPE; (B) fügt sich mit (A) an der inneren Öffnung (19) zusammen, wohingegen (C) sich mit (A) an der inneren Öffnung (20) zusammenfügt. Der Darstellung zufolge liegen diese beiden Öffnung unmittelbar nebeneinander, was sich aus rheologischen Gründen als sehr vorteilhaft erweist, wenn die Oberflächenkomponenten niedrigere Schmelzviskositäten aufweisen als die mittlere Komponente.
Die drei zusammengefügten Komponenten passieren den Ausgangskanal (18) in Richtung des Ausgangs (21) in radialer Richtung. Nach ihrem Heraustreten aus dem Ausgang wird die B/A/C-Schlauchfolie, weiterhin in radialer Richtung, zu der äußeren Oberfläche der Reibungseinrichtung (101) gezogen. Hier wird sie der Oberfläche der Reibungseinrichtung (101) folgend, die Teil eines (schwimmreifenförmigen) Torus (schwimmreifenförmigen) ist, nach oben gebogen. Während dieses Wegs wird die Folie durch die Reibungseinrichtung (101) gekühlt und luftgeschmiert, aber in kontrollierter Weise, so dass eine kontrollierte Reibung zwischen der Reibungseinrichtung (101) und der Folie besteht. Die Reibung in Kombination mit den Temperaturen in der B/A/C-Folie steuert die Längsorientierung, die in die Folie eingebracht wird. Die Einrichtungen zur Luftschmierung, Temperaturregulierung und Reibungskontrolle werden nachstehend erläutert.
Nach Verlassen der Reibungseinrichtung (101) kann der Durchmesser der B/A/B-Folie mittels eines Überdrucks in der Blase ausgeweitet werden und dadurch die Folie eine erhebliche Querorientierung erhalten; wenn jedoch einem signifikant einachsigen Orientierungscharakter der Vorzug gegeben wird, sollte das Blasverhältnis sehr gering sein oder selbst invers (Kontraktion). Aufgrund der eher hohen Kontraktionskräfte während der Längsdehnung sollte normalerweise ein Überdruck im Innern der Blase hergestellt werden, auch wenn sich der Schlauch zusammenzieht.
Nach Verlassen der Reibungseinrichtung (101) wird die B/A/C-Folie mittels Luft weiter gekühlt (was nicht dargestellt ist); dabei wird vorzugsweise sowohl externe als auch interne Kühlung in wohlbekannter Weise angewandt. Ebenfalls in (nicht gezeigter) wohlbekannter Weise wird die Folie mittels Flachlegung und angetriebenen Walzen abgezogen und danach normalerweise als Flachfolie aufgewickelt. Bedingt durch die hohen Dehnungskräfte kann die Notwendigkeit bestehen, die Flachlegung durch eine Gruppe konvergierender Transportgurte zu ersetzen, ein Verfahren, das ebenfalls bekannt ist, z.B. aus dem obig erwähnten US-A-3513504.
An der Austrittsöffnung (21) ist eine Werkzeuglippe (25) anpassbar gefertigt, welche die Möglichkeit eröffnet, den Spalt um den Umfang variieren zu lassen und dadurch zufällige Unterschiede im Fluss auszugleichen. Dies lasst sich auf einfache Art bewerkstelligen, wenn der Kanal hier (wie gezeigt) flach ist oder beinahe flach, anstatt eine ausgeprägt konische Form zu besitzen oder röhrenförmig zu sein. Die Anpassung kann mittels einer kreisförmigen Reihe Schrauben vorgenommen werden, von denen eine (26) dargestellt ist. Obgleich diese als einfache Schraube gezeichnet ist, könnte es sich auch um eine Push-Pull-Schraube handeln. Anstatt Schrauben sind auch sich thermisch ausdehnende Einrichtungen verwendbar, wie sie gegenwärtig für ähnliche Anpassungen der Austrittsöffnungen in Breitschlitzdüsen eingesetzt werden.
Wie bereits erwähnt, stellt die Durchführung peripherer Extrusion keine Neuheit dar; auch eine derartige Anpassung der Austrittsöffnung ist in diesem Zusammenhang bekannt. Allerdings sind diese Techniken in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung von besonderer Wichtigkeit, weil die normalen Maßnahmen zur Erzielung einer gleichmäßigen Folienstärke Schwierigkeiten hervorrufen würden. Diese normalen Maßnahmen funktionieren nach dem Prinzip der unterschiedlichen Kühlung der extrudierten Schlauchfolie an verschiedenen Stellen des Umfangs, was entweder durch lokale Luftkühlung der Blase oder durch unterschiedliche lokale Kühlung einer Werkzeuglippe bewerkstelligt wird. Jedoch lassen sich solche Systeme nicht gut mit der Kontaktkühlung der Folie kombinieren, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
Nun erfolgt eine Erläuterung von Einzelheiten, welche die Luftschmierung und das Kühlen der B/A/C-Folie auf der Reibungseinrichtung (101) und ferner Einrichtungen zur Einstellung von Reibung und Temperatur betreffen. Die Reibungseinrichtung (101) kann aus Stahl hergestellt sein, und beinahe die Gesamtheit der Oberfläche, welche von der Folie passiert wird, besteht aus mikroporösem Metall, das als gerundete Platte (102) dargestellt ist. Diese kann an das stählerne Basisteil der Reibungseinrichtung (101) geschraubt sein. (Keine der Zeichnungen zeigt irgendeine der Schrauben, die zur Verbindung der verschiedenen Werkzeugteile verwendet werden). Die mikroporöse Platte kann zweckgemäß eine Porengröße von ungefähr 0,01 mm aufweisen. Die Druckluft für die Luftschmierung wird durch eine Anzahl Rohre zugeführt, von denen 1 eines (103) zeigt. Die Luft wird über ein Netz von Kanälen in der Reibungseinrichtung (101) verteilt. Die Zeichnung zeigt lediglich jene Kanäle (104), welche sich kreisförmig ausdehnen, wobei die Achse des Werkzeugs den Mittelpunkt bildet. Dagegen sind jene Kanäle, welche senkrecht zu den Kanälen (104) verlaufen, nicht in den Zeichnungen veranschaulicht. In einigen Fällen sollte Saugen anstatt Überdruck angewandt werden, nämlich wenn die Folie ausgesprochen dick ist und/oder ein besonders hohes durchschnittliches Molekulargewicht aufweist.
Die Reibungseinrichtung (101) ist mit einer ringförmigen Ausnehmung (105) zwecks Zirkulation eines Kühlfluids wie z.B. Wasser, Öl oder Luft versehen. Das zirkulierende Fluid schafft die Möglichkeit, die Temperatur der Oberfläche der Reibungseinrichtung (101) innerhalb einiger Grad zu kontrollieren. Zu diesem Zweck kann ein (nicht dargestelltes) Thermoelement nahe der Oberfläche vorgesehen sein.
Das Kühlfluid wird durch Rohre, von denen eines (106) veranschaulicht ist, in die ringförmige Ausnehmung (105) hinein und aus ihr heraus geleitet. Diese Rohre und die weiteren, vor- und nachstehend erwähnten Rohre laufen durch eine große Ausnehmung in der Mitte des Werkzeugs heraus, welche Ausnehmung in der obig erwähnten 7 in Patentanmeldung WO-A-0251617 erscheint. Die Rohre für das Kühlfluid sind mit einer Umlaufpumpe und einer Heiz-/Kühleinheit verbunden. In ähnlicher Weise sind die oben genannten Rohre (103) mit einem Luftakkumulator und einem Kompressor (oder einer Vakuumpumpe, sofern Saugen Anwendung findet) verbunden, die mit Mitteln zur Druckregulierung ausgestattet sind.
Die Reibungseinrichtung (101) ist am Werkzeugteil (6) mittels einer Anzahl Arme (z.B. drei oder vier) befestigt, von denen einer (107) dargestellt ist. Das Werkzeugteil (6) besitzt entsprechende Arme (108), von denen jeder mittels einer Wärmeisolierplatte (109) an einem Arm (107) angebracht ist. Dies erfolgt, um jedwede erhebliche Wärmeübertragung zwischen dem heißen Werkzeugteil und der weitaus kälteren Reibungseinrichtung zu vermeiden. Jeder der Arme (107) besitzt ein verhältnismäßig dünnes Brückenteil (110), das dünn genug ist, um messbare Variationen beim Biegen mit variablem Zug in der Folie zu erzielen, und zumindest einer dieser dünnen Abschnitte ist mit einem geeigneten Dynamometer, z.B. mit einem Dehnungsmesser (111), versehen. Signale aus dieser Einrichtung werden jenen Einrichtungen zugeführt, die den Überdruck oder das Vakuum regulieren und die Reibung zwischen der Folie und der Reibungseinrichtung (101) verringern oder erhöhen, so dass die Orientierung auf dem gewünschten Wert gehalten wird. Um nicht zuviel Widerstand gegen das Biegen eines Dehnungsmessers (111) zu bieten, kann jedes der Rohre (103), (106) und (112) – das letzte wird nachstehend beschrieben – ein (nicht dargestelltes) gewelltes Segment aufweisen.
Die interne Luftkühlung und der Luftdruck, der zur Aufrechterhaltung des eingestellten Blasverhältnisses erforderlich sind, werden mittels herkömmlicher Einrichtungen hergestellt. Die Einrichtungen verlaufen durch die oben erwähnte Ausnehmung in der Mitte des Werkzeugs. Diese ist von der Umgebung abgeschlossen. Eine dünne Platte (113), die zwischen dem Werkzeugteil (6) und der Reibungseinrichtung (101) installiert ist, trennt das Innere der Blase, die unter Druck gehalten wird, vom Raum (114) zwischen Werkzeug und Reibungseinrichtung, und dieser Raum wird durch das Rohr (112) ungefähr auf Umgebungsdruck gehalten. Ohne die Trennplatte (113) würde die Folie durch den Druck im Innern der Blase bei Passieren des Ausgangs (21) zerstört.
Da, grob ausgedrückt, ungefähr die Hälfte der Wärme, die verwendet wird, um die Folie ungefähr auf Raumtemperatur herunterzukühlen, durch die Kontaktkühlung abgeführt wird und daraufhin normale Luftkühlungssysteme eingesetzt werden, kann der „Turm" mit seinen Abzugseinrichtungen sehr klein ausfallen. Wenn eine wendelförmig verlaufende Orientierung gewünscht ist, können diese Abzugseinrichtungen um die Werkzeugachse rotieren, und die flache Schlauchfolie kann an der Spitze des „Turms" aufgewickelt werden.
Mittels des obig erwähnten Beispiels, in dem die Hauptschicht aus einer Mischung von Homo-Polypropylen (Verfestigung bei etwa 160 °C), HMWHDPE (Verfestigung bei etwa 125 °C) und LLDPE (Verfestigung bei etwa 120 °C) besteht, passiert die Folie den Ausgang (21) mit einer Temperatur von ungefähr 220–240 °C, und um eine passende hohe Längsorientierung zu erzielen, kann ein beträchtlicher Umfang des Abzugs z.B. zwischen 130–150 °C stattfinden. Damit eine ausreichend schnelle Kühlung erzielt und überdies vermieden wird, dass sich die niedriger schmelzende Oberflächenschicht im Innern der Blase an die Reibungseinrichtung (101) haftet, kann letztere z.B. auf etwa 50 °C gekühlt werden. Die Länge des Wegs der Folie über die Oberfläche der Reibungseinrichtung (101) muss so angepasst werden, dass, wenn die Folie (101) die Reibungseinrichtung (101) verlasst, ihre Durchschnittstemperatur noch nicht auf 125 °C gesunken ist. Ein dünner Teil der Folie, der die Reibungseinrichtung (101) direkt berührt, wird auf einen Wert unter dieser Temperatur abgekühlt und verfestigt sich; der Teil schmilzt jedoch wieder, wenn die Folie die Reibungseinrichtung (101) verlassen hat.
In Abhängigkeit von dem Gleichgewicht zwischen dem longitudinalen Abzugsverhältnis, den Temperaturen und dem Reibungswiderstand kann der Großteil dieses Abzugs stattfinden, bevor oder nachdem das PP kristallisiert ist. So kann z.B. eine 2,5 mm dicke Folie, die den Ausgang (21) passiert, auf eine Stärke von 0,250 mm abgezogen werden, bevor sich das PP verfestigt, und danach auf eine Stärke von 0,05 mm.
In 2 wird, bezugnehmend auf die Extrusion aus einem peripheren Ausgang, der in eine innere Ausnehmung in dem kreisförmigen Werkzeug führt, die Werkzeugachse durch die Linie (1) aus langen und kurzen Strichen angezeigt. Der obere Teil dieser Ausnehmung ist von der Atmosphäre mittels der kreisförmigen Platte (115) abgeschlossen. Über dieser Platte im Innern der Blase wird ein Überdruck aufrechterhalten, und es erfolgt eine interne Kühlung. Die Einrichtungen zum Aufbringen des Drucks und zur Kühlung sind nicht dargestellt. Mittels der dünnen Platte (113) ist der Raum (114) von der Atmosphäre getrennt, und der Druck in diesem Raum wird durch das Rohr (112) auf annähernd dem gleichen Wert gehalten wie der Druck im Innern der Blase (welche links der Folie veranschaulicht ist). Ansonsten lässt sich 2 auf Grundlage der Erläuterungen, die in Verbindung mit 1 gegeben werden, vollem Verständnis erschließen.
Aus der Beschreibung von 1 geht hervor, dass es verhältnismäßig schwer ist, die am meisten erwünschte Kombination aus Orientierung und Abzugsverhältnissen mittels der verhältnismäßig einfachen Einrichtungen aus 1 und 2 zu erhalten. Die komplizierteren Einrichtungen, die in 3 bis 5 dargestellt sind, verbessern diese Verhältnisse. In jeder Konstruktion finden drei voneinander unabhängige Teile Anwendung:

a) ein Schockkühlteil (116),
b) ein Temperaturfeineinstellungsteil (117) und
c) eine Reibungseinrichtung (118).

Die drei Teile werden durch Isolierplatten (119) thermisch voneinander isoliert. Jedes der drei Teile besitzt Einrichtungen, um Luft für die Schmierung zu lenken; im Fall der Reibungseinrichtung (118) können es auch Einrichtungen zum Saugen und zur Zirkulation eines Kühl-/Heizfluids sein, die jenen Einrichtungen ähneln, die im Zusammenhang mit 1 erläutert sind. Die drei Teile werden unabhängig voneinander eingestellt. Während der Passage über die Teile (116) und (117) wird die Reibung mittels Informationen aus dem Dehnungsmesser (111) kontrolliert. Die gestrichelten Linien (120) zeigen Rillen, durch welche die zur Luftschmierung verwendete Druckluft entweichen kann.
Wie in Zusammenhang mit 1 und 2 erklärt, ist es wichtig, jedwede signifikante Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Folie zu vermeiden, wenn letztere den Ausgang (21) passiert. Dies wird durch die Verwendung von Trennwänden (121 und 122) erreicht.
Bei einer variierenden Ausführung der Reibungseinrichtung (118), dargestellt in 6, wird die Reibung zwar durch Saugen, aber nicht mit Hilfe von mikroporösem Metall kontrolliert. Anstatt dessen sind Rillen (124) in diesem Teil vorgesehen, z.B. mit einem Abstand von etwa 3 mm, einer Tiefe von ungefähr 2 mm, einer Breite von 1 mm und mit gerundeten Spitzen (125); ferner wird ein kontrolliertes Vakuum durch die Löcher (123) angelegt.
Unter erneuter Heranziehung des zuvor erwähnten Beispiels für geeignete Materialien kann das Schockkühlteil (116) zweckgemäß auf einer Temperatur gehalten werden, welche die Folie auf ungefähr 140–150 °C kühlt, das Temperaturfeineinstellungsteil (117) auf einer Temperatur, welche der genaueren Regulierung der Folientemperatur dient, z.B. auf 145 °C, und das Teil (118) kann auf 50 °C gehalten werden, um ein Anhaften zu vermeiden. Die Passage über die Reibungseinrichtung (118) nimmt so kurze Zeit in Anspruch, dass der Abfall der durchschnittlichen Folientemperatur sehr gering ausfällt.

Claims

Verfahren zur Formgebung eines rohrförmig orientierten Films aus wenigstens einem thermoplastischen Materiales mit einem Kristallisationsbereich durch Extrusion eines Flusses aus wenigstens einem aufgeschmolzenem thermoplastischen Materiales aus einem Extrusionswerkzeug mit einer kreisförmigen Austragsöffnung, bei welchem Verfahren der Fluss nach Verlassen der kreisförmigen Auslassöffnung im Werkzeug gekühlt und wenigstens in Längsrichtung orientiert wird, während der Fluss noch wenigstens teilweise aufgeschmolzen ist, wobei die längsgerichtete Orientierung durch eine Zugkraft bewirkt wird, die zwischen der Austrittsöffnung und einer Abzugseinrichtung wirkt, und in welchem Verfahren der noch wenigstens teilweise aufgeschmolzene Fluss auf seinem Weg zwischen Austrittsöffnung und Abzugseinrichtung vorbeiströmt an und in Reibkontakt ist mit einer kreisförmigen Reibeinrichtung (101), dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (101), die innerhalb der durch den rohrförmigen Fluss gebildeten Blase oder außerhalb der Blase angeordnet sein kann, von innen heraus vermittels eines fluiden Kühlmittels gekühlt wird, um ihrer in Berührung mit dem Fluss stehenden Oberfläche eine beeinflussbare Temperatur zu vermitteln, die Reibkraft erzeugt durch den Reibkontakt in einstellbarer Art variabel ist außer durch Einstellung der Temperaturen im Fluss oder der Spannungen im Fluss während seiner Berührung mit dieser Einrichtung, wobei die Temperatur der Oberfläche der Reibeinrichtung und der Reibung so eingestellt ist, dass sie zwischen der Reibeinrichtung der Abzugseinrichtung einen Beitrag zur Längsorientierung leistet, während die Temperatur im Fluss innerhalb des Kristallisationsbereiches oder leicht darüber ist und wobei das rohrförmige Filmprodukt eine längsgerichtete Schrumpffähigkeit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Längsschrumpffähigkeit einen Faktor nicht kleiner als ungefähr 4 aufweist in bezug auf Schrumpfversuche ausgeführt an der oberen Grenze des Schmelzbereiches des extrudierten Filmes.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil der Orientierung stattfindet während das Polymermaterial oder Polymermaterialien teilweise geschmolzen und teilweise kristallisiert ist bzw. sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 5% des Polymermateriales oder der Polymermaterialien kristallisiert ist bzw. sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss eine Mischung aus mindestens zwei miteinander verträglichen oder verträglich eingestellten Polymeren umfasst und dass die Orientierung stattfindet während ein Polymer in überwiegend kristallinem Zustand und das andere in überwiegend aufgeschmolzenem Zustand ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung durch Luftschmierung einstellbar ist vermittels Luft, die durch Löcher (123) in der Reibungseinrichtung pressbar ist, oder durch mikroporöses Metall (102), das mindestens einen Bereich der Oberfläche bildet, welche durch den Fluss berührt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung durch Säugen des Flusses gegen die Reibungseinrichtung einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibung durch das mikroporöse Metall aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche, die der Fluss berührt, ein gerilltes Muster aufweist, die Rillen (124) kreisförmig um die Werkzeugachse (1) verlaufend ausgebildet und die Rillen einem einstellbaren Unterdruck ausgesetzt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugkraft an der Reibungseinrichtung überwacht und genutzt wird durch Rückmeldungs-Einrichtungen zur Einstellung der Reibung, wodurch der Grad der Orientierung einstellbar wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufstromseitig der Reibungseinrichtung ein im wesentlichen kreisförmiges zylindrisches oder konisches Schockkühlteil (116) innerhalb oder außerhalb der Blase vorgesehen ist, das der Fluss im wesentlichen reibungsfrei oder unter geringer Reibung entlang strömt, wobei dieses Teil von seinem Inneren (105) ausgehend vermittels eines fluiden Kühlmittels gekühlt und bei einer Temperatur gehalten wird, die ausreichend niedrig ist, um wenigstens die Hälfte der Wärme abzuführen, die notwendig ist, um die Temperatur im Fluss auf den gewünschten Wert zur Orientierung abzusenken.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der an dem Schockkühlteil entlang fließende Fluss vermittels Luftkühlung durch mikroporöses Metall (102) oder durch Löcher gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufstromseitig der Reibungseinrichtung und abstromseitig des Schockkühlungsteiles (beschrieben in Anspruch 11, sofern vorgesehen) ein Temperaturfeineinstellungsteil (117), das kreisförmig, konisch oder kreisförmig zylindrisch ausgebildet ist, vorgesehen ist, vom Fluss reibungsfrei oder unter geringer Reibung überströmt und von seinem Inneren heraus durch ein fluides Medium gekühlt oder erwärmt wird zur Feineinstellung der Durchschnittstemperatur des Flusses.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Aneinanderreihung von Vorrichtungsteilen nahe zu einander angeordnet oder miteinander vermittels Niedrigtemperatur-Übertragungsverbindungen (119) verbunden sind, wobei alle Teile innerhalb oder außerhalb der Blase sind: a) das Werkzeugteil (6), das eine Seite der Austrittsöffnung bildet, b) das Schockkühlungsteil (116) (beschrieben in Anspruch 11, sofern vorgesehen), c) das Temperaturfeineinstellungsteil (117) (beschrieben in Anspruch 13, sofern vorgesehen), d) die Reibungseinrichtung (101) (definiert in Anspruch 1).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss die Austrittsöffnung unter einem Winkel von wenigstens 20° zur Achse (1) des Werkzeuges verlässt, seine Bewegungsrichtung weg von der oder zur Achse weist, dann auf das Kühlteil trifft, das sich in unmittelbarer Nähe zu der Austrittsöffnung befindet, wobei dieses Kühlteil entweder ein a) ein Schockkühlteil (116) beschrieben in Anspruch 11, sofern vorgesehen, oder b) ein Temperaturfeineinstellungsteil (117), definiert in Anspruch 13, sofern vorgesehen, oder c) die Reibungseinrichtung (101), definiert in Anspruch 1 ist, und ein wesentlicher Teil der Zone, in dem der Fluss dem Teil der Zusammenstellung von Teilen folgt, in axialer Richtung gesehen gerundet ausgebildet ist, so dass der Film allmählich wenigstens 20° in Richtung der Werkzeugachse gelenkt wird, während er sich über dieses Teil oder die Zusammenstellung der Teile bewegt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung des Werkzeuges an der äußeren Umfangsfläche des Werkzeuges oder an der inneren Umfangsfläche vorgesehen ist, sofern in letzterem Fall das Werkzeug eine mittige Ausnehmung aufweist, die durch einen inneren Umfang definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss das Werkzeug unter einem Winkel von 90° oder nahe 90° zur Achse verlässt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle die Reibungseinrichtung innerhalb der Blase angeordnet ist, der Teil Luft, der im Fluss enthalten (114) ist, bevor letzterer auf die Reibungseinrichtung trifft, welche Luft 1 ist, von der Luft abgesperrt wird, die im Fluss enthalten, nachdem letzterer von der Reibungseinrichtung abgelaufen ist, welche Luft 2 ist, und Luft 2 unter einem Druck gehalten wird, der deutlich höher ist als der Druck der Umgebungsatmosphäre, wohingegen der Druck in Luft 1 annähernd auf Umgebungsdruck gehalten wird und im Falle die Reibungseinrichtung außerhalb der Blase angeordnet ist, ist ein geschlossener Raum (114) vorgesehen zwischen Werkzeug (6) und Reibungseinrichtung (101) für die die Blase umgebende Luft, wobei der Luftdruck innerhalb der Blase wesentlich höher gehalten wird als der Umgebungsdruck, wobei der Aussendruck innerhalb des geschlossenen Raumes ungefähr dem Druck innerhalb der Blase entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss ein zweischichtiges Koextrudat ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines rohrförmigen Filmes mit einer überwiegend spiraligen Orientierung eine Drehung zwischen einem ersten Ende, umfassend die Abzugseinrichtung und einem zweiten Ende, umfassend das Extrusionswerkzeug, die Reibungseinrichtung, die Schockkühleinrichtung, sofern vorgesehen, und dem Temperaturfeineinstellungsteil, sofern vorgesehen, erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensparameter zur Erzeugung eines rohrförmigen Filmes mit einer überwiegend längsgerichteten Orientierung oder einer, die einer spiralförmigen Richtung im Rohr folgt, eingestellt sind.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der rohrförmige Film zur Erzeugung eines Gewebes mit einer einseitig dominierenden Orientierungsrichtung geschnitten wird und bei dem ein Kreuzlaminat gebildet wird, umfassend zwei solcher Gewebe, deren dominierende Orientierungsrichtungen einander kreuzen.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der das Werkzeug verlassende Fluss ein Koextrudat aus drei oder mehr Schichten ist.
Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem der rohrförmige Film ein Koextrudat mit einer äußeren Heißsiegelschicht oder eine Laminierschicht auf einer oder beiden Oberflächen ist.
Vorrichtung zur Extrusion eines Materiales (A), umfassend ein ringförmiges Werkzeug mit einer kreisförmigen Austrittsöffnung (21), durch die das aufgeschmolzene Material fließt und eine sich bewegende Abzugseinrichtung zur Erzeugung einer längsgerichteten Spannung im Rohr aus Material extrudiert durch das Werkzeug, wobei das Material in Längsrichtung orientiert wird, während es noch wenigstens teilweise aufgeschmolzen ist, und zwischen der Austrittsöffnung (21) und der Abzugseinrichtung ein Reibungsteil (101) angeordnet ist zur Berührung mit dem Fluss aus thermoplastischem Material entweder innerhalb oder außerhalb des Rohres, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibungsteil Teile (102, 103, 104, 105) umfasst zur Einstellung der Reibung zwischen dem Fluss und dem Reibungsteil und welches von innen durch ein fluides Kühlmittel, das durch eine Ausnehmung (105) innerhalb des Reibungsteiles (101) fließt, gekühlt wird, wobei die Spannung zwischen der Abzugseinrichtung und des Reibungsteiles veränderbar ist, um einen kontrollierten Beitrag an die Längsorientierung zu leisten.
Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der die Oberfläche des Reibungsteiles, über die der Materialfluss strömt, mit Löchern (123) versehen ist oder aus mikroporösem Metall (102) für nach innen oder nach außen gerichteten Luftdurchtritt gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, umfassend eine Vakuumpumpe zur Erzeugung eines einwärts durch die Löcher (123) oder das mikroporöse Metall in das Reibungsteil gerichteten Luftfluss.
Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der die Oberfläche des Reibungsteiles ein gerilltes Muster aufweist, wobei die Rillen kreisförmig um die Achse sind.
Vorrichtung nach Anspruch 25 bis 28, umfassend eine Einrichtung (111) zur Messung der auf das Reibungsteil ausgeübten Spannung und Benutzung der Messwerte zur Einstellung der Reibung zwischen Fluss und Reibungsteil.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen ringförmiges, rundzylindrisches oder konisches Schockkühlungsteil (116) aufstromseititg des Reibungsteiles, entlang dem der extrudierte Fluss reibungsfrei oder mit geringer Reibung strömt, welches mit einem Kühlmittelfluss aus seinem Inneren (105) heraus gekühlt wird, wobei wenigstens die Hälfte der Wärme zur Kühlung des Flusses auf eine Temperatur passend zur Orientierung aus dem Fluss abführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, bei der das Schockkühlungsteil (116) mit Luftschmierungseinrichtungen (102, 104) zur Schmierung des über die Oberfläche passierenden Flusses versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, bei der die Luftschmierungseinrichtungen Löcher in oder ein mikroporöses Metall (102) an der Oberfläche des Schockkühlungsteiles und einen Kompressor umfassen zur Aufbringung eines nach außen gerichteten Luftstromes durch die Löcher oder Mikroporen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen ringförmiges, rundzylindrisches oder konisches Temperaturfeineinstellungsteil (117) aufstromseitig von dem Reibungsteil und abstromseitig des Schockkühlungsteiles, sofern vorgesehen, über welches der extrudierte Fluss reibungsfrei oder unter geringer Reibung fließt, welches durch ein durch sein Inneres (105) strömendes flüssiges Medium gekühlt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, bei der die folgenden aufeinanderfolgenden Teile Niedrigtemperatur-Übertragungsverbindungen zwischen sich aufweisen und alle innerhalb oder außerhalb der Blase angeordnet sind: a) das Werkzeugteil (6), das eine Seite der Austrittsöffnung bildet; b) das Schockkühlungsteil (116) sofern vorgesehen; c) das Temperaturfeineinstellungsteil (117), sofern vorgesehen; d) das Reibungsteil (101).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eingestellt ist, so dass der Fluss extrudierten Materiales die Austrittsöffnung unter einem Winkel von mindestens 20° zur Achse (1) des Werkzeuges verlässt, wobei der Winkel zur oder weg von der Achse gerichtet ist, und dadurch die Einrichtung unmittelbar abstromseitig von der Austrittsöffnung das Schockkühlungsteil (116), das Temperaturfeineinstellungsteil (117) oder das Reibungsteil (101) ist, wobei die Einrichtung in axialer Richtung gesehen ein gerundetes Profil aufweist, so dass der Materialfluss, der um das gerundete Profil strömt, in seiner Fliessrichtung um wenigstens 20° umgelenkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, bei der die Austrittsöffnung (21) an der äußeren Umfangsfläche des Werkzeuges ist.
Vorrichtung nach Anspruch 36, bei der das Reibungsteil (101) innerhalb der Blase ist.
Vorrichtung nach Anspruch 35, bei dem die Austrittsöffnung (21) an der inneren Umfangsfläche des Werkzeuges vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 38, bei der der Reibungsteil (101) außerhalb der Blase angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 36 bis 39, bei der der Fluss extrudierten Materiales das Werkzeug unter einem Winkel von 90° zu dessen Achse verlässt.
Vorrichtung nach Anspruch 37, umfassend Einrichtungen (121) zur Schließung des Raumes (114) im Inneren des Rohres vor dem Reibungsteil (101, 118) gegenüber dem Raum im Rohr nach dem Reibungsteil und die Einrichtungen (112) umfasst zur Aufbringung eines höheren Luftdruckes im Raum nach dem Reibungsteil (101, 118).
Vorrichtung nach Anspruch 39, die Einrichtungen (113, 122) zur Schließung des Raumes (114) zwischen dem Werkzeug und dem Reibungsteiles (101) und Einrichtungen zur Aufbringung eines Luftdruckes in dem geschlossenen Raum (114) höher als der Umgebungsluftdruck und Einrichtungen zur Schließung des Raumes in der Blase gegenüber der Atmosphäre und Aufbringung eines Luftdruckes in der Blase höher als der Umgebungsluftdruck umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 42, bei der das Werkzeug wenigstens zwei thermoplastische Materialien (A, B, C) extrudiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 43, bei der die Abzugseinrichtung drehbar relativ zum Extrusionswerkzeug (5, 6, 7a, 7b) und Reibungsteil (101) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 43, weiter umfassend Einrichtungen zur Schneidung des Rohres nach der Abzugseinrichtung zur Bildung eines Gewebes mit einer überwiegend dominanten Orientierungsrichtung und Mittel zur Laminierung zweier solcher Gewebe, so dass ihre vorherrschende Orientierungsrichtungen einander kreuzen.