DE3530309C2

Method and apparatus for the continuous production of thermoplastic sheets

Abstract

The invention relates to a process for the continuous production of thermoplastic webs from at least one extruded, heated to processing temperature thermoplastic web. This thermoplastic web is cooled under the influence of surface pressure to the temperature at which the smoothing of the surface is completed. The calibrating and smoothing device in the device for carrying out the method according to the invention consists of a double-belt press, which has a device for removing the heat from the thermoplastic web in the reaction zone in which the surface pressure is applied.

Term

Term ended

Expired 24 August 2005, 21.1 years ago.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Expired
  4. Today

44 claims: 19 independent, 25 dependent

  1. 1
    Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von thermoplastischen Kunststoffbahnen, insbesondere für die Weiterverarbeitung zu Platten oder Folien, aus mindestens einer extrudierten, auf Verarbeitungstemperatur erwärmten Thermoplastbahn, die im erwärmten Zustand zwischen zwei ortsfest angeordneten Druckplatten abgekühlt wird, so daß die Oberfläche der Thermoplastbahn kalibriert und geglättet wird, wobei die Abkühlung der Thermoplastbahn von der Verarbeitungstemperatur bis zu der Endtemperatur, bei der das Glätten und Kalibrieren der Oberfläche beendet wird, unter Einwirkung von Flächendruck vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastbahn während der Abkühlung zwischen zwei kontinuierlich bewegten, über je zwei Umlenktrommeln endlos umlaufenden Preßbändern geführt wird, daß ein gleichmäßiger Flächendruck von den Druckplatten hydraulisch oder mechanisch auf die Innenseiten der sich bewegenden Preßbänder ausgeübt und von den Preßbändern auf die Thermoplastbahn übertragen wird, die Druckplatten auf eine niedrigere Temperatur als die Endtemperatur der Thermoplastbahn gehalten werden, um so ein Temperaturgefälle zwischen Thermoplastbahn, Preßband und Druckplatte aufrechtzuerhalten, die Thermoplastbahn abgekühlt wird, indem Wärme aus der Thermoplastbahn über das Preßband auf die Druckplatte mittels Wärmeleitung abgeführt wird und der Flächendruck mindestens während der gesamten Dauer der Abkühlung der Thermoplastbahn zwischen den Preßbändern einwirkt.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige zusammenhängende, aus einer thermoplastischen Kunststoffschmelze bestehende Thermoplastbahn extrudiert, zwischen die Preßbänder eingeführt und zwischen den Preßbändern unter Flächendruck abgekühlt wird.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die thermoplastische Kunststoffschmelze an der Stelle, ab der der Flächendruck einzuwirken beginnt, einen Wulst von überschüssiger Schmelze bildet.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Extrusion der Kunststoffschmelze in Abhängigkeit von der Größe des Wulstes gesteuert wird.
  5. 5
    Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die thermoplastische Kunststoffschmelze keinen Wulst an der Stelle bildet, an der der Flächendruck zu wirken beginnt.
  6. 6
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere einzelne aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Bahnen zu einer aus aufeinanderliegenden Schichten bestehenden Thermoplastbahn zusammengeführt werden, die Thermoplastbahn dann zwischen die Preßbänder eingeführt wird, die Bahnen vor oder nach der Einführung zwischen die Preßbänder auf Verarbeitungstemperatur vorgewärmt werden und die Thermoplastbahn anschließend zwischen den Preßbändern unter Flächendruck abgekühlt wird.
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß extrudierte Thermoplastflocken zu einer Thermoplastbahn gestreut werden, diese Thermoplastbahn auf Verarbeitungstemperatur erwärmt, vor oder nach der Vorwärmung zwischen die Preßbänder eingeführt und anschließend zwischen den Preßbändern unter Flächendruck abgekühlt wird.
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastflocken in ein Faservlies eingestreut werden.
  9. 9
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastbahn vor dem Abkühlen noch zusätzlich erwärmt wird.
  10. 10
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der Thermoplastbahn bis zu der Endtemperatur, bei der die Abkühlung zwischen den Preßbändern unter Flächendruck beendet wird, in mehreren Schritten mit jeweils einer bestimmten Haltezeit für die jeweilige Zwischentemperatur vorgenommen wird.
  11. 11
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abkühlens der Thermoplastbahn zwischen den Preßbändern unter Flächendruck eine Strukturierung in mindestens einer der Oberflächen der Thermoplastbahn eingebracht wird.
  12. 12
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerbahn mit der Thermoplastbahn zusammengeführt wird, bevor dieselbe zwischen den Preßbändern unter Flächendruck abgekühlt wird.
  13. 13
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Thermoplastbahnen mit einer Trägerbahn so zusammengeführt werden, daß die Trägerbahn sich zwischen den beiden Thermoplastbahnen befindet und diese Bahnen anschließend zwischen den Preßbändern unter Flächendruck abgekühlt werden.
  14. 14
    Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn vor dem Zusammenführen mit der Thermoplastbahn vorgewärmt wird.
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung der Trägerbahn bis auf die Verarbeitungstemperatur der Thermoplastbahn erfolgt.
  16. 16
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn aus einem Glasfasergewebe besteht.
  17. 17
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trägerbahn aus einem Textilgewebe oder einer Papierbahn besteht.
  18. 18
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trägerbahn aus einem Metallgewebe besteht.
  19. 19
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn aus einem Faservlies besteht.
  20. 20
    Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Abkühlung der Thermoplastbahn zwischen den Preßbändern unter Flächendruck Füllstoffe in diese eingearbeitet werden.
  21. 21
    Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllstoffe aus Glasfasern bestehen.
  22. 22
    Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllstoffe aus Textilfasern bestehen.
  23. 23
    Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Füllstoffe aus Metallfasern bestehen.
  24. 24
    Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, mit einem Extruder zur Herstellung einer extrudierten, kontinuierlich vorlaufenden, auf Verarbeitungstemperatur befindlichen Thermoplastbahn oder mit in Abwickeleinrichtungen befindlichen Rollen, von denen extrudierte Thermoplastbahnen abgezogen und zu einer geschichteten, kontinuierlich vorlaufenden Thermoplastbahn zusammengeführt werden oder mit einer Streueinrichtung, in der extrudierte Thermoplastflocken bzw. -pulver zu einer kontinuierlich vorlaufenden Thermoplastbahn gestreut werden, und einer in Vorlaufrichtung hinter dem Extruder, den Abwickeleinrichtungen oder der Streueinrichtung angeordneten Kalibrier- und Glätteinrichtung, in die die Thermoplastbahn einläuft, wobei die Kalibrier- und Glätteinrichtung zwei übereinander angeordnete, einen Flächendruck auf die Thermoplastbahn ausübende Druckplatten besitzt, in denen Kanäle angebracht sind, die von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden, um die Thermoplastbahn von der Verarbeitungstemperatur bis zu der Endtemperatur, bei der das Glätten und Kalibrieren der Oberfläche der Thermoplastbahn beendet wird, abzukühlen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrier- und Glätteinrichtung als eine an sich bekannte Doppelbandpresse ( 1 ) ausgebildet ist, die jeweils ein oberes und ein unteres, über jeweils zwei in einem starren Pressengestell drehbar gelagerten Umlenktrommeln ( 24, 25, 26, 27 ) geführtes, endloses Preßband ( 28, 29 ) besitzt, zwischen deren einander gegenüberliegenden Außenseiten sich die Reaktionszone ( 62 ) befindet, die Druckplatten ( 31, 32 ) im Bereich der Reaktionszone ( 62 ) an den Innenseiten der Preßbänder ( 28, 29 ), mit einem Abstand zu den Preßbändern ( 28, 29 ) im Pressengestell der Doppelbandpresse ( 1 ) angeordnet sind, von den Druckplatten ( 31, 32 ) der gleichmäßige Flächendruck hydraulisch mittels eines in dem Raum ( 33 ), der nach oben und unten von der Druckplatte ( 31 ) bzw. der Preßbandinnenseite ( 28 ) und zu den Seiten von einer in sich geschlossenen Dichtung ( 34 ) begrenzt ist, befindlichen fluiden Druckmediums oder mechanisch mittels ortsfest, zwischen der Druckplatte ( 32 ) und der Preßbandinnenseite ( 29 ) angeordneten Rollen ( 43 ) auf die Innenseiten der Preßbänder ( 28, 29 ) ausgeübt und von den Preßbändern ( 28, 29 ) auf die Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) übertragen wird, die Kanäle ( 40 ) für die Kühlflüssigkeit wenigstens in einem Bereich der Druckplatte ( 31, 32 ) angeordnet sind und in dem Bereich der Druckplatte ( 31, 32 ), in dem sich die Kanäle ( 40 ) befinden, wärmeleitende Elemente ( 39 ) angebracht sind, die einerseits das Preßband ( 28, 29 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) schleifend berühren und andererseits unter Ausbildung eines guten Wärmeleitkontakts mit der Druckplatte ( 31, 32 ) verbunden sind, so daß Wärme aus der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) über das Preßband ( 28, 29 ) und die wärmeleitenden Elemente ( 39 ) auf die Druckplatte ( 31, 32 ) mittels Wärmeleitung abgeführt wird.
  25. 25
    Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitenden Elemente ( 39 ) aus Kupfer bestehen.
  26. 26
    Vorrichtung nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder ( 2 ) vor der Doppelbandpresse ( 1 ) so angebracht ist, daß die von dem Extruder ( 2 ) extrudierte Kunststoffschmelze ( 4 ) direkt in die Doppelbandpresse ( 1 ) einläuft.
  27. 27
    Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Extruder ( 2 ) eine Breitschlitzdüse ( 23 ) als Extruderwerkzeug ( 22 ) besitzt.
  28. 28
    Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeich­ net, daß der Extruder ( 2 ) so vor der Doppelbandpresse ( 1 ) angebracht ist, daß die Kunststoffschmelze ( 4 ) in die Mitte des Walzenspaltes der Einlaufzone ( 61 ) extrudiert wird, der durch die Preßbänder ( 28, 29 ) an den einlaufseitigen Umlenktrommeln ( 24, 25 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) gebildet wird.
  29. 29
    Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kunststoffschmelze ( 4 ) auf das Preßband ( 28 oder 29 ) der oberen oder unteren Umlenktrommel ( 24 oder 25 ) außerhalb des Walzenspaltes der Einlaufzone ( 61 ) aufgebracht wird und von dem jeweiligen Preßband ( 28 oder 29 ) in die Reaktionszone ( 62 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) transportiert wird.
  30. 30
    Vorrichung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Extruder ( 2 ) extrudierte Kunststoffschmelze ( 4 ) vor dem Walzenspalt in der Einlaufzone ( 61 ) einen Wulst bildet.
  31. 31
    Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von dem Extruder ( 2 ) extrudierte Kunststoffschmelze ( 4 ) vor dem Walzenspalt in der Einlaufzone ( 61 ) keinen Wulst bildet.
  32. 32
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwickeleinrichtung mit einer Rolle ( 46 ) für eine Trägerbahn ( 47 ) vor der Doppelbandpresse ( 1 ) angebracht ist, die Trägerbahn ( 47 ) von der Rolle abgezogen und ein- oder beidseitig mit der Kunststoffschmelze ( 4 ) in der Einlaufzone ( 61 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) zusammengeführt wird.
  33. 33
    Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rolle ( 46 ) und der Doppelbandpresse ( 1 ) eine Infrarotstrahlerheizung oder eine mit Warmluft arbeitende Heizung zum Vorwärmen der Trägerbahn ( 47 ) angeordnet ist.
  34. 34
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine Streueinrichtung zum Einstreuen von Füllstoffen in die Kunststoffschmelze ( 4 ) vor der Doppelbandpresse ( 1 ) angebracht ist.
  35. 35
    Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Doppelbandpresse ( 1 ) Abwickeleinheiten ( 55, 56 ) mit Rollen ( 57, 58 ) und Ersatzrollen ( 57 a , 58 a ) für die extrudierten Thermoplastbahnen oder -folien angeordnet sind, diese von den Rollen abgezogen, zu einer geschichteten Thermoplastbahn ( 59 ) zusammengeführt und direkt in die Doppelbandpresse ( 1 ) eingeführt werden.
  36. 36
    Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abwickeleinheiten ( 55, 56 ) und der Doppelbandpresse ( 1 ) eine Infrarotstrahlerheizung zum Erwärmen der Thermoplastbahnen oder -folien angebracht ist.
  37. 37
    Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuvorrichtung ( 67 ) für extrudierte Thermoplastflocken ( 68 ) oder -pulver vor der Doppelbandpresse ( 1 ) in der Nähe der Einlaufzone ( 61 ) so angebracht ist, daß die Thermoplastflocken ( 68 ) oder das -pulver in ein Faservlies eingestreut werden, das in die Doppelbandpresse ( 1 ) einläuft.
  38. 38
    Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Bandeinheit ( 65 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) so vorgezogen ist, daß sie aus der Einlaufzone ( 61 ) heraussteht und über dieser unteren Bandeinheit die Streuvorrichtung ( 67 ) zum Aufstreuen der extrudierten Thermoplastflocken ( 68 ) vor der Einlaufzone ( 61 ) so angebracht ist, daß die Bahn aus gestreuten Thermoplastflocken ( 68 ) vom Preßband ( 66 ) der unteren Bandeinheit ( 65 ) in die Reaktionszone ( 62 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) transportiert wird.
  39. 39
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufseitigen Umlenktrommeln ( 24, 25 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) beheizt sind und damit die Preßbänder ( 28, 29, 66 ) bis in die Einlaufzone ( 61 ) auf erhöhte Temperatur erwärmen, so daß die Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) durch die mittels der Wärmekapazität der Preßbänder ( 28, 29, 66 ) gespeicherten Wärme erwärmt wird.
  40. 40
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß beide Druckplatten ( 31, 32 ) mit Kanälen ( 40 ) und wärmeleitenden Elementen ( 39 ) versehen sind, in den Kanälen ( 40 ) der Druckplatte ( 31, 32 ), die dem einlaufseitigen Bereich zugeordnet ist, eine Wärmeträgerflüssigkeit zur Erwärmung fließt, womit dort zusätzliche Wärme auf die Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) übertragen wird, und in den Kanälen ( 40 ) der Druckplatte ( 31, 32 ), die dem auslaufseitigen Bereich zugeordnet ist, eine Kühlflüssigkeit zur Kühlung fließt, so daß dort Wärme von der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) an diese Druckplatte ( 31, 32 ) abgegeben wird.
  41. 41
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte ( 31, 32 ) die gekühlt wird, in mehrere Bereiche eingeteilt ist, die verschiedene Temperaturen zwischen der Verarbeitungstemperatur und der Endtemperatur besitzen.
  42. 42
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelbandpresse ( 1 ) mindestens ein strukturiertes Preßband zum Einprägen einer Struktur in die Oberfläche der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) besitzt.
  43. 43
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abwickelvorrichtung vor der Doppelbandpresse ( 1 ) zum Abziehen eines oder zweier bahnförmiger Strukturträger angeordnet ist, die mit der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) durch die Doppelbandpresse ( 1 ) geführt werden und mit der strukturierten Oberfläche auf einer Oberfläche der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) aufliegen, so daß sich deren Struktur in die Oberfläche der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) einprägt.
  44. 44
    Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufseitigen Umlenktrommeln ( 24, 25 ) der Doppelbandpresse ( 1 ) unter Druck gegeneinander verstellt werden können, um eine Kalandrierung der Thermoplastbahn ( 4, 59, 69 ) zu bewirken.
Independent claims44