HOLLOW THERMOPLASTIC EXTRUDATE WITH STRUCTURED SURFACE FINISH AND METHOD FOR ITS PRODUCTION

Abstract: 1. Process for producing an extruded double web plate from plastics with two parallel outer walls and a plurality of webs disposed between them and connecting the outer walls and with a surface structure on the surface of one or both outer walls which fluctuates in the direction of extrusion, by extrusion of a thermoplastic synthetic resin through an extrusion die fitted with a plurality of core pieces to form a hollow strip the cross section of which corresponds substantially to that of the double web plate which is to be produced ; and introducing the extruded hollow strip into a vacuum calibrating apparatus, whilst atmospheric air pressure prevails inside the hollow strip, and at least one side of the hollow strip is covered with a flexible ribbon which has negative surface structure and enters into the calibrating apparatus in conjunction therewith ; cooling the hollow strip in the calibrating apparatus to below the softening temperature of the plastics, and removing the ribbon from the hollow strip after it leaves the calibrating apparatus, characterized in that a structured, flexible strip impervious to air is used, which takes up the entire width of the surface of the hollow strip and adheres to the surface of the hollow strip with a force of at least 0,1 N/cm**2, and in that the underpessure on the side of the hollow strip which is covered with the ribbon acts only on this ribbon.

Description: Extrudierter Hohlprofilstrang aus thermoplastischen Kunststoff mit Oberfi#chenstruktur Die Erfindung betrifft einen extrudierten Hohlprofilstrang aus thermoplastischem Kunststoff. Derartige Hchlprofilstränge haben meistens eine glatte Oberfläche. Sie lassen sich auch mit einer in Extrusionsrichtung gleichbleibenden Oberflächenstruktur herstellen, wenn man zu ihrer Herstellung ein entsprechend geformtes Extrusionswerkzeug bzw. eine Kalibriervorrichtung mit entsprechender Struktur der inneren Oberfläche verwendet. Es ist häufig erwünscht, derartige Hohlprofilstränge mit einer in Extrusionsrichtung wechselnden Oberflächenstruktur einzusetzen, beispielsweise um eine gleichmässigere Verteilung des durchfallenden Lichts oder ein gefälligeres Aussehen zu bewirken. Es ist bekÅa,-ult, Hohlprofilstränge mit einer gekörnten Oberflächenstruktur durch Extrusion aus einer teilweise thermoplastischen Formmasse zu erzeugen, die feinteilige, schwer aufschmelzbare,also nicht thermoplastische Kunststoffpartikel enthält. Nach dem Verlassen der Extrusionsdüse bzw. der Kalibriervorrichtung erzeugen die eingeschlossenen Partikel infolge ihrer thermoelastischen Rückstellkräfte eine körnige Oberflächenstruktur. Die dafür geeignete inhomogene Formmasse wird nur ungern verarbeitet, weil Materialabfälle, insbesondere das beim Anfahren der Anlage entstehende unbrauchbare Extrudat, nicht zusammen mit Abfällen homogener Formmasse wiederverwendet werden können. Extrudierte Vollprofilstränge aus thermoplastischem Kunststoff lassen sich leicht mit einer in Extrusionsrichtung wechselnden Oberflächenstruktur versehen, indem man sie durch einen Prägekalander laufen lässt. Dieses Verfahren ist bei Hohlprofilsträngen nicht anwendbar, da sie zwisch#n den Kalanderwalzen zusammengedrückt würden. Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, extrudierte Hohlprofilstränge aus thermoplastischem Kunststoff mit einer in Extrusionsrichtung wechselnden Oberflächenstruktur zugänglich zu machen. Da---,mter wird jede Struktur verstanden, die nicht an jeder quer zur Extrusionsrichtung liegenden Schnittfläche das gleiche Profil aufweist. Thermoplastische Kunststoffe im Sinne der Erfindung sind solche, die unter den Bedingungen der Extrusion vollständig aufschmelzen oder - wie im Falle pigmentierter Kunststoffe - eine genaue Abformung der Werkzeugoberfläche zulassen. Ungeeignet sind Formmassen mit schwer oder nicht schmelzbaren Anteilen, die die Oberflächenstruktur der daraus hergestellten Forikörper beeinflussen. Zur Herstellung der erfindungsgemässen Hohlprofilstränge wird durch Extrusion des thermoplastischen Kunststoffes durch eine mit einem oder mehreren Kernstücken ausgerüstete Extrusionsdüse ein Hohlprofilstrang erzeugt und in einer Kalibriervorrichtung unter die Erweichungstemperatur des Kunststoffes abgekühlt. Erfindungsgemäss lässt man in die Kalibriervorrichtung zusammen mit dem Kunststoffstrang ein mit einer negativen Oberflächenstruktur versehenes flexibles Band einlaufen und trennt es nach dem Austritt aus der Kalibriervorrichtung von dem Strang ab. Als "negative Oberflächenstruktur" ' wird die Gegenform bezeichnet, an der sich die Oberflächenstruktur des Hohlprofilstranges abformt. Da diese Oberflächenstruktur jede beliebige Gestalt haben kann, ist auch die Gestalt der "negativen Oberflächenstruktur" weitgehend beliebig. Die Tiefe der Struktur, d.h. die Differenz zwischen den höchsten Erhebungen und tiefsten Einsenkungen innerhalb der Struktur kann zwischen Bruchteilen eines Millimeters bis zu mehreren Millimetern schwenken. Um von der Oberfläche des flexiblen Bandes abformbar zu sein, muss die Oberflächenstruktur des Hohlstranges weitgehend frei von Hinterschneidungen sein, was nicht unbedingt für die negative Struktur des Bandes gelten muss. So kann z.B. an einem Siebgewebe eine strukturierte Oberfläche abgeformt werden, ohne dass Formmasse durch die Siebmaschen hindurchtritt und sich durch Ausbildung von Hinterschneidungen unlösbar darin verankert. Innerhalb der genannten Grenzen besteht weitgehende Gestaltungsfreiheit. Man kann unregelmässige oder geometrisch regelmässige, ornamentale Strukturen, Schriftzeichen, bildliche Darstellungen oder Strukturen mit bestimmten technischen Wirkungen anbringen, wobei für die Flächenausdehnung der Strukturelemente noch weitere Grenzen als für ihre Tiefe bestehen. Eine Vielzahl von Oberflächenstrukturen kann unmittelbar von flächigen, strukturierten Werkstoffen abgeformt werden, z.B. von rauhen Papieren, Geflechten oder Gewirken aus Metalldrähten oder Bändern, Sandpapier, offenporigen Schaumstoffen, krakelierten Lackschichten und dergleichen. Andere Strukturen, z.B. mit ornamentalen Formen modellierte Flächen, lassen sich auf den Hohlstrang übertragen, indem man die strukturierte Fläche als negative Struktur auf einem Band abformt und den Hohlstrang an diesem im Sinne der Erfindung strukturiert. Der Werkstoff für das mit der negativen Oberflächenstruktur versehene Band wird so gewählt, dass es nach der Abkühlung des Hohl Stranges davon ablösbar ist. Das Band soll wenigstens so flexibel sein, dass es sich mit einem kleinen Krünimungsradius, beispiels weise an einer Umlenkwalze, von der Oberfläche des Hohlstranges abspreizen und lösen lässt. Eine Haftfestigkeit von mindestens 0,1 N/cm2 zwischen dem Band und dem Hohlprofilstrang ist erforderlich, wenn mit einem luftdurchlässigen Band und einer Vakuumkalibriervorrichtung gearbeitet wird. Das Vakuum wirkt dann nur auf das Band ein und hält das daran haftende Hohlprofil aufrecht. Wenn die Haftung zu gering ist, löst sich das Hohlprofil von dem Band und fällt zusammen. Bei einem luftdurchlässigen Band, z.B. einem Metalfgewebe, kann das Vakuum durch das Band hindurch unmittelbar auf die Oberfläche des Hohlprofilstranges einwirken und sein Profil aufrechthalte. In diesem Fall kann die Haftfestigkeit auch unter dem oben genannten Wert liegen Das gilt auch in allen Fällen, wo nicht mit einer Vakuumkalibriervorrichtung, sondern mit einem Gasüberdruck in dem Hohlraum des Stranges gearbeitet wird. Uberraschenderweise entsteht bei richtiger Wahl des Bandmaterials eine ausreichende Haftung sofort beim gemeinsamen Eintritt des strukturierten Bandes und des thermoplastischen Hohlprofilstranges in den Mund der Kalibriervorrichtung, besonders wenn der Hohlstrang dabei geringfügig zusammengedrücktwird. Eine Haftfestigkeit von geeigneter Grösse ist zwischen den meisten in Betracht kommenden Kunststoffen und Metallen, wie Stahl, Aluminium, Kupfer, gegeben. An einem strukturierten Band aus Kunststoff haftet der Hohlstrang, wenn ein genügender Polaritätsunterschied zwischen den Werkstoffen besteht. So liegt die Haftfestigkeit von Polymethylmethacrylat oder Polyvinylchlorid an koronabehandeltem Polyäthylen, vernetztem Polyvinylacetat, Polyamiden und Gummi über 0,1 N/cm2, aber die an hochmolekularem, nicht vorbehandeltem Polyäthylen oder Polypropylen im allgemeinen darunter. Zwischen Polymethylmethacrylat und Polyvinylchlorid oder unver netztem Polyvinylacetat ist die Haftung meistens so fest, dass sich diese Werkstoffe nach dem Erkalten nicht mehr voneinander lösen lassen. Eine gewisse Haftung des Bandes ist beispielsweise auch dann erwünscht, wenn dieses als Schutzüberzug bis zur Verwendung des erzeugten Hohlprofilstranges auf dessen Oberfläche verbleiben soll, z.B. ein Papierband. Papier-, Karton- und Kunststoffbänder lassen sich in an sich bekannter Weise mittels Prägewalzen mit der gewünschten negativen Oberflächenstruktur versehen. Wenn das strukturierte Band selbst aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, so genügt es, dass seine Oberflächenstruktur wenigstens solange nach dem Kontakt mit dem heissen Hohlprofilstrang nicht plastisch erweicht, bis sich dessen Oberfläche der Struktur angeformt hat. Wenn das Band mehrfach wiederverwendet werden soll, ist es von Vorteil, ein unter den Arbeitsbedingungen nicht plastisch erweichendes Bandmaterial zu verwenden, im Fall von Kunststoffen also solche, die nach dem Anbringen der negativen Oberflächenstruktur vernetzt oder gehärtet worden sind. Beim Durchgang durch die Kalibriervorrichtung wird der Hohlprofilstrang durch einen Gasüberdruck in dem Hohlraum oder durch einen in dem Formkanal der Kalibriervorrichtung wirkenden Unterdruck gegen die Innenfläche der Kalibriervorrichtung gedrückt. Ein Uberdruck in der Hohlkammer lässt sich in bekannter Weise mittels eines gleitend an den Düsenkern angehängten Dichtungsstopfens oder durch periodisches Zuschmelzen des Strangendes aufrechterhalten, wenn ein Druckgas durch eine Gasleitung im Düsenkern in den Hohlraum gelangen kann. Vorzugsweise wird mit einer Unterdruckkalibriervorrichtung gearbeitet, weil dabei ein gasdichter Verschluss der Hohlkammern entbehrlich ist. Für die Herstellung der erfindungsgemässen Hohlprofilstränge geeignete Formmassen sind z.B. Acrylglas, PVC, Polycarbonat oder Polystyrol bzw. schlagzähe Mischpolymerisate des Styrols. Acrylglas ist besonders bevorzugt. Darunter werden Polymethylmethacrylat und zum überwiegenden Teil aus Methylmethacrylat aufgebaute Mischpolymerisate mit Molekulargewichten zwischen 100.000 und 250.000 verstanden. Je nach Bedarf kann die Formmasse klar durchsichtig, getrübt oder beliebig eingefärbt sein. Ein bevorzugter Gegenstand der Erfindung sind Stegdoppelplatten mit zwei parallelen Aussenwänden und einer Vielzahl von dazwischen angeordneten, die Aussenwände verbindenden Stegen. Sie können auf einer oder auf beiden Aussenwänden erfindungsgemäss strukturiert sein. Eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemässen Hohlprofilstränge ist in der beigefügten Figur 1 im Schnittbild dargestellt. Aus einer Extrusionsdüse (1) mit dem Düsenkern (2) wird ein Hohlstrang (3) extrudiert und in die Vakuumkalibrier- vorrichtung (4) eingeleitet. Mittels Vakuumnuten (5) wird der Strang an der Wandung der Kalibriervorrichtung gehalten. Das strukturierte Band (6) wird am Eintrittsmund mit dem Strang (3) zusammengeführt und durchläuft die Kalibriervorrichtung im Verbund mit dem Strang. In der Kalibriervorrichtung, die mittels eines Kühlmittels in dem Rohrsystem (7) auf einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Kunststoffes gehalten wird, wird der Hohlstrang bis zum Festzustand abgekühlt. An der Umlenkrolle (8) wird das Band von dem strukturierten Strang (9) abgetrennt. Das Band (6) kann von einer VoTrats- rolle entnommen und nach dem Abtrennen wieder aufgewickelt werden. Es kann jedoch auch als Endlosband kontinuierlich umlaufen.

Claims: Extrudierter Hohlprofilstrang aus thermoplastischem Kunststoff mit Oberflächenstruktur Patentansprüche 1. Aus thermoplastischem Kunststoff bestehender extrudierter Hohlprofilstrang, gekennzeichnet durch eine in Extrusions richtung wechselnde Oberflächenstruktur. 2. Extrudierter Hohlprofilstrang gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Acrylglas besteht. 3. Extrudierter Hohlprofilstrang gemäss Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass er aus extrudierbarem thermoplastischem Acrylglas mit einem Molekulargewicht von 100.000 bis 250.000 besteht. 4. Extrudierter Hohlprofilstrang gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei parallele Aussenwände und eine Viel zahl von dazwischen angeordneten, die Aussenwände verbindenden Stegen. 5. Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilsträngen gemäss den An sprüchen 1 bis 4 durch Extrusion des thermoplastischen Kunst stoffes durch eine mit einem oder mehreren Kernstücken ausge rüstete Extrusionsdüse und Abkühlung des extrudierten Hohl profilstranges in einer Kalibriervorrichtung unter die Er weichungstemperatur des Kunststoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man in die Kalibriervorrichtung zusammen mit dem Kunststoff strang ein mit einer negativen Oberflächenstruktur versehenes flexibles Band einlaufen lässt und das Band nach dem Austritt des Stranges aus der Kalibriervorrichtung von dem Strang trennt. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Unterdruck-Kalibriervorrichtung durchgeführt wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein luftundurchlässiges flexibles Band verwendet wird, das mit einer Kraft von mindestens 0,1 N/cm2 an der Strangober fläche; haftet.

Inventors: ANDERS, LUDWIG, SCHANZ, KARL-HEINZ, VETTER, HEINZ, DR.ING.
Applicants: ROHM GMBH
Application year: 1979
Main classification: B29C47
IPC codes: B29C43, B29C59