用可變的吸收和反射板冷卻板狀或帶狀基片的方法和裝置的製作方法

2023-05-24 21:08:31

專利名稱：用可變的吸收和反射板冷卻板狀或帶狀基片的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於冷卻板狀或帶狀基片、特別是塑料板或塑料帶的方法，其中基片沿著一冷卻段移動，本發明還涉及一種用於冷卻同樣的基片的具有一輸送裝置的裝置，在輸送過程中基片能在輸送裝置上冷卻。
背景技術：
為了製造塑料板或塑料帶，製備好的均勻熔體從擠出機中通過一個寬口工具形成一條寬的熔體條。接著熔體通過一個壓光裝置。
已知一些裝置，它們使被擠出的熱塑料帶在平面壓力的作用下冷卻到一個結束表面壓光的溫度。按照DE 35 30 309 A1一種雙帶擠壓機不僅承擔著使熱塑料帶精整和平滑的任務還承擔著冷卻的任務。在DE 19845 652 A1中描述了兩個成對相對的並作用在原料帶上的結構單元，它們有一條能與原料帶接觸地驅動的金屬帶，能使原料帶在接觸的區域內冷卻。用這樣的金屬帶輸送原料帶，使原料帶平滑並冷卻原料帶。這兩種裝置不僅使塑料帶平滑而且也使塑料帶冷卻，這提高了冷卻裝置的技術花費，因為它必須同時作為精整和平滑裝置。這種冷卻裝置不能簡單地用於其它的板或帶厚以及其它的材料，而是必須與每種被加工的材料和每種基片的厚度相匹配。
由DE 197 52 501 C2已知一種用於冷卻塑料板或塑料帶的裝置，其中塑料板或帶在離開輥式壓光裝置後通過一個輥道和裝置，這些裝置用空氣分別冷卻板或帶的上面和下面。這些裝置沿板或帶的一個預定長度延伸並且與環境隔絕。在每個裝置中用多個分布在板或帶的寬度上的鼓風機使空氣作圓周運動，在這個圓周上裝有一個冷卻機組。安裝一個這樣主動的不僅在冷卻輥道上方而且也在冷卻輥道下方的具有封閉的冷卻循環的冷卻裝置在技術上花費很大並且需要很大的空間高度。
由現有技術還已知一些用於製造塑料帶或塑料板的設備(DE 197 52501 C2，第1欄，第6-21行)，在這些設備中被擠出的塑料板或塑料帶用一個輥式壓光裝置使厚度均勻並且處理表面，其中為了得到希望的性能要通過與壓光輥的接觸進行受控制的冷卻。接著在允許一個後續的處理或加工的溫度水平上通過在輥道上與周圍空氣接觸進行繼續冷卻。相應地鋪設輥道長度。一個這樣的設備的生產能力的提高受到限制，因為輥道只應該具有一個大多數受到結構實際存在條件限制的有限的和儘可能小的長度。
在一個輥式壓光裝置的情況下從寬口噴嘴流出的熔體進入第一個軋輥縫中。在通過壓光裝置時薄膜帶的表面變平滑並且通過第一對軋輥對的精確平行地引導使厚度非常均勻。輥式壓光裝置不僅在第一個軋輥縫中而且也在後續的軋制接觸中影響半成品的質量。根據軋制溫度、與軋輥的接觸的時間長短、貨品帶厚度和塑料的種類(非結晶的、部分結晶的)在塑料帶中產生定向和內應力，這對於所要求的板材平面狀態很重要。
在薄膜或板的強制冷卻中產生的不對稱的溫度剖面，由於隨時間偏置的凍結造成在半成品厚度上的膨脹差異。由此引起內應力。通過對軋輥進行退火而力圖使得在從熔液狀態轉變到固體狀態時的不對稱的溫度剖面均勻化。部分結晶的塑料比不結晶的塑料更難以達到平衡。在這裡必須使軋輥非常強烈地被冷卻，以使熔體粘附在軋輥表面上並且阻止損害透明度的結晶。在這種情況下內應力的平衡能夠通過後續的退火得到改善。在部分結晶的塑料中也可能引起熱再結晶，從而又使光學性能變壞。

發明內容
本發明的目的是給出一種方法，這種方法允許以比較小的技術花費製造板狀或帶狀的擠出型材，這種型材在很大程度上沒有材料的不均勻性和內應力。另外確定一種用於實施這種方法的裝置。
這個目的在方法方面通過權利要求1的特徵而在裝置方面通過權利要求8的特徵來實現。
通過按照本發明的方法和按照本發明的裝置利用基片的固有焓來影響冷卻過程，從而可以減少使用外部的能源。通過放棄由現有技術已知的主動的冷卻措施，這個目的能夠用相對較小的技術花費實現。有意識地放棄減小輥道冷卻段的長度，以便能保證一個均勻的冷卻過程。
此外，通過按照本發明的方法和按照本發明的裝置有針對性地影響冷卻過程的時間曲線，使得壓出型材儘可能均勻地被冷卻。由此能夠避免材料的不均勻性並且避免由不均勻性引起的板或帶的撓曲變形。
板狀或帶狀的基片在通過一個開放的或沒有遮擋的冷卻段時受到自由的對流和熱的輻射。這兩個過程受到諸如溫度和周圍介質-通常是空氣-的流動速度等的基片直接的環境條件強烈的影響。通過有針對性地影響熱量的射出和再吸收能夠控制基片的冷卻過程。這可以通過在基片的上方和/或下方設置吸收和或反射熱量輻射的遮蓋部件實現。這些遮蓋部件應該垂直於輸送方向地至少覆蓋冷卻段的整個寬度，以避免可能出現的邊緣效應。
在冷卻段的一側固定遮蓋部件就能強烈地改變基片的熱輻射性能。通過在兩側即不僅在冷卻段的上方而且在冷卻段的下方安裝遮蓋部件能夠得到均勻的冷卻性能並且從而得到均勻的基片。
通過改變基片和遮蓋部件之間的距離能夠改變遮蓋部件的吸收和/或反射程度(從屬權利要求2)。基片和遮蓋部件之間的距離越小，基片冷卻的越慢，並且材料中的內應力越小。
也可以通過安裝在冷卻段上方和/或下方的遮蓋部件的布置和/或數量來影響吸收和/或反射的區域(從屬權利要求3)。通過在冷卻段的整個長度上自由地選擇遮蓋部件的數量以及位置，能夠非常靈活地實現諸如空氣溫度和基片表面溫度等現實條件。
通過改變在其中有針對性地影響吸收和/或反射的單個的區域的範圍也能得到類似的效果(從屬權利要求4)。
如果在這些區域中測量環境和/或基片表面溫度，還能夠容易地使有針對性地吸收和/或反射的區域與實際的要求相適配(從屬權利要求5)。
按照測得的溫度值自動地調節區域的範圍和/或者吸收和/或反射的程度是使有利的(從屬權利要求6)。
一個按照本發明的裝置在沿其輸送基片的輸送裝置的上方和/或下方設有一個或多個遮蓋部件，以使在一定區域內的吸收和/或反射的程度能靈活地與要求相適配。輸送裝置上的遮蓋部件和基片之間的距離最好是能調節的(從屬權利要求8)。
此外，遮蓋部件應該能沿著輸送裝置移動，以便能夠簡單地調整具有強化的吸收和/或反射的區域的最佳位置。此外可以通過添加或去掉遮蓋部件來調節遮蓋的大小並從而調節吸收和/或反射的程度(從屬權利要求9和10)。
優選一個或多個遮蓋部件各擁有一個或多個借其能夠測量環境溫度和基片表面溫度的溫度傳感器(從屬權利要求11)。
在最簡單的實施形式中，一個或多個容易地能移動地固定在冷卻段的上方和/或下方的板作為遮蓋部件(從屬權利要求12)，最好用帶有可卷式活動遮板的可卷式活動遮板盒作為遮蓋部件(從屬權利要求13)。
在一個特別有利的實施形式中，可卷式活動遮板能夠在兩邊從可卷式活動遮板盒中收進或伸出，可卷式活動遮板的收進和伸出方向應該沿著輸送裝置。可卷式活動遮板盒能移動地被安裝在一個軌道系統上是有利的，可以附加地安裝一個用於移動可卷式活動遮板盒的電機驅動裝置(從屬權利要求14至17)。
在一個優選的實施形式中設有一調節系統，用於按照由溫度傳感器測得的溫度值自動地控制遮蓋部件到基片的距離和/或遮蓋部件沿著輸送裝置的位置和/或被遮蓋部件遮蓋的面積(從屬權利要求18)。
通過選擇遮蓋部件的塗層和/或材料來影響吸收和/或反射的程度，這通常是有利的。材料和/或塗層也可以在部件與部件是不同的，以便得到一個特別有利的關於時間的冷卻曲線(從屬權利要求19至21)。
此外，可以設置包括其相對於基片的傾斜度能無級調節的薄片的遮蓋部件，對於調節吸收和/或反射的程度是有利的。由此能使由遮蓋部件得到的吸收和或反射程度幾乎在0％至100％之間改變(從屬權利要求22)。


下面藉助附圖詳細地解釋按照本發明的裝置的三個實施例。附圖中圖1按照本發明的用於冷卻板狀或帶狀基片的帶有簡單的板作為遮蓋部件的裝置的第一種實施形式的側視圖，圖2圖1的裝置的頂視圖，圖3按照本發明的用於冷卻板狀或帶狀基片的帶有包含能伸出和收進的可卷式活動遮板的可卷式活動遮板盒的裝置的第二種實施形式的側視圖，圖4圖3的裝置的頂視圖，圖5按照本發明的用於冷卻板狀或帶狀基片的帶有關閉的薄片的裝置的第三種實施形式的側視圖，在此裝置中遮蓋部件具有薄片，圖6圖5的裝置的頂視圖，圖7圖5的裝置的帶有打開的薄片的側視圖，圖8圖5的裝置的帶有打開的薄片的頂視圖，以及圖9按照現有技術的具有輥式冷卻段的擠出機。
具體實施例方式
圖9表示現有技術。在離開示意地表示的擠出機1時，熔體條通過一個寬口噴嘴2形成為塑料板或塑料帶3。在一個接著的輥式壓光裝置4中塑料板或塑料帶被平整並變得厚度非常均勻。在後續的在輥式冷卻段5上的輸送期間塑料板或塑料帶3通過與周圍空氣接觸而冷卻。
在圖1中示出的按照本發明的用於冷卻塑料板或塑料帶3的裝置由設計為輥式冷卻段5的輸送裝置構成。基片3沿著輥式冷卻段5輸送並且在途中冷卻。在輥式冷卻段5的上方和下方安裝有一個支承裝置7，在支承裝置7上可以定位簡單的板作為遮蓋部件，以便影響基片冷卻的時間過程。
在圖2中示出圖1的裝置的頂視圖。可以清楚地看出，如何通過添加和去掉遮蓋板6來改變其中影響吸收和/或反射程度的區域的大小。通過重新組合和/或移動單個的遮蓋部件6產生多種多樣的容易地和有針對性地影響基片3的冷卻性能的可能性。
在圖3中畫出了一個優選實施形式的側視圖。用於基片3的輸送段仍然由輥式冷卻段5構成。可卷式活動遮板盒9在輥式冷卻段5的上方和下方能沿著輸送方向移動地安裝在一個軌道系統10上。基片和軌道系統10之間的距離能藉助一個距離調節裝置11可變地進行調整。溫度測量用探針12提供了靈活地改變環境和/或基片表面溫度的可能性。
如在圖4中以頂視圖所示，可卷式活動遮板8能夠在輸送方向上在兩邊從可卷式活動遮板盒9伸出和收進。通過加大或縮小由可卷式活動遮板8遮蓋的區域，通過收進或伸出可卷式活動遮板，以及通過沿著軌道系統10移動可卷式活動遮板盒9和通過距離調節裝置11調節基片3和可卷式活動遮板8之間的距離，就能夠迅速和容易地對環境條件的所有改變進行反應。安裝在可卷式活動遮板8上的溫度測量用探針12使對環境條件的檢測變得容易，並且使得能夠相應地控制被遮蓋的區域的大小和位置。
在圖5-9中示出本發明的另一種優選的實施形式，在這種實施形式中遮蓋部件基本上由薄片13組成，並且可以通過改變薄片13的傾斜角度來調節其中影響吸收和/或反射程度的區域的大小。在圖5和6中示出在薄片13關閉時這種裝置的側視圖和頂視圖，圖7和8表示薄片打開到最大程度時的狀態。但是也能夠調整到這些極限位置之間的任何傾斜角度。這樣得到的吸收和/或反射程度能非常靈活地與實際的條件相適配。有利的是所使用的遮蓋部件的數量還能夠與要求相適配。
詳細描述的按照本發明的裝置可以被用於實施按照本發明的方法，但是也可以使用適合用於在冷卻段的上方和/或下方的一定區域內影響吸收和/或反射程度的任何其它的遮蓋部件。
附圖標記清單1 擠出機2 寬口工具3 熔體條/塑料帶4 壓光裝置5 輥式冷卻段6 板7 支承裝置8 可卷式活動遮板9 可卷式活動遮板盒10 軌道系統11 距離調節裝置12 溫度測量用探針13 薄片
權利要求
1.一種用於冷卻板狀或帶狀基片(3)、特別是塑料板或塑料帶的方法，其中基片沿著一個冷卻段移動，其特徵在於，藉助安裝在基片(3)上方和/或下方的遮蓋部件(6，9)使從基片(3)輻射出的熱量局部地被吸收和/或反射。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過改變遮蓋部件(6，9)和基片(3)之間的距離來調節吸收和/或反射的程度。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，通過遮蓋部件(6，9)的布置和數量來調節吸收和/或反射的區域。
4.按照權利要求1至3之一所述的方法，其特徵在於，單個區域的空間範圍可以被改變。
5.按照權利要求1至4之一所述的方法，其特徵在於，在吸收和/或反射的區域內測量環境溫度和/或基片表面溫度。
6.按照權利要求5所述的方法，其特徵在於，按照測得的溫度值的自動地調節各區域的範圍和/或者吸收和/或反射的程度。
7.一種用於冷卻板狀或帶狀基片(3)、特別是擠出的塑料板或塑料帶的裝置，它具有一個輸送裝置(5)，基片(3)能在輸送裝置上在輸送過程中冷卻，其特徵在於，在輸送裝置(5)的上方和/或下方設有一個或多個遮蓋部件(6，9)。
8.按照權利要求7所述的裝置，其特徵在於，能夠調節基片(3)和遮蓋部件(6，9)之間的距離。
9.按照權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，遮蓋部件(6，9)能沿著輸送方向移動。
10.按照權利要求7至9之一所述的裝置，其特徵在於，能夠通過添加或去掉遮蓋部件(6，9)來調節遮蓋。
11.按照權利要求7至10之一所述的裝置，其特徵在於，一個或多個遮蓋部件(6，9)各擁有一個或多個溫度傳感器。
12.按照權利要求7至11之一所述的裝置，其特徵在於，各設有一個或多個板(6)作為遮蓋部件。
13.按照權利要求7至11之一所述的裝置，其特徵在於，設有帶能收進和伸出的可卷式活動遮板(8)的可卷式活動遮板盒(9)作為遮蓋部件。
14.按照權利要求13所述的裝置，其特徵在於，設有能從其兩邊收進和伸出可卷式活動遮板(8)的可卷式活動遮板盒(9)。
15.按照權利要求13或14所述的裝置，其特徵在於，可卷式活動遮板(8)能沿著輸送方向收進和伸出。
16.按照權利要求13至15之一所述的裝置，其特徵在於，為了移動可卷式活動遮板盒而設有一個軌道系統(10)。
17.按照權利要求13至16之一所述的裝置，其特徵在於，設有一用於移動可卷式活動遮板盒的電機驅動裝置。
18.按照權利要求7至17之一所述的裝置，其特徵在於，設有一調節系統，用於按照由溫度傳感器測量的溫度值自動地控制遮蓋部件(6，9)到基片(3)的距離和/或遮蓋部件(6，9)沿著輸送方向的位置和/或被遮蓋部件遮蓋的面積。
19.按照權利要求7至18之一所述的裝置，其特徵在於，為了調節吸收和/或反射的程度，設有由不同強度地吸收和/或不同強度地反射的材料製成的遮蓋部件(6，9)。
20.按照權利要求7至19之一所述的裝置，其特徵在於，為了調節吸收和/或反射的程度設有遮蓋部件(6，9)，所述遮蓋部件在朝向基片的表面上具有不同強度地吸收和/或不同強度地反射的塗層。
21.按照權利要求7至20之一所述的裝置，其特徵在於，為了調節冷卻的時間過程，能夠通過單個的遮蓋部件(6，9)的數量和/或塗層和/或材料和/或順序來調節遮蓋。
22.按照權利要求7至21之一所述的裝置，其特徵在於，為了調節吸收和/或反射的程度，設有包括薄片(13)的遮蓋部件(6，9)，能調節其相對於基片(3)的傾斜度。
全文摘要
本發明涉及一種用於冷卻板狀或帶狀基片、特別是塑料板或塑料帶的方法，其中基片沿一個冷卻段移動。本發明的目的是簡化這樣的方法並且減少所需要部件的數量。這個目的通過使用布置在基片上方和/或下方的並吸收和/或反射由基片散發的熱量的遮蓋部件來實現。本發明還涉及一種用於實施上述方法的裝置。
文檔編號B29C47/88GK1602245SQ02824818
公開日2005年3月30日 申請日期2002年12月3日 優先權日2001年12月13日
發明者弗朗茨·格拉耶夫斯基, 歐文·賴貝爾, 亨寧·斯蒂格利茨 申請人:卡勞斯-馬菲塑料工業股份公司