DE19823304B4

DE19823304B4 - Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen

Info

Publication number: DE19823304B4
Application number: DE19823304A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Voss
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: IT1312565B1; JPH11348096A; GB2338923B; GB2338923A; DE19823304A1; ITMI991116A1; GB9912087D0; US6409494B1

Abstract

Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen mit einem Feedblock, dessen Eingänge mit Kunststoffschmelzen gespeist werden und der die Kunststoffschmelzen von seinen Eingängen über Einzelschichtkanäle zu einer seinen Ausgang bildenden schlitzartigen Durchführung leitet, dadurch gekennzeichnet, daß im Feedblock parallel zu den Einzelschichtkanälen mehrere Temperiereinrichtungen über die Breite der Einzelschichtkanäle zum Heizen bzw. Kühlen angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung von Flachfolien sind Extrusionswerkzeuge mit Breitschlitzdüsen bekannt, aus denen, unterschiedliche Kunststoffe mit sandwichartiger Schichtung extrudiert werden. Bei beispielsweise aus der DE 3929002 A1 bekannten Breitschlitzdüsen dieser Art wird der von mehreren Extrudern zugeführte unterschiedliche Schmelzestrom durch einen Feedblock in eine sandwichartige Schichtung überführt, wobei anschließend in einem kleiderbügelförmigen Hohlraum eine Breitstreckung des sandwichartigen Schmelzestroms unter Beibehaltung der sandwichartigen Schichtung erfolgt, so daß ein breitgestreckter Kunststoffstrang extrudiert wird, in dem die sandwichartige Schichtung der unterschiedlichen Schmelzen beibehalten wird.

Aus der DE 92 16 920 U1 ist ein Extrusionswerkzeug bekannt, bei dem die aus den zuvor erläuterten Breitschlitzdüsen bekannte Überführung unterschiedlicher Kunststoffschmelzen in einen sandwichartig geschichteten Strang und die abschließende Breitstreckung dieses Stranges in einen kleiderbügelförmigen Hohlraum unter Beibehaltung der sandwichartigen Schichtung zunutze gemacht und in der Weise abgewandelt wird, daß der sandwichartige Hohlraum derart kreisförmig gekrümmt ist, daß dessen Schenkel ineinander übergehen und der Hohlraum in den anschließenden Ringkanal übergeht, der zum Ringspalt der Extrusionsdüse führt.

Aus DE 36 00 396 A1 ist ein Breitschlitzdüsenwerkzeug zum Strangpressen mit einem Feedblock bekannt, der auf der der Breitschlitzdüse gegenüberliegenden Seite einen axialen Zusatzkanal zur Einführung eines Sonderkunststoffes aufweist. Um eine Überhitzung des Sonderkunststoffs in dem zusätzlich vorhandenen Zusatzkanal zu verhindern, sind Temperierbohrungen in einer Heizpatrone vorgesehen.

EP 00 96 179 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Extrudieren mehrschichtiger Schläuche. Im Zentrum der mit konzentrischen Schlitzen ausgestatteten Extrusionsdüse und an deren Umfang befinden sich Heizelemente.

Werden nun zwei oder mehr Kunststoffschmelzen mit unterschiedlicher Viskosität in einem der vorbekannten Extrusionswerkzeuge verarbeitet, kommt es zwangsläufig zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Schichtdicken über die Breite der koextrudierten Folien. Die Kunststoffschmelze mit der geringeren Viskosität weitet sich im Randbereich stärker aus als im mittleren Bereich der Folie. In bekannten Feedblöcken wurden zur Vermeidung dieser ungleichen Schichtdicken mechanische Reguliereinheiten, wie beispielsweise Pins oder Staubalken eingesetzt, die die einzelnen Kunststoffschmelzenschichten so beeinflussen sollten, daß nach dem Austritt aus der Düse ein gleichmäßiges Einzelschichtprofil erzielt wird. Da diese mechanischen Systeme in der Regel in den Schmelzestrom hineintauchen, um eine Beeinflussung vorzunehmen, befindet sich hinter diesem normalerweise ein soge nanntes Totwassergebiet, d.h. ein Raum, in welchem die Schmelze langsamer fließt und damit zu Verbrennungen neigt.

Eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmehrschichtfolien mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 ist aus DE 39 29 002 A1 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen an die Hand zu geben, bei dem auch bei unterschiedlicher Viskosität der eingesetzten Kunststoffschmelzen eine gleiche Schichtdicke der einzelnen koextrudierten Schichten erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmehrschichtfolien mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß im Feedblock parallel zu den Einzelschichtkanälen Temperiereinrichtungen zum Heizen bzw. Kühlen angeordnet sind. Hier kann durch meh rere nebeneinander angeordnete Temperiereinrichtungen über die Breite der Einzelschichtkanäle die Temperatur des jeweiligen Kunststoftschmelzestroms und damit seine Viskosität eingestellt werden. Dadurch kann das Fließverhalten des Kunststoffschmelzestroms jeweils an die Viskosität und damit das Fließverhalten der koextrudierten Kunststoffschmelzeströme angepaßt werden. Hierdurch entstehen gleichmäßige Schichtdicken, ohne daß es hierzu mechanischer Reguliereinheiten bedürfte.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Demnach ist es besonders vorteilhaft, wenn die mehreren nebeneinander angeordneten Temperierelemente thermisch voneinander getrennt sind. Hier können beispielsweise Trennwände aus einem wärmeisolierenden Material zur thermischen Trennung vorgesehen werden. Hierdurch ist es gewährleistet, daß die jeweiligen Temperierelemente exakt den Bereich des Kunststoftschmelzstroms erfassen, dessen Viskosität in einer bestimmten Art und Weise beeinflußt werden soll.

An den Feedblock kann zur Herstellung einer Kunststoftmehrschichtfolie oder -platte eine kleiderbügelartige Erweiterung der Schmelzeleitung anschließen, wie dies grundsätzlich schon aus der DE 39 29 002 A1 bekannt ist.

Alternativ kann zur Bildung eines Kunststoffmehrschichtschlauches ein Anschlußstutzen anschließen, der in einen ringförmigen Verteilungsraum mündet, der in Sachen seiner Abwicklung etwa kleiderbügelartig ausgebildet ist, dessen Scheitelbereich mittig zum Anschlußstutzen liegt, dessen Schenkel unter zunehmender Annäherung an den Düsenspalt um das Innere, den Ringraum begrenzende Einsatzstück herumgeführt sind, und der in den zum Düsenspalt führenden Ringkanal übergeht. Diese Anordnung ist bereits aus der DE 92 16 920 U1 der Anmelderin bekannt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2: eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1,
3: eine Schichtverteilung einer Zweischichtfolie, deren Kunststoffschmelzenbestandteile unterschiedliche Viskosität aufweisen bei gleichmäßiger Zuführtemperatur über die Breite der Folie,
4: eine Temperatureinstellung der Heizzonen auf der Feedblockseite des Kunststoffschmelzenstromes A zur Beeinflussung der Viskositätsverteilung der Schicht A und
5: eine aufgrund der Temperatureinstellung gemäß 4 erzielte ideale koextrudierte Schichtverteilung.
In den 1 und 2 ist schematisch eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff Mehrschichtfolien, die aus zwei Schichten A und B besteht, dargestellt. Die Kunststoffschmelzen A und B unterschiedlicher Viskosität werden in Eingänge 12 und 14 eines Feedblocks 10 eingespeist. Sie laufen in Einzelschichtkanäle 16 und 18 und vereinigen sich in einer schlitzartigen Durchführung 20, von wo sie in eine kleiderbügelartige Erweiterung 22 der Schmelzeleitung überführt werden. In dieser kleiderbügelartigen Erweiterung der Schmelzeleitung wird die koextrudierte Folie auseinandergezogen und einem schlitzartigen Ausgangsspalt, dem Düsenmund 24 zugeführt.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, sind über die Breite der Einzelschichtkanäle 16 und 18 als Temperierelemente Heizpatronen 26, 28 und 30 angeordnet. Diese elektrisch beheizbaren Heizpatronen erwärmen den mittleren bzw. die Randberei che der Kunststoffschmelze. Jeweils an beiden Einzelschichtkanälen 16 und 18 sind entsprechende Heizpatronen angeordnet, wie sich aus der 2 ergibt.
Zwischen den Heizpatronen 26, 28 und 30 sind thermische Trennwände 32 und 34 aus einem wärmeisolierenden Material angeordnet, die zur besseren thermischen Trennung der unterschiedlichen Temperaturbereiche, wie sie durch die Heizpatronen 26, 28 und 30 eingestellt werden, führen.
Anhand der 3 bis 5 wird die erfindungsgemäße Wirkung der Temperatureinstellung der unterschiedlichen Heizzonen näher erläutert. In der 3 ist beispielhaft die Schichtverteilung der koextrudierten Zweischichtfolie, wie sie aus dem Düsenmund 24 austritt für den Fall gezeigt, daß die Viskosität der Kunststoffschmelze A größer ist als die Viskosität der Kunststoffschmelze B und daß keine Maßnahmen zum Ausgleich der Viskosität eingeleitet werden.
In 4 ist nun ein Temperaturprofil dargestellt, das die eingestellte Temperatur der Heizpatronen 26, 28 und 30 im Bereich des Einzelschichtkanals 16 für die Kunststoffschmelze A wiedergibt. Wie hier zu sehen ist, werden die Temperaturen der Heizpatronen 26 und 30 vergleichsweise niedriger eingestellt als diejenige der mittleren Heizpatrone 28. Hierdurch wird insbesondere die Viskosität im mittleren Bereich der Stoffschmelzschicht A erniedrigt, so daß sich eine Vergleichmäßigung der Schichtdicke, wie sie im Idealfall gemäß 5 dargestellt ist, ergibt.

Claims

Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen mit einem Feedblock, dessen Eingänge mit Kunststoffschmelzen gespeist werden und der die Kunststoffschmelzen von seinen Eingängen über Einzelschichtkanäle zu einer seinen Ausgang bildenden schlitzartigen Durchführung leitet, dadurch gekennzeichnet, daß im Feedblock parallel zu den Einzelschichtkanälen mehrere Temperiereinrichtungen über die Breite der Einzelschichtkanäle zum Heizen bzw. Kühlen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Temperierelementen eine thermische Trennung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die schlitzartige Durchführung des Feedblocks eine kleiderbügelartige Erweiterung der Schmelzeleitung anschließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die schlitzartige Durchführung des Feedblocks ein Anschlußstutzen anschließt, der in einen ringförmigen Verteilungsraum mündet, der in seiner Abwicklung etwa kleiderbügelartig ausgebildet ist, dessen Scheitelbereich mittig zum Anschlußstutzen liegt, dessen Schenkel unter zunehmender Annäherung an den Düsenspalt um das Innere, den Ringraum begrenzende Einsatzstück herumgeführt sind und der in einen zum Düsenspalt führenden Ringkanal übergeht.