CN117377566A - 用于在薄膜挤出机中从原料总量制造塑料薄膜的方法和用于执行该方法的计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在薄膜挤出机中从原料总量中制造塑料薄膜的方法。该根据本发明的方法包括以下步骤：提供原料从原料总量中的选择；设定薄膜挤出机的机器参数和生产参数；将原料的选择以一定成分供应至薄膜挤出机；获取关于塑料薄膜的特性的至少一个实际值；形成关于特性的实际值与理论值的差值；如果差值超过阈值，则改变原料的选择和/或原料的成分。

Description

用于在薄膜挤出机中从原料总量制造塑料薄膜的方法和用于 执行该方法的计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种用于利用薄膜挤出机从原料总量中制造塑料薄膜的方法以及一种相应的计算机程序产品。
背景技术
众所周知，为了制造具有期望特性的塑料薄膜(下面也简称为“薄膜”)，薄膜挤出设备在其生产参数方面进行设定。在此，应考虑大量生产参数。如此，应在许多地方设定对原料、中间产品和/或成品塑料薄膜有直接影响的温度、压力或其他物理参量。这尤其适用于薄膜挤出设备的设定(即控制和/或调节)。
所制造的塑料薄膜可以在制造期间(在线地)或事后(离线地)在其特性方面进行表征。尤其是，研究塑料薄膜的功能的实际满足，但还有可测量的薄膜参数，如塑料薄膜的断裂强度或可拉伸性。
在已知的生产过程中，首先依据配方来确定应用于制造所期望的薄膜的必要的原料。通过设定和随后改变薄膜挤出设备的机器参数和/或生产参数来适配塑料薄膜的实际特性。为了达到所期望的特性、尤其是质量，适配主要基于操作人员的经验和知识。
此外，偶尔出现达到薄膜挤出设备的设定极限，但需要此外进一步的设定。
总体上，具有期望特性的薄膜的制造可以由不同影响确定，所述影响常常导致塑料薄膜的质量降低。
发明内容
本发明的任务是，至少部分消除上面描述的缺点。尤其是，本发明的任务是，提出一种用于制造塑料薄膜的方法，利用该方法可以制造具有期望特性、尤其是期望质量的塑料薄膜。
上述任务通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求6的特征的计算机程序产品来解决。本发明的另外的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图得出。在此，结合根据本发明的方法描述的特征和细节当然也适用于结合根据本发明的计算机程序产品描述的特征和细节，并且相应反之亦然，使得关于针对各个本发明方面的公开内容始终相互参照或可以相互参照。
根据本发明的方法在此涉及在薄膜挤出机中从原料总量中制造塑料薄膜。该方法在此包括以下步骤：
-提供原料从原料总量中的选择
-设定薄膜挤出机的机器参数和生产参数
-将原料的选择以一定成分供应至薄膜挤出机
-获取关于塑料薄膜的特性的至少一个实际值
-形成关于特性的实际值与理论值的差值
-如果差值超过阈值，则改变原料的选择和/或原料的成分。
“原料总量”应理解为不同的原料种类，薄膜挤出机的用户(即薄膜制造商)原则上可以使用所述原料种类。通常，这不仅是用户自身为了薄膜生产而持有的原料，而且也是用户可以经由原料供应商取得的原料。因此，“总量”通常包括比在单个薄膜挤出机处同时处理的原料种类更大数量的原料种类。
现在，从该原料总量中做出选择并且将其提供用于生产。在此，每个原料种类中尤其是存在足够多的量，以便根据配方也制造薄膜的规划量。
同样，应在薄膜生产开始时设定薄膜挤出机的机器参数和生产参数。例如，机器参数可以包括可机械设定的部件，如牵引辊的周向速度或校准篮的直径和/或位置。生产参数可以是温度、电压或空气体积流量。这样的参数常常在用于制造所期望的薄膜的配方中记下。
在另一个步骤中现在进行，将原料的选择以通常通过配方预设的成分供应至薄膜挤出机。通常，现代塑料薄膜是多层薄膜，其中，常常将多个原料种类用于一个层。在已知的制造方法中，这些原料种类以相对彼此固定的混合比例存在。然而，可能的是，在薄膜内以相同的成分存在多个层。在这种情况下，也针对这些层中的每一个通过相应配属的供应装置分开地进行供应原料，所述供应装置通常实施为配量装置，以便可以保持混合比例。
在薄膜生产期间，现在通过不同的测量方法观察许多特性，并且至少针对一个特性获取实际值。然后，由此确定与相配属的理论值的差值。如果由差值产生超过之前确定的阈值的值，则现在进行干预，以便将差值再次带到阈值以下。
本发明的核心构思现在是，如果差值超过阈值，则适配原料的选择和/或原料的成分。阈值可以由配方预设或由用户规定。后者甚至可以在薄膜生产期间多次进行。
因此，本发明基本上设置成，在持续生产期间不适配薄膜挤出机的机器参数和/或生产参数，而是尤其是改变原料的混合比例。例如，也可以设置成，针对一个层混合另一原料种类，或者由另一原料种类替代一个层内的原料种类。也可以设想，在薄膜层内省去一原料种类。
此外，由本发明包括的是，改变各个层的厚度。因此，一个层可以比另一个层更厚地进行制造，其中，原料的成分(即其混合比例)可以在各个层中保持恒定。
如果基于薄膜生产模型使至少一种原料与塑料薄膜的特性相配属，则可以实现本发明的进一步改善。在薄膜生产模型内设置成，使一个或多个原料种类和尤其是其特性与塑料薄膜的特性相配属。因此，使塑料薄膜的特性和原料相关。这简化和加速将差值保持在阈值以下或带到阈值以下。另一方面，薄膜生产模型可以设计为自学习系统，其中不断改善所形成的相关性，以便能够预测原料的选择和/或其成分的改变对薄膜的影响，或者以便能够更精确且更快速地确定和执行适当的原料的选择和/或成分。
如果维持或基本上维持薄膜挤出机的机器参数和生产参数，则利用根据本发明的方法获得另外的优点。以这种方式，薄膜生产可以独立于机器操作者的知识和经验来执行。然而，参数的维持不理解为调节，其确保根据理论值确定的设定参数在较长持续的运行中也在公差极限内与实际值一致。对此的示例是薄膜气泡在其冷却到凝固温度以下之前的温度。这种温度梯度对外部影响非常敏感地做出反应。
在本发明的一个有利的具体方案中设置成，为了获取塑料薄膜的特性，执行以下步骤中的至少一个：
-确定气泡形状或薄膜形状，
-确定薄膜挤出设备内的霜冻线位置，
-确定塑料薄膜的总厚度，
-确定塑料薄膜在其宽度上的厚度变化，
-确定薄膜的至少一个单层的厚度，
-确定熔化原料的粘度，
-确定塑料薄膜中的鱼眼(Stippe)的数量，
-确定塑料薄膜的弹性模量，
-确定塑料薄膜的断裂强度。
可能的步骤的这种列举不是穷尽的，并且因此不构成限制。所列出的确定可以直接进行，例如气泡形状或薄膜形状的确定，其尤其可以利用摄像机进行。但所列出的确定也可以间接进行。如此，霜冻线位置的确定例如可以经由薄膜的温度测量进行。
经由气泡形状或薄膜形状例如可以识别对称误差，所述气泡形状或薄膜形状尤其是在用于挤出还较热的熔体的挤出喷嘴的离开部与薄膜在其处凝固的霜冻线之间进行测量。霜冻线自身的位置(即霜冻线与挤出喷嘴的距离)部分强烈取决于所使用的原料，并且因此可以有利地进行使用。另一个可能性是测量塑料薄膜的整体厚度和尤其是薄膜在其宽度上的厚度变化，以便可以确定薄膜的平均厚度的偏差。单层的厚度的测量也带来优点。此外，可以测量熔化原料的粘度，其中，薄膜中的熔化原料分别形成单层。这些熔体可以如上面已经进一步描述的那样包含多种单独的原料，从而可以测量熔化原料的粘度，所述熔化原料在测量的时间点已形成针对相关层的单个原料的混合。粘度不仅可以影响薄膜的厚度，但也可以影响单层的厚度。粘度对于薄膜的冷却行为来说也可以是决定性的。成品薄膜的特性(如作为缺陷频率的量度的鱼眼的数量、薄膜的弹性模量以及还有断裂强度)的测量也可以是根据本发明的方法的基础。
有利的是本发明的一个具体方案，其中塑料薄膜包括至少一个层，所述至少一个层由多种原料产生，其中，使用一种主要原料和至少两种次要原料，其中，原料的选择和/或原料的成分的改变基本上与次要原料有关。
主要原料在此理解为具有比其他任何原料的相对份额更大的相对份额的原料。因此，在本发明的该改进方案中设置成，使主要原料的份额保持恒定，而使次要原料的份额保持可变。
同样，本发明的主题是一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令在计算机上实施程序时促使该计算机执行根据本发明的方法的步骤。因此，根据本发明的计算机程序产品带来与关于根据本发明的方法详细解释的优点相同的优点。
附图说明
图1是薄膜挤出机的示意图，
图2是另一种薄膜挤出机的示意图，
图3是根据本发明的方法的流程的示意图。
具体实施方式
在图1和图2中示例性地示出了薄膜挤出机10。这些薄膜挤出机共性在于它们配备有挤出器20。每个单个挤出器以用于以后薄膜(其是塑料薄膜)的层的熔化塑料材料供给薄膜挤出机。为此，一种或多种原料R1、...经由配量装置60供应给第一挤出器，一种或多种原料Rx、...以这种方式供应给第二挤出机。原料通常以塑料颗粒的形式存在。所供应的原料的类型和/或数由本发明的方法预先确定。
本发明的方法可以在使用根据图2的平膜挤出设备或吹膜挤出设备的情况下来执行。图1示出了吹膜设备，其具有已经描述的挤出器20。薄膜幅面或简称薄膜40从喷嘴30中输出，其中，喷嘴30构造为环形吹气喷嘴。薄膜幅面首先构造为气泡，但其随后被铺平。该薄膜(其现在包括两个相叠而置的单个薄膜)经由不同的中间元件卷起到卷绕滚筒50上，或者在进行切割开之后向左卷起到两个卷绕滚筒上。
在图2中，薄膜挤出机是平膜挤出机，其在这里同样示例性地配备有两个用于不同的配方的挤出器20。薄膜幅面40从喷嘴30中输出，该薄膜幅面在冷却辊上进行冷却，并且随后卷起在卷绕滚筒50上。
图3示意性地示出了根据本发明的方法的流程。关于薄膜的期望特性的薄膜参数FP以及关于原料的特性的原料参数RPn被提供给存储和计算单元100。原料参数RP的索引n表明在这里涉及原料总体，从其中可以选择一种或多种原料。在存储和计算单元内，首先执行原料参数成至少两个原料参数组的分组，这以附图标记200表示。在两个后续步骤(其可以以任意顺序或同时来执行)中，形成原料参数组300之间的相关性，并且基于存储和计算单元内储存和/或执行的薄膜生产模型来形成薄膜参数和原料参数组400之间的相关性。在后续步骤500中，获取至少一种原料从至少一个原料参数组中的选择。
在控制和计算单元100基于薄膜生产模型计算出薄膜挤出机的至少一个生产参数PP之后，输出薄膜挤出机的生产参数。
附图标记列表
10 薄膜挤出机
20 挤出器
30 喷嘴
40 薄膜幅面
50 卷绕滚筒
60 配量装置
100 存储和计算装置
FPM 薄膜生产模型

Claims (6)

1.一种用于在薄膜挤出机中从原料总量中制造塑料薄膜的方法，其包括以下步骤：
-提供原料从所述原料总量中的选择，
-设定所述薄膜挤出机的机器参数和生产参数，
-将原料的选择以一定成分供应至所述薄膜挤出机，
-获取关于所述塑料薄膜的特性的至少一个实际值，
-形成关于所述特性的所述实际值与理论值的差值，
-如果所述差值超过阈值，则改变原料的所述选择和/或原料的所述成分。
2.根据权利要求1所述的方法，其附加地具有以下步骤：
基于薄膜生产模型使至少一种原料与所述塑料薄膜的特性相配属。
3.根据权利要求1所述的方法，其附加地具有以下步骤：
维持所述薄膜挤出机的机器参数和生产参数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了获取所述塑料薄膜的特性，执行以下步骤中的一个：
-确定气泡形状，
-确定所述薄膜挤出设备内的霜冻线位置，
-确定所述塑料薄膜的总厚度，
-确定所述塑料薄膜在其宽度上的厚度变化，
-确定所述薄膜的至少一个单层的厚度，
-确定熔化原料的粘度，
-确定所述塑料薄膜中的鱼眼的数量，
-确定所述塑料薄膜的弹性模量，
-确定所述塑料薄膜的断裂强度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述塑料薄膜包括至少一个层，所述至少一个层由多种原料产生，其中，使用一种主要原料和至少两种次要原料，其中，所述原料的选择和/或所述原料的成分的改变基本上与所述次要原料有关，其中尤其是，所述主要原料具有总原料的至少51％的份额。
6.一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令在计算机上实施所述程序时促使所述计算机执行具有权利要求1至5中任一项的特征的方法的步骤。
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