DE102004012488B4

DE102004012488B4 - Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen Folien

Info

Publication number: DE102004012488B4
Application number: DE102004012488A
Authority: DE
Inventors: Edgar Gandelheidt
Original assignee: Kiefel Extrusion GmbH
Current assignee: Kiefel Extrusion GmbH
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: DE102004012488A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen Folien, bei dem die Folie als Schlauch extrudiert, mit einem gasförmigen Medium aufgeweitet und fortlaufend abgezogen wird, wobei der aufgeweitete Folienschlauch mit einem gasförmigen mit nebelartig zerstäubter Flüssigkeit angereichertem Kühlmedium gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenverhältnis von Kühlmedium zu Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Foliendicke, der Folientemperatur, der Folienabzugsgeschwindigkeit und/oder der Durchsatzleistung des Extruders geregelt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen Folien, bei dem die Folie als Schlauch extrudiert, mit einem gasförmigen Medium aufgeweitet und fortlaufend abgezogen wird, wobei der ausgeweitete Folienschlauch mit einem gasförmigen, mit nebelartig zerstäubter Flüssigkeit angereichertem Kühlmedium gekühlt wird.
Bei einem aus der DE-A-16 29 798 A bekannten Verfahren dieser Art wird Wasser dem Kühlmedium Luft beigemischt und auf den Folienschlauch geblasen, wobei die Wassermenge so eingestellt wird, dass das Wasser verdampft ist, bis der Folienschlauch die Abzugsvorrichtung erreicht. Ein in dieser Art durchgeführtes Verfahren hat in der Praxis Probleme hinsichtlich der Handhabung aufgeworfen, da nähere Angaben zur Durchführung des Verfahrens nicht erkennbar sind.
In der EP 0 483 562 A1 erfolgt eine Regelung des Mengenverhältnisses von Stickstoff zu Luft über einen Temperaturregler. Die Temperatur wird gemessen, und wenn die Temperatur zu hoch ist, wird mehr Kühlmittel zugeführt. Wenn die Temperatur hingegen zu niedrig ist, wird weniger Kühlmittel zugeführt.
In der US 4,101,614 A wird bei einer Blasfolienanlage die Temperatur der Folie kontinuierlich überwacht. Ein variables Kühlmittel wird so geregelt, dass die Frostlinie ungefähr konstant bleibt.
Die GB 2 100 663 A1 zeigt eine Blasfolienanlage, bei welcher der Folienschlauch von außen mit einem Kühlmedium gekühlt wird.
Die DE 198 42 778 A1 zeigt ein Verfahren und eine Werkzeuganordnung zum Herstellen einer Schlauchfolie, wobei ein Dickenprofil der Schlauchfolie über den Umfang gemessen und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird. Die Temperatur der die Innenseite der Schlauchfolie beaufschlagenden inneren Kühlluft wird segmental nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Dickenprofils der Schlauchfolie vom Sollwert verändert.
Die DE 91 08 417.2 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung des Querprofils bei der Blasfolienherstellung. Ein Kühlring zur Zufuhr von Kühlluft am Umfang der Folienblase hat eine Steuereinrichtung, welche Stellbefehle für auf dem Umfang des Kühlrings verteilte Stellglieder erzeugt. Jedes Stellglied hat einen eigenen Regelkreis zur Regelung des Kühlluftdurchsatzes auf dem jeweiligen Sollwert.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren dieser Art so weiter zu entwickeln, dass es in der Praxis zu den gewünschten Beeinflussungsmöglichkeiten hinsichtlich der Folienqualität führt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Menge an Kühlmedium und/oder die Menge an Flüssigkeit, die dem Kühlmedium zugeführt wird, in Abhängigkeit von der Foliendicke und/oder der Folientemperatur und/oder der Abzugsgeschwindigkeit und/oder der Durchsatzleistung des Extruders geregelt wird.
Erst mit Hilfe dieser Maßnahme zur Regelung des Verfahrensablaufes ist es möglich, Einfluss auf die Folienqualität, insbesondere die Foliendicke und die Ausrichtung der Moleküle zu nehmen. Eine weitere vorteilhafte Einflussmöglichkeit auf den Verfahrensablauf besteht erfindungsgemäß dadurch, dass die Temperatur des Kühlmediums und/oder die Temperatur der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Foliendicke und/oder der Folientemperatur und/oder der Folienabzugsgeschwindigkeit und/oder der Durchsatzleistung des Extruders geregelt wird.
Alle diese bisher erwähnten Maßnahmen dienen dazu, einen möglichst formstabilen Schlauch aus der Ringdüse bis zur Abzugsvorrichtung einstellen zu können, wodurch sich viele Materialeigenschaften und insbesondere die Foliendicke und die Folienfestigkeit beeinflussen lassen.
In der EP 0 483 562 A1 wird die Zusammensetzung des Kühlmediums lediglich abhängig von der resultierenden Temperatur geregelt. Dies ist eine Regelung, welche sich in herkömmlicher Weise an einen ange strebten Wert herantastet. Das Zusammenspiel mit anderen Eigenschaften wird jedoch völlig vernachlässigt.
Im Gegensatz hierzu strebt die hier vorliegende Erfindung eine komplexere Lösung an. Anstelle der unmittelbaren Messung bevorzugt die hier vorliegende Erfindung eine mittelbare Messung von Effekten, die von der Temperatur abhängig sind oder die die Temperatur anlagenseitig beeinflussen. Die Erfindung hat erkannt, dass es auf die Temperatur als solche eigentlich nicht ankommt, sondern vielmehr auf die sekundären Effekte. Zwar ergeben sich diese unter anderem aus der Temperatur, aber auch aus anderen Eingangsgrößen, wie beispielsweise der Durchsatzleistung des Extruders.
Anstatt – wie im Stand der Technik – eine einfache, unmittelbare Reglung auf einen Wert (Lufttemperatur) hin vorzusehen, der eigentlich nicht von Belang ist, nimmt die hier vorliegende Erfindung demnach bewusst einen technischen Umweg in Kauf.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die zur Regelung dienenden Parameter an verschiedenen über den Umfang des Folienschlauches verteilten Stellen erfasst werden und die Zuführung des Kühlmediums segmentweise erfolgt. Auf diese Art und Weise ist eine äußerst feinfühlige Regelung der verschiedenen Einflussfaktoren möglich, so dass eine über den Umfang der Schlauchfolie gesehen gleichmäßige Qualität der Folie erzielbar ist.
Die dem Kühlmedium zuzuführende Flüssigkeit, das heißt die Anreicherung des Kühlmediums mit Flüssigkeit, kann vor der Berührung von Kühlmedium und Folie durchgeführt werden oder es kann auch die Anreicherung des Kühlmediums mit Flüssigkeit nach der Berührung des Kühlmediums mit der Folie erfolgen. Die letztgenannte Möglichkeit hat den Vorteil, dass die Flüssigkeit nur mit sehr kurzer Zeitverzögerung nach der Feststellung über den Bedarf zugeführt werden kann, was insbesondere dann besonders vorteilhaft ist, wenn Zerstäuber zur Anwendung kommen, die ortsveränderlich angeordnet sind.
Um eine Beeinträchtigung benachbarter Anlagen für die Folienherstellung oder sonstiger anderer Anlagen zu vermeiden und auch um unnötige negative Einflüsse auf den herzustellenden Folienschlauch auszuschließen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Kühlmedium am Ende einer wählbaren Berührungszone zwischen Kühlmedium und des Folienschlauchs abgesaugt wird.
In vielen Fällen wird als Flüssigkeit Wasser verwendet, jedoch können besondere Umstände hinsichtlich der erforderlichen Kühlgeschwindigkeit auch dazu führen, dass in Weiterbildung der Erfindung eine bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck verdampfbare Flüssigkeit verwendet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt.
Zur Herstellung einer Kunststofffolie in Schlauchform, die in der Zeichnung mit 1 bezeichnet ist, dient ein Blaskopf 2 mit einer aus der Darstellung nicht ersichtlichen Ringdüse, aus der Kunststoff mit Hilfe eines Extruders 3 ausgepresst wird. Der Folienschlauch 1 wird mit Hilfe einer Abzugsvorrichtung 4 aus dem Blaskopf 2 abgezogen. Zwischen Blaskopf 2 und Abzug 4 kann der Folienschlauch aufgeblasen werden, um den Durchmesser des Folienschlauches und damit die Liegebreite der Folie zu verändern. Mit 5 ist ein Kühlring bezeichnet, über den ein Kühlmedium, zum Beispiel Luft zugeführt wird, um eine rasche Abkühlung der Kunststoffschmelze zu erreichen. Ebenso kann über eine Innenkühlvorrichtung 6, mit der die Luft im Inneren der Blase ohne Veränderung des Gesamtvolumens ausgetauscht werden kann, die Kühlwirkung verstärkt werden. Mit 7 ist ein Messgerät zur Erfassung der Foliendicke und/oder der Folientemperatur am Umfang des Folienschlauches 1 dargestellt. Mit 9 sind Zerstäuber bezeichnet, die am Umfang des Folienschlauches außerhalb desselben angeordnet sind und einzeln, segmentweise von einer Regeleinheit 8 angesteuert werden können. Mit 10 sind Zerstäuber bezeichnet, die am Umfang des Folienschlauchs innerhalb desselben angeordnet sind und von der Regeleinheit 8 einzeln, segmentweise angesteuert werden können. Mit 11 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung des Massedurchsatzes der Kunststoffschmelze des Extruders 3 dargestellt, deren Information als Eingangsgröße in der Regeleinheit 8 verarbeitet werden kann. Mit 12 ist eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Temperatur der Kunststoffschmelze bezeichnet, deren Information von der Regeleinheit 8 verarbeitet werden kann. Des weiteren ist dargestellt, dass die Geschwindigkeit der Abzugsvorrichtung 4 mittels einer Messvorrichtung 13 gemessen wird, deren Information von der Regeleinheit 8 verarbeitet werden kann.
Die Abkühlgeschwindigkeit nimmt Einfluss auf den Ausrichtvorgang der Kunststoffmolekühle und die erreichbare maximale Durchsatzleistung. Die Ausrichtung der Kunststoffmolekühle beeinflusst diverse Folieneigenschaften wie zum Beispiel die Folienfestigkeit. Die Regelung des Abkühlvorgangs zur Erreichung der gewünschten Folieneigenschaft und/oder Durchsatzleistung ist Aufgabe der Regeleinheit 8. Außerdem muss die Homogenität der Foliendicke am Umfang gewährleistet sein. Auch diese Aufgabe kann die Regeleinheit 8 übernehmen.
Nach einer wählbaren Berührungszone zwischen Kühlmedium und Folie ist eine Absaugvorrichtung 14 im Inneren und/oder eine Absaugvorrichtung 15 außerhalb des Folienschlauches 1 vorgesehen, die das Kühlmedium absaugen. Hierdurch soll eine Beeinträchtigung der Umgebung dieser Anlage verhindert werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen Folien, bei dem die Folie als Schlauch extrudiert, mit einem gasförmigen Medium aufgeweitet und fortlaufend abgezogen wird, wobei der aufgeweitete Folienschlauch mit einem gasförmigen mit nebelartig zerstäubter Flüssigkeit angereichertem Kühlmedium gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenverhältnis von Kühlmedium zu Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Foliendicke, der Folientemperatur, der Folienabzugsgeschwindigkeit und/oder der Durchsatzleistung des Extruders geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anreicherung des Kühlmediums mit Flüssigkeit vor der Berührung von Kühlmedium und Folie durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anreicherung des Kühlmediums mit Flüssigkeit nach der Berührung von Kühlmedium mit der Folie erfolgt
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium am Ende einer wählbaren Berührungszone zwischen Kühlmedium und Folienschlauch abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Wasser verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck verdampfende Flüssigkeit verwendet wird.
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Blaskopf (2), mit einer Ringdüse, aus welcher Kunststoff mit Hilfe eines Extruders (3) ausgepresst wird, wobei ein Folienschlauch (1) mit Hilfe einer Abzugsvorrichtung (4) aus dem Blaskopf (2) abgezogen wird und wobei ein Kühlring (5) vorgesehen ist, über den ein Kühlmedium, beispielsweise Luft, zugeführt werden kann, um eine rasche Abkühlung der Kunststoffschmelze zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messgerät zum Erfassen der Foliendicke, der Folientemperatur, der Folienabzugsgeschwindigkeit und/oder der Durchsatzleistung des Extruders (3) vorgesehen ist, wobei das Messgerät so angeschlossen ist, dass seine Messwerte von einer Regeleinheit (8) für ein Mengenverhältnis von Kühlmedium zu Flüssigkeit als Eingangsgrößen verarbeitet werden können.