DE102004031366B4

DE102004031366B4 - Blasfolienextrusionsanlage

Info

Publication number: DE102004031366B4
Application number: DE102004031366.0A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Linkies; Thomas Knoke
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2014-09-04
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: CN100542784C; CN1925973A; DE102004031366A1

Abstract

Blasfolienextrusionsanlage (1) welche zumindest folgende Merkmale aufweist: – einen Blaskopf (5), der einen Folienschlauch (9) extrudiert, – eine Abquetschvorrichtung (8), welche den Folienschlauch (9) abquetscht, – Folienführungselemente (7, 13, 27, 28), welche den Folienschlauch (9) zwischen seiner Extrusion durch den Blaskopf und seiner Abquetschung führen, wobei die Führungselemente (7, 13, 27, 28) ein poröses, vorzugsweise mikroporöses Material enthalten, – wobei das poröse Material im Bereich des Kalibrierkorbes (20) angeordnet ist, wobei mehrere vereinzelte Platten aus porösem Material (27) dem Folienschlauch (9) zugewandt und radial zum Folienschlauch (9) verschieblich sind, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material eine Dicke von mehr als 2 und von bis zu 10 mm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blasfolienextrusionsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Blasfolienextrusionsanlagen sind bekannt und stehen bereits seit langer Zeit im Einsatz. Solchen Anlagen werden Kunststoffe in granulierter Form zugeführt, die dann in Extrudern unter hoher Druckeinwirkung zu einer viskosen Masse plastifiziert werden. Diese Masse, die aufgrund des Druckes eine hohe Temperatur aufweist, wird in einem Blaskopf ringförmig ausgebildet und entweicht dem Blaskopf durch eine Ringdüse. Unmittelbar nach dem Verlassen der Ringdüse bildet die Masse bereits einen Folienschlauch. Dieser Folienschlauch kann jedoch, da er noch nicht vollständig abgekühlt ist, in seinem Durchmesser verändert werden. In der Regel wird der Durchmesser vergrößert, indem in den Innenraum des Folienschlauches Druckluft eingeblasen wird. Damit der Folienschlauch immer einen konstanten Durchmesser aufweist, wird er auf Abstand zu oder direkt entlang von Folienführungselementen geführt. Diese Anordnung der Folienführungselemente wird auf dem Gebiet der Blasfolienextrusionsanlagen als Kalibrierkorb bezeichnet. Nach dem Durchlaufen des Kalibrierkorbs wird der Folienschlauch, der sich nun verfestigt hat, entlang weiterer Folienführungselemente geführt, die den Schlauch flachlegen. Diese Flachlegeeinheit führt den Folienschlauch einer Abquetschung zu, so dass dieser eine doppellagige Folienbahn bildet. Unter „Abquetschung” ist neben dem vollständigen Flachlegen des Folienschlauches auch ein nicht vollständiges Flachlegen zu verstehen. Dem nicht vollständigen Flachlegen können noch Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise das Längsschneiden entlang der Falzkanten, folgen.
Die Folienführungselemente können mit Bohrungen durchsetzt sein, die auf der dem Folienschlauch abgewandten Seite mit Druckluft beaufschlagt werden. Die durch die Bohrungen, welche beispielsweise Durchmesser von 0,5 mm aufweisen, hindurch strömende Druckluft hält den Folienschlauch auf Abstand, so dass dieser berührungslos geführt wird. Auf diese Weise werden Beschädigungen des Folienschlauches vermieden. Ein derartiges, ringförmiges Folienführungselement ist aus der DE 33 23 817 A1 bekannt. Ein ebenes Folienführungselement innerhalb einer Flachlegeeinrichtung ist aus der EP 0 095 995 B1 bekannt.
Jedoch müssen die Bohrungen, damit die Folienführungselemente ihre Stabilität nicht einbüßen, einen gewissen Abstand voneinander aufweisen. Dies hat jedoch zur Folge, dass das Luftpolster, welches den Folienschlauch führt, nicht gleichmäßig auf den Umfang des Folienschlauches wirkt. Dadurch wird die Führungsgenauigkeit beeinträchtigt. Größere Ungenauigkeiten im Durchmesser des Folienschlauches sind die Folge. Auch neigt der Folienschlauch aufgrund der ungleichmäßigen Druckluftbeaufschlagung zum Flattern. Aus diesem Grunde schlägt die DE 20 05 182 A eine Wasserkühlung vor, wobei das Wasser durch einen, den Folienschlauch umgebenden Ring aus aneinander gesinterten Metallteilchen hindurch tritt und die der Folie zugewandten Seite benetzt. Das Wasser kann damit die Wärme der Folie abführen und gleichzeitig einen stützenden Film bilden, auf welchem die Folie geführt wird.
Die WO 92/16359 A1 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, bei der jedoch anstelle von Wasser Luft als Kühlmittel verwendet wird.
Die drei vorgenannten Druckschriften zeigen jedoch gattungsgemäße Vorrichtungen mit Folienführungselementen, die sich mit ihrem Innendurchmesser nicht auf einen veränderten Durchmesser des Folienschlauches einstellen lassen. Die DE 35 16 244 A1 zeigt hingegen eine solche Vorrichtung. Die dort gezeigten Folienführungselemente sind Leitungselemente mit Löchern, aus welchen die Kühlluft austreten kann. Die Leitungselemente sind an einem oberen und einem unteren Ring befestigt. Durch Verdrehen der Ringe gegeneinander verändert sich der Innenumfang der Vorrichtung, so dass letztere an den Außendurchmesser des Folienschlauches anpassbar ist. Da jedoch die Leitungselemente über weite Strecken nicht unterstützt werden, können diese bei dem Verdrehen der Ringe ungewollt ausweichen, so dass die Vorrichtung möglicherweise eine verminderte Führungsgenauigkeit aufweist oder sogar nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet und daher womöglich die Qualität der Folie vermindert oder diese unbrauchbar macht.
Die nachveröffentlichte EP 1 488 910 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Folie aus thermoplastischem Kunststoff. Zum berührungslosen Führen der Folie sind hier Führungselemente vorgesehen, die eine mikroporöse Schicht aufweisen. Durch Beaufschlagen der Führungselemente mit Druckluft, bildet sich auf diesen Führungselementen ein laminares Luftpolster, welches die Folie „abstützt” bzw. trägt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Blasfolienextrusionsanlage vorzuschlagen, bei der die Folienführungselemente eine verbesserte Geometrie aufweisen mit welcher sich qualitativ hochwertigere Folienschläuche mit variablen Durchmessern produzieren lassen.
Die Aufgabe wird durch eine Blasfolienextrusionsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist das poröse Material im Bereich des Kalibrierkorbes angeordnet, wobei mehrere vereinzelte Platten aus porösem Material dem Folienschlauch zugewandt und radial zum Folienschlauch verschieblich sind, wobei das poröse Material eine Dicke von mehr als 2 und von bis zu 10 mm aufweist. Das poröse, vorzugsweise mikroposöse Material, weist also eine Vielzahl von durchgängigen Poren auf. Daher können die Folienführungselemente auf der dem Folienschlauch abgewandten Seite mit Druckluft beaufschlagt werden, die dann auf der dem Folienschlauch zugewandten Seite ein nahezu gleichmäßiges Luftpolster bildet, mit welchem der Folienschlauch mit hoher Güte geführt werden kann. Der Durchmesser des Folienschlauches weist in der Folge geringere Toleranzen auf. Weiterhin bewirkt das vergleichmäßigte Luftpolster eine zusätzliche Kühlung der Folie, so dass diese schneller gekühlt werden kann, was sich in einer größeren Transparenz der Folie äußert. Insgesamt kann durch die Verwendung solcher Führungselemente die Qualität der Folie erheblich gesteigert werden.
Als Material, welches diese Eigenschaften besitzt, wird vorzugsweise gesintertes Material eingesetzt. Gesintertes Material lässt sich auf einfache Weise herstellen, da auf eine nachträgliche, mechanische Bearbeitung verzichtet werden kann.
In bevorzugter Ausführung weist das poröse Material metallische Bestandteile wie etwa Kupfer oder Bronze auf. Dies führt zu einer hohen Stabilität des Materials, so dass die Führungselemente relativ dünn gehalten werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blasfolienextrusionsanlage ist das poröse Material zwischen dem Transportweg des Folienschlauches und einem Druckluftreservoir oder einer Druckluftzuleitung derart angeordnet, dass Luft durch das Material entweicht, so dass diese eine Kraft auf die Folie ausübt. Die Luft kann dabei eine höhere oder niedrigere Temperatur als die Umgebungsluft haben. Damit kann die Bearbeitbarkeit des Folienschlauches beeinflusst werden. Insbesondere können verschiedene Bereiche des porösen Materials mit Luft verschiedener Temperaturen beaufschlagt sein. Das Material kann dabei als Platten oder Bleche ausgeformt sein, wobei deren Flächen parallel beziehungsweise im wesentlichen tangential zum Folienschlauch angeordnet sind. Die Platten oder Bleche können zudem leicht gebogen sein. Die mittlere Porengröße des porösen Materials beträgt zwischen 5 und 100, insbesondere zwischen 10 und 60 und bevorzugt zwischen 20 und 45 Mikrometern.
In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Blasfolienextrusionsanlage wird das poröse Material im Bereich des Kalibrierkorbes angeordnet, wobei mehrere vereinzelte Flächen aus porösem Material dem Folienschlauch zugewandt sind. Die Gesamtheit dieser vereinzelten Flächen umschreibt die Außenhülle eines Zylinders, der in seinem Durchmesser variiert werden kann. Auf diese Weise können qualitativ hochwertigere Folienschläuche sogar mit variablen Durchmessern produziert werden. Vorteilhafterweise ist dabei zumindest ein Teil der Flächen in Umfangsrichtung des Folienschlauches gegeneinander verschoben. Ein Teil der Platten können innerhalb des Kalibrierkorbes aber auch die Außenhülle eines Konusses umschreiben und/oder zumindest bereichsweise in Transportrichtung der Folie konisch zulaufend ausgestaltet sein. Damit ist es möglich, auch einen Folienschlauch zu führen, der vor dem Einlaufen in den Kalibrierkorb noch einen größeren Durchmesser als den Innendurchmesser des Kalibrierkorbes aufweist, ohne dass der Folienschlauch an den Unterkanten der Platten hängen bleibt oder gar beschädigt wird. Aus gleichem Grunde können Teilbereiche einiger Platten, vorzugsweise an ihren Unterkanten, Anschrägungen aufweisen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Zeichnung zu entnehmen. Die einzelnen Figuren zeigen:
1 eine Blasfolienextrusionsanlage gemäß dem Stand der Technik
2 Blaskopf, Kalibrierkorb und Flachlegeeinheit einer erfindungsgemäßen Blasfolienextrusionsanlage
3 Ansicht III-III aus 2.
1 zeigt eine bekannte Blasfolienextrusionsanlage 1. Dem Einfüllstutzen 4 wird ein Kunststoff zugeführt, der dann in dem Extruder 3 plastifiziert wird. Die entstandene Masse wird über eine Verbindungsleitung 14 dem Blaskopf 5 zugeführt, welche einen Folienschlauch 9 bildet. Dabei verlässt der Folienschlauch 9 den Blaskopf 5 durch eine nicht sichtbare Ringdüse in Transportrichtung z. Aufgrund der Zuführung von Druckluft durch den Gebläsestutzen 12 wird der Folienschlauch unmittelbar nach Verlassen des Blaskopfes 5 aufgeweitet. Der Durchmesser des Folienschlauches 9 wird jedoch durch den Kalibrierkorb 20 begrenzt. Innerhalb des Kalibrierkorbes 20 wird der Folienschlauch 9 von Platten 28 geführt, durch welche Druckluft auf den Folienschlauch gerichtet wird. Der Kalibrierkorb 20 besteht zudem aus einem Rahmen 21 und Querträgern 22 und 6. Nach dem Verlassen des Kalibrierkorbes 20 gelangt der Folienschlauch 9 in eine Flachlegeeinheit 21, in welcher der Folienschlauch nahezu oder vollständig zu einer doppellagigen Folienbahn umgeformt wird. Dabei wird der Folienschlauch 9 zwischen Paaren von Führungselementen 7, 13 geführt, die im Verlauf der Transportrichtung z einen immer geringeren Abstand voneinander einnehmen. Die vollständige Flachlegung erfolgt durch eine Abquetschvorrichtung, die aus einem Paar von Abquetschwalzen 8 besteht. Die Folienbahn 9 kann nun durch eine nicht gezeigte Reversiervorrichtung geführt werden, oder, wie im Falle der gezeigten Vorrichtung, direkt über Umlenkwalzen 10 einer Wickelvorrichtung 11 zugeführt werden, wo die Folienbahn 9 zu einem Wickel 12 verarbeitet wird.
Die 2 und 3 zeigen Ausschnitte einer erfindungsgemäßen Blasfolienextrusionsanlage 1. Im Bereich des Kalibrierkorbes 20 sind an einem Rahmen 25 mehrere Druckluftreservoire 26 angeordnet. Im Verlaufe der Transportrichtung z sind mehrere Druckluftreservoire 26 übereinander angeordnet. Ähnliche Druckluftreservoire 26 sind im Rahmen 25 der Flachlegeeinheit 21 befestigt, wobei jedoch zu betonen ist, dass in einer erfindungsgemäßen Blasfolienextrusionseinheit 1 auch nur der Kalibrierkorb 20 oder die Flachlegeeinheit 21 in bekannter Weise ausgestaltetsein kann. Die Druckluftreservoire 26 des Kalibierkorbes 20 sind durch nicht gezeigte Stelltriebe relativ zum Folienschlauch in radialer Richtung verschieblich gelagert und definieren auf diese Weise den Durchmesser des Folienschlauches 9. Aus 3 ist zu erkennen, dass die Druckluftreservoire 26 über den Umfang des Kalibrierkorbes verteilt sind, wobei die auf den verschiedenen Ebenen angeordneten Druckluftreservoire 26 gegeneinander in Umfangsrichtung φ des Folienschlauches 9 verschoben sind.

Die Druckluftreservoire 26 werden über nicht dargestellte Druckluftleitungen mit Druckluft versorgt, wobei die Druckluftreservoire 26 der Flachlegeeinheit 21 mit größerem Druck als die Druckluftreservoire des Kalibrierkorbes 20 belegt sein können, da zwecks Verformung die auf den Folienschlauch 9 ausgeübten Kräfte größer sein müssen. Auf der dem Folienschlauch 9 zugewandten Seite sind die Drückluftreservoire 26 durch Platten aus porösem Material 27 verschlossen, durch deren Poren jedoch die Druckluft treten kann. Die Platten aus porösem Material 27 sind so angeordnet, dass die Druckluft eine Kraft auf den Folienschlauch 9 ausübt und diesen auf geringem, aber wohldefiniertem Abstand zu den Platten hält. Auf diese Weise wird der Folienschlauch 9 lagegenau geführt.

Bezugszeichenliste
1	Blasfolienextrusionsanlage
2
3	Extruder
4	Einfüllstutzen
5	Blaskopf
6	Querträger
7	Führungselement
8	Abquetschwalze
9	Folienschlauch
10	Umlenkwalzen
11	Wickelvorrichtung
12	Wickel
13	Führungselement
14	Verbindungsleitung
15	Gebläsestutzen
16
17
18
19
20	Kalibrierkorb
21	Flachlegeeinheit
22	Querträger
23
24
25	Rahmen
26	Druckluftreservoir
27	Platten aus porösem Material
28	Platten
29
z	Transportrichtung des Folienschlauches 9
φ	Umfangsrichtung des Folienschlauches

Claims

Blasfolienextrusionsanlage (1) welche zumindest folgende Merkmale aufweist: – einen Blaskopf (5), der einen Folienschlauch (9) extrudiert, – eine Abquetschvorrichtung (8), welche den Folienschlauch (9) abquetscht, – Folienführungselemente (7, 13, 27, 28), welche den Folienschlauch (9) zwischen seiner Extrusion durch den Blaskopf und seiner Abquetschung führen, wobei die Führungselemente (7, 13, 27, 28) ein poröses, vorzugsweise mikroporöses Material enthalten, – wobei das poröse Material im Bereich des Kalibrierkorbes (20) angeordnet ist, wobei mehrere vereinzelte Platten aus porösem Material (27) dem Folienschlauch (9) zugewandt und radial zum Folienschlauch (9) verschieblich sind, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material eine Dicke von mehr als 2 und von bis zu 10 mm aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material gesintertes Material ist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material metallische Bestandteile wie Kupfer oder Bronze aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material zwischen dem Transportweg der Folie und/oder des Folienschlauchs (9) und einem Druckluftreservoir oder einer Luftzuleitung derart angeordnet ist, dass Luft durch das poröse Material entweicht, wobei die ausströmende Luft eine Kraft auf die Folie ausübt.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft, welche durch das poröse Material entweicht, gegenüber der Außenluft eine höhere oder eine niedrigere Temperatur aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material eine mittlere Porengröße zwischen 5 und 100 Micrometern aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material eine mittlere Porengröße zwischen 10 und 60 Micrometern aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material eine mittlere Porengröße zwischen 20 und 45 Micrometern aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material im Bereich des Kalibrierkorbes und der Abquetschung angeordnet ist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Platten aus porösem Material (27), der in Förderrichtung (z) des Folienschlauchs (9) gegeneinander versetzt ist, auch in Umfangsrichtung (φ) des Folienschlauchs (9) gegeneinander verschoben ist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Platten aus porösem Material (27) in Transportrichtung d(z) des Folienschlauches zumindest bereichsweise konisch zulaufend ausgestaltet ist.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Platten aus porösem Material (27) in Transportrichtung (z) des Folienschlauches zumindest bereichsweise Anschrägungen aufweist.
Blasfolienextrusionsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung so einstellbar ist, dass alle Poren des porösen Materials durchströmt werden.
Blasfolienextrusionsanlage nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung so einstellbar ist, dass die Druckdifferenz zwischen dem Luftreservoir und/oder der Luftleitung und der Außenluft zwischen 10 Millibar und 1 Bar liegt.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach einem der beiden vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung so einstellbar ist, dass die Druckdifferenz zwischen dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung und der Außenluft zwischen 20 und 200 Millibar liegt.
Blasfolienextrusionsanlage (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung so eingestellt wird, dass die Druckdifferenz zwischen dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung und der Außenluft zwischen 10 und 100 Millibar liegt.
Blasfolienextrusionsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung so eingestellt wird, dass die Druckdifferenz zwischen dem Luftreservoir (26) und/oder der Luftleitung und der Außenluft zwischen 30 und 90 Millibar liegt.