DE102020131010A1 - BLOWED FILM PLANT AND METHOD FOR MANUFACTURING A BLOWED FILM - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Regeln einer Temperatur einer Kunststoffschmelze bereitgestellt durch einen Extruder (2) sowie eine Vorrichtung (20) zur Durchführung dieses Verfahrens (100) und eine Blasfolienanlage (1) mit einer solchen Vorrichtung (20) umfassend die Schritte des Bestimmens (110) einer Ist-Temperatur (T) der Kunststoffschmelze mit einem Bestimmungsmittel (14); des Abgleichens (120) der Ist-Temperatur (T) mit einer Soll-Temperatur (TS) mittels einer Auswerteeinheit (16); und des Einstellens (130) mindestens eines Stellglieds (15) zum Einflussnehmen auf die Ist-Temperatur (T) der Kunststoffschmelze.The invention relates to a method (100) for regulating a temperature of a plastic melt provided by an extruder (2) as well as a device (20) for carrying out this method (100) and a blown film system (1) with such a device (20) comprising the steps determining (110) an actual temperature (T) of the plastic melt with a determining means (14); comparing (120) the actual temperature (T) with a target temperature (TS) by means of an evaluation unit (16); and adjusting (130) at least one actuator (15) for influencing the actual temperature (T) of the plastic melt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Kunststoffschmelze bereitgestellt durch einen Extruder sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und eine Blasfolienanlage mit einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a method for regulating a temperature of a plastic melt provided by an extruder as well as a device for carrying out this method and a blown film plant with such a device.
Blasfolienanlagen sind bekannt. Den Anlagen werden Kunststoffe in granulierter Form zugeführt, die dann in Extrudern unter hoher Druckeinwirkung zu einer viskosen Masse plastifiziert werden. Diese Masse wird in einem Blaskopf ausgebildet und entweicht dem Blaskopf durch eine Ringdüse oder Schlitzdüse. Ab dem Verlassen der Ringdüse oder Schlitzdüse bildet die Masse bereits eine Folienbahn als Schlauch oder Bahn. Die Folienbahn wird dann beispielsweise nach oben abgezogen. Bei Schlauchfolien am Beispiel einer Ringdüse wird dabei Druckluft in das Innere des Folienschlauchs eingebracht. Dies führt zu einem Querdehnen des Folienschlauchs. Durch ein aktives Kühlmittel für den aufsteigenden Folienschlauch wird in tolerierbarer Entfernung zur Ringdüse ein Abkühlen der Schmelze erreicht. Der Folienschlauch durchläuft auf seinem Weg nach oben einen Kalibrierkorb und anschließend eine Flachlegung, welche den Schlauch flachlegt. Die Flachlegeeinheit führt die Doppellagenfolienbahn einer Vorabquetschung zu. Dann folgt eine Abquetschung, in welcher aus dem Folienschlauch endgültig eine praktisch luftfüllungslose Doppellagenfolienbahn gebildet wird. Spätestens von dort an, eher sogar schon ab der Vorabquetschung, liegt eine Doppellagenfolienbahn vor. Bei der Folienherstellung ist dabei die Temperatur der Kunststoffschmelze ein wichtiger Parameter, um Folienbahnen aus einer Kunststoffschmelze zuverlässig und mit stabiler, guter Qualität zu erzeugen.Blown film lines are known. The plants are supplied with plastics in granulated form, which are then plasticized into a viscous mass in extruders under the action of high pressure. This mass is formed in a blow head and escapes from the blow head through an annular nozzle or a slot nozzle. As soon as it leaves the ring nozzle or slot nozzle, the mass already forms a sheet of film as a tube or sheet. The film web is then pulled off upwards, for example. In the case of tubular films using the example of a ring nozzle, compressed air is introduced into the interior of the film tube. This leads to a transverse stretching of the film tube. An active coolant for the rising film tube cools the melt at a tolerable distance from the ring nozzle. On its way up, the film tube passes through a calibration basket and then a flattening that flattens the tube. The lay-flat unit feeds the double-layer film web to a pre-squeeze. This is followed by squeezing, in which a double-layer film web, practically free of air, is finally formed from the film tube. From there on, at the latest, even from the preliminary squeezing off, a double-layer film web is present. In film production, the temperature of the plastic melt is an important parameter in order to produce film webs from a plastic melt reliably and with stable, good quality.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Folienbahnen aus einer Kunststoffschmelze zuverlässig und mit stabiler, guter Qualität herstellen zu können.The present invention is based on the object of providing a method with which film webs can be produced from a plastic melt reliably and with stable, good quality.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Kunststoffschmelze bereitgestellt durch einen Extruder, vorzugsweise in einer Blasfolienanlage umfassend die Schritte
- - Bestimmen einer Ist-Temperatur der Kunststoffschmelze mit einem Bestimmungsmittel;
- - Abgleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur mittels einer Auswerteeinheit; und
- - Einstellen mindestens eines Stellglieds zum Einflussnehmen auf die Ist-Temperatur der Kunststoffschmelze.
- - Determining an actual temperature of the plastic melt with a determination means;
- - comparing the actual temperature with a target temperature by means of an evaluation unit; and
- - Setting at least one actuator to influence the actual temperature of the plastic melt.
Die „Ist-Temperatur“ bezeichnet dabei die Temperatur der Kunststoffschmelze, die tatsächlich vorliegt. Hierbei kann die Ist-Temperatur an unterschiedlichen Positionen an einem oder mehreren Messpunkten gemessen werden, wobei die jeweiligen Messungen direkte Temperaturmessungen oder indirekte Messungen sein können. Bei indirekten Messungen wird die Ist-Temperatur aus der jeweiligen tatsächlich gemessenen Messgrößen berechnet oder gefolgert. Die „Soll-Temperatur“ bezeichnet die Temperatur, di die Kunststoffschmelze zumindest am Messpunkt, vorzugsweise am Blaskopf‟, haben sollte, damit die Folienbahnen besonders zuverlässig und mit besonders stabiler und guter Qualität hergestellt werden können. Geringe Abweichungen von der Soll-Temperatur ermöglichen dennoch eine zuverlässige Herstellung von Folienbahnen aus der Kunststoffschmelze mit stabiler, guter Qualität.The “actual temperature” refers to the temperature of the plastic melt that is actually present. Here, the actual temperature can be measured at different positions at one or more measuring points, whereby the respective measurements can be direct temperature measurements or indirect measurements. In the case of indirect measurements, the actual temperature is calculated or deduced from the respective actually measured variables. The “target temperature” denotes the temperature that the plastic melt should have at least at the measuring point, preferably at the die head ”, so that the film webs can be produced particularly reliably and with particularly stable and good quality. Small deviations from the target temperature nevertheless enable the reliable production of film webs from the plastic melt with stable, good quality.
Die „Kunststoffschmelze“ bezeichnet dabei die viskose Masse, die den Extruder nach erfolgter Plastifizierung der Eingangsmaterialien verlässt. Aus der Kunststoffschmelze wird im Blaskopf der Folienschlauch erzeugt. Die Kunststoffschmelze kann dabei unterschiedliche Zusammensetzungen abhängig von den Ausgangsmaterialien haben, die in der Regel dem Extruder in granulierter Form aus einer Dosieranlage zugeführt werden. The "plastic melt" refers to the viscous mass that leaves the extruder after the input materials have been plasticized. The film tube is produced from the plastic melt in the blow head. The plastic melt can have different compositions depending on the starting materials, which are usually fed to the extruder in granulated form from a metering system.
Die „Folienbahn“ ist dabei eine schlauchförmige Folienbahn, wobei der mittels Blaskopf erzeugte zylinderförmige Folienschlauch nach Flachlegung zur doppelseitigen Folienbahn ein oder beidseitig aufgetrennt wird oder schlauchförmig belassen wird. Die Folienbahn kann einschichtig oder mehrschichtig sein.The "film web" is a tubular film web, with the cylindrical film tube produced by means of the blow head being cut open on one or both sides after being laid flat to form a double-sided film web or left in the form of a tube. The film web can be single-layer or multilayer.
Der „Extruder“ bezeichnet die Komponente, in der Kunststoffe in granulierter Form zugeführt und unter hoher Druckeinwirkung zu einer viskosen Masse, die Kunststoffschmelze, plastifiziert werden. Dazu werden die granulierten Materialien mittels einer Schnecke unter Ausnutzung von Reibungs- und Scherkräften geschmolzen und entlang der Schnecke zum Ausgang des Extruders transportiert.The "extruder" describes the component in which plastics are fed in granulated form and plasticized under high pressure to form a viscous mass, the plastic melt. For this purpose, the granulated materials are melted by means of a screw using frictional and shear forces and transported along the screw to the exit of the extruder.
Die „Maschinenrichtung“ ist der designierte Weg der Folienbahn, beginnend von der Extrusion an der Düse bis zum Wickler. Die Maschinenrichtung variiert deshalb, denn sie verläuft um eine Mehrzahl an Walzen und gegebenenfalls auch Wendestangen herum.The "machine direction" is the designated path of the film web, starting from the extrusion at the nozzle to the winder. The machine direction therefore varies because it runs around a plurality of rollers and possibly also turning bars.
Mit dem erfindungsgemäße Verfahren kann man Folienbahnen aus einer Kunststoffschmelze zuverlässig und mit stabiler, guter Qualität herstellen. In einer Ausführungsform wird das Verfahren auf einer Blasfolienanlage durchgeführt.With the method according to the invention, film webs can be produced reliably and with stable, good quality from a plastic melt. In one embodiment, the method is carried out on a blown film line.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Angleichens der Ist-Temperatur an die Soll-Temperatur mit der Auswerteeinheit datenverbunden mit dem Bestimmungsmittel und wirkverbunden mit dem Stellglied.In one embodiment, the method comprises the further step of adjusting the actual temperature to the setpoint temperature with the Evaluation unit data-connected to the determination means and operatively connected to the actuator.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Schritte des Bestimmens mathematisch. Hierbei kann der Schritte des Bestimmens mittels einer oder mehrerer Algorithmen ausgeführt werden, die anhand von momentanen Einstellungen der Stellglieder die Ist-Temperatur auf Basis von Trainingsdaten zu Ist-Temperaturen unter analogen Bedingungen der Stellglieder berechnen. Die Auswerteeinheit kann dazu einen Prozessor, auf dem der oder die Algorithmen ausgeführt werden und ein Speichermedium zur Speicherung der Mess- und Trainingsdaten umfassen. Dabei bauen die Algorithmen beim maschinellen Lernen ein statistisches Modell auf, das auf Trainingsdaten beruht und das in der Lage ist, Ist-Temperaturen aus den vorliegenden Einstellungen der Stellglieder abzuleiten bzw. zu berechnen. Die Trainingsdaten bezeichnen hierbei Daten, die zur Trainingszwecken gewonnen wurden und/oder Daten der Produktionshistorie, die bestimmten Ist-Temperaturen zugeordnet werden können.In a further embodiment, the step of determining takes place mathematically. In this case, the steps of determining can be carried out by means of one or more algorithms that use current settings of the actuators to calculate the actual temperature on the basis of training data on actual temperatures under analogous conditions of the actuators. For this purpose, the evaluation unit can comprise a processor on which the algorithm or algorithms are executed and a storage medium for storing the measurement and training data. The algorithms in machine learning build a statistical model that is based on training data and that is able to derive or calculate actual temperatures from the existing settings of the actuators. The training data here denote data that were obtained for training purposes and / or data from the production history that can be assigned to specific actual temperatures.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Trainierens des oder der Algorithmen anhand der Trainingsdaten.In a further embodiment, the method comprises the further step of training the algorithm or algorithms on the basis of the training data.
In einer weiteren Ausführungsform verwendet der Schritt des Einstellens ein oder mehrere Stellglieder aus einer Gruppe von Heizbänder um den Extruder, Extruderheizung, Schneckentemperatur, Drehzahl der Schnecke, Förderrate der Schnecke, Materialmischung im Extruder, Bewegungsparameter einer axial bewegbaren Schnecke, Ansteuerung separater Vorrichtungen im Anschluss an den Extruder, variabel einstellbare Extudergeometrie.In a further embodiment, the step of setting uses one or more actuators from a group of heating bands around the extruder, extruder heating, screw temperature, speed of the screw, conveying rate of the screw, material mixture in the extruder, movement parameters of an axially movable screw, control of separate devices afterwards the extruder, variably adjustable extruder geometry.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Regeln einer Schmelztemperatur einer Kunststoffschmelze gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweisend einen Extruder zum Bereitgestellen der Kunststoffschmelze, ein Bestimmungsmittel für die Ist-Temperatur, mindestens eine Stellglied zum Einflussnehmen auf die Ist-Temperatur und eine Auswerteeinheit datenverbunden mit dem Bestimmungsmittel und wirkverbunden mit dem Stellglied zum Abgleichen, vorzugsweise zum Abgleichen und Angleichen, der Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur.The invention also relates to a device for regulating a melting temperature of a plastic melt according to the method according to the invention, comprising an extruder for providing the plastic melt, a means for determining the actual temperature, at least one actuator for influencing the actual temperature and an evaluation unit data-linked to the determining means and operatively connected to the actuator for balancing, preferably for balancing and adjusting, the actual temperature with the target temperature.
In einer Ausführungsform ist dabei das Stellglied zumindest ein Element einer Gruppe von Heizbänder um den Extruder, Extruderheizung, Schneckentemperatur (beispielsweise mittels Kühlung beeinflussbar), Drehzahl der Schnecke, Förderrate der Schnecke, Materialmischung im Extruder, Bewegungsparameter einer axial bewegbaren Schnecke, Ansteuerung separater Vorrichtungen im Anschluss an den Extruder (beispielsweise ein Wärmetauscher), variabel einstellbare Extudergeometrie (beispielsweise mittels eines temperaturabhängigen Dehnen oder Schrumpfen der Extruderbestandteile oder unter Ausnutzung der Materialausdehnung des Materials des Extruders und seiner Bestandteile).In one embodiment, the actuator is at least one element of a group of heating bands around the extruder, extruder heating, screw temperature (can be influenced by cooling, for example), screw speed, screw feed rate, material mixture in the extruder, movement parameters of an axially movable screw, control of separate devices in the Connection to the extruder (for example a heat exchanger), variably adjustable extruder geometry (for example by means of a temperature-dependent expansion or shrinkage of the extruder components or by utilizing the material expansion of the material of the extruder and its components).
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Blasfolienanlage zur Erzeugung eines Folienschlauchs aus einer Kunststoffschmelze umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Kunststoffschmelze mit einer Ist-Temperatur angeglichen an eine Soll-Temperatur an einen Blaskopf gefördert wird.The invention further relates to a blown film system for producing a film tube from a plastic melt, comprising a device according to the invention, the plastic melt being conveyed to a blow head with an actual temperature adjusted to a target temperature.
In einer Ausführungsform ist dabei das Bestimmungsmittel ein Temperatursensor. Dieser Temperatursensor kann dabei am Blaskopf oder in der Kunststoffschmelze angeordnet sein.In one embodiment, the determination means is a temperature sensor. This temperature sensor can be arranged on the blow head or in the plastic melt.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...‟, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein können.It should be expressly pointed out that in the context of the present patent application, indefinite articles and figures such as “one”, “two” etc. should generally be understood as “at least” information, i.e. as “at least one ...”, "At least two ..." etc., unless it is explicitly stated in the respective context or it is obvious or technically imperative for a person skilled in the art that only "exactly one ...", "exactly two ..." etc. can be meant.
Die voranstehend aufgelisteten Ausführungsformen können einzeln oder in beliebiger Kombination zueinander zur Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.The embodiments listed above can be used individually or in any combination with one another to design the device according to the invention and the method according to the invention.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dort zeigt
-
1 : einer Ausführungsform einer Blasfolienanlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 : eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 : an embodiment of a blown film plant for carrying out the method according to the invention; -
2 : an embodiment of the method according to the invention.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst.The embodiments shown here only represent examples of the present invention and must therefore not be understood as restrictive. Alternative embodiments contemplated by those skilled in the art are equally encompassed by the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- BlasfolienanlageBlown film line
- 22
- ExtruderExtruder
- 2a2a
- DosieranlageDosing system
- 33
- BlaskopfBlow head
- 44th
- ExtrusionsrichtungDirection of extrusion
- 55
- FolienschlauchFilm tube
- 66th
- FlachlegungFlattening
- 77th
- AbzugswalzenpaarPair of take-off rollers
- 88th
- FolienbahnFilm web
- 99
- MaschinenrichtungMachine direction
- 1010
- WicklerWinder
- 1111
- LängsdehneinrichtungLongitudinal stretching device
- 1212th
- ReversierungReversing
- 1313th
- AbwärtsstreckeDownlink
- 1414th
- Bestimmungseinheit, beispielsweise ein TemperatursensorDetermination unit, for example a temperature sensor
- 1515th
- StellgliedActuator
- 1616
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 2020th
- Vorrichtung zum Regeln einer Schmelztemperatur einer Kunststoffschmelze Device for regulating a melting temperature of a plastic melt
- 100100
- Erfindungsgemäßes VerfahrenMethod according to the invention
- 110110
- Bestimmen einer Ist-Temperatur der KunststoffschmelzeDetermining an actual temperature of the plastic melt
- 120120
- Abgleichen der Ist-Temperatur mit einer Soll-TemperaturComparison of the actual temperature with a target temperature
- 130130
- Einstellen mindestens eines Stellglieds zum Einflussnehmen auf die Ist-Temperatur der KunststoffschmelzeAdjusting at least one actuator for influencing the actual temperature of the plastic melt
- 140140
- Angleichens der Ist-Temperatur an die Soll-TemperaturAdjustment of the actual temperature to the target temperature
- 150150
- Berechnen der Ist-Temperatur auf Basis von TrainingsdatenCalculation of the actual temperature based on training data
- 160160
- Trainierens der Algorithmen zur Berechnung der Ist-Temperatur Training the algorithms for calculating the actual temperature
- TT
- Ist-TemperaturActual temperature
- TSTS
- Soll-TemperaturTarget temperature
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
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-
2020
- 2020-11-24 DE DE102020131010.2A patent/DE102020131010A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117021552A (en) * | 2023-10-09 | 2023-11-10 | 汕头市明佳热收缩膜有限公司 | Energy-saving POF multilayer film blowing machine |
CN117021552B (en) * | 2023-10-09 | 2024-02-06 | 汕头市明佳热收缩膜有限公司 | Energy-saving POF multilayer film blowing machine |
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Legal Events
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