DE102021133445A1

DE102021133445A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes und daraus thermogeformter Produkte

Info

Publication number: DE102021133445A1
Application number: DE102021133445.4A
Authority: DE
Inventors: Christian Ahrling; Otto Bavendiek; Reinhold Freude; Denis Kinn; Michael Kröger; Ulrich Lampe; Heinz Ruholl; Manuel Markmeyer; Andreas Lück
Original assignee: Poeppelmann Holding GmbH and Co KG
Current assignee: Poeppelmann Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes (2) und daraus thermogeformter Produkte (74) ist vorgesehen, dass ein in einem Extruder (31) aufgeschmolzenes Polymer (32) in wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) aufgeteilt wird, wobei zumindest einem Teilschmelzestrom (35.1, 35.3) ein Flüssigadditiv zuzugeben wird und die wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) und etwaig weitere Kunststoffschmelzeströme (53, 67) dem Koextrusionswerkzeug (16) zur Ausformung separater Schichten (2a, 2b, 2c) zugeführt werden, und dass beim Thermoformen abfallende Stanzgitter (81) und/oder unverarbeitete Abschnitte nicht in den zumindest einen das Flüssigadditiv enthaltenen Teilschmelzstrom (35.1, 35.3) zurückgeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes und daraus thermogeformter Produkte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine hierfür ausgebildete Vorrichtung.
In der Folienextrusion werden mehrschichtige Kunststofffolienverbünde durch Koextrusion hergestellt, wobei artgleiche oder fremdartige Kunststoffschmelzeströme vor dem Verlassen der Düse zusammengeführt werden. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine im Stand der Technik bekannte Inline-Anlage (1) zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes (2) und daraus thermogeformter Pflanztöpfe (74). Die Anlage weist mehrere Extruder (11.1 - 11.4) auf, in denen verschiedene Kunststoffgranulate (12.1 - 12.4) zu jeweiligen Kunststoffschmelzen verflüssigt und durch nachfolgende Schmelzefilter (14) gedrückt werden. Die verschiedenen Kunststoffschmelzeströme (15.1 - 15.2) werden von Pumpen (13) zu einem als Feedblock bezeichneten Adapter (17) gefördert, wo sie zu einem gemeinsamen Kunststoffschmelzestrom (19) zusammengeführt und in einer gewünschten Schichtfolge aufeinandergelegt werden. Der gemeinsame Kunststoffschmelzestrom (19) wird dann über eine Breitschlitzdüse (18) als mehrschichtiger Kunststofffolienverbund (2) extrudiert. Adapter (17) und Breitschlitzdüse (18) bilden hierbei zusammen das Koextrusionswerkzeug (16). Der endlos extrudierte Kunststofffolienverbund (2) wird auf eine Gießwalze abgegeben und/oder über einen mehrere Walzen aufweisenden Kalander geführt (in 1 nicht weiter dargestellt) und schließlich in eine inline gekoppelte Thermoformmaschine (70) überführt, in der die Pflanztöpfe (74) in einer Formstation (71) geformt, in einer Stanzstation (72) aus dem Kunststofffolienverbund (2) ausgestanzt und schließlich in einer Stapeleinrichtung (73) gestapelt werden. Die beim Ausstanzen abfallenden Stanzgitter (81) und etwaig unverarbeitete Abschnitte des Kunststofffolienverbundes (2) werden in einer Mühle (82) zerkleinert und zu einem der Extruder (11.3) zurückgeführt, um gemeinsam mit dem zugegebenen Kunststoffgranulat (12.3) erneut aufgeschmolzen und verarbeitet zu werden. Somit ist eine abfalllose Herstellung ermöglicht.
Die Inline-Anlage gemäß 1 ist hierbei für die Koextrusion eines dreischichtigen Kunststofffolienverbundes (2) vorgesehen, bei dem gemäß 2 eine Mittelschicht (2b) von zwei farbigen und vergleichsweise dünneren Deckschichten (2a, 2c) bedeckt ist. Der für die Mittelschicht (2b) vorgesehene Kunststoffschmelzestrom (15.3) wird dabei von dem Extruder (11.3) bereitgestellt, während der von dem Extruder (11.4) kommende Kunststoffschmelzestrom (15.4) eine farbige Innenseite der aus dem Kunststofffolienverbund (2) geformten Pflanztöpfe (74) bildet. Deren Außenseite wird wahlweise von dem Kunststoffschmelzestrom (15.1) des Extruders (11.1) oder dem Kunststoffschmelzestrom (15.2) des Extruders (11.2) beschickt, die nämlich mit verschiedenfarbigen Kunststoffgranulatmischungen (12.1, 12.2) versorgt werden, sodass eine schnelle Umstellung der Inline-Anlage auf außenseitig verschiedenfarbige Pflanztöpfe möglich ist. Die abfallenden Stanzgitter (81) und unverarbeiteten Abschnitte des Kunststofffolienverbundes (2) werden dabei dem für die Mittelschicht (2b) vorgesehenen Extruder (11.3) zugeführt.
Nachteilig an der aus dem Stand der Technik bekannten Inline-Anlage ist, dass für jede der Folienschichten ein separater Extruder mit entsprechend aufwendiger Beschickungs- und Filtertechnik erforderlich ist und außerdem Anlagenteile quasi redundant vorhanden sind, um einen schnellen Farbwechsel realisieren zu können. Eine solche Anlagenkonfiguration verursacht hohe Anschaffungskosten und beansprucht einen vergleichsweise großen Aufstellraum, einhergehend mit aufwändiger Wartung und Instandhaltung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes und daraus thermogeformter Produkte vorzuschlagen, das bzw. die einen einfacheren Aufbau aufweist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den auf diesen Ansprüchen rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass ein in einem Extruder aufgeschmolzenes Polymer in wenigstens zwei Teilschmelzeströme aufgeteilt wird, dass zumindest einem Teilschmelzestrom der wenigstens zwei Teilschmelzeströme ein Flüssigadditiv zuzugeben wird, dass die wenigstens zwei Teilschmelzeströme und etwaig weitere Kunststoffschmelzeströme dem Koextrusionswerkzeug zur Ausformung separater Schichten zugeführt werden, und dass die abfallenden Stanzgitter und/oder die unverarbeiteten Abschnitte nicht in den zumindest einen das Flüssigadditiv enthaltenen Teilschmelzstrom zurückgeführt werden.
Das aufgezeigte Verfahren ermöglicht die verlustfreie Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes und daraus thermogeformter Produkte, wobei Produkte mit weitestgehend einheitlichen Eigenschaften geschaffen werden. Denn die beim Thermoformen diskontinuierlich und in schwankenden Mengen abfallenden Stanzgitter und unverarbeiteten Abschnitte werden nicht in den zumindest einen das Flüssigadditiv enthaltenen Teilschmelzestrom zurückgeführt, aus dem die den Kunststofffolienverbund funktionell maßgeblich bestimmenden Folienschichten gebildet werden. Eine Anreicherung des Additivs in den betreffenden Folienschichten und somit eine Veränderung ihrer von dem Additiv bestimmten funktionalen Eigenschaften wird verhindert.
Additive verbessern die Verarbeitbarkeit des Kunststoffs für die Anordnung der betreffenden Schicht in dem Kunststofffolienverbund und/oder stellen gewünschte Eigenschaften der betreffenden Schicht ein. Bei den Flüssigadditiven kann es sich um folgende Mittel und Stoffe handeln:

• Antiblockmittel, wodurch eine Klebeneigung verringert werden kann
• Antistatika, womit eine statische Aufladung vermieden werden kann, die zu einer Anziehung von Staub führen würde
• Farbstoffe, mit denen eine jeweilige Schicht eingefärbt werden kann
• Auffüllstoffe
• Gleitmittel zur Verminderung von Reibung und Anhaftung an Oberflächen
• Haftvermittler, um die Haftung zu angrenzenden Folienschichten eines anderen Kunststoffs zu verbessern
• Lichtstabilisatoren, die die Resistenz gegen Lichteinstrahlung erhöhen
• Nanofüllstoffe, insbesondere Füllstoffe kleiner 100 nm zur Steigerung von E-Modul, Zugfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit, Barriereeigenschaften usw.
• Schwerentflammbarkeitszusätze (z.B. Halogen, Chlorparaffine, Bromverbindungen, etc.) zur Verringerung der Entflammbarkeit bzw. zur Selbstlöschung
• Treibmittel, um eine Schaumbildung in Polymeren auszulösen
• Trennmittel, um Entformungskräfte zu verringern, mit denen Produkte aus Behältnissen, die aus dem Kunststofffolienverbund hergestellt sind, zu entnehmen, beispielweise Pflanzen mit anhängendem Pflanzsubstrat aus Pflanztöpfen und Anzuchttrays
• UV-Stabilisatoren, die die Resistenz gegen UV-Strahlung erhöhen
• Wärmestabilisatoren, die die Resistenz gegen Wärme erhöhen
• Weichmacher, um die Härte der betreffenden Folienschicht zu vermindern

Das aus einer vorzugsweise einzigen Quelle stammende Polymer wird in nur einem Extruder aufgeschmolzen und anschließend in Teilschmelzeströme zur zumindest teilweisen Konditionierung mit den zugegebenen Flüssigadditiven aufgeteilt, wobei die Teilschmelzeströme dann als entsprechende Schichten im mehrschichtigen Kunststofffolienverbund angeordnet werden. Die Teilschmelzeströme werden getrennt voneinander konditioniert, sodass eine mögliche gegenseitige Beeinflussung der zugegebenen Additive verhindert wird.
Die erfindungsgemäße Konditionierung des Kunststoffs mit Flüssigadditiven ermöglicht es also, den mehrschichtigen Kunststofffolienverbund aus weniger als die Anzahl Schichten bereitgestellten Ausgangsmaterialien, vorzugsweise aus nur einem Ausgangsmaterial, herzustellen. Die aufwendige Mischung und Bereitstellung jeweiliger Kunststoffgranulate für die einzelnen Folienschichten entfällt. Insbesondere erfordert das Verfahren nicht für jede sich von anderen Schichten unterscheidende Schicht des Kunststofffolienverbunds einen separaten Extruder. Die Anlagenkonfiguration ist dadurch erheblich verkleinert und auch vereinfacht, sodass sich nicht nur der Investitionsaufwand, sondern auch die laufenden Aufwände für Bedienung und Wartung der Anlage reduzieren. Da nur ein Teil des aufgeschmolzenen Polymers mit einem Flüssigadditiv versetzt wird, ist zudem der Einsatz des jeweiligen Additivs minimiert.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass die abfallenden Stanzgitter und/oder die unverarbeiteten Abschnitte in einen nicht das Flüssigadditiv enthaltenden Teilschmelzestrom der wenigstens zwei Teilschmelzeströme zurückgeführt werden. Der mehrschichtige Kunststofffolienverbund kann somit aus einem einzigen Ausgangsmaterial hergestellt werden.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass die abfallenden Stanzgitter und/oder die unverarbeiteten Abschnitte in einen von den wenigstens zwei Teilschmelzeströmen separaten Kunststoffschmelzestrom zurückgeführt werden. Dieser Kunststoffschmelzestrom kann von dem rückgeführten Material allein oder von einem zusätzlichen Ausgangsmaterial gebildet sein.
Vorzugsweise werden die abfallenden Stanzgitter und/oder die unverarbeiteten Abschnitte zerkleinert und in einem von dem Extruder des aufgetrennten Kunststoffschmelzestrom separaten Extruder aufgeschmolzen. Der separate Extruder kann dabei verschiedene Funktionen einnehmen. Der separate Extruder kann zum alleinigen Aufschmelzen und Homogenisieren des rückgeführten Materials dienen, wobei der vom separaten Extruder abgegebene flüssige Kunststoff einem (Teil-) Schmelzestrom zugegeben oder als separater Schmelzestrom dem Koextrusionswerkzeug zugeführt wird. Der separate Extruder kann zusätzlich als Mischer dienen, wobei auf den separaten Extruder nicht nur das rückgeführte Material sondern auch insbesondere bereits verflüssigtes Ausgangsmaterial, vorzugsweise in Form eines nicht das Flüssigadditiv enthaltenden Teilschmelzestroms der wenigstens zwei Teilschmelzeströme aufgegeben wird.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass der zumindest eine das Flüssigadditiv enthaltene Teilschmelzestrom einem Mischer zugeführt wird. Das zugegebene Flüssigadditiv wird im vorzugsweise als Statikmischer ausgebildeten Mischer gleichmäßig im betreffenden Teilschmelzestrom verteilt und homogenisiert.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass der in wenigstens zwei Teilschmelzeströme aufgetrennte Kunststoffschmelzestrom im Wesentlichen aus recyceltem Kunststoff besteht. Mit dem Verfahren kann recycelter Kunststoff, der häufig inhomogen vorliegt, zu Kunststofffolienverbünden mit im Wesentlichen konstanten Eigenschaften verarbeitet werden. Es wird dabei nur ein Teil des im Extruder aufgeschmolzenen Polymers aus recyceltem Kunststoff mit dem Flüssigadditiv versehen und diesbezüglich veredelt, während ein vorzugsweise größerer Teilschmelzestrom des recycelten Kunststoffs ohne weitere Zugabe von Flüssigadditiv verarbeitet und als eine innere Schicht im Kunststofffolienverbund angeordnet sein kann. Eine darüber liegende Schicht aus einem konditionierten Teilschmelzestrom kann die Schicht aus dem nicht weiter behandelten recycelten Kunststoff funktionell abdecken. Diese Abdeckschicht kann dabei die Außenschicht des Kunststofffolienverbundes bilden oder eine Zwischenschicht ausbilden, auf der eine dünne Schicht aus beispielsweise Originalware als Außenschicht angeordnet werden kann. Mittels eines Schmelzefilters werden ggf. im Recyclingkunststoff vorhandene Verunreinigungen aus dem Kunststoffschmelzestrom des Extruders herausgefiltert.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass der in wenigstens zwei Teilschmelzeströme aufgetrennte Kunststoffschmelzestrom in einem Doppelschneckenextruder aufgeschmolzen wird. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere recycelter Kunststoff aus Post-Consumer-Rezyklat (PCR) in einem Doppelschneckenextruder einwandfrei aufbereitet und verflüssigt werden kann. Insbesondere kann eine vorgelagerte separate Aufbereitung des Altkunststoffs, beispielsweise in einer Compoundieranlage entfallen. Ein Doppelschneckenextruder kann auch mit Mahlgut beschickt werden. Die Anforderungen an die Materialqualität des auf den Doppelschneckenextruder aufgegebenen Kunststoffs liegen erheblich unter denen eines Einschneckenextruders. Der höhere Aufwand für den Doppelschneckenextruder wird durch den Wegfall wenigstens eines der bislang für jede einzelne Schicht erforderlichen Extruder mehr als kompensiert.
Vorzugsweise ist das Flüssigadditiv eine Flüssigfarbe. Die Injektion der Flüssigfarbe stromabwärts des Extruders ermöglicht schnelle Farbwechsel. Da der Extruder selbst nicht von den jeweils verwendeten Farben durchströmt wird, entfallen die sonst erforderlichen Reinigungszeiten und der damit einhergehende Ausschuss. Gegenüber einer Masterbatcheinfärbung des Kunststoffgranulats wird nicht nur Farbe eingespart, sondern auch eine feinere Verteilung erzielt. Die Farbpigmente werden zudem weniger stark thermisch und mechanisch belastet, sodass insbesondere sensible Pigmente, wie z.B. Leuchtpigmente, verarbeitbar sind. Die Verarbeitung der Flüssigfarbe als solches kann einfach und sauber in einem geschlossenen System erfolgen.
Vorzugsweise wird zumindest eine Außenschicht des Kunststofffolienverbunds von dem zumindest einen die Flüssigfarbe enthaltenen Teilschmelzestrom gebildet. Der betreffende Teilschmelzestrom kann genau eine Außenschicht bilden oder durch eine weitere Auftrennung beide Außenschichten des Kunststofffolienverbunds ausbilden, die somit eine gleiche Farbe aufweisen. Alternativ können verschiedene Farben zu zwei separaten Teilschmelzeströmen zugemischt werden, welche dann jeweils eine Außenschicht des Kunststofffolienverbunds bilden. Somit kann aus dem einen in dem Extruder aufgeschmolzenen Polymer ein zweischichtiger Kunststofffolienverbund mit farblich verschiedenen Außenseiten gebildet werden.
Vorzugsweise werden zwei Teilschmelzeströme mit einer jeweiligen Flüssigfarbe eingefärbt, wobei sie als Außenschichten zumindest eine dritte Schicht im Kunststofffolienverbund zwischen sich einschließen, welche von einem dritten Teilschmelzestrom des aufgetrennten Kunststoffschmelzestroms oder einem separaten Kunststoffschmelzestrom gebildet wird. Aus einem einheitlichen oder auch inhomogen vorliegenden Kunststoff, insbesondere einem recycelten Kunststoff, kann durch die Aufteilung in drei Teilschmelzeströme und deren teilweisen Einfärbung ein vorzugsweise zweifarbiger Kunststofffolienverbund geschaffen werden, wobei in der Mittelschicht ein Großteil des recycelten Kunststoffs vergraben ist. Vorzugsweise können zwischen den gefärbten Außenschichten und zusätzlich zu der ungefärbten Zwischenschicht des dritten Teilschmelzestroms ein oder mehrere weitere Schichten aus vorzugsweise anderen von separaten Extrudern aufgeschmolzenen und zugeführten Kunststoffen angeordnet werden.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass die Zugabe der Flüssigfarbe in einem Regelkreis gesteuert wird, bei dem die sich im Kunststofffolienverbund zeigende Außenfarbe fortlaufend erfasst und mit einer Sollgröße verglichen wird. Auftretende Schwankungen in der Materialqualität, die sich auf die Farbe der betreffenden Außenschicht auswirken, können hierdurch kompensiert werden.
In bevorzugter Weiterausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Thermoformmaschine Pflanztöpfe, Transporttrays, Pflanzenanzuchttrays, Schutzkappen oder dgl. becherförmige Dünnwandprodukte aus dem Kunststofffolienverbund hergestellt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen. Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktionell gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen

1 in schematischer Darstellung eine inline gekoppelte Folienkoextrusions- und Thermoformanlage aus dem Stand der Technik, die weiter oben bereits beschrieben wurde;
2 einen Querschnitt eines dreischichtigen Kunststofffolienverbundes;
3 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer inline gekoppelten Folienkoextrusions- und Thermoformanlage;
4 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;
5 ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;
6 ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.

Die erfindungsgemäße Inline-Anlage 1 nach 3 weist eine Folienkoextrusion 30 auf, die von einem einzigen als Doppelschneckenextruder 31 ausgeführten Extruder beschickt wird. Dem Doppelschneckenextruder 31 wird recycelter Kunststoff als Mahlgut und/oder Kunststoffgranulat 32 zugeführt. Der zum Kunststoffschmelzestrom 33 verflüssigte Kunststoff wird von einer Pumpe 13 durch einen Schmelzefilter 14 gedrückt und zu einem Verteiler 34 geleitet, in dem der Kunststoffschmelzestrom 33 in insgesamt drei Teilschmelzeströme 35.1 bis 35.3 aufgetrennt wird. Den Teilschmelzeströmen 35.1 und 35.3 wird über eine jeweilige Flüssigfarbzuführeinrichtung 37.1 und 27.2 Flüssigfarbe zugegeben, die in nachfolgenden Statikmischern 38.1 und 38.3 gleichmäßig eingemischt wird. Pumpen 36.1 bis 36.3 fördern die drei Teilschmelzeströme 35.1 bis 35.3 zu einem als Feedblock bezeichneten Adapter 17, in dem die drei Teilschmelzeströme zu einem gemeinsamen Kunststoffschmelzestrom 19 zusammengeführt und in einer gewünschten Schichtfolge aufeinandergelegt werden. Der gemeinsame Kunststoffschmelzestrom 19 wird anschließend über eine Breitschlitzdüse 18, die zusammen mit dem Adapter das Koextrusionswerkzeug 16 bildet, als mehrschichtiger Kunststofffolienverbund 2 extrudiert, bei dem gemäß 2 eine Mittelschicht 2b von zwei farbigen und vergleichsweise dünneren Deckschichten 2a und 2c bedeckt ist.
Auf die Folienkoextrusion 30 folgt eine Thermoformmaschine 70, in der Pflanztöpfe 74 in einer Formstation 71 geformt, in einer Stanzstation 72 aus dem Kunststofffolienverbund 2 ausgestanzt und schließlich in einer Stapeleinrichtung 73 gestapelt werden. Beim Ausstanzen abfallende Stanzgitter 81 und etwaig unverarbeitete Abschnitte des Kunststofffolienverbundes 2 werden in einer Rückführungseinrichtung 80 in einer Mühle 82 zerkleinert und zu der Folienextrusion 30 zur erneuten Verarbeitung zurückgeführt. In diesem ersten Ausführungsbeispiel werden die abfallenden Stanzgitter 81 und die etwaig unverarbeiteten Abschnitte einem separaten, als einfachen Einschneckenextruder ausgeführten Extruder 39 zugeführt, welcher das rückgeführte Material aufschmilzt und als flüssigen Kunststoff allein dem Teilschmelzestrom 35.2, der die Mittelschicht 2b des Kunststofffolienverbundes 2 bildet, zuführt. Für eine gute Untermischung ist noch ein Statikmischer 38.2 vorgesehen.
In der Folienextrusion 40 des in 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiels ist ein separater Extruder 41 im Pfad des Teilschmelzestroms 35.2 vorgesehen. Der ebenfalls als einfacher Einschneckenextruder ausgeführte Extruder 41 dient hierbei nicht nur zum Aufschmelzen der Rückführungen aus den abfallenden Stanzgittern 81 und etwaig unverarbeiteten Abschnitten, sondern auch zum Mischen derselben mit dem durch den Extruder 41 geleiteten Teilschmelzestrom 35.2, sodass ein zusätzlicher Mischer entfallen kann. Die weitere Anlagenkonfiguration ist identisch zu der des ersten Ausführungsbeispiels. Auch hier wird also ein im Wesentlichen einheitlich vorliegendes Mahlgut und/oder Kunststoffgranulat 32 von einem einzigen Doppelschneckenextruder 31 aufgeschmolzen und anschließend in drei Teilschmelzeströme 35.1 bis 35.3 aufgeteilt, wobei die Teilschmelzeströme 35.1 und 35.3 mit Flüssigfarbe eingefärbt werden, während die Rückführungen aus der Thermoformmaschine 70 allein dem nicht weiter konditionierten Teilschmelzestrom 35.2 zugeführt werden.
Die 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die abfallenden Stanzgitter 81 und etwaig unverarbeiteten Abschnitte in einem separaten Extruder 51 der Folienextrusion 50 aufgeschmolzen und als separater Schmelzestrom 53 von einer Pumpe 52 zum Adapter 17 gefördert werden, wobei in dem Adapter 17 der Schmelzestrom 53 als separate vierte Schicht mit den aus den Teilschmelzeströmen 35.1 bis 35.3 gebildeten Schichten kombiniert wird und diese vierte Schicht in dem extrudierten Kunststofffolienverbund zwischen den beiden äußeren und mit Flüssigfarbe eingefärbten Schichten angeordnet ist.
Bei dem in 6 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel wird die Folienextrusion 60 von zwei Extrudern 61 und 63 beschickt. Dem als Einschneckenextruder ausgebildeten Extruder 61 wird Kunststoffgranulat 62 als Neuware zugeführt. Der im Extruder 61 aufgeschmolzene Kunststoff wird in dem Verteiler 34 in die zwei Teilschmelzeströme 35.1 und 35.3 aufgeteilt, die anschließend wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen eingefärbt werden. In dem zweiten Extruder, einem Doppelschneckenextruder 63, wird aus recyceltem Kunststoff gewonnenes Mahlgut und/oder Kunststoffgranulat 64 aufgeschmolzen, wobei dem Extruder auch die abfallenden Stanzgitter 81 und etwaig unverarbeiteten Abschnitte zugeführt werden. Der aus dem Extruder 63 kommende Schmelzestrom 67 wird von einer Pumpe 65 noch durch einen Schmelzefilter 66 gedrückt und schließlich dem Adapter 17 zur Anordnung im gemeinsamen Kunststoffschmelzestrom 19 und anschließenden Koextrusion in der Breitschlitzdüse 18 zugeführt, wobei der Schmelzestrom 67 die Mittelschicht 2b des extrudierten Kunststofffolienverbundes 2 bildet.
Bezugszeichenliste

1: Inline-Anlage
2: Kunststofffolienverbund
2 a, b, c: Außen-, Mittel-, Außenschicht
10: Folienkoextrusion
11.1 - 4: Extruder
12.1 - 4: Kunststoffgranulat
13: Pumpe
14: Schmelzefilter
15.1 - 4: Kunststoffschmelzestrom
16: Koextrusionswerkzeug
17: Adapter
18: Breitschlitzdüse
19: Kunststoffschmelzestrom
30: Folienkoextrusion
31: Doppelschneckenextruder
32: Kunststoffgranulat
33: Kunststoffschmelzestrom
34: Verteiler
35.1 - 3: Teilschmelzeströme
36.1 - 3: Pumpe
37.1 - 2: Flüssigfarbzuführeinrichtung
38.1 - 3: Statikmischer
39: Extruder
40: Folienkoextrusion
41: Extruder
50: Folienkoextrusion
51: Extruder
52: Pumpe
53: Schmelzestrom
60: Folienkoextrusion
61: Extruder
62: Kunststoffgranulat
63: Doppelschneckenextruder
64: Kunststoffgranulat
65: Pumpe
66: Schmelzefilter
67: Schmelzestrom
70: Thermoformmaschine
71: Formstation
72: Stanzstation
73: Stapeleinrichtung
74: Pflanztöpfe
80: Rückführungseinrichtung
81: Stanzgitter
82: Mühle

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes (2) und daraus thermogeformter Produkte (74), • wobei wenigstens zwei thermoplastische Kunststoffschmelzeströme (35.1 - 3) in einem Koextrusionswerkzeug (16) zusammengeführt und zum Kunststofffolienverbund (2) geformt werden, • wobei aus dem Kunststofffolienverbund (2) in einer insbesondere inline dem Koextrusionswerkzeug (16) nachgeordneten Thermoformmaschine (70) jeweilige Produkte (74) geformt und ausgestanzt werden, • wobei abfallende Stanzgitter (81) und/oder unverarbeitete Abschnitte des Kunststofffolienverbundes (2) in zumindest einen der wenigstens zwei Kunststoffschmelzeströme zurückgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, • dass ein in einem Extruder (31) aufgeschmolzenes Polymer (32) in wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) aufgeteilt wird, • dass zumindest einem Teilschmelzestrom (35.1, 35.3) der wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) ein Flüssigadditiv zuzugeben wird, • dass die wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) und etwaig weitere Kunststoffschmelzeströme (53, 67) dem Koextrusionswerkzeug (16) zur Ausformung separater Schichten (2a, 2b, 2c) zugeführt werden, und • dass die abfallenden Stanzgitter (81) und/oder die unverarbeiteten Abschnitte nicht in den zumindest einen das Flüssigadditiv enthaltenen Teilschmelzstrom (35.1, 35.3) zurückgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abfallenden Stanzgitter (81) und/oder die unverarbeiteten Abschnitte in einen Teilschmelzestrom (35.2) der wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) zurückgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abfallenden Stanzgitter (81) und/oder die unverarbeiteten Abschnitte in einen von den wenigstens zwei Teilschmelzeströmen (35.1 - 3) separaten Kunststoffschmelzestrom (53, 67) zurückgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abfallenden Stanzgitter (81) und/oder die unverarbeiteten Abschnitte zerkleinert und in einem von dem Extruder (31, 61) des aufgetrennten Kunststoffschmelzestroms (33) separaten Extruder (39, 41, 51, 63) aufgeschmolzen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine das Flüssigadditiv enthaltene Teilschmelzestrom (35.1, 35.3) einem Mischer (38.1, 38.3) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der in wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) aufgetrennte Kunststoffschmelzestrom (33) im Wesentlichen aus recyceltem Kunststoff besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) aufgetrennte Kunststoffschmelzestrom (33) in einem Doppelschneckenextruder (31) aufgeschmolzen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigadditiv eine Flüssigfarbe ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Außenschicht (2a, 2c) des Kunststofffolienverbundes (2) von dem zumindest einen die Flüssigfarbe enthaltenen Teilschmelzestrom (35.1, 35.3) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Teilschmelzeströme (35.1, 35.3) mit einer jeweiligen Flüssigfarbe eingefärbt werden und als Außenschichten (2a, 2c) zumindest eine dritte Schicht (2b) im Kunststofffolienverbund (2) zwischen sich einschließen, welche von einem dritten Teilschmelzestrom (35.2) des aufgetrennten Kunststoffschmelzestroms (33) und/oder einem separaten Kunststoffschmelzestrom (53, 67) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe der Flüssigfarbe in einem Regelkreis gesteuert wird, bei dem die sich im Kunststofffolienverbund (2) zeigende Außenfarbe fortlaufend erfasst und mit einer Sollgröße verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Thermoformmaschine (70) Pflanztöpfe (74), Transporttrays, Pflanzenanzuchttrays, Schutzkappen oder dgl. becherförmige Dünnwandprodukte aus dem mehrschichtigen Kunststofffolienverbund (2) hergestellt werden.
Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststofffolienverbundes (2) und daraus thermogeformter Produkte (74), insbesondere nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend • zumindest einen Extruder (31, 61), in dem ein Polymer aufgeschmolzen und als Kunststoffschmelzestrom (33) abgegeben wird, • zumindest einen Verteiler (34), in dem der Kunststoffschmelzestrom (31, 61) in wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) aufgeteilt wird, • wenigstens eine dem Verteiler (34) stromabwärts nachgeordnete Additivzuführeinrichtung (37.1, 37.2), mittels derer zumindest einem Teilschmelzestrom (35.1, 35.3) der wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) ein Flüssigadditiv zugegeben wird, • ein Coextrusionswerkzeug (16), in dem die wenigstens zwei Teilschmelzeströme (35.1 - 3) und etwaig weitere Kunststoffschmelzeströme (53, 67) zum mehrschichtigen Kunststofffolienverbund (2) geformt werden, • eine insbesondere inline dem Coextrusionswerkzeug (16) nachgeordnete Thermoformmaschine (70) zum Formen und Ausstanzen der Produkte (74) aus dem Kunststofffolienverbund (2), und • eine Rückführungseinrichtung (80), mit der beim Thermoformen abfallende Stanzgitter (81) und/oder unverarbeitete Abschnitte des Kunststofffolienverbundes (2) in einen oder mehrere der nicht das Flüssigadditiv enthaltenen Teilschmelzeströme (35.2) oder/und der etwaig weiteren Kunststoffschmelzeströme (53, 67) zurückgeführt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen der Additivzuführeinrichtung (37.1, 37.2) stromabwärts nachgeordneten Statikmischer (38.1, 38.2).
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder (31) ein Doppelschneckenextruder (31) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch einen separaten Extruder (39, 41, 51, 63), dem die abfallenden Stanzgitter (81) und/oder die unverarbeiteten Abschnitte vorzugsweise zerkleinert zugeführt werden.