DE1629378A1 - Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Filme - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Filme

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Description

. F.Weickmann, Dr. Ing. A/Weickmann, Dipl.-Ing. H. Weickmann Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte
ΉΜΥ" 8 MÜNCHEN 27, MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER. 483921/22
Gase 11,407-F
THE DOW CHEMICAL COMPANY, Midland, Michigan / U. S. A.
Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Filme
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrschichtigen Films, insbesondere einen verbesserten Strangpreßadapter zur Herstellung eines aus Schichten bestehenden Films mit einer Schichtenzahl, die größer ist als die Zahl der dem Strangpreßadapter zugeführten Komponenten.
Die Herstellung mehrschichtiger Filme durch gleichzeitiges Strangpressen von zwei oder mehr synthetischen, thermoplastischen Harzströmen in einer Strangpreßform durch Schaffung eines zusammengesetzten Stromes mit im allgemeinen koaxial angeordneten Komponenten und anschließender Umformung des zusammengesetzten Stromes zu einer flachen, folienartigen Konfiguration oder zu einer röhrenförmigen- Kon-
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figuration und Extrudieren des zusammengesetzteiyumgeformten Stromes durch eine geeignete Spritzform ist bekannt. Im allgemeinen ist die Zahl der Schichten in einem Film, der durch gemeinsames Extrudieren eines zusammengesetzten Stromes hergestellt wird, gleich 2n-1, worin η die Zahl der einem Strangpreßadapter zugeführten Komponenten darstellt, die innerhalb des zusammengesetzten Stroms im allgemeinen koaxial zueinander angeordnet sind. Unter der Bezeichnung "Schicht" wird die erkennbare Zahl von Schichten im Strangpreßprodukt nach seiner ITm'orraung in die gewünschte Breite verstanden. Beispielsweise hat ein Zwei-Komponenten-Strom eine zentrale Schicht und eine Außenschicht. Wenn man einen derartigen Strom durch eine Folienspritzform schickt, v/ird er so abgeflacht, daß die Zentralschicht sich praktisch über die gesamte Breite der extrudierten Folie erstreckt und in einer Außenschicht eingekapselt ist. Bei Entfernung des unerwünschten, vorspringenden Kantenteils der extrudierten Folie erhält man einen Drei-Schichten-Film bzw. Folie, wor_n die äußeren Schichten der Außenschicht des zusammengesetzten Stromes entsprechen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Strangpreßadapter, der die Herstellung eines Films ermöglicht, dessen Schichten-
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zahl größer als 2n-1 ist, worin η die Zahl der Besehikkungseinlasse oder Einlasse für Einzelkomponenten darstellt, der rasch, für eine Änderung der Schichtenzahl im extrudierten Produkt eingestellt werden kann.
Der erfindungsgemäße verbesserte Strangpreßadapter weist ein Gehäuse auf, welches einen Durchlaß für ein Polymerisat begrenzt, der einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, wobei der Einlaß zur Verbindung mit einer ersten Quelle für ein wärmeplastifiziertes, thermoplastisches Harz eingerichtet ist und der Auslaß zur Verbindung mit einer Folienstrangpreßform eingerichtet ist, wobei das Gehäuse weiter einen inneren, im allgemeinen ringförmigen erfüllten Raum bzw. eine Vorformkammer begrenzt, die tun den Polymerisatdurchlaß angeordnet ist, das Gehäuse weiter ein inneres, ringförmiges Strangpreßmundstück begrenzt, welches die Verbindung zwischen dem inneren Durchlaß und dem erfüllten Raum herstellt, das Gehäuse ferner einen Polymerisatversorgungskanal oder -durch!aß enthält, der mit aem ringförmigen erfüllten Raum in Betriebsverbindung steht, wobei im Polymeri satdurclilaß eine Büchse angeordnet ist, die einen praktisch kreisförmigen Einlaß und mindestens zwei Auslässe von im allgemeinen langgedehnter Form
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aufweist und die Auslässe zwischen dem ringförmigen Strangpreßmundstück und dem Auslaßende des Polymerisatkanals oder -durchlasses angeordnet sind. Der Teil der Büchse, welcher das Auslaßende enthält, weist mindestens zwei im allgemeinen einen Abstand voneinander aufweisende Auslaßteile auf, welche die Auslässe begrenzen und die Verbindung zwischen dem Einlaßende des Durchlasses und dem Auslaßende des Durchlasses herstellen. Außerdem weist die Büchse einen querliegenden Spaltflügel zwischen den Auslassen auf, · der so gebaut und angeordnet ist, daß er den Materialfluß von dem ringförmigen Strangpreßmundstück zu den in die Länge gezogenen Auslassen der Buchse zuläßt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
In dieser stellt Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Strangpreßadapter dar.
Pig. 2 gibt einen Querschnitt der Buche von Pig. 1 auf der'Linie 2-2.
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Pig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Teil einer anderen Ausführungsform einer für den Adapter von S1Xg. 1 geeigneten Büchse.
In Fig. 1 wird ein schematisches Schnittbild eines erfindungögemäßen Adapters gezeigt, der allgemein durch die Bezugszahl 10 "bezeichnet wird. Der Adapter 10 weist ein Gehäuse 11 auf, in dem praktisch zentral ein Durchlaß 12 angeordnet ist, der ein Einlaßende 13 und ein.Auslaßende 14 aufweist. Das Gehäuse 11 weist ein erstes Körperteil 15 auf. Das Körperteil 15 weist einen praktisch zentral angeordneten Durchlaß 16 auf, der einen Seil des Durchlasses 12 darstellt. Außerdem weist das Körperteil 15 einen Vorsprung 18 auf, der zur Verbindung mit einer Folienspritzform, die nicht gezeigt wird, eingerichtet ist. Ferner weist das Körperteil 15 eine Anzahl von Öffnungen 19 auf, die ein Innengewinde tragen und im allgemeinen peripher um das erste Körperteil 15 und praktisch parallel zur Achse des Durchlasses 12 angeordnet sind. Ferner weist das· Körperteil 15 eine äußere Stirnfläche 21 auf, die sich im allgemeinen radial vom Innendurchlaß 16 nach außen erstreckt. Die Stirnfläche 21 befindet sich auf der dem Vor-
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sprung 18 entgegengesetzten Seite. In der Stirnfläche 21 befindet sich eine ringförmige Vertiefung 22, die sich praktisch koaxial um den Durchlaß 16 erstreckt.
An das Körperteil 15 schließt sich ein zweites Körperteil 25 an. Das Körperteil 25 weist einen inneren Durchlaß 26 auf, der einen Teil des Durchlasses 12 darstellt. Ferner weist das Körperteil 25 eine Anzahl zylindrischer Öffnungen 27 aufs welche mit den« ein Innengewinde tragenden Öffnungen 19 des ersten Körperteils 15 fluchten. Außerdem weist das zweite Körperteil 25 eine sich radial nach außen erstreckende Stirnfläche 29 auf, die an der Stirnfläche des ersten Körperteils 15 anliegt. Die Stirnfläche 29 weist eine ringförmige ■ Vertiefung 31 auf, die der ringförmigen Vertiefung 22 entspricht und mit dieser die toroide bzw. ringförmige Vorformkammer 33 bildet. Die Stirnflächen 21 und 29 greifen an der vom Zentraldurchlaß 12 entfernten Stelle 32 dichtend ineinander. Außerdem bilden die Oberflächen 21 und 29 zwischen sich ein ringförmiges Strangpreßmundstück 34, welches eine Verbindung zwischen dem Durchlaß 12 und der Vorformkammer 33 herstellt. Weiter enthält das Körperteil 25 einen Polymerisateinlaßkanal 37» der die Verbindung zwischen der Vorformkammer 33 und einer
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Quelle für ein wärmeplastifiziertes, extrudierbares Material herstellt. Das zweite Körperteil 25 weist aucli eine sich radial nach außen erstreckende Oberfläche 40 auf, die auf der entgegengesetzten Seite wie die Oberfläche 29 liegt. Die Oberfläche 40 weist eine ringförmige Vertiefung 41 auf.
An das zweite Körperteil 25 schließt sich entfernt vom ersten Körperteil 15 ein drittes Körperteil 45 an. Das dritte Körperteil 45 weist eine sich radial nach auswärts erstreckende Oberfläche 46 auf, in der sich eine ringförmige Vertiefung befindet, die der Vertiefung 41 des zweiten Körperteils 25 entspricht und mit dieser die toroide bzw. ringförmige Vorformkammer 49 bildet, die zentral um den Durchlaß 12 angeordnet ist. Ferner weist das Körperteil 45 einen zentral angeordneten Durchlaß 50 auf, der einen !eil des Durchlasses 12 darstellt. Die Flächen 40 und 46 greifen bei 52 neben der ringförmigen Vorformkammer 49 und entfernt vom Durchlaß 50 dichtend ineinander. Außerdem bilden die Oberflächen 40 und 46 einen ringförmigen, sich nach innen erstreckenden Strangpreßdurchlaß 54» der die Verbindung zwischen der ringförmigen Vorformkammer 49 und dem Zentraldurchlaß 12 herstellt. Ferner enthält das Kör-
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perteil 45 einen dritten Polymerisatkanal 56, der die volle Verbindung zwischen der ringförmigen Vorformkammer 49 und einer dritten Quelle für in der Wärme plastifiziertes Material 58 herstellt. Auch weist das Körperteil 45 eine Anzahl peripher angeordneter Öffnungen 59 auf, die mit den Öffnungen 27 des zweiten Körperteils 25 und den ein Innengewinde tragenden Öffnungen 19 des ersten Körperteils 15 fluchten. Durch die Öffnungen 59 und 27 führen Bolzen 60 und greifen in die ein Innengewinde tragenden · Öffnungen 19 ein, um die verschiedenen Körperteile fest miteinander zu verbinden.
Am dritten Körperteil 45 ist eine erste Polymerisatquelle 62 starr befestigt und stellt die Verbindung mit dem Einlaßende 13 des Durchlasses 12 her. Im Einlaßende 13 des Durchlasses 12 ist eine erste Büchse 63 angeordnet. Die Büchse 63 weist einen inneren Durchlaß 64 auf, der die Verbindung zwischen der Polymerisatquelle 62 und dem Auslaßende 14 herstellt. Der Durchlaß 64 weist ein erstes Ende 65 und ein zweites Ende 66 auf. Die Form des ersten Endes 65 des Durchlasses 64 ist kreisförmig, während die Form des Auslaßendes 66 praktisch rechteckig ist. Neben dem zweiten Ende 66 des Durchlasses 64 weist die Büchse
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eine konisch zulaufende äußere Oberfläche 68 auf. Neben dem zweiten Ende 66 des Durchlasses 64 bildet die Büchse 65 einen geschlitzten Spaltflügel 69, der den Durchlaß 64 in einen ersten Durchlaßteil 64aund und einen zweiten Durchlaßteil 64b teilt. Die beiden Durchlässe 64a und 64b enden jeweils in einem rechteckigen Schlitz, der von der ersten Öffnung entfernt angeordnet ist. Die den geschlitzten Spaltflügel 69 umfassende Büchse 63 gibt dem Schlitz eine Stromlinienform,und seine Konfiguration entspricht im allgemeinen der der Durchiaßendteile 64a und 64b.
In Pig. 2 wird ein Schnitt durch die Büchse 63 auf der Linie 2-2 von 3?ig. 1 gezeigt, der die relativen Stellungen des ersten Endes 65 und des zweiten Endes 66 gut veranschaulicht und die Konfiguration mindestens eines Teils der Büchse 63, die den geschlitzten Spaltflügel 69 begrenzt, zeigt. Der Durchlaß 64b befindet sich direkt unter dem geschlitzten Spaltflügel 69. Ein Büchsenteil 70 weist einen stromlinienförmigen Bau auf, um das Eintreten von thermoplastischem Harzraaterial in durch Hitze plastifiziertem Zustand in den Schlitz 69 zu ermöglichen.
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Im Körperteil 25 ist neben der ringförmigen Strangpreßöffnung eine Büchse 71 angeordnet. Die Büchse 71 hat ein erstes Ende 72 und ein zweites oder Austrittsende Das Austrittsende 73 ist zwischen dem Auslaßende 14 des Durchlasses 12 und dem ringförmigen Durchlaß 34 angeordnet. Die Büchse 71 wiederum weist einen inneren Längsdurchlaß 75 auf, der die Verbindung zwischen dem ersten Ende 72 und dem zweiten Ende 73 herstellt. Der Durchlaß 75 weist in- der Nähe des ersten Endes 72 einen im allgemeinen kreisförmigen Bau auf, während er in der Nähe des zweiten Endes 73 in einem langausgedehnteii oder rechteckigen Strangpreßmundstück 76 endet. Die Hauptachse des ausgedehnten Mundstücks 76 liegt mit der Hauptachse der ausgedehnten Öffnungen des zweiten Endes 66 der Büchse in der gleichen Ebene.
Beim Betrieb der in den Hg. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung wird durch V/ärme plastisch gemachtes synthetisches Harz von der ersten Polymer!satquelIe 62 dem Durchlaß 64 der Büchse 63 zugeführt, wo er in zwei Ströme durch die Durchlaßteile 64a und 64b aufgeteilt wird. Die Ströme treten.aus dem zweiten Ende 66 der Büchse 63 aus.
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Ein dritter Strom von durch Wärme plastisch gemachtem synthetischem polymerem Harz wird von der dritten Quelle 58 durch den Kanal 56 in die Yorformkammer 49 zugeführt. Von dort wird er anschließend durch das ringförmige Strangpreßmundstüek 54 in den Durchlaß 12 geführt, und fliegt um den Teil der Büchse 63> der zwischen dem ringförmigen Mundstück 54 und dem Auslaßende 14 des Durchlasses 12 liegt. Das Material aus dieser dritten Polymerisatquelle fließt in den Schlitz 69 und tritt zwischen den ütröiaen aus, die aus den Durchlaß teil en 64a und 64"b herauskommen, vrobei sich ein zusammengesetzter Strom bildet, "bei dem ein Innenteil aus dem von der dritten Polymerisat quelle 58 stammenden Material von zwei im allgemeinen parallelen Bändern des aus der ersten Polymerisatquelle stammenden Materials eingekapselt ist. Der zusammengesetzte Strom aus der Büchse 63 und der dritten Polymerisatquelle fließt in den Durchlaß 75 und tritt in praktisch rechteckiger Konfiguration aus der verlängerten Öffnung 76 des Durchlasses 75 aus. Durch Wärme plastisch gemachtes thermoplastisches Material aus der Quelle 38 gelangt über den Durchlaß 37 in die ringförmige Vorformkammer 33. Das Material aus dem fiaum 33 strömt dann durch
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das ringförmige Strangpreßmundstück 34 und kapselt das aus dem Durchlaß 66 austretende Material unter Bildung eines zusammengesetzten Stroms im Auslaßteil 14 des Durchlasses 12 ein, welcher aus zwei getrennten Schichten des Materials aus der ersten Polymerisatquelle 62, eingekapselt in. einer praktisch recheckigen Matrix des Iiaterials aus der Polymerisatquelle 58,besteht, die wiederum in einem praktisch zylindrischen Strom des Materials aus der zweiten Polymerisatquelle 38 eingekapselt ist. Anschließend wird der zusammengesetzte Strom einer Folieiispritzform zugeführt, die ein Strangpreßmundstück aufweist, welches in einer Ebene orientiert ist, in der die Hauptachse des Querschnitts durch den durch die Öffnung 76 gebildeten Innenstrom liegt. Der zusammengesetzte Strom wird anschließend zu einem vielschichtigen PiIm umgeformt, unter Verwendung der Vorrichtung der Fig* 1 und 2 und von drei verschiedenen Beschickungsquellen, wobei die erhaltene flache zusammengesetzte Folie eine erste und eine zweite Schicht aufweist, die aus dem aus dem Raum 33 stammenden Material gebildet werden. Eine Zentralschicht und zwei Innenschichten sind aus dem Material aus dem Raum 49 gebildet und zwei Schichten, die an die Zentralschicht grenzen, bestehen aus dem Material der ersten Polymerisatquelle 62.
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In Pig. 3 wird im Schnitt eine wahlweise verwendbare Büchse gemäß der Erfindung gezeigt, die allgemein durch, die Bezugszahl 80 bezeichnet wird. Die Büchse 80 weist einen Körper 81 auf, der ein Einlaßende 82 und ein Auslaßende 83 besitzt. Der Büchsenkörper 80 bildet einen konisch zulaufenden inneren Durchlaß 85, der in der üiähe des ersten Endes 82 praktisch kreisförmig ist und in der Nähe des zweiten Endes 83 einen praktisch recheckigen Querschnitt aufweist. Eine Anzahl von Stromteilern 86, 87 und 88 sind im zweiten Ende 83 des Durchlasses 85 quer angeordnet. Die Stromteiler 86, 87 und 88 teilen den Durchlaß 85 in die Unterdurchlässe 85a, 85b, 85c und 85d. Jeder dieser Unterdurchlässe endet am zweiten Ende 83 der Büchse 80 in einem praktisch rechteckigen oder ausgedehnten Auslaßmündstück. Die Stromteiler 86, 87 und 88 weisen Schlitze 89, 90 bzw. 91 auf, die einen stromlinienförmigen Bau besitzen und so konstruiert und angeordnet sind, daß sie einen Materialfluß von der äußeren Oberfläche der Büchse 80 in die Schlitze oder Durchlässe 89, 90 und 91 . zulassen und ihn zwischen die Flüsse aus den Öffnungen 85a, 85b, 85c und 85d einführen.
Man erkennt, daß die Strangpreßadapter gemäß der Erfindung leicht zur Herstellung geschichteter oder laminierter
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Filme und Ströme sehr verschiedenen Aufbaus verwendet werden können. Die Zahl der Schichten hängt in erster linie von der Art der im Durchlaß 12 angebrachten Büchse ab. Beispielsweise können in Fig. 1 die Büchse 63 und die Büchse 71 beide leicht durch eine Büchse von der Art der Büchse 80 ersetzt werden, um einen Strom mit vielen Schichten zu erzeugen. Wahlweise kann die Büchse 63 ohne weiteres durch eine Büchse ersetzt werden, die der -Bauart der Büchse 71 entspricht,und die Büchse 71 kann wiederum durch eine Büchse ersetzt werden, welche am Auslaß . den Aufbau der Büchse 80 aufweist.
Auf diese Weise läßt sich ein Viel-Schichten-Film praktisch jeder gewünschten Konfiguration herstellen. Gegebenenfalls kann der Viel-Schichten-Film hergestellt werden unter Verwendung eines Adapters, der im wesentlichen demjenigen in Fig. 1 entspricht und ein oder mehrere Ringräurae aufweist, die um eine Büchse angeordnet sind, welche eine Vielzahl von Auslaßmundstück^n und Schlitzen oder Durchlässen aufweist, welche die Einkapselung des durch die Büchse fließenden Materials gestatten·
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Claims (3)

P A T E IH A I S P B Ü C I E ' Il Il
1. Strangpreßadapter (10), insbesondere zur Einschaltung zwischen mindestens zwei Quellen für wärmeplastifiziertes, synthetisches, thermoplastisches Harzmaterial und eine 3?olienspritzform, dadurch gekennzeichnet, daß der Adaapter (10) ein Gehäuse (11) aufweist, welches einen Polymerisatdurchlaß (12) mit einem Einlaß (13) und einem Auslaß (14) begrenzt, wobei der Einlaß (13) zur Verbindung mit einer ersten Quelle (62) für wärmeplastifiziertes, thermoplastisches Harzmaterial und der Auslaß (14) uur Verbindung mit einer Polienspritzdüse eingerichtet ist, das Gehäuse (11) einen ringförmigen Innenraum (49), der um den Polymerisatdurchlaß (12) angeordnet ist, ein inneres, ringförmiges Strangpreßmundstück (54), welches die Verbindung zwischen dem Polymerisatdurchlaß (12) und dem Ringraum (49) herstellt, begrenzt, das Gehäuse (11) weiter einen Polymerisatzufuhrkanal (56) in'Betriebsverbindung mit dem Raum (49) begrenzt, im Polymerisatdurchlaß (12) eine Büchse (63) angeordnet ist, die einen Einlaß (65) von ungefähr kreisförmigem Bau und mindestens zwei Auslässe (64a, 64b) von länglicher Form aufweist, wo-
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bei die Auslässe (64a und 64t») zwischen dem ringförmigen Strangpreßmundstück (54) und dem Auslaß (14) des Polymerisatdurchlasses (12) angeordnet sind, ein Teil der Büchse (63), welcher ein Auslaßende (66) darstellt, mindestens zwei voneinander einen Abstand aufweisende Auslaßteile aufweist, welche die Auslässe (64a, 64b) begrenzen und die Verbindung zwischen dem Einlaßende (13) des Durchlasses (12) und dem Auslaßende (14) des Durchlasses (12) herstellen,und die Büchse (63) weiter einen quer angeordneten, geschlitzten Spaltflügel (69) zwischen den Auslassen (64$, 64b) begrenzt, der so gebaut und angeordnet ist, daß er einen Materialfluß vom ringförmigen Strangpreßmundstück (54) zwischen die länglichen Auslässe (64a und 64b) der Büchse (63) ermöglicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Büchse (80) aufweist, die eine Vielzahl von Auslassen (85a, 85b, 85c, 85d) und eine Vielzahl von quer angeordneten, geschlitzten Spaltflügeln (89, 90, 91) zwischen den Auslassen enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Ringräume (33, 54) durch
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das G-ehause (11) begrenzt vferden und jeder dieser Räume (33j 54) mit dem Polymerisatdurchlaß (12) über ein inneres, ringförmiges Strangpreßmundstück (34 bzw. 54) in Verbindung steht·.
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ig
Lee rs ei te
DE19661629378 1965-10-15 1966-10-11 Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Filme Pending DE1629378A1 (de)

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