DE1928411C3 - Vorrichtung zum Strangpressen mehrschichtiger Kunststoft-Folien - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen mehrschichtiger Kunststoff-Folien, bestehend aus einem Breitschlitz-Düsenkörper mit einem über seine Länge vor einem geschlossenen Ende seitlich in eine Düsenöffnung übergehenden Verteilerkanal und einem am anderen, offenen Ende dem Düsenkörper vorgeordneten Einlaßgehäuse mit einmündenden Einlaßkanälen für den Schichten der Kunststoff-Folie zugeordnete Teilströme.

Aus der GB-PS 1 101 227 ist eine Vorrichtung zum Strangpressen mehrschichtiger Kunststoff-Folien bekannt, bei der zwei oder drei zueinander parallel liegende seitlich beaufschlagte Verteilerkanäle über ihre Länge an eine Verteilerkammer angeschlossen sind, um von dort aus über einen Verteilerblock einer länglichen Düsenöffnung zugeleitet zu werden. Die Teilströme verlaufen über die Länge der Düsenöffnung nebeneinander, da die Folienbildung an dieser Stelle mit Hilfe eines Düsenstückes beginnen soll, in welchem die über einanderliegenden Teilströme zu einem flachen Lami nat verbreitert werden. Grundsätzlich handelt es siel· bei der bekannten Vorrichtung somit im wesentlicher um eine zentrisch beaufschlagte Matrize, mit der dit Herstellung iiner geschichteten Folie bei gleichbleiben der Schicbtdj-'-.e nicht möglich ist.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zurr Strangpressen mehrschichtiger Kunststoff-Folien ge maß der FR-PS 1 424 703 ist ein Düsenkörper vorgese hen, dessen Verteilerkanal durch einen der Düsenöff nung direkt gegenüberliegenden Einlaßkanal beauf schlagt wird. Innerhalb des Verteilerkanals ist ein kleinerer seitlich beaufschlagter Düsenkörper derart angeordnet, daß die aus ihm austretende Folie von dem im umgebenden Düsenkörper befindlichen Kunststofl ummantelt und über die Düsenöffnung zu einem dreischichtigen Laminat ausgepreßt wird. Um eine fünfschichtige Kunststoff-Folie zu bilden, sind innerhalb des Düsenkorpers fünf voneinander getrennte seitlich beaufschlagte Verteilerkanäle vorgesehen, die sich über die Breite der herzustellenden Kunststoff-Folie erstrekken und in einen gemeinsamen Austrittsspalt münden. Solche Vorrichtungen sind in der Herstellung sehr teuer und erfordern eine umständliche Wartung und Überwachung während des Betriebs. In der Praxis hat sich bei den seitlich beaufschlagten Düsenkörpern gezeigt, daß hiermit zwar im Verhältnis zu einer zentrischen Beaufschlagung eine größere Breite der Kunststoff-Folie erreichbar ist, von der allerdings ein beträchtlicher Verschnitt an den Rändern abzuziehen ist. weil die Schichtung an den Rändern nicht die gewünschte Gleichmäßigkeit besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Strangpressen mehrschichtiger Kunststoff-Folien der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu verbessern, daß über die gesamte Länge der Düsenöffnung eine gleichmäßige Folienschichtung erreicht wird und für verschiedene Schichtanzahlen der gleiche Düsenkörper benutzt werden kann, wobei nur ein Einsatz ausgewechselt zu werden braucht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einlaßgehäuse eine auf den Verteilerkanal ausgerichtete Aufnahmebohrung für einen auswechselbaren, quer zur Bohrungsachse mit den Teilströmen beaufschlagten Einsatz enthält, der die Aufnahmebohrung einseitig axial abschließt und mindestens eine sich von der Einmündung der Einlaßkanäle über einen Teil der Länge der Aufnahmebohrung parallel zur Bohrungsachse erstreckende, die Teilströme gegeneinander abdichtende Trennwand aufweist, und daß sich an die Aufnahmebohrung in deren an die Trennwand angrenzendem, zum Düsenkörper weisendem Abschnitt ein in Richtung zur Düsenöffnung radial divergierender Spalt anschließt, dessen Breite der Breite der Düsenöffnung entspricht.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Aufnahmebohrung im Einlaßgehäuse wahlweise mit einem Einsatz zum Herstellen von zwei-, drei- oder vierschichtigen Folien ausgestattet werden kann. Die durch eine Trennwand der mehrere Trennwände erzeugten Kunststoffteilströme gelangen von der Seite des Düsenkorpers her in den Verteilerkanal, von dem aus sie sich gleichmäßig bzw. anteilmäßig zu der Düsenöffnung hin verdrängen lassen. Dabei spielt der Umstand eine wichtige Rolle, daß die Teilströme vor dem Eintritt in den eigentlichen Düsenkörper bereits in der richtigen geometrischen Form und auch anteilmäßig bezüglich

der beabsichtigten Schichtdicken vor Eintritt in den Verteilerkanal vereinigt sind. Dieses Merkmal trägt dazu bei, daß man den Düsenspalt bestmöglichst über seine gesamte Länge ausnutzt und datturch Folienverschnitt erspart. Auf Grund der "orformung der vereinigt in den Düsenkörper eindringenden Teilströme lassen sif^ auch größere Spaltlängen gleichmäßig beaufschlagen bzw. breitere Mehrschichtfolien erzielen.

Der erfindungsgemäß vereinfachte Aufbau der Vorrichtung erleichtert das Umrüsten des Einlaßgehäuses von zweischichtigen z. B. auf dreischichtige Folien, wobei der Düsenkörper für verschiedene Folienschichtungen anwendbar bleibt. Es ist außerdem wichtig, daß die Aufnahmebohrung und der Verteilerkanal etwa den gleichen Querschnitt besitzen und daß die Trennwände in einer gewissen Entfernung vor dem Ende der Aufnahmebohrung bzw. vor dem Anfang des Verteilerkanals enden. Dadurch liegen stabilisierte Strömungsbedingungen vor, wenn die vereinigten Kunstsioffteilsiröme das Einlaßgehäuse verlassen und in den im Querschnitt etwa gleich großen Verteilerkanal eindringen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können zwei Trennwände symmetrisch zur Längsmittelebene der Düsenöffnung zur Bildung eines etwa V-förmigen mittleren Teilkanals geneigt sein, dessen Verengung sich an der in der Verlängerung der Düsenöffnung liegenden Seite der Aufnahmebohrung befindet. Der V-förmige Querschnitt des mittleren Teilkanals hat den Vorteil, daß auch am Ende des Verteilerkarais der mittlere Teilstrom noch mit ausreichendem Druck zwisehen den Außenschichten hindurch und durch die Düsenöffnung ausgepreßt wird.

Es kann zweckmäßig sein, daß der mittlere Teilkanal wenigstens über einen Teil seiner Länge in Richtung auf seine Verengung durch eine Abschlußwand abgeschlossen ist.

Vorzugsweise schließen je zwei Trennwände einen im Bereich zwischen 15 und 135° liegenden Winkel ein, der von der Verlängerung der durch die Düsenöffnung verlaufenden Längsmittelebene des Düsenkörpers haibiert ist.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Abschnittes der Strangpreßvorrichtung,

Fig. IA einen Schnitt nach der Linie 111-4-1114 in Fig. I,

Fig. IB einen Schnitt nach der Linie Illß-Illß in Fig. 1.

F i g. IC einen Querschnitt durch eine stranggepreßte Folie nach der Linie IllC-IIICin Fi g. 1 in größerer Darstellung,

F i g. 2 einen Einsatz mit der Blickrichtung gemäß den Pfeilen IV-IV in F i g. 2A,

F i g. 2A eine schematische Seitenansicht des Einsatzes nach F i g. 2,

F i g. 2B eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den Einsatz gemäß F i g. 2,

F i g. 3 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Einsatzes nach F i g. 2,

Fig.3A eine Seitenansicht des Einsatzes mit Blickrichtung entsprechend den Pfeilen VA-VA in F i g. 3,

Fig.4 eine Seitenansicht eines Einlaßgehäuses in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Einsatz,

F i g. 4A eine Ansicht mit der Blickrichtung entsprechend den Pfeilen V\A-V\A in F i g. 4 und

F i g. 5 das Einlaßgehäuse nach F i g. 4 in perspektivischer Darstellung.

Ein Einlaßgehäuse 40a weist einen ersten Einlaßkanal 41 sowie einen zweiten Einlaßkanal 42 auf, über die Kunststoffschmelze von zwei nicht dargestellten Extrudern in eine Einlaßkammer 41a gelangt Die Kunststoffschmelze in den Einlaßkanälen 41 und 42 kann entweder jeweils gleiche oder unterschiedliche chemische Zusammensetzungen oder physikalische Eigenschaften, z. B. unterschiedliche Farben, besitzen. Als Foüenwerkstoff können beliebige Thermoplaste, z. B. Polypropylen oder Polyäthylen, dienen. Durch geeignete Kombination verschiedener Dicken beider Werkstoffe kann man Folien mit den jeweils günstigsten Eigenschaften herstellen, indem man das Dickenverhältnis zwischen den Innen- und Außenschichten entsprechend bemißt. Derartige Kunststoff-Folien dienen dem Verpacken von gefrorenen Nahrungsmitteln, von Hartzucker oder von Brot.

In der Einlaßkammer 41a findet keine Vermischung der Teilströme statt, vielmehr werden die Teilströme durch zwei symmetrische zur Längsmittelebene einer Düsenöffnung 45a geneigte Trennwände 48 eines Einsatzes 60 geführt und in drei einander benachbarte Schichten einem Verteilerkanal 45 zugeführt, um von dort zur Bildung der dreischichtigen Kunststoff-Folie 46 durch die Düsenöffnung 45a auszutreten. Ein Teil des den Einsatz 60 verlassenden Kunststoffes tritt über einen in Richtung zur Düsenöffnung 45a radial divergierender. Spalt 44 aus und erreicht die Düsenöffnung 45a früher als der aus dem Verteilerkanal 45 kommende Kunststoff. Auf diese Weise werden Wulste und ungleichmäßige Verdickungen am Rand der Kunststoff-Folie weitgehend vermieden. Die Kunststoffschmelze gelangt durch den Verteilerkanal 45 nach der Düsenöffnung 45a, so daß auf die Schmelze innerhalb des Verteilerkanals 45 zwei Kräfte einwirken, nämlich eine aus dem Beaufschlagungsdruck resultierende seitliche Kraft und eine dazu senkrecht wirkende Kraft, die die Kunststoffschmelze aus der Düsenöffnung 45a herausdrückt.

Die Neigung der beiden Trennwände 48 bewirkt die Bildung eines etwa V-förmigen, einem Teilkanal 51 zugeordneten mittleren Teilstromes und zweier äußerer Teilströme 49 und 49a. Die Trennwände 48 verjüngen sich in Richtung auf den Verteilerkanal 45 und den Spalt 44.

Die Schmelze der beiden äußeren Teilströme 49 und 49a wird innerhalb des Verteilerkanals 45 in kleinere Querschnittsbereiche überführt und somit ebenfalls gleichförmig aus der Düsenöffnung 45a herauspedrückt. Der V-förmige Querschnitt des mittleren Teilstromes stellt sicher, daß dessen Kunststoffschmelze einen ausreichenden Druck zum gleichförmigen Austreten über die Länge der Düsenöffnung 45a aufweist. Der Einlaßkanal 42 führt dem Einlaßgehäuse 40a daher die Kunststoffschmelze mit einer etwas größeren zeitlichen Menge zu als der Einlaßkanal 41. Der Querschnitt des V-förmigen mittleren Teilstroms ist etwas kleiner als der Querschnitt der beiden äußeren Teilströme 49 und 49a. Mit anderen Worten, das Verhältnis der Querschnittsfläche des mittleren Teilstromes zur Querschnittsfläche der äußeren Teilströme 49 und 49a ist etwas kleiner als das Verhältnis der zeitlichen Strömungsmengen der dem mittleren Teilstrom zufließenden Kunststoffschmelze zu der den äußeren Teilströmen 49 und 49a zufließenden Kunststoffschmelze.

Fig. IC zeigt im Querschnitt eine dreischichtige Kunststoff-Folie 46 mit zwei Deckschichten 53 und 54 sowie einer Kernschicht 55, die eine gleichmäßige Dik-

ke über die Breite der Kunststoff-Folie 46 aufweist. Die Deckschichten 53 und 54 enthalten Einschnürungen 53a und 54a, die jedoch verhältnismäßig unbedeutend und zueinander symmetrisch angeordnet sind. Die Breite der Kunststoff-Folie 46 ist annähernd so groß wie die Breite der Düsenöffnung 45a. Die Länge des Düsenkörpers 40 beträgt bei dem Ausführungsbeispiel etwa 137 cm. Der Randbereich 5 an beiden Seiten der Kunststoff-Folie 46 wird als Abfall abgeschnitten und dieser Abfall beträgt höchstens 5 bis 10% der gesamten Breite der Kunststoff-Folie 46, so daß der brauchbare Anteil W bei 80 bis 90% der gesamten Breite der Kunststoff-Folie 46 liegt. Für allgemeine Anwendungszwecke hat die dreischichtige Kunsistoff-Folie 46 eine Gesamtdicke von etwa 0,025 mm. Bei Verwendung der Kunststoff-Folie 46 zum Herstellen von Beuteln für gefrorene Nahrungsmittel hat sich eine Kunststoff-Folie mit Deckschichten 53 und 54 aus Polyäthylen und einer Kernschicht 55 aus Polypropylen mit einem Dickenverhältnis von 0,5:2:0,5 als zweckmäßig erwiesen. Zur Verpackung von hartem Zucker kann eine Kunststoff-Folie Anwendung finden, deren Dickenverhältnis bei Verwendung von Deckschichten aus Poylpropylen und einer Kernschicht 55 aus Polyäthylen bei 0,5:1,5:0,5 liegt, während zum Einwickeln von Brot eine Kunststoff-Folie mit Deckschichten 53 und 54 aus Poyläthylen und einer Kernschicht 55 aus Polypropylen mit einem Dickenverhältnis der Schichten von 0,1:0,8:0,1 verwendet wird.

Der Einsatz 60 hat einen Flansch 61 mit Schrauböffnung 62 zur Befestigung an dem Einlaßgehäuse 40a. Der sich zwischen den Trennwänden 48 des Einsatzes 60 nach unten verengende Teilkanal 51 ist im unteren Drittel mittels einer Abschlußwand 65 nahe den Mündungen der Einlaßkanäle 41, 42 abgeschlossen. Die Ab schlußwand 65 vergrößert den Eintrittsbereich für die Öffnung des unteren Einlaßkanals 42, so daß von hier aus die Teilkammern für die beiden äußeren Teilströme 49, 49a gleichmäßig und ohne Rückstau beschickt werden können.

F i g. 2B zeigt den durch die Abschlußwand 65 nach unten geschlossenen Teilkanal 51, wobei die Abschlußwand 65 bis an eine Stelle reicht, an der die beiden äußeren, den Teilströmen 49 und 49a entsprechenden Teilkammern voll beaufschlagt sind.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel eines Einsatzes 80 werden zwei Kunststoffteilströme verarbeitet, um eine zweischichtige Folie mit vorbestimmtem Dickenverhältnis herzustellen. Der Einsatz 80 besitzt einen Flansch 81 mit Befestigungsbohrungen 82 zur Halterung an einem Einlaßgehäuse

ίο 40a. In der zylindrischen Einlaufkammer 41a werden die beiden Kunststoffschmelzströme mittels einer an den Einlaßkanal 41 anschließenden Führung 83 und einer an den Einlaßkanal 42 anschließenden Führung 83 und einer an den Einlaßkanal 42 anschließenden Füh-

'5 rung 84 in entgegengesetzte Richtungen entsprechend den Pfeilen 83c bzw. 84c umgelenkt und fließen innerhalb der Einlaßkammer 41a beiderseits einer senkrecht angeordneten Trennwand 87 in Richtung auf den Düsenkörper 40. Die Trennwand 87 kann seitlich aus der Längsmittelebene des Einsatzes 80 versetzt sein, um so unterschiedlich große Teilströme 85 bzw. 86 entstehen zu lassen, wobei es durch Versetzen der Trennwand 87 möglich ist, das Dickenverhältnis in Bereichen zwischen 80/20% bis 20/80% zu verändern.

F i g. 4 und 4A zeigen als zweites Ausführungsbeispiel ein Einlaßgehäuse 40b mit dem oberen Einlaßkanal 41 und einem seitlichen Einlaßkanal 42a, über die zwei Kunststoffschmelzen der Einlaßkammer 41a zugeleitet werden. Über den Einlaßkanal 41 wird der mittlere Teilkanal 51 und über den seitlichen Einlaßkanal 42a werden die beiden äußeren Teilkanäle 49 und 49a des Einsatzes 60 beaufschlagt.

Zur Verdeutlichung der baulichen Zuordnung des Einsatzes 60 zu dem Einlaßgehäuse 40b dient die teilweise im Schnitt dargestellte perspektivische Ansichi nach F i g. 5. Der in die zylindrische Einlaßkammer 411 eingesetzte auswechselbare Einsatz 60 ist mit den" Flansch 61 am Einlaßgehäuse 406 befestigt. Der Einsau 60 umfaßt die V-förmig zueinander stehenden Trenn wände 48, die im Bereich der einander gegenüberlie genden Öffnungen der Einlaßkanäle 41 und 42a durcl die Abschlußwand 65 abgeschlossen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Strangpressen mehrschichtiger Kunststoff-Folien, bestehend aus einem Breitschlitz-Düsenkörper mit einem über seine Länge vor einem geschlossenen Ende seitlich in eine Düsenöffnung übergehenden Verteilerkanal und einem am anderen, offenen Ende dem Düsenkörper vorgeordneten Einlaßgehäuse mit einmündenden Einlaßkanälen für den Schichten der Kunststoff-Folie zugeordnete Teilströme, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßgehäuse (40a bzw. 406) eine auf den Verteilerkanal (45) ausgerichtete Aufnahmebohrung für einen auswechselbaren, quer zur Bohrungsachse mit den Teilströmen beaufschlagten Einsatz (60; 80) enthält, der die Aufnahmebohrung einseitig axial abschließt und mindestens eine sich von der Einmündung der Einlaßkanäle über einen Teil der Länge der Aufnahmebohrung parallel zur Bohrungsachse erstreckende, die Teilströme gegeneinander abdichtende Trennwand (48; 87) aufweist und daß sich an die Aufnahmebohrung in deren an die Trennwand (48. 87) angrenzendem, zum Düsenkörper (40) weisendem Abschnitt ein in Richtung zur Düsenöffnung (45a) radial divergierender Spalt (44) anschließt, dessen Breite der Breite der Düsenöffnung (45a) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Trennwände (48) symmetrisch zur Längsmittelebene der Düfenöffnung (45a) zur Bildung eines etwa V-förmigen mittleren Teilkanals (51) geneigt sind, dessen Verengung sich an der in der Verlängerung der Düsenöffnung (45a) liegenden Seite der Aufnahmebohrung befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teilkanal (51) wenigstens über einen Teil seiner Länge in Richtung auf seine Verengung durch eine Abschlußwand (65) abgeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Trennwände (48) einen im Bereich zwischen 15° und 135° liegenden Winkel (*) einschließen, der von der Verlängerung der durch die Düsenöffnung verlaufenden Längsmittelebene des Düsenkörpers halbiert ist.