DE1948442A1

DE1948442A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen mehrschichtiger Folien bzw. Baender aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1948442A1
Application number: DE19691948442
Authority: DE
Inventors: Thiel Alfons W
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-09-25
Filing date: 1969-09-25
Publication date: 1971-04-01
Also published as: SE8105701L; FR2063013A1; SE429316B; DE1948442C3; DE1948442B2; FR2063013B1; SE429315B; SE8105700L

Description

1948442 PATENTANWALT DIPL-PHYS. HEINRICH SEIDS 62 Wiesbaden · Rheinstraße 121 · Postfach. 670 · Telefon 30 34 59 Postscheck FranMurt/Main 1810 08 · Bank Deutsche Bank 3 956 372

Wiesbaden, den 24. 9. 1969 Mein Zeichen: B 368 S/E

llfons W. Thiel

6500 Mainz
Uferstrasse 15

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen mehrschichtiger !Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen mehrschichtiger Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff ü£r die Weiterverarbeitung zu Kunststoffartikeln durch Thermoverformung, wobei mindestens ein zum Extrudieren vorbereiteter, erweichter Kunststoffstrang in einer Breitschlitzdüse 4 fortlaufend in einer Folie bzw. ein Band stranggespritzt wird und anschliessend oder nach lagerung einem Weiterverarbeitungsgang" zuzuführen ist.

Es ist bekannt, Folien Bänder und Platten aus thermoplastischem Kunststoff nach der Extrusion mit einer anderen Folie zu laminieren oder kaschieren. Dies kann geschehen, indem eine fertig

2 -

1 0 9 8 U7 18.'94'V. ..· -: a

vorbereitete Folie auf die noch warme Folie bzw. das noch wärme Kunststoffband aufgewizt wird, unmittelbar nachdem die letztere Folie bzw. das Kunststoffband die Breitschlitzdüse verlassen hat. Es ist auch denkbar, das Laminieren bzw. Kaschieren einer Folie bzw. eines Bandes aus Kunststoff in der Weise vorzunehmen, dass eine zweite Breitschlitzdüse gleichzeitig mit der trägerfoliendüse arbeitet und beide Folien noch in voller Teraxbeitungstempera tür zusammengeführt und nachkaiandriert werden.

Es sind auch Anordnungen bekannt, bei welchen in einer Breitschlitzdüse zwei oder mehrere Kanäle vorgesehen sind, die in
sich jeweilsAiner vollstauigen Breitschlitzdüse entsprechen
und wobei die verschiedenen Mataialien noch vor Verlassen der
gemeinsamen Endlippe zusammengeführt werden.

Die bekannten Verfahren zum laminieren bzw. Kaschieren der
j Folien bzw. Bänder und Platten ausserhalb der Breitschlitzdüse und zum Zusammenführen von Folien noch innerhalb d. h. vor Verlassen der gemeinsamen Endlippe der Breitschlitzdüse haben jedoch den Nachteil relativ grossen apparativen Aufwandes, so
dass die Herstellung mehrschichtiger Folien aus thermoplastischem Kunststoff wesentlich verteuert wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich mehrschichtige Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff wesentlich billiger als bisher herstellen lassen. Das neuartige Ver-

109814/1 s:u

fahren und die neuartige Vorrichtung sollen für möglichst weite Anwendungsgebiete geeignet sein, insbesondere dann, wenn die verschiedenen Schiebten der Folie bzw. des Bandes aus Kunststoff im wesentlichen gleicher oder ähnlicher chemischer Zusammensetzung bestehen und sich im wesentlichen durch ihre Zusätze an Weichmacher, Farbstoff oder dgl. unterscheiden.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der zum Extrudieren vorbereitete, erweichte Kunststoffstrang bzw. mehrere derartige Kunststoffstränge vor Eintreten in die Breitschlitzdüse mit zum Extrudieren vorbereitetem, erweichtem Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit in den späteren Schichten entsprechender Anordnung zu einem gemeinsamen Strang zusammengeführt und als solcher in die Breitschlitzdüse eingeführt wird. Die Ausbildung der eigentlichen Schichten erfolgt dann innerhalb der Breitschlitzdüse, ohne dass es notwendig wäre, die einzelnen Schichten zwangsweise in der Breitschlitzdüse zu bilden. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist demzufolge wesentlich billiger und einfacher durchzuführen als die bekannten Herstellungsverfahren für mehrschichtige Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff. Es kann zwar von dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht eine solche Gleichmässigkeit in der Dicke der einzelnen Schichten erwartet werden, wie bei den nach den bekannten Verfahren hergestellten mehrschichtigen Folien, Bändern und Platten aus thermoplastischem Kunststoff, jedoch sind GleichmäBsigkeit und Maßhaltigkeit der Gesamtdicke der nach der Erfindung hergestellten Folien, Bänder und Platten die gleich wie bei denjenigen, wie sie nach den bekannten Ver-

1098 U/ 18 34

fahren hergestellt werden. Pur die meisten Anwendungsfälle, insbesondere für die Weiterverarbeitung der mehrschichtigen Folien bzw. Bänder ist die G-leichmässigkeit und Maßhaltigkeit der Dicke der einzelnen Schichten auch, wenn überhaupt, dann nur von untergeordneter Bedeutung, So hat es sich gezeigt, dass die Dicke einer Glanzssfcehicht auf einer hochschlagfesten Trägerfolie sehr gering sein kann, wobei die Maßhaltigkeit der Dicke der Glanzschicht keine allzu grosse Rolle spielt. Für Folien mit einer Gesamtdicke zwischen 0,3 und 3 mm hat es sich als unwesentlich herausgestellt, ob die Glanzschicht 2 bis 10 oder 20 yu beträgt. Diejhat auch keinen Einfluss auf die gesamte Festigkeit der Folie oder Platte, weil der Anteil der Glanzschicht in Bezug auf die Dicke für die Festigkeitseigen*schaften vernachlässigbar ist.

Das Verfahren gemäss der Erfindung ist daher mit besonderem Vorteil anzuwenden, wo eine Folie bzw. ein Band aus thermoplastischem Kunststoff an den Aussenflachen mit dünnen, besondere Oberflächeneigenschaften bietenden Schichten belegt sein soll, beispielsweise zur Erhöhung der Glanzwirkung, der Kratzfestigkeit und dgl.;zur Herstellung solcher Folien bzw. Bänder empfiehlt es sich im Rahmen der Erfindung,' mindestens eine dünne Schicht aus verhältnismässig sprödem, aber hohen Glanz und grosse Oberflächenhärte erzeugenden Kunststoff vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse auf die Aussenfläche des Kunststoffstranges aufzubringen. Diese verbaltnismässig dünne Schicht kann aus dem gleichen Kunststoff wie der Strang aber mit wesentlich geringerem oder ohne Weichmachergebalt vor dem Eintreten in die Breit-

- 5 1098 U/1834"

schlitzdüse an den Kunststoffstrang gebracht werden. Beispielsweise kann der Strang aus schlagefestem bzw. hocbschlagfestern Polystyrol und die an den Strang gebrachte Belegung aus Standard-Polystyrol bestehen. Im allgemeinem empfiehlt es sich, den die Belegung bildenden, zum Extrudieren vorbereiteten, erweichten Kunststoff anderer Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit in Art einer ringsum geschlossenen Hülle auf der Aussenfläehe des Stranges anzubringen. Der in solcher Weise mit Umhüllung in die Breitschlitzdüse eingeführte Kunststoffstrang wird in der Breitschlitzdüse in die form einer Folie oder eines Bandes breitgeformt. Dabei wird auch die Umhüllung des Stranges in die Breite gezogen und verdünnt. Sie bleibt jedoch ringsum geschlossen und bildet auf jeder Fläche der Folie bzw. des Bandes eine dünne aber geschlossene Oberflächenschicht mit den gewünschten Oberflächeneigenschaften.

Eine andere Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht darin, daß der Strang aus zum Extrudieren vorbereitetem erweichtem Kunststoff vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse mit einem Strang von ebenfalls zum Extrudieren vorbereitetem erweichtem Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit gefüllt wird. Auf diese Weise ergibt der gefüllte Strang in der Breitschlitzedüse eine dreischichtige Folie bzw. ein dreischichtiges Band mit vexh ältnismässig dicken Aussenschichten und einer mehr oder weniger dünnen Innenschicht. Dieses Verfahren elgenet sich beispielsweise besonders zur Herstellung von Folie oder Band aus thermoplastischem Kunststoff, das gegen Licht oder Ultraviolettstrahlung undurchlässig

- 6 1 Q 9 8 U / 1 8 3 4

^:- -^; > '. '■.'■■ " ■■■ 6 . ■■■■■■.-■■ ^: ■■.:.■

ist. Hierzu kann der in den Kunststoffstrang eingefüllte innere Strang aus mit gegen die entsprechende Strahlung undurchlässig eingefärbtem Kunststoff bestehen. Bas Einfüllen des mittleren Stranges in den Aussenstrang kann dadurch geschehen, daß eine Mehrzahl von Strängen aus zum Extrudieren vorbereitetem, erreichtem Kunststoff vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse zu einem gemeinsamen Hauptstrang um den eingefüllten Kunststoff geschlossen werden. Um mit grösserer Sicherheit zu erreichen, daß sich die mittlere Schicht auch bis zum äussersten Rand der hergestellten Folie bzw. des Sandes erstreckt, ist es im Rahmen, der Erfindung möglich, den in den Strang zu füllenden Kunststoff selbst* in* form eines abgeflachten, beispielsweise elliptischen Stranges koaxial zum Hauptstrang in diesen einzuführen.

Die beiden oben erörterten Verfabrensvarianten können gleichzeitig angewandt werden, so daß beispielsweise eine Folie bzw. ein Band aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt wird, das eine väerhä^tnismässig dünne Hittelschicht aus eingefärbtem Kunststoff, zu jeder Seite dieser Mittelschicht eine dickere Trägerschicht und auf jeder Aussenflache eine harte, hochglänzende aber dünne Deckschicht aufweist.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung eignet sich eine Vorrichtung, bei der von bekannten Breitschlitz-Strangspritzvorrichtungen ausgegangen wird, bei welchen eine Breitschlitzdüse zum fortlaufenden Strangspritzen einer Folie bzw. eines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff, eine diese Breitschlitzdüse

1098 14/ 1 834

mit in spritzfähigem Zustand vorbereitetem Kunststoff beschickende Materialpresse, insbesondere Schneckenpresse und ein Zuführungskanal zum Einführen des aus Materialpresse kommenden Kunststoff stranges in die Breitschlitzdüse vorgesehen sind, !fach der Erfindung ist der Zuführungskanal zum Zusammenführen mehrerer, mindestens zweier aus getrennten MatocLalpressen kommender Kunststoff e zu einem gemeinsamen,- in die Breitschlitzdüse einzuführenden Strang in Art einer Kombination eines Längsspritzkopfes mit mindestens einem in den Zuf uhrungskanal mündenden Winkelsp4ritzkopf ausgebildet. Durch diese Kombination zweier in Art von Längsspritzkopf und Winkelspritzkopf ausgebildeter Zuführungskanalteile lässt sich das Zusammenführen der aus getrennten Materialpressen kommenden Kunststoffe zu einem gemeinsamen Materialstrang und das geeignete Einführen des Materialstranges in die Breitschlitzdüse und das gleichmässige sichere Verformen in der Breitschlitzdüse mit einem Mindestmaß an technischem Aufwand mit voller Sicherheit beherrschen und steuern. Besonders zweckmässig ist es für die Vorrichtung gemäss der Erfindung, wenn der in Art eines Längsspritzkopfes ausgebildete Seil des Zuführungskanals und die an ihn angeschlossene Materialpresse zum Zuführen einer wesentlich grösseren Materialmenge ausgelegt sind als der in Art eines Winkelspritzkopfes ausgebildete Teil des Zuführungskanals und die daran angeschlossene Materialpresse bzw. die in Art von Winkelspritzköpfen ausgebildeten Qieile des Zuführungskanals und die jeweils daran angeschlossenen Materialpressen.

- 8 1093 U/1.8 3 A

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der in Art eines Winkelspritzkopfes ausgebildete Teil des Führungskanals als im Bereich zwischen der Materialpresse und dem Eingang in die Breitschlitzdüse in den Zufuhrungskanal mündende Ringdüse für thermoplastischen Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung odeer Beschaffenheit als das in dem in Art eines Längsspritzkopfes ausgebildeten Eeil des Führungskanals geführten Materials ausgebildet und sprifczwinklig zur Flussrichtung des Kunststoffstranges an den Führungskanal angeschlossen. Diese Ausfuhrungsform der Torrichtung gemäss der Erfindung eignet sich insbesondere zum Herstellen von Folien oder Bändern aus thermoplastischem Kunststoff, die an beiden Seiten mit je einer dünnen Oberflächenschicht belegt sind. Wenn erwünscht ist, mehrere derartige dünne Oberflächenscbichten übereinander auf den Aussenflächen der Folie bzw. des Bandes anzubringen, können auch mehrere in Art von Winkelspritzköpfen ausgebildete Ringdüsen hintereinander vor dem Eingang in die Breitschlitzdüse in den in Art eines längsspritzkopfes ausgebildeten Zuführungskanal für den Kunststoffstrang mündend angeordnet sein.

Durch die Ausbildung des in den Führungskanal mündenden Schlitzes der Ringdüse lässt sich die Art der Belegung der herzustellenden Folie bzw. des Bandes beeinflussen. Beispielsweise kann die Ringdüse mit einem sich um den Innenumfang des Führungskanals erstreckenden, ringsum offenen Schlitz an den Führungskanal angeschlossen sein. Man wird auf diese Weise eine vollständige Umhüllung des Kunststoffstranges mit dem Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung oder Beschaffenheit erreichen, was dann

. 10981LJ 1 834

zu einer ringsum geschlossenen dünnen Oberflächenschicht der herzustellenden Folie bzw. des Kunststoffbandes ergibt. Ist es erwünscht, nur streifenförmige Beläge auf den Oberflächen der herzustellenden Folie bzw. des Kunststoffbandes zu erhalten, so kann die Ringdüse mit sich in Umfangsrichtung des Führungskanals erstreckenden, nur Teile des Innenumfanges einnehmenden Schlitzen an den Führungskanal angeschlossen sein.

Falls es erwünscht ist, die Oberflächenschicht streifenförmig in der Trägerschicht der Folie bzw. des Bandes zu verankern oder zu verzahnen, kann bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung der Schlitz ein zur Bildung sich im Kunststoffstrang verankernder, streifenförmiger Belagsverdickungen ausgeUldetes Öffnungsprofil aufweisen.

In einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist im Inneren des in Art eines Längsspritzkopfes ausgebildeten und zwischen der Materialpresse und dem Eingang der Breitschlitzdüse vorgesehenen Zuführungskanals für den Kunststoff strang eine mittige, axial gerichtete Strangspritzdüse in Art eines Winkelspritzkopfes angebracht. In dieser Ausführungsform eigent sich die Vorrichtung gemäss der Erfindung besonders zum Anbringen einer mittleren, verbaltnismässig dünnen Schicht aus Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung oder Beschaffenheit in der herzustellenden Folie bzw. te in dem herzustellenden Band. Der Winkelspritzkopf kann dann im wesentlichen mittig im Querschnitt des Zufübrungskanals angeordnet und durch eine Loch-

- to -

1 0 9 B ■ 1 U I 1 R 2 A —

platte oder Stegplatte dort gehalten sein. Durch die Benutzung einer lochplatte oder Stegplatte wird erreicht, daß der vor dem Winkelspritzkopf durch den Zuführungskanal strömende Kunststoff in eine Mehrzahl von Eeilsträngen unterteilt wird, die sich dann sicher und gleichmässig um den aus dem Winkelspritzkopf kommenden Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung oder Beschaffenheit legen. Die Düse des Winkelspritzkopfes kann mit parallel zur Breitschlitzdüse abgeflachtem, beispielsweise elliptischem ^ öffnungsquerschriitt ausgebildet sein, so daß sich der durch den Winkelspritzkopf zugeführte Kunststoff im Inneren der Breitschlitzdüse mit Sicherheit bis an die äusseren Randbereich der herzustellenden Folie bzw. des Bandes bewegen kann.

In allen Ausführungsformen der Vorrichtung gemäss der Erfindung besteht der besondere Vorteil, dass die Breitschlitzdüse und die mit dem in Art eines Längsspritzkopfes arbeitenden Führungskanalteil zusammenwirkende Materialpresse gegenüber den bekannten Breitschlitz-Extrudiervorricbtungen unverändert beibehalten bleiben können. Es bietet sich dadurch die Möglichkeit, eine bestehende Breitschlitz-Extrudervorrichtung durch Austausch des zwischen der Materialpresse und der Breitschlitzdüse angeordneten Führungskanals auf das Verfahren gemäss der Erfindung umzustellen bzw. auch von der einen auf die andere VerfahrensVariante oder auf Ausführungsformen innerhalb der Verfahrensvarianten umzustellen.

Einige AusführungsbeispJ&e der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigens

- 11 10 9814/183 4

Pig. 1 eine schematische Axialschnittdarstellung einer. Vorrichtung gemäss der Erfindung in einer Ausführungsform;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Pig. 1; Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1;

Pig. 4 einen Schnitt durch das aus der Breitschlitzdüse austretende Band aus thermoplastischem Kunststoff entsprechend der Linie IV-IV der Pig. 1;

Pig. 5 die abgewickelte Draufsicht auf einen Teil des Düsenschlitzes in einer agewandelten Ausführungsform nach -Pig. 1;

Pig. 5 die abgewandelte Draufsicht auf einen leil mehrerer Düsenschlitze in einer abgewandelten Ausführungsform nach Pig. 1;

Pig. 7 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung in schematischer Axialschnittdarstellung;

Pig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Pig. 7; Pig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Pig. 7;

Pig. 10 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Pig. 7 in abgewandelter Ausführung/er;

1 0.9 8 U / 1 8 3 4

Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie ΣΙ-ΧΙ der Fig. 7 und

Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7 in einer weiteren Abwandlung der Ausführungsform nach Pig.

Im Beispiel der Fig. 1 bis 6 ist für die Vorrichtung gemäss der Erfindung von einem an sich bekannten Breitschlitz-Extruder für Folie bzw. Band aus thermoplastischem Kunststoff ausgegangen. Es ist demzufolge eine herkömmliche Breitschlitzdüse 1 und eine herkömmliche Schneckenpresse 2 vorgesehen.

Zwiwschen der Schneckenpresse 2 und der Breitschlitzdüse 1 ist ein Zuführungskanalelement 3 eingesetzt, das mit der Schneckenpresse 2 und der Breitschlitzdüse 1 im wesentlichen in Art eines Längsspritzkopfee angeordnet ist, und einen Strang von zum Extrudieren vorbereitetem erweichtem Kunststoff in Richtung des Pfeiles 4 zum Eingangsbereich 5 der Breitschlitzdüse 1 führt.

In dem Führungskanalelement ist eine sich ringsum erstreckende Ringdüse 6 angebracht, die mit einem ringsum laufenden und ringsum offenen Schlitz 7 vor dem Eingang 5 der Breitschlitzdüse 1 in den Führungskanal 3 mündet. Die Ringdüse 6 ist in Art eines Winkelspritzkopfes mit einer seitlich angeordneten Schneckenpresse 8 verbunden.

- 13 10981 A/1834

Der die Hauptschneckenpresse 2 verlassende, durch das Führungskanalelement 3 geführte Strang 4 aus thermoplastischem Kunststoff läuft durch die Anordnung der Ringdüse 6 und des ringförmigen Diisensehlitzes 7 und wird dort mit dem aus der Ringdüse und dem Schlitz 7 austretenden Material, beispielsweise glasklarem Standardpolystyrol, ummantelt. Der auf diese Weise um den Strang 4 gelegte dünne film 9 bleibt immer an der Oberfläche, auch wenn das zunächst kreisförmige, in Fig. 2 gezeigte Profil des Stranges 4 im Innern der Breitschlitzdüse breitgedrückt wird, wie dies Fig. 3 zeigt, und schliesslich beim Verlassen der Breitschlitzdüse 1 zu zwei geraden Flächen verzerrt wird, (vgl. Fig. 4).

Mittels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist es möglich, geringste Mengen von beschichtetem Material, beispielsweise erhaten Oberflächenglanz erzeugendem glasklarem Standardpolystyrol, auf die Oberfläche, und zwar auf beiden Oberflächen gleichzeitig zu bringen. Die Toleranz, d. h. die Dickenschwankungen, können in der Grosse von 1:10 liegen,was aber, wie oben bereits ausgeführt, keinerlei nachteiligen Einfluss auf die technische Qualität der erzeugten Folie bzw. des erzeugten Bandes hat. In jedem Fall wird erreicht, dass die an der Oberfläche stumpfe hochschlagfeste Folie mit billigsten Mitteln hochglänzend und verhältnismässig kratzfest gemacht werden kann.

Es besteht dabei auch die Möglichkeit, die Leistung dee seitlichen Extruders 8, der das Material mit höherem Glanz liefert, zu variieren und so die Schichtdicke, eineueteilen. - 14

- ¹*

Wenn es erwünscht 1st, die Schichtdicke in sich in Längsrichtung der Folie bzw» des Bandes erstreckenden Streifen zu variieren, beispielsweise um dadurch eine Verzahnung zwischen der Oberflächenschicht und der eigentlichen Trägerschicht zu erreichen, kann der Schlitz 7 der Ringdüse 6 mit einem besonderen Öffnungsquerschnittprofil versehen werden. Ein Beispiel für ein solches variiertes Öffnungsquerschnittsprofil ist in Pig. 5 gezeigt. Dort

t hat der Schlitz 7¹ nach rückwärts, d. h.nach der Seite der Schnekkenpresse 2 hin, verbreiterte Bereiche 7". Die aus diesen verbreiterten Öffnungsbereichen 7" tretende Verdickung des Auflagematerials drückt sich in den Materialstrang 4 und bildet dadurch eine Verzahnung.

Wenn für besondere Zwecke vorgesehen ist, nur streifenförmige Anlagen auf der herzustellenden -folie bzw. dem herzustellenden Band aus thermoplastischem Kunststoff erwünscht sind, kann auch anstelle des in Pig. 2 gezeigten ringsum durchgehenden Düsenscblitzes 7 eine Anzahl von sich in Umfangsrichtung 'des Füh-

" rungskanals 3 erstreckenden, aber in gegenseitigem Abstand liegenden Auslaßschlitzes 7¹ " vorgesehen sein. Diese Schlitze zei- »gen in dem Beispiel der Pig. 6 an ihren Enden Verbreitungen 7"» mit denen sie sich ian ihren Seitenkanten, wie in Verbindung mit Fig. 5 erläutert, in dem Strang 4 verankern können, um so einen glatten, seitlichen Abschluss, der aufgelegten Streifen zu gewährleisten, auch wenn diese Streifen in der Breitschlitzdüse seitlich ausgezogen und in im wesentlichen ebene Flächen an der Oberseite und der Unterseite der herzustellenden Folie bzw. des herzustellenden Bandes verzerret werden.

'^: _: ^; ■■ ■■.■■■ Λ ■ ■.." " .'■ * - 15 -

10981 Ul 183A

Im Beispiel der Fig. 7 bis 12 handelt es sich darum, im Inneren einer Folie oder eines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff eine dünne Mittelschicht aus thermoplastischem Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung oder Eigenschaften als die Ausschenschichten anzubringen. Ein in der Praxis häufiger Anwendungsfall ist das Anbringen einer dunkel, für Ultraviolettstrahlung undurchlässig eingefärbte Schicht anzubringen. Diese Schicht kann im übrigen aus dem gleichen Kunststoff wie die äusseren Schichten bestehen. Solche Pollen bzw. Bänder werden dann beispielsweise zur Herstellung von Verpackungsbehältern für gegen Ultraviolettbestrahlung empfindliches Gut, insbesondere auch Lebensmittel, benutzt. Bisher wurden solche Folien oder Bänder auch bereits nach den oben erläuterten bekannten Verfahren hergestellt. Nach diesen bekannten Verfahren erreicht man eine Maßhaltigkeit in der Schichtdicke der mittleren Schicht, wie sie für die praktischen Zwecke bei weitem nicht erforderlich ist, und man muss für diese hohe Maßhaltigkeit der Schichtdicke die Benutzung einer sehr komplizierten Machinerie und eine sehr teuere Herstellungsweise der Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff in Kauf nehmen, wie es für die Herstellung von Verpackungsbehältern nicht gerechtfertigt ist.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 bis 12 lassen sich Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff mit dünner Mittelsehidt mit allen Erteilen des "Verfahrens gemäss der Erfindung herstellen. Hierzu wird wiederum von einer Strangspritzvorrichtung ausgegangen, die eine Breitschlitzdüse 1 und eine Material-

-16 -

1098 U/1834

presse, vorzugsweise einen Schneckenextruder 2 enthält. Die Breitschlitzdüse 1 ist, wie im Beispiel der Fig. 1, herkömmlicher Art und enthält vor ihrem eigentlichen Eingang 5» wie auch in Fig. 1 gezeigt, einen Hals teil 10, der einen Führungskanal für den durch die Pfeile 11 uü 12 angedeuteten, in die Breitschlitzdüse 1 einzuführenden Materialstirang bildet.

Im Beispiel der Fig. 7 bis 12 ist zwischen den Ausgang des ^ Schneckenextrudes 2 und den Kopfteil 10 der Breitschlitzdüse 1 ein zusätzliches Führungskanalelement 13 eingesetzt, das in seiner Mitte eine Strangpressdüse 16 enthält, die in Art eines Winkelspritzkopfes durch mindestens eine seitlich angeordnete Materialpresse 8, beispielsweise einen Schneckenextruder, beschickt wird. Diese Mitteldüse 16 bat in der Variante nach Fig. 7 und 8 eine kreisförmige, nach der Breitschlitzdüse 1 gerichtete Öffnung 17, aus der der in Fig. 7 durch den Pfeil 12 angedeutete mittlere Materialstrom des in die Breitschlitzdüse 1 einzuführenden Materialstrangs 11, 12 tritt. Die Mitteldüse 16 w ist in der Variante nach Fig. 7 und 8 von achsparallel zur Düse 16 angeordneten, innerhalb des Führungskanals liegenden Bohrungen 15 umgeben. Diese Bohrungen 15 arbeiten zusammen mit dem Schneckenextruder 2 in Art eines Langsspritzkopfes, wobei allerdings der aus dem Schneckenextruder 2 kommende Materialstrang entsprechend den Pfeilen 14 auf diese Bohrungen 15 aufgeteilt wird. Das aus dem Schneckenextruder 2 kommende Material wird auf diese Weise in mehreren Einzelsträngen, wie sie in

- 17

109 8 1 4/ 18 3 4

Pig. 7 mit den Pfeilen 11 angedeutet sind, um den aus der Mitteldüse 16 kommenden Teilstrang 12 verteilt. Das aus dem Schneckenextruder 2 kommende und später die Ausschenschichten der Folie bzw. des Bandes bildende Material A umhüllt dann das aus der Mitteldüse 16 kommende Material B in einer Weise, wie es in Fig. 9 angedeutet ist. Da die in Pig. 9 ersichtliche, im wesentlichen symmetrische Verteilung des Materials A um das Material B dazu führen könnte, dass im mittleren Bereich der herzustellenden Folie bzw. des herzustellenden Bandes die Mittelschicht wesentlich dicker ausgebildet wird als an den Seitenbereichen der Folie bzw. des Bandes, kann es zweekmässig sein, von der symmetrischen Anordnung der Bohrungen 15 abzugehen, beispielsweise dadurch, dass, wie in Fig. 8 gestrichelt angedeutet, noch zusätzliche achsparallele Bohrungen 18 vor den abflachenden Seiten der Breitschlitzdüse 1 angeordnet werden. Dadurch werden die Seilstränge 11 in der Weise um den mittleren Teilstrang 12 verteilt, dass dieser sich im wesentlichen nach den Erweiterungsseiten der Breitschlitzdüse 1 hin ausbreiten kann, während er nach den Abflachungsseiten der Breitschlitzdüse 1 hin durch die zusätzlichen aus den Bohrungen 18 kommenden Materialstränge zusammengedrückt wird. Hierdurch wird der mittlere Material strang 12, wie in Fig. 10 angedeutet, derart von den Materialsträngen 11 umhüllt, dass er schon vor dem Eingang 5 in die Breitschlitzdüse 1 abgeflachte Form annimmt und sich dadurch besser entsprechend« den gestrichelten Linien der Fig. 7 bis in die Seltenbereiche der herzustellenden Folie bzw. des herzustellenden Bandes ergiesst.

18 109814/1834"-

' ;■ - - -' ^: 18 ..■'■.■ - ' . . ■ Einen entsprechenden Querschnitt durch den Materials tr ang kurz hinter dem Eingang 5 der Breitschlitzdüse 1 ist in Pig. 9 angedeutet.

Eine weitere Verbesserung der Ausbreitungsverhältnisse für den aus der Mitteldüse 16 kommenden Materialstrang 12 ist zu erwarten, wenn die Öffnung 19 der Mitteldüse 16, wie in Pig. 12 angedeutet, an sich schon länglich, beispielsweise elliptisch ausgebildet ist. Die in dem Führungskanal element 13 angebrachten achsparallelen Bohrungen 20 sind in diesem Beispiel nich1»mehr kreisrund sondern nur noch durch die Mitteldüse 16 haltende Stege 21 und 22 begrenzt, wobei die Stege 21 verhältnismäßig schmal und die sich in Längsrichtung der Diisenöffnung 19 erstreckenden Stege 22 wesentlich breiter gehalten sind und Zuführungskanäle 23 für das der Mitteldüse 16 zuzuführende Material enthalten. Im Hinblick auf die längliche Ausbildung der Diisenöffnung 19 sind im Beispiel der Pig. 12 zwei in der Längsachse der elliptischen Düsenöffnung 19 angeordnete Zuführungskanale 23 vorgesehen, an die Je ein seitlich angeordneter Schneckenextruder 8 anzusetzen ist. Durch die Ausbildung der achsparallelen Bohrungen 20 wird auch im Beispiel der Pig. 12 die Hauptmenge der äusseren !eilstränge 11 an den Breitseiten des aus der Düsenöffnung 19 austretenden Teilstranges 12 eingeführt, so dass der Teilstrang 12 sich hinter den breiten Stegen 22 seitlich ergiessen kann und an seinen Breitseiten durch das aus den Breitenbereichen der Bohrungen 20m kommende Material zusammengedrückt wird.

- 19 109814/1034

Wenn mit einer Vorrichtung nach Fig. 7 bis 12 eine Dreischichtfolie mit dünner, für ultraviolettstrahlung undurchlässiger Schicht hergestellt werden soll, so ist vom Schneckenextruder das normale Material A zuzuführen, aus dem die Folie bzw. das Band im wesentlichen bestehen soll, Der Schneckenextruder 2 arbeitet damit im wesentlichen auf einem durch das als Lochplatte ausgebildete Führungskanalelement 13 und die Breitschlitzdüse auf einem Längsspritzkopf, der den weitaus grössten Materialanteil für die Herstellung der Folie bzw. des Bandes führt. Von dem seitlichen Schneckenextruder bzw. den seitlichen Schneckenextrudern 8 ist für Ultraviolettstrahlung undurchlässig eingefärbtes Material B einzuführen, das über die Mitteldüse 16 in Art eines Winkelspritzkopfes eingeführt und von dem Material A umhüllt wird. Durch Anordnung und Ausbildung der Bohrungen 15, 18, 20 in dem als Lochplatte arbeitenden Führungskanalelement 13 und durch die Ausbildung der Öffnung 17 bzw. 19 der Mitteldüse 16 lässt sich die Toleranz in der Dicke der eingefärbten Mittelschicht in einfacher und sicherer Weise in den für die Zwecke der Ultraviolett-Undurchlässigkeit geeigneten Grenzen halten. Im übrigen kann auch wie im Beispiel der Fig. 1 bis 6 die Dicke der Mittelschicht durch Steuerung der Leistung und des erzeugten Druckes der seitlichen Sebaeckenextruder 8 in Bezug auf Leistung und Druck am Hauptextruder 2 variiert werden.

Die beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele schliessen sich nicht gegenseitig aus. Es ist denkbar, beides Ausführungsformen zu kombinieren, um dadurch eine Folie oder ein Band aus thermoplastischem Kunststoff zu erhalten, das eine dünne, für

-109 8UVTB3A

- 20 -

Ultraviolettstrahlung undurchlässige Mittelschicht, darüber an jeder Seite eine dicke eigentliche Materialschicht und an den Aussenflachen wiederum je eine sehr dünne, hohen Glanz und erhöhte Oberflächenhärte erzeugende Oberflächenschicht trägt.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die herkömmliche Breitschlitzdüse 1 und den Ausgang des herkömmlichen Schnecken-

► extruders 2 mit Planschen oder dgl. so auszubilden, dass wahlweise ein Kanalelement 3 nach Fig. 1 oder ein Kanalelement 13 nach Pig. 7 oder ein beide Ausführungsmöglichkeiten enthaltendes Kanalelement auswechselbar eingesetzt werden kann.

Alle in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung niedergelegten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren Kombination von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung sein.

Patentansprüche:

1098 1 Ll 1 B34

Claims

Paten tans ρ rü ehe.

11. )j Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Folien bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff für die Weiterverarbeitung zu Kunststoffartikeln durch Thermoverformung, wobei mindestens ein zum Extrudieren vorbereiteter, erweichter Kunststoff strang in einer Breitschlitzdüse fortlaufend in eine Folie bzw. ein Band stranggespritzt wird und anschliessend oder nach Lagerung einem Weiterverarbeitungsgang zuzuführen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Extrudieren vorbereitete, erweichte Kunststoffstrang bzw. mehrere derartige Kunststoffstränge vor Eintreten in die Breitschlitzdüse mit zum Extrudieren vorbereitetem, erweichtem Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit in den späteren Schichten entsprechender Anordnung zu einem gemeinsamen Strang zusammengeführt und als solcher in die Breitschlitzdüse eingeführt wird bzw. werden.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dünne Schicht aus gewünschte besondere Eigenschaften aufweisenden Kunststoff vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse auf die Aussenflähe des Kunststoffstranges gebracht wird.

1.09 81 w ia:u
3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne Schicht aus verhältnismässig sprödem, aber hohen Glanz und grosse Oberflächenhärte erzeugenden Kunststoff, beispielsweise gleichem Kunststoff wie der Strang aber mit wesentlich geringerem oder ohne Weichmachergehalt, vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse auf die Aussenfläche des Kunststoffstranges gebracht wird.
P 4.) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang aus schlagfestem bzw. hochschlagfestem Polystyrol oder Styrolaerylnitril-Mischpolymerisat oder ABS-Polymerisat und die an den Strang gebrachte Belegung aus Standardpolystyrol bestehen.
5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Belegung bildende, zum Extrudieren vorbereitete, erweichte Kunststoff gewünschter anderer Zut sammensetzung bzw. Beschaffenheit in Art einer ringsum geschlossenen Hülle auf der Aussenflache des Stranges angebracht wird.
6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang aus zum Extrudieren vorbereitetem, erweichtem Kunststoff vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse mit einem Strang von ebenfalls zum Extrudieren vorbereitetem, erweichtem Kunststoff gewünschter anderer

- 23 1098U/ 1834

1348442

Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit beispielsweise für UV-Strahlung undurchlässig eingelrbten Kunststoff , gefüllt wird.
7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Strängen aus dem zum Extrudieren vorbereitetem erweichten Kunststoff vor dem Eintreten in die Breitschlitzdüse zu einem gemeinsamen Hauptstrang um den eingefüllten Kunststoff geschlossen werden.
8.) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der in den Strang zu füllende Kunststoff selbst in Form eines abgeflachten, beispielsweise elliptischen Stranges koaxial zum Hauptstrang in diesen eingeführt wird.
9.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der eine Breitschlitzdüse zum fortlaufenden Strangspritzen einer Folie bzw. eines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff, eine diese Breitschlitzdüse mit in spritzfähigem Zustand vorbereitetem Kunststoff beschickende Materialpresse, insbesondere Schneckenextruder, und ein Zuführungskanal zum Einfüren des aus der Materialpresse kommenden Kunststoffstranges in die Breitschlitzdüse vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführungskanal (10, 3. 13) zum Zusammenführen mehrerer, mindestens zweier aus getrennten Materialpressen (2, 8) kommerifer Kunststoffe zu einem gemeinsamen, in die Breit-

24 10 98 U/183 4

schlitzdüse (1) einzuführenden Strang (4, 9; 11,12) in Art einer Kombination eines Längsspritzkopfes (2, 10) mit mindestens einem in den Zuführungskanal (10) mündenden Winkelspritzkopf (8, 6, 7; 8, 16, 17, 19) ausgebildet ist.
10.) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in Art eines Längsspritzkopfes ausgebildete Teil (2,, 3» 10; 2, 13, 15, 18, 20, 10) des Zuführungskanals und die an ihn angeschlossene Materialpresse (2) zum Zuführen einer wesentlich grösseren Materialmenge ausgelegt sind als der in Art eines Winkelspritzkopfes ausgebildete Teil (16, 17, 19.) des Zuführungskanals und die daran angeschlossene Materialpresse (8) bzw. die in Art von Winkelspritzköpfen ausgebildeten Teile des Zuführungskanals und die jeweils daran angeschlossenen Materialpressen.

11.) Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der in Art eines Winkelspritzkopfes ausgebildete Teil des Führungskanals als im Bereich zwischen der Materialpresse (2) und dem Eingang (5) in die Breischlitzdüse (1) in den Zuführungskanal (10) mündende Ringdüse (6) für thermoplastischen Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung oder Beschaffenheit als das in dem in Art eines Längsspritzkopfes ausgebildeten Teil (3, 10) des Führungs-• kanals geführte Material ausgebildet« und spitzwinklig zur Plussrichtung des Kunststoffstranges (4) an den Führungskanal (3, 10) angeschlossen ist.

■■■■■; ν' ^:: " ■ ■ ' "' - 25 - _:

■ 10081Ul1S3h

12.) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdüse (6) mit einem sich um den Innenumfang des Führungskanals (3, 10) erstreckenden, ringsum offenen Schlitz (7) an den Führungskanal (3, 10) angeschlossen ist.

13.) Torrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdüse (6) mit sich in Umfangsrichtung des Führungskanals (3, 10) erstreckenden, nur Teile des Innenumfanges einnehmenden Schlitzen (7^IH) an den Führungskanal (3, 10) angexschlossen ist.

14.) Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet dass der Schlitz (7¹, 7^IÄ) ein zur Bildung sich im Kunststoffstrang (4) verankernder, streifenförmiger Belagsverdickungen ausgebildetes Öffnungsprofil (7^M) aufweist.

15.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 "bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Art von Winkelspritzköpfen ausgebildete Ringdüsen (6) hintereinander vor dem Eingang (5) in die Breitschlitzdüse (1) in den in Art eines Längsspritzkopfes ausgebilefefeen Zuführungskanal (3, 10) für den Kunststoffstrang (4) mündend angeordnet sind.

16.) Vorrichtung nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des in Art eines längsspitzkopfes,ausgebildeten und zwischen der Materialpresse (2) und dem Eingang (5) der Breitschlitzdüse (1) vorgesehenen Zuführungskanals (13, 10)

- 26 -

10981 4/183.4

;■ :■; : ; - ; : ■; V94B4A2-

: - - · 26 ■-■■■■■ ^: ·

für den Kunststoffstrang (14, 11, 12) eine mittige, achsparallel zum Zuführungskanal (13, 10) gerichtete Strangspritzdüse (16, 17, 19l in Art eines Winkelspritzkopfes angebracht ist.

17.) Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelspritzkopf (16, 17, 19) im wesentlichen mittig im Querschnitt des Zuführungskanals (13, 10Jangeordnet und durch eine lochplatte (13, 15, 18) oder Stegplatte (13, 20, 21. 22) dort gehalten ist.

18.) Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse des Winkelspritzkqfes (16) mit parallel zur Breitschlitzedüse (1) abgeflachtem, beispielsweise elliptischem Öffnungsquerschnitt (19) ausgebildet ist.

10 9814/1834

η.

Leer seife