DE1958144A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folien oder Platten mit verbesserter Dickstellenverteilung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Folien oder Platten mit verbesserter Dickstellenverteilung

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DE1958144A1 DE19691958144 DE1958144A DE1958144A1 DE 1958144 A1 DE1958144 A1 DE 1958144A1 DE 19691958144 DE19691958144 DE 19691958144 DE 1958144 A DE1958144 A DE 1958144A DE 1958144 A1 DE1958144 A1 DE 1958144A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
19581U
Unsere Zeichen Tag j K 1923/Gbm 42O1 PP-Dr.Kn-df 18. November 1969 Beschreibung
zur Anmeldung von
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich
für ein Patent auf
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
von Folien oder Platten mit verbesserter
Dickstellenverteilung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Platten oder Folien durch Extrusion von thermoplastischen Materialien, beispielsweise Kunststoffen, aus einer Breitschlitzdüse, wobei man zur Verbesserung der Dickstellenverteilung dem Masseneinlauf der Schmelze eine Bewegung erteilt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Breitschlitzdüse, in deren Düsenkörper eine mit Austrittsöffnungen für die Schmelze versehene bewegliche Hülse angeordnet ist, die ihrerseits »it di· Bewegung vermittelnden Einrichtungen verbunden ist.
109822/1993
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Unsere Zeichen Tag K lQ2VQbm 42O1 FP-Dr.Kn-df l8.ll.69
Bei der Herstellung von Platten sowie von Flach- und Schlauchfolien ist es nicht möglich, die bei der Extrusion infolge des unterschiedlichen Fließverhaltens der Schmelze auftretenden Dickstellen zu beseitigen. Bei den Endprodukten machen sich solche, immer an der gleichen Stelle auftretenden, Dickstellen, insbesondere beim Aufwickeln von Folien, unangenehm bemerkbar. So treten bei aufgewickelten Folienbahnen starke Wulststeilen auf dem Wickel hervor, die von den übereinanderliegenden Dickstellen herrühren. An den Wulststellen kommt es dabei zu Verdehnungen der Folienbahn, wodurch die Planlage erheblich verschlechtert wird. Auch bei der Weiterverarbeitung von Platten oder Folien, beispielsweise beim Bedrucken oder Kaschieren, sind solche sich in Längsrichtung erstreckenden Dickstellen sehr störend.
Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die Schmelze bei der Extrusion so zu beeinflussen, daß die Stärke der Dickstellen vermindert und eine Verteilung der Verdickungen in Querrichtung zur Extrusionsrichtung erreicht wird. Wie die Versuche ergeben haben, läßt sich die Stärke der Dicksteilen durch bestimmte Maßnahmen zwar verringern, jedoch nicht völlig beseitigen. Bevorzugtes Ziel aller Arbeiten war es deshalb, eine bessere Dick&tellenverteilung zu erreichen.
109827/1993
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Unsere Zeichen Tag K 1923/Qbm 42Οχ FP-Dr.Kn-df I8.II.69
Bei der Herstellung von Kunststoff-Blasfolien ist es heute Üblich, daß man die Dickstellen auf dem Wickel durch diverse Maßnahnen während der Aufrollung quer zur Extrusionsrichtung wandern läßt. Dies ist beispielsweise durch Rotieren oder Reversieren des Blaskopfes bzw. des Luftkühlringes oder der Flachlegeeinrichtung möglich. Die für Blasfolien geeigneten Mittel sind jedoch auf die Extrusion von Platten oder Folien Kittels einer Breitschlitzdüse nicht übertragbar.
Ee wurde schon vorgeschlagen, die Breitschlitzdüse bzw. Folgeaggregate, wie beispielsweise die Folienaufwicklung, quer zur Laufrichtung um gewisse Beträge zu changieren. Hieraus resultiert neben dem zusätzlichen technischen Aufwand ein erhöhter Abfall durch vermehrten Randverschnitt, da man zur Erzielung gerader Kanten auf jeder Seite mindestens den Längenbetrag der changierenden Bewegung absäumen muß.
Die meisten Versuche gingen daher in die Richtung, die Schmelze in ihrem Fließverhalten zu beeinflussen. So ist aus der DT-PS 1 052 673 beispielsweise eine Extruder-Breitschlitzdüse bekannt, bei der die Schmelze durch ein im Innern der Düse angeordnetes Rührwerk während das Extrudier- Vorganges bewegt wird. Die DT-PS 1 127 575 beschreibt ein abgeändertes Rührwerk, bei dem mittels aufgesetzter Stift«
109827/1993
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
W 1958U4
Unsere Zeldien Tag K 1923/Qbm 42O1 FP-Dr.Kn-df 18.11.69
alle Zonen im Innern der Düse beaufschlagt werden sollen. Die DT-AS 1 194 125 beschäftigt sich mit der zusätzlichen Anordnung einer Schnecke zu einem Rührwerk. Als Bewegungsmittel für die Schmelze ist in der DT-PS 1 232 335 weiterhin ein Rührstab, der im Innern der Düse angeordnet ist, beschrieben. Aus der CH-PS 390 534 ist eine Breitschlitzdüse bekannt, bei der das im Innern des Düsenkörpers angeordnete Bewegungselement gleichzeitig um die eigene Achse und um die Mittelachse des Düsenkanals rotiert.
Mit anderen Gruppen von Vorrichtungen, die jedoch der vorliegenden Erfindung wesentlich ferner stehen und nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden sollen, versucht man das Fließproblem von der Zuführung in die Breitschlitzdüse her zu beseitigen. So werden gemäß der DT-AS 1 179 702 hintereinander angeordnete Schnecken zur Grob- und Feinstverteilung der Schmelze und gemäß US-PS 3 217 358 eine sich zum Extruder hin verjüngende Förderschnecke verwendet.
Ein Einfluß auf das Fließverhalten soll gemäß der US-PS 3 341 388 durch Anordnung verschiedener Heizelemente, durch die ein zonenweises Aufheizen der Schmelze ermöglicht wird, genommen werden.
Mit der Beeinflussung der Dickstellen beschäftigt sieh auch die DT-AS 1 I78 200, wobei di· extrudierte Pilebahn unter
109827/1993
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Unsere Zeichen Tag
K 1923/Qbm 42O1 PP-Dr.Kn-df 18.11.69
Spannung in ein Flüssigkeitsbad geführt wird. Dabei wird der Flüssigkeitsstrom zu einem Strahl gebündelt und quer zur Laufrichtung des Films bewegt.
Die beschriebenen, mit Rührvorrichtungen arbeitenden Verfahren und Vorrichtungen besitzen zwar den Vorteil, daß tote Zonen innerhalb der Düsen, die zu langen Verweilzeiten führen und damit zur Zersetzung der Schmelze beitragen, vermieden werden, in bezug auf die Dickstellen ist jedoch hierdurch kaum eine Verbesserung zu erzielen bzw. ergeben sich bei niedrigviskosen Schmelzen sogar Verschlechterungen. Eine Beeinflussung der Dickstellenverteilung ist durch die genannten Maßnahmen überhaupt nicht möglich, da die Fließlinien der Schmelze in ihrer Position nicht oder nur unwesentlich verändert werden.
Auch die weiterhin genannten Vorrichtungen sind technisch zu aufwendig ohne dabei einen wesentlichen Effekt auf die Fließlinien der Schnalze herbeizuführen bzw. können, wie x.B. im Falle des Abkühlbades, nicht allgemein angewendet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, eine
technisch einfache Lösung zur Verbesserung der Dickstellen-
1098??/ 1 99**
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Unsere Zeichen Tag K 1925/Gbm 42O1 PP-Dr.Kn-df 18.11.69
verteilung bei der Extrusion von Platten oder Folien aus thermoplastischen Materialien zu suchen, bei der die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermieden werden.
Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Extrusionsverfahren mit anschließender Abkühlung des Flächen· gebildes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man dem gesamten Masseneinlauf einer Schmelze vor dem Austritt aus der Düse eine rotierende oder oszillierende oder changierende Bewegung oder bevorzugt eine Kombination dieser Bewegungen erteilt. Dadurch, daß der gesamte Masseneinlauf nach dem Eintritt der Schmelze in die Dü*e und vor deren Austreten relativ zum feststehenden Düsenspalt rotierend, oszillierend oder changierend bzw. in Kombination laufend bewegt wird, werden die Fließlinien ständig quer zur Austrittsrichtung der Materialbahn verschoben. Hierdurch werden die ansonsten geradlinig verlaufenden Dickstellen und somit die dadurch entstehenden Nachteile vermieden.
In bevorzugter Ausführung des Verfahrene wird dem Masseneinlauf eine Bewegungskombination aus Rotation bzw. Oszillation mit einer Changierung erteilt.
Das Verfahren eignet sich grundsätzlich für die Extrusion 10982?/ 1 993
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
1958U4
Unsere Zeichen Tag K 1923/Gbm 42O1 PP-Dr.Kn-df I8.II.69
aller thermoplastischen Materialien, es ist jedoch besonders vorteilhaft bei Kunststoffen einzusetzen. Vor allem hat es sich in der Praxis für dünne Materialien, insbesondere dünne Kunststoff-Folienbahnen, die bekanntermaßen sehr leicht Verdehnungen auf dem Wickel unterliegen, bewährt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Flächengebilde verhalten sich gegenüber den nach dem Stand der Technik hergestellten Gebilden wesentlich vorteilhafter, insbesondere auch bei der Weiterverarbeitung, beispielsweise beim Bedrucken, beim Kaschieren mit anderen Materialien sowie bei Beschichtungsvorgängen jeglicher Art.
Mit Vorteil wird das Verfahren besonders bei der Herstellung von Kunststoffbahnen aus Polyolefinen, wie Polyäthylenen und Polypropylen auch in Kombination mit anderen Kunststoffen sowie beispielsweise aus Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyestern, Polyamiden oder aus Mischpolymeren der genannten Verbindungen verwendet.
Zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen sind in den Figuren 1 bis 7 dargestellt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Breitschlitzdüse mit herausgenommener Hülse.
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KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
1958H4
β Unsere Zeichen Tag
K 1923/Gbm 42O1 FP-Dr.Kn-df 18.11.69
Fig. 2-4 zeigen Schnitte durch die Figur 1 längs den Schnittlinien H-II1, HI-III1 und IV-IV jedoch mit eingesetzter Hülse.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Breitschlitzdüse gemäß Figur 1 mit herausgenommener Hülse, die jedoch gegenüber derjenigen der Figur 1 abgeändert ist.
Fig. 6 zeigt als Ausschnitt in Draufsicht das abgeschrägte Ende der Hülse der Figur 5.
Fig. 7 zeigt die schematische Darstellung einer Breitschlitzdüse mit herausgenommener Hülse, die jedoch gegenüber derjenigen von Figur 1 abgeändert ist.
Die nähere Erläuterung des Verfahrens und der Vorrichtungen wird im folgenden anhand der Figurenbeschreibung vorgenommen:
Fig. 1 zeigt einen Düsenkörper (6) mit dem Düeenspalt (5). In der Bohrung des Düsenkörpers ist die -zur besseren Darstellung außerhalb gezeichnete- Hülse (3) beweglich angeordnet, wobei sie bei dieser Aueführung»form eine Drehbewegung in Richtung A-A* ausführt. Die Drehbewegung kann dabei in einer Oszillation oder Rotation bestehen, je nachdem, welche Einrichtung zur Erteilung der Bewegung an der Hülse angeschlossen ist. Die Bewegung, die der Hülse vermittelt wird,
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KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
1958U4
+) Unsere Zeldien Tag
K 1923/Gbm H2O1 PP-Dr.Kn-df 18.11.69 S
kann von bekannten Einrichtungen über ebenfalls bekannte Vorrichtungsteile wie Zahnräder, Zahnsegmente, Exzenter, Schubstangen u.a. übertragen werden. Da diese Teile jedoch mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun haben, sind sie in der Figur nicht eingezeichnet. Die Schmelze (1) wird von einem nicht eingezeichneten Extruder über die öffnung -
(2) in die Hülse (3) eingespeist und tritt über die öffnung (4) wieder aus. Da die Hülse dabei eine Drehbewegung ausführt, wird der gesamte Masseneinlauf längs des Düsenaustrittsspaltes hin und her verschoben. Hierdurch wandern die Fließlinien und somit die ankommenden Dickstellen quer zur Laufrichtung der extrudierten Platte oder Folie. Die Austrittsöffnung (4) ist hier schräg zum Düsenaustrittsspalt und in bevorzugter Ausführungsform weitgehend über den gesamten Umfang der Hülse angeordnet.
Es hat sich in der Praxis weiterhin gezeigt, daß man in vielen Fällen zweckmäßig der Drehbewegung eine axiale Bewegung, d.h. eine Verschiebung der Hülse längs des Düsenaustrittsspaltes, überlagert. Hierdurch wird eine besonders gute Dickstellenverteilung erzielt. Bei einer solchen Ausführungsform sind an der Hülse nicht dargestellte Einrichtungen zur Erteilung der Drehbegung und axialen Bewegung angeschlossen, wobei gebräuchliche Vorrichtungen und Teile verwendet werden.
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KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
M Λ Unsere Zeichen Tag
K 1923/Qbm M201 PP-Dr.Kn-df 18.11.69
Bei einer anderen Ausführungsform der zuletzt genannten Vorrichtung ist die Eintrittsbohrung (2) durch die Hülse durchgehend ausgeführt, so daß ein Teil der Schmelze außer über die Austrittsöffnung (4) auch am Ende der Hülse (3) austreten kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung mit ausschließlicher Drehbewegung der Hülse ist die Eintrittsöffnung (2) und die Bohrung im Düsenkörper (6) durchgehend ausgeführt. Hierbei wird die Schmelze rechts und links von zwei Extrudern eingespeist, wodurch eine doppelte L-Einspeisung resultiert. Hierdurch wird die Torsion, insbesondere bei langen Hülsen, in erwünschter Weise vermindert.
In den Figuren 2 bis 4 ist die Stellung der Austrittsöffnung (4) gegenüber dem Düsenspalt (5) in verschiedenen Schnittebenen der Figur 1 gezeigt. Hieraus ist erkennbar, wie bei der Drehbewegung der Masseneinlauf gegenüber dem feststehenden Düsenaustrittsspalt wandert.
Fig. 5 zeigt den gleichen Düsenkörper (6) mit dem Düsenaustrittsspalt (5) der Figur 1 sowie der zur besseren Darstellung außerhalb gezeichneten Hülse (3). über die Öffnung (2) tritt die vom Extruder kommende Schmelze (1) in die
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KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
1953144
J J Unsere Zeichen Tag
K 1923/Qbm 42O1 PP-Dr.Kn-df 18.11.69 JJ--
Hülse (3) ein und an der öffnung (8) wieder aus. Während der Extrusion der Platte oder Folie wird der Hülse eine axiale Bewegung in Richtung B-B* mittels bekannter Einrichtungen erteilt. Um auch geringfügige tote Zonen innerhalb der Düse am Austritt (8) zu vermeiden, ist das Ende der Hülse in bevorzugter Ausführung abgeschrägt. Neben der axialen Bewegung kann auch hier gleichzeitig eine Drehbewegung in Form einer Rotation oder Oszillation überlagert werden.
Fig. 6 zeigt einen Teilausschnitt der Hülse der Figur 5, wobei die Abschrägung (7) und dis Austritt soff nung (8) in Draufsicht dargestellt sind.
Fig. 7 zeigt eine ,andere Aus führungsrost der bewegliche ;■ Hülse. (Bei dem Düsenkörper (6) sind die Stirnflächen nicht eingezeichnet.) Die Einspeisung der Schmelze (1) in die Eintrittsöffnung (2) der Hülse (3) erfolgt von der antriebsabgewandten Seite. Die schräg zum Düsenspalt (5) verlaufende Austrittsöffnung (4), ist hier in Fora eines bis kurz vor das Ende der Hülse verlaufenden durchgehenden Schlitzes ausgebildet. Die Drehbewegung in Richtung A-A* wird über das Zahnrad (9) erteilt.
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KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
Unsere Zeichen Tag
K 19e3/Gbm 420* λ5» PP-Dr.Kn-df Ι8.ΙΙ.69
Wie leicht ersichtlich, ergeben sich in den Ausführungsformen der Hülse und der durchzuführenden Bewegungen verschiedene Variationen, so daß eine Einschränkung auf die dargestellten Ausführungsformen nicht besteht. So sind anstelle eines durchgehenden Schlitzes auch nebeneinander liegende Bohrungen oder eine Kombination aus Bohrungen und Schlitzen als Austrittsöffnungen (4) gebräuchlich.
1 OSR??/19

Claims (4)

  1. KALLE AKTIENGESELLSCHAFT
    1958H4
    Unsere Zeichen Tag
    K 1923/Gbm 42O1 " PP-Dr.Kn-df 18.11.69
    Patentansprüche
    Λ
    Ii Verfahren zur Herstellung von Polien oder Platten aus thermoplastischem Material, vorzugsweise Kunststoff, mit verbesserter, quer zur Extrudierrichtung verlaufender Dickstellenverteilung, wobei man die Schmelze aus einer λ Breitschlitzdüse extrudiert und die Folie anschließend mittels bekannter Maßnahmen abkühlt, dadurch gekennzeichnet, daß man dem gesamten Masseneinlauf des thermoplastischen Materials eine rotierende oder oszillierende oder changierende Bewegung oder bevorzugt eine Kombination der Bewegungen erteilt.
  2. 2. Breitschlitzdüse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem feststehenden Düsenkörper, der einen Austrittsspalt besitzt, gekennzeichnet durch eine durch eine Drehbewegung und/oder axiale Bewegung ganz oder teilweise innerhalb des Düsenkörpers (6) bewegliche Hülse (3), die wenigstens eine seitliche öffnung (2) aufweist, über die die Schmelze (1) eingespeist wird, und die Austritteöffnungen (4) für die Schmelze besitzt, die bevorzuge über weitgehend den gesamten Umfang und schräg zum Düsenaustrittsspalt (5) verlaufen sowie mit der Hülse verbundenen Einrichtungen zur Erteilung der Drehbewegung und/oder axialen Bewegung.
    KALLE AKTIENGESLLLGCHAFT
    1958H4
    Unsere Zeichen Tag JJJeffT
    K 1925/Gbm 42O1 ft\ FP-Dr.Kn-df I8.II.69 **
  3. 3. Breitschlitzdüse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem feststehenden Düsenkörper, der einen Austrittsspalt besitzt, gekennzeichnet durch eine durch axiale Bewegung und gegebenenfalls Drehbewegung ganz oder teilweise innerhalb des Düsenkörpers (6) bewegliche Hülse (3), die eine seitliche öffnung (2) aufweist, über die die Schmelze (1) eingespeist wird und die eine öffnung (8) besitzt, die bevorzugt eine Abschrägung (7) aufweist, über die die Schmelze austritt sowie mit der Hülse (3) verbundenen Einrichtungen zur Erteilung der axialen Bewegung und gegebenenfalls Drehbewegung.
  4. 4. Breitschlitzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg über den bevorzugt gesamten Umfang der Hülse verteilten Austrittsöffnungen (4) durchgehende Schlitze und/oder Bohrungen sind.
    Leerseite
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DE4128845A1 (de) * 1991-08-30 1993-03-04 Happich Gmbh Gebr Profilleiste aus gummi oder kunststoff, insbesondere fuer fahrzeuge, sowie verfahren und vorrichtung zum herstellen derselben

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