-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen mehrschichtiger Folien bzw.
Bänder aus thermoplastischem Kunststoff Ausscheidung aus P 19 48 442.5-16 Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen mehrschichtiger Folien bzw. Bänder
aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere für die Weiterverarbeitung zu Kunststoffartikeln
durch Thermoverformung, wobei mindestens ein zum Extrudieren vorbereiteter, erweichter
Kunststoffstrang in einer Breitschlitzdüse fortlaufend in eine Folie bzw.
-
ein Band stranggespritzt wird und anschliessend oder nach Lagerung
einem Weiterverarbeitungsgang zuzuführen ist, wobei der zum Extrudieren vorbereitete,
erweichte Kunststoffstrang vor Eintreten in die Breitschlitzdüse mit am 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.
-
Versuche, eine mehrschichtige Folie oder ein mehrschichtiges Band
aus thermoplastischem Kunststoff in der oben beschriebenen Weise (US-PS 3 423 498)
herzustellen ergaben, dass es bei relativ dickem mittleren Strang von Kunststoffmaterial
eventuell noch möglich ist, in der Breitschlitzdüse diesen mittleren Strang bis
an die Düsenenden auszudehmn, obwohl auch dies schon erhebliche Schwierigkeiten
bereitet. Wenn aber der mittlere Kunststoffstrang relativ dünn wird, dann ist es
praktisch unmöglich, diesen Strang bis in die Endbereiche der Breitschlitzdüse zu
formen. Es entstehen vielmehr in der so hergestellten Folie bzw, dem Band relativ
breite Seitenbereiche, in die der mittlere Strang nicht hineinkommt. Es wird dann
nötig relativ breite Seitenbereiche als Abfall wegzuschneiden.
-
Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Folien oder Bänder aus thermoplastischem
Kunststoff zu schaffen, die es gewährleisten, dass das Material des Nittelstranges
wirklich bis an die Seitenränder der erzeugten Folie bzw. des erzeugten Bandes gelangen.
-
Diese Aufgabe wird im Verfahren gemäss der Erfindung dadurch gelöst,
dass jeweils in einer Vereinigungsstufe ein mittlerer
Strang von
Kunststoffmaterial gewünschter Eigenschaften und eine Mehrzahl von um den Umfang
dieses mittleren Stranges in gewünschter Verteilung angeordneten, getrennten Aussensträngen
aus Kunststoffmaterial anderer gewünschter Eigenschaften gebildet werden und dass
dann anschliessend diese Aussenstränge um den Umfang des Mittelstranges miteinander
vereinigt werden.
-
Während man bis dahin eine möglichst geschlossene ringförmige Umhüllung
des mittleren Stranges mit dem äusseren Material anstrebte, bevor der Gesamtstrang
in die Breitschlitzdüse gelangt, schlägt die Erfindung vor, das äussere Material
nur noch durch einzelne getrennte, am Umfang des Mittelstranges verteilte Zweitstränge
aus Kunststoff zu erzeugen. Es soll also nicht mehr das bis dahin angestrebte zwangsweise
Zusammenformen eines Kunststoffstranges vorgenommen werden sondern die Erzeugung
von mehreren Einzelsträngen, die dann im Zuführungskanal vor Erreichen der Breitschlitzdüse
zu einem Gesamtstrang susammenlauSehe Durch diese Verfahrensweise wird erreicht,
dass sich das Material des Mittelstranges frühzeitig seitlich, d.h. parallel zur
Achse der Breitschlitzdüse ausweitet. Damit schafft die Erfindung eine vollkommen
neue Möglichkeit zur Verformung des Materials des mittleren Kunststoffstranges bis
hin zum Rand der erzeugten Folie bzw. des erzeugten Bandes. Dies ist aber eine wesentliche
Verbesserung für die bis dahin bekannte Herstellung mehrschichtiger Folien bzw.
Bänder aus thermoplastischem Kunststoff.
-
Dieses Verfahren eignet sich beispielsweise besonders zur Herstellung
von Folie oder Band aus thermoplastischem Kunststoff, das gegen Licht oder Ultraviolettstrahlung
undurchlässig ist. Hierzu kann der in den Kunststoffstrang eingefüllte innere Strang
aus mit gegen die entsprechende Strahlung undurchlässig eingefärbtem Kunststoff
bestehen. Das Einfüllen des mittleren Stranges in den Aussenstrang kann dadurch
geschehen, dass eine Mehrzahl von Strängen aus zum Extrudieren vorbereitetem, erweichtem
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 Bandes 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.
-
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung eignet sich eine
Vorrichtung, bei der von einer bekannten Breitschlitz-Strangspritzvorrichtung ausgegangen
wird. In dem Zuführungskanal von der Materialpresse zur Breitschlitzdüse ist eine
Art von Kombination eines Längsspritzkopfes mit einem Winkelspritzkopf zur Erzeugung
eines zusammengesetzten Materialstranges ausgebildet, bei der einer der Spritzköpfe
eine mittige, achsparallel
zum Zuführungskanal gerichtete Strangspritzdüse
bildet.
-
Gemäss der Erfindung bilden der andere Spritzkopf bzw. die anderen
Spritzköpfe um die mittige Strangspritzdüse verteilte, getrennte äussere Strangspritzdüsen,
die im wesentlichen parallel zur mittigen Strangspritzdüse gerichtet sind.
-
Durch die Benutzung einer solchen neuartigen Kombination von Längsspritzkopf
und Winkelspritzkopf wird der durch den Zuführungskanal strömende Kunststoff in
eine Mehrzahl von Teilsträngen unterteilt, die sich dann sicher und gleichmässig
um den aus der mittigen Strangspritzdüse kommenden-Kunststoff legen. Die mittige
Strangspritzdüse kann mit parallel zur Breitschlitzdüse abgeflachtem, beispielsweise
elliptischem Querschnitt ausgebildet sein, so dass sich der durch die mittige Strangspritzdüse
zugeführte Kunststoff im Inneren der Breitschlitzdüse mit Sicherheit bis an die
äusseren Randbereiche der herzustellenden Folie bzw. des Bandes bewegen kann.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeissiele anhand der Zeichnung; es zeigen: Fig.
1 eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung in schematischer Axialschnittdarstellung;
Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie
III-III der Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 in abgewandelter
Ausführung; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1 und Fig. 6 einen
Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in einer weiteren Abwandlung.
-
Im dargestellten Beispiel handelt es sth darum, im Innern einer Folie
oder eines Bandes aus thermoplastischem Kunststoff eine dünne Mittelschicht aus
thermoplastischem Kunststoff gewünschter anderer Zusammensetzung oder Eigenschaften
als die Aussen£chichte anzubringen. Ein in der Praxis häufiger Anwendungsfall ist
das Anbringen einer dunklen, für Ultraviolettestrahlung undurchlässig eingefärbten
Schicht. Diese Shhicht kann im übrigen aus dem gleichen Kunststoff wie die äusseren
Schichten bestehen. Solche Folien 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 Maschinerie aus thermoplastischem Kunststoff in Kauf nehmen,
wie es für die Herstellung von Verpackungsbehältern nicht gerechtfertigt ist.
-
Mit der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung lassen sich Folien
bzw. Bänder aus thermoplastischem Kunststoff mit dünner Mittelschicht mit alle,l
Vorteilen des Verfahrens ges mäss der Erfindung herstel#en. Hierzu wird wiederum
von einer Strangspritzvorrichtung a#sgegai#gen, die eine Breitschlitzdüse 1 und
eine Materialpresse, vorzugsweise einen Schneckenextruder 2 enthält. Die Breitschlitzdüse
1 ist herkömmlicher Art und enthält vor ihrem eigentlichen Eingang 5 einen Halsteil
10, der eilen Führungskanal für den durch die Pfeile 11 und 12 angedeuteten, in
die Breitschlitzdüse 1 einzuführenden Materialstrang bildet.
-
Im dargestellten.Beispiel ist zwischen den Ausgang des Schneckenextruders
2 und den Kopfteil 10 der Breitschlitzdüse 1 ein zusätzliches Führungselement 13
eingesetzt, das in seiner Mitte eine Strangpressdüse 16 enthält, die in Art eines
Winkelspritzkopfes durch mindestens eine seitlich angeordnete
Materialpresse
8, beispielsweise einen Sciineckenextruder beschickt wird. Diese Mitteldüse lb hat
in der Variante nach Fig. 1 und 2 eine kreisförmige, nach der Breitschlitzdüse 1
gerichtete Öffnung 17, aus der der in Fig. 1 durch den Pfeil 12 angedeutete mittlere
Materialstrom des in die Breitschlitzdüsel einzuführenden Materialstranges 11, 12
tritt. Die Mitteldüse 16 ist in der Variante nach Fig. 1 und 2 von achsparallel
zur Düse 16 angeordneten, innerhalb des Führzngskanals liegenden Bohrungen 15 umgeben.
Diese Bohrungen 15 arbeiten zusammen mit dem Schneckenextruder 2 in Art eines I
Längs spritzkopf es , wobei allerdings der aus dem SCHneckenextruder 2 kommende
Materialstrang entsprechend den Pfeilen 14 auf diese Bohrung 15 aufgeteilt wird.
Das aus dem Schneckenextruder 2 kommende Material wird auf diese Weise in mehreren
Einzelsträngen, wie sie in Fig. 1 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 Aussenschichten 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. 3 angedeutet ist. Da diein Fig. 3 ersichtliche, im wesentlichen asylietrische
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 zweckmäsdig sein, von der asymmetrischen Anordnung der Bohrungen 15 abzugehen,
beispielsweise dadurch, dass - wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet - noch zusätzliche
achsparallele Bohrungen 18 vor den abflachenden Seiten der Breitschlitzdüse 1 angeordnet
werden. Dadurch werden die Teilstränge 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 Materialstrang - wie in Fig. 4 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. 1 bis an die Seitenbereiche der herzustellenden Folie bzw. des herzustellenden
Bandes ergiesst.
-
Einen entsprechenden Querschnitt durch den Materialstrang kurz hinter
dem Eingang 5 der Breitschlitzdüse 1 ist in Fig. 3 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 Fig. 6 angedeutet - an sich schon
länglich, beispielsweise elliptisch ausgebildet ist. Die in dem Führungskanalelement
13 angebrachten achsparallelen Bohrungen 20 sind in diesem Beispiel nicht 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 iXisenöffnung
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 Düsenöffnung 19 sind im Beispiel der Fig. 6 zwei in der
Längsachae der elliptischen Düsenöffnung 19 angeordnete Zuführungskanäle 23 vorgesehen,
an die je ein seitlich angeordneter Schneckenextruder 8 anzusetzen ist. Durch die
Ausbildung der achsparallelen Bohrungen 20 wird auchim Beispiel der Fig. 6 die Hauptmenge
der äusseren Teilstränge 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 20 kommende Material zusammengedrückt wird.
-
Wenn mit einer Vorrichtung gemäss der Erfindung eine Dreischichtfolie
mit dünner, für Ultraviolettstrahlung undurchlässiger Schicht hergestellt werden
soll, so ist vom Schneckenextruder
2 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 Breitschlitzduse 1 auf einem Längsspritzkopf, der
den weitaus grössten Materialanteil für die Herstellung der Folie bzw.
-
des Bandes führt. Von dem seitlichen Schneckenextruder 8 bzw. den
seitlichen Schneckenextrudern 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 ruhr###ungs1?analelement
13 und durch die Ausbildung der Öthung 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 die Dicke der Mittelschicht durch Steuerung der
Leistung und des erzeugten Druckes der seitlgichen Schneckenextruder 8 in Bezug
auf Leistung und Druck am Hauptextruder 2 variiert werden.
-
- Patentansprüche -