DE19700468A1 - Blasfolienextrusionwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Schmelzeverteilung für Ein- und Mehrschichtblasfolienblasköpfe.

Aus der Literatur sind verschiedene Blaskopfkonstruktionen bekannt.

Blasköpfe, bei denen die Schmelze seitlich eingespeist wird, benutzen zur Schmelzeverteilung sogenannte Herzkurven. Der Nachteil besteht in der Instabilität der Konstruktion, der Verformung der Einzelteile durch Schmelzedruck und den Toleranzen der Folie, die sich durch den Durchsatz und die eingesetzten Materialien ändern.

Der weiteren sind Blasköpfe bekannt, bei denen die Schmelze vom Zentrum verteilt wird, wobei die Schmelze über Bohrungen zu der eigentlichen Verteilung am Umfang geleitet wird. Bei Mehrschichtblasköpfen ist diese Verteilung sehr platzauf­ wendig und damit sind lange Verweilzeiten verbunden.

In neuester Zeit sind Blasköpfe bekannt geworden,die seitlich eingespeist werden, bei denen sowohl die Vorverteilung als auch die Umfangsverteilung zwischen waagerecht angeordneten Platten durchgeführt wird. Da diese Verteilung von außen durchgeführt wird, treten hier extrem hohe Kräfte durch den Schmelzedruck auf. Für jede Schmelzeschicht ist eine separate Einheit erforderlich, die aufeinander montiert werden, wobei die einzelnen Schmelzeströme nach Verlassen der Einzeleinheit in einem gemeinsamen Schmelzekanal in Extrusionsrichtung geführt werden, womit weitere Nachteile hinsichtlich Flexibilität und Baugröße verbunden sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der beschriebenen Ausführungen zu vermeiden, aber eine Lösung zu finden, die sich durch kurze Verweilzeiten und relativ geringe Baugröße auszeichnet.

Hauptgegenstand der Erfindung ist die Schmelzevorverteilung, die auf kleinem Raum, ohne große Schmelzedrücke wirksam werden zu lassen, durchgeführt werden kann. Die Schmelzeverteilung am Umfang erfolgt über an sich bekannte Wendelverteiler, die in Extrusionsrichtung ausgebildet sind und seit vielen Jahren bei Ein- und Mehrschichtblasköpfen mit Erfolg eingesetzt werden.

Das Prinzip diese Erfindung wird an Hand des Beispiels eines Fünfschichtblaskopfes erklärt.

Bei diesem Blaskopf wird z. B. jede Schicht von einem eigenen Extruder aus gespeist. Die Schmelzevorverteilung ist für jede Schicht im Prinzip gleich:
Der Extruder spritzt über Filter in den unteren Teil des Blasfolienwerkzeuges seitlich ein. Von diesem Einspeisepunkt wird die Schmelze über in zwischen 2 Platten eingearbeitete Schmelzekanäle am Umfang um 90° geführt, so daß die Schmelze an 2 sich gegenüberliegenden Punkten endet. Von diesen Punkten aus erfolgt die Verteilung über Bohrungen auf 4 Punkte, wobei diese Verteilung auf 4 Punkte vorzugsweise in der Platte erfolgt, die den oberen Teil des Plattenpaares der Umfangsverteilung darstellt. Von den 4 Punkten erfolgt die weitere Verteilung auf 8 Punkte in einer weiteren Platte durch Bohrungen an die Stellen, von denen die Wendelverteiler (in diesem Fall 8 Wendelverteiler) aus gespeist werden.

Die Kanäle im Bereich der unteren Platten, die durch die beiden Platten gebildet werden, können eine runde, eckige, ovale oder jede andere Form haben. Die Anordnung der Kanäle kann für alle Schichten in einer Ebene liegen (2 Platten), es können aber auch mehrere Platten zum Einsatz kommen. Die Anordnung der Kanäle ist so, daß zwischen den Kanälen genügend Platz ist, um dichtende Schrauben anzubringen. Im vorliegenden Fall werden die 1., 3., und 5. Schicht von einer Seite aus eingespeist, die 2. und 4. Schicht von der gegenüberliegenden Seite aus. Die Querschnitte der Schmelzekanäle können einfach den Durchsätzen der einzelnen Schichten durch geänderten Durchmesser oder Kanaltiefe angepaßt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung wer­ den anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 die prinzipielle Schmelzeverteilung für eine Schicht an Teil 2,

Fig. 2 die prinzipielle Schmelzeverteilung für eine Schicht an Teil 3,

Fig. 3 eine Zusammenfassung einer Blaskopfeinheit mit den unteren Platten 1, 2 und 3 sowie dem Blas­ kopf 4,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Platte 1 mit den Schmelze­ kanälen für ein Fünfschicht-Blasfolienwerkzeug,

Fig. 5 zeigt die komplette Schmelzeverteilung für eine Schicht als Abwicklung,

Fig. 6 zeigt beispielhaft eine komplette Blaskopfeinheit als 5-Schicht Blaskopf für die Folienherstellung.

Das Prinzip der Schmelzeverteilung soll anhand von Fig. 1 und 2 erklärt werden.

Fig. 1 zeigt die Schmelzevorverteilung in der Platte 2. Zu­ nächst gelangt die Schmelze vom Extruder in die Einspeisung E. Von dort gelangt sie über einen halbkreisförmigen Ringkanal K1 und K2 zu den Kanalenden A1 und A2, die sich symmetrisch gegenüberliegen. Die Kanäle K1 und K2 werden von den Platten 1 und 2 gebildet. Von den Kanalenden A1 und A2 gelangt die Schmelze durch Bohrungen BO1 und BO2 ans obere Plattenende B1 und B2. Die Bohrungen BO1 und BO2 sind symmetrisch am Umfang auf 4 Stellen verteilt.

Fig. 2 zeigt die weitere Verteilung in der Platte 3. Hier erfolgt die Verteilung von 4 Kanalenden B1 und B2 auf 8 Schmelzekanäle C1 bis C4. Mit der Verteilung zu den Kanal­ enden C1 bis C4 ist die symmetrische Schmelzevertretung zu 8 Kanalenden abgeschlossen. Von hier erfolgt die weitere Ver­ teilung über Bohrungen zu den Wendelverteilern.

Fig. 5 zeigt die beschriebene Schmelzeverteilung als Abwicklung. Die Kanäle K1 und K2 sind in die Platten 1 und 2 eingearbeitet. Vom Einspritzpunkt E fließt die Schmelze in den Kanälen K1 und K2 zu den Endpunkten A1 und A2. In der Platte 2 erfolgt die weitere Verteilung über Bohrungen zu den Austritten B1 und B2. Von hier fließt die Schmelze in der Platte 3 durch Bohrungen zu den Austritten C1 bis C4, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Somit ist die Vorverteilung abge­ schlossen. Von hier gelangt die Schmelze zu den Wendel­ verteilern.

Fig. 3 zeigt schematisch die komplette Werkzeugeinheit mit den Platten 1, 2, und 3 sowie dem Blaskopf 4. Während auf die Blaskopfgestaltung nicht näher eingegangen wird, zeigt die Fig. 3 die sich aus den Platten 1 und 2 gebildeten Schmelze­ kanäle, die in beide Platten nahezu symmetrisch eingearbeitet sind. Es zeigt ferner beispielhaft eine Zuführung 5, die in den Ringkanal 6 mündet und sich auf die 2 gegenüberliegenden Kanalenden 8 hin verteilt. Von dort erfolgt die weitere Ver­ teilung in der Platte 2 über Bohrungen 9. In Platte 3 findet die weitere Verteilung über die Bohrungen 10 statt. Im oberen Ende der Platte 3 sind für jede Schicht 8 Schmelzebohrungen vorhanden, von denen aus die weitere Verteilung in den Blaskopf und in die Wendelverteiler erfolgt. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die Schmelze nur zwischen den Platten 1 und 2 Kräfte erzeugt, die über geeig­ nete Zuganker wie Schrauben aufgefangen werden müssen. Die restliche Verteilung erfolgt über Bohrungen und damit nahezu kraftfrei.

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf die Platte 1. Am Beispiel eines Fünfschichtblaskopfes sind die halbkreisförmigen Schmelzekanäle für die 5 Schichten A, B, C, D und E darge­ stellt. Die Kanäle sind so angeordnet, daß 3 Kanäle von der einen Seite, und 2 Kanäle von der anderen Seite eingespeist werden, deren Kanalenden aber auf einer Ebene liegen, dadurch ergeben sich ausreichend Dicht- und Schraubenflächen auf engem Raum. Die Schmelzekanäle sind in die Platten 1 und 2 eingearbeitet.

Bei Mehrschichtwerkzeugen kann es sinnvoll sein, die Vorverteilung statt auf einer Ebene auf mehreren Ebenen auf­ zuteilen.

Diese Schmelzeverteilung über die halbkreisförmigen Schmelze­ kanäle ist ein wesentlicher Teil dieser Erfindung und bietet folgende Vorteile:

• 1. Die Kanallänge von Extruder zum Blasfolienwerkzeug ist extrem kurz und damit geeignet für empfindliche Materialien.
• 2. Die Kanalquerschnitte können einfach den Leistungen der Ex­ truder angepaßt werden.
• 3. Die Herstellung dieser Kanäle ist einfach.
• 4. Die auftretenden Kräfte durch den Schmelzedruck sind gering und damit gut beherrschbar.
• 5. Die Einheit baut relativ klein.
• 6. Die Kanalquerschnitte können kreisförmig, rechteckig oder als Rechtecke mit abgerundeten Enden ausgebildet sein.
• 7. Die Werkzeugmitte ist frei und kann für andere Elemente genutzt werden.

Fig. 6 zeigt im Schnitt ein Fünfschichtblasfolien-Werkzeug mit der kompletten Vorverteilung. Die von den Platten 1 und 2 gebildeten Schmelzekanäle sind hier als Rechtecke mit kreis­ förmigen Enden dargestellt. Oberhalb der Platte 3 beginnt das eigentliche Werkzeug mit den Wendelverteilern.

Claims (6)

1. Extrusionswerkzeug für alle Extrusionsverfahren, bei denen die Kunststoffschmelze kreisförmig oder nahezu kreisförmig austritt wie Folien, Rohre o. ä., die sowohl ein- oder mehr­ schichtig extrudiert werden können, dadurch gekennzeichnet,daß die Schmelze zunächst seitlich in das Extrusionswerkzeug eintritt und anschließend waagerecht über 2 Schmelzekanäle K1 und K2 zu zwei sich gegenüberliegenden Punkten geleitet wird, von wo aus die weitere Verteilung über symmetrisch angeordnete Bohrungen BO1 und BO2 sowie BO3-6 erreicht wird.

2. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle K1 und K2 durch die Platten 1 und 2 gebildet werden, in die die Kanäle deckungsgleich eingearbeitet sind.

3. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kanalquerschnittsform sowohl kreisförmig, rechteckig, oval oder rechteckig mit abgerundeten Enden ausgeführt sein kann.

4. Extrusionswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzeverteilung zwischen den Platten 1 und 2 auch für mehrere Schmelzen A, B, C, D und E erfolgt.

5. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net,daß die Verteilung über die Kanäle K1 und K2 bei Mehr­ schichtwerkzeugen auch in mehreren Ebenen erfolgen kann.

6. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kanäle K1 und K2 sowohl kreisförmig, gerade oder beliebig gebogen verlaufen können.