DE19823304A1 - Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen mit einem Feedblock, dessen Eingänge mit Kunststoffschmelzen gespeist werden und der die Kunststoffschmelzen von seinen Eingängen über Einzelschichtkanäle zu einer seinen Ausgang bildenden schlitzartigen Durchführung leitet. Erfindungsgemäß sind die Feedblock parallel zu den Einzelschichtkanälen Temperiereinrichtungen zum Heizen bzw. Kühlen angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschicht­ folien, -platten oder -schläuchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung von Flachfolien sind Extrusionswerkzeuge mit Breitschlitzdüsen bekannt, aus denen unterschiedliche Kunststoffe mit sandwichartiger Schichtung extrudiert werden. Bei beispielsweise aus der DE 39 29 002 A bekannten Breit­ schlitzdüsen dieser Art wird der von mehreren Extrudern zugeführte unterschiedli­ che Schmelzestrom durch einen Feedblock in eine sandwichartige Schichtung überführt, wobei anschließend in einem kleiderbügelförmigen Hohlraum eine Breitstreckung des sandwichartigen Schmelzestroms unter Beibehaltung der sand­ wichartigen Schichtung erfolgt, so daß ein breitgestreckter Kunststoffstrang extru­ diert wird, in dem die sandwichartige Schichtung der unterschiedlichen Schmelzen beibehalten wird.

Aus der DE 92 16 920 U ist ein Extrusionswerkzeug bekannt, bei dem die aus den zuvor erläuterten Breitschlitzdüse bekannte Überführung unterschiedlicher Kunst­ stoffschmelzen in einen sandwichartig geschichteten Strang und die abschließende Breitstreckung dieses Stranges in einen kleiderbügelförmigen Hohlraum unter Bei­ behaltung der sandwichartigen Schichtung zunutze gemacht und in der Weise ab­ gewandelt wird, daß der sandwichartige Hohlraum derart kreisförmig gekrümmt ist, daß dessen Schenkel ineinander übergehen und der Hohlraum in den anschlie­ ßenden Ringkanal übergeht, der zum Ringspalt der Extrusionsdüse führt.

Werden nun zwei oder mehr Kunststoffschmelzen mit unterschiedlicher Viskosität in einem der vorbekannten Extrusionswerkzeuge verarbeitet, kommt es zwangsläu­ fig zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Schichtdicken über die Breite der ko­ extrudierten Folien. Die Kunststoffschmelze mit der geringeren Viskosität weitet sich im Randbereich stärker aus als im mittleren Bereich der Folie. In bekannten Feedblöcken wurden zur Vermeidung dieser ungleichen Schichtdicken mechani­ sche Reguliereinheiten, wie beispielsweise Pins oder Staubalken eingesetzt, die die einzelnen Kunststoffschmelzenschichten so beeinflussen sollten, daß nach dem Austritt aus der Düse ein gleichmäßiges Einzelschichtprofil erzielt wird. Da diese mechanischen Systeme in der Regel in den Schmelzestrom hineintauchen, um eine Beeinflussung vorzunehmen, befindet sich hinter diesem normalerweise ein soge­ nanntes Totwassergebiet, d. h. ein Raum, in welchem die Schmelze langsamer fließt und damit zu Verbrennungen neigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen an die Hand zu geben, bei dem auch bei unterschiedlicher Viskosität der eingesetzten Kunststoffschmel­ zen eine gleiche Schichtdicke der einzelnen koextrudierten Schichten erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoffmehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß im Feedblock parallel zu den Einzelschichtkanälen Tempe­ riereinrichtungen zum Heizen bzw. Kühlen angeordnet sind. Hier kann durch meh­ rere nebeneinander angeordnete Temperiereinrichtungen über die Breite der Ein­ zelschichtkanäle die Temperatur des jeweiligen Kunststoffschmelzestroms und da­ mit seine Viskosität eingestellt werden. Dadurch kann das Fließverhalten des Kunststoffschmelzestroms jeweils an die Viskosität und damit das Fließverhalten der koextrudierten Kunststoffschmelzeströme angepaßt werden. Hierdurch entste­ hen gleichmäßige Schichtdicken, ohne daß es hierzu mechanischer Regulierein­ heiten bedürfte.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Demnach ist es besonders vorteilhaft, wenn die mehreren nebeneinander angeord­ neten Temperierelemente thermisch voneinander getrennt sind. Hier können bei­ spielsweise Trennwände aus einem wärmeisolierenden Material zur thermischen Trennung vorgesehen werden. Hierdurch ist es gewährleistet, daß die jeweiligen Temperierelemente exakt den Bereich des Kunststoffschmelzstroms erfassen, des­ sen Viskosität in einer bestimmten Art und Weise beeinflußt werden soll.

An den Feedblock kann zur Herstellung einer Kunststoffmehrschichtfolie oder -platte eine kleiderbügelartige Erweiterung der Schmelzeleitung anschließen, wie dies grundsätzlich schon aus der DE 39 29 002 A1 bekannt ist.

Alternativ kann zur Bildung eines Kunststoffmehrschichtschlauches ein Anschluß­ stutzen anschließen, der in einen ringförmigen Verteilungsraum mündet, der in Sa­ chen seiner Abwicklung etwa kleiderbügelartig ausgebildet ist, dessen Scheitelbe­ reich mittig zum Anschlußstutzen liegt, dessen Schenkel unter zunehmender Annä­ herung an den Düsenspalt um das Innere, den Ringraum begrenzende Einsatz­ stück herumgeführt sind, und der in den zum Düsenspalt führenden Ringkanal übergeht. Diese Anordnung ist bereits aus der DE 92 16 920 U der Anmelderin be­ kannt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 2: eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3: eine Schichtverteilung einer Zweischichtfolie, deren Kunststoff­ schmelzenbestandteile unterschiedliche Viskosität aufweisen bei gleichmäßiger Zuführtemperatur über die Breite der Folie,

Fig. 4: eine Temperatureinstellung der Heizzonen auf der Feedblockseite des Kunststoffschmelzenstromes A zur Beeinflussung der Viskosi­ tätsverteilung der Schicht A und

Fig. 5: eine aufgrund der Temperatureinstellung gemäß Fig. 4 erzielte ideale koextrudierte Schichtverteilung.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kunst­ stoff-Mehrschichtfolien, die aus zwei Schichten A und B besteht, dargestellt. Die Kunststoffschmelzen A und B unterschiedlicher Viskosität werden in Eingänge 12 und 14 eines Feedblocks 10 eingespeist. Sie laufen in Einzelschichtkanäle 16 und 18 und vereinigen sich in einer schlitzartigen Durchführung 20, von wo sie in eine kleiderbügelartige Erweiterung 22 der Schmelzeleitung überführt werden. In dieser kleiderbügelartigen Erweiterung der Schmelzeleitung wird die koextrudierte Folie auseinandergezogen und einem schlitzartigen Ausgangsspalt, dem Düsenmund 24 zugeführt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, sind über die Breite der Einzelschichtkanäle 16 und 18 als Temperierelemente Heizpatronen 26, 28 und 30 angeordnet. Diese elektrisch beheizbaren Heizpatronen erwärmen den mittleren bzw. die Randberei­ che der Kunststoffschmelze. Jeweils an beiden Einzelschichtkanälen 16 und 18 sind entsprechende Heizpatronen angeordnet, wie sich aus der Fig. 2 ergibt.

Zwischen den Heizpatronen 26, 28 und 30 sind thermische Trennwände 32 und 34 aus einem wärmeisolierenden Material angeordnet, die zur besseren thermischen Trennung der unterschiedlichen Temperaturbereiche, wie sie durch die Heizpatro­ nen 26, 28 und 30 eingestellt werden, führen.

Anhand der Fig. 3 bis 5 wird die erfindungsgemäße Wirkung der Temperaturein­ stellung der unterschiedlichen Heizzonen näher erläutert. In der Fig. 3 ist beispiel­ haft die Schichtverteilung der koextrudierten Zweischichtfolie, wie sie aus dem Dü­ senmund 24 austritt für den Fall gezeigt, daß die Viskosität der Kunststoffschmelze A größer ist als die Viskosität der Kunststoffschmelze B und daß keine Maßnahmen zum Ausgleich der Viskosität eingeleitet werden.

In Fig. 4 ist nun ein Temperaturprofil dargestellt, das die eingestellte Temperatur der Heizpatronen 26, 28 und 30 im Bereich des Einzelschichtkanals 16 für die Kunststoffschmelze A wiedergibt. Wie hier zu sehen ist, werden die Temperaturen der Heizpatronen 26 und 30 vergleichsweise niedriger eingestellt als diejenige der mittleren Heizpatrone 28. Hierdurch wird insbesondere die Viskosität im mittleren Bereich der Stoffschmelzschicht A erniedrigt, so daß sich eine Vergleichmäßigung der Schichtdicke, wie sie im Idealfall gemäß Fig. 5 dargestellt ist, ergibt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Extrudieren von Kunststoff-Mehrschichtfolien, -platten oder -schläuchen mit einem Feedblock, dessen Eingänge mit Kunststoffschmelzen gespeist werden und der die Kunststoffschmelzen von seinen Eingängen über Einzelschichtkanäle zu einer seinen Ausgang bildenden schlitzartigen Durch­ führung leitet, dadurch gekennzeichnet, daß im Feedblock parallel zu den Einzelschichtkanälen Temperiereinrichtun­ gen zum Heizen bzw. Kühlen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Temperierelementen eine thermische Trennung vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die schlitzartige Durchführung des Feedblocks eine kleiderbügelartige Erweite­ rung der Schmelzeleitung anschließt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die schlitzartige Durchführung des Feedblocks ein Anschlußstutzen an­ schließt, der in einen ringförmigen Verteilungsraum mündet, der in seiner Ab­ wicklung etwa kleiderbügelartig ausgebildet ist, dessen Scheitelbereich mittig zum Anschlußstutzen liegt, dessen Schenkel unter zunehmender Annäherung an den Düsenspalt um das Innere, den Ringraum begrenzende Einsatzstück herumgeführt sind und der in einen zum Düsenspalt führenden Ringkanal übergeht.