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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von thermoplastisch verfornibaren
Xunststoff-Folien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung
zur Herstellung von thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien vorzugsweise
aus Granulat oder Pulver und betrifft ein sehr vorteilhaftes Herstellungsverfahren
bzw. die zweckmässige Ausgestaltung der Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens.
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Zur Herstellung von thermoplastisch verformbaren Folien sind bereits
zwei Verfahren und die entsprechenden zugehörigen Maschinen bekannt. Nach einem
dieser Verfahren wird in einem Knetwalzwerk eine Kunststoffmasse plastifiziert und
anschliessend auf einem Kalßnder zu einer Folie ausgewalzt, während nach dem anderen
Verfahren die Folie aus einer entsprechend ausgebildeten Breitschlitzdüse ausgestossen
wird, der das plastifizierte Material von einem Extruder zugeführt wird. Beide Anlagen
sind rnit nachgeschalteten Abzugs- und Aufwlckelvo rricht ungen sowie Scneid- d-und
Heizvorrichtungen ausgestattet.
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Obwohl die Folienherstellung nach diesen Verfahren sich vielfach bewährt
hat, sind diese Anlagen jedoch sehr teuer, so dass,da die Anschaffungs- und Betriebskosten
von dem hergestellten Produkt eingebracht werden müssen, die Folien ebenfalls verhältnismässig
teuer sind und eine wirtschaftliche Fertigung somit oftmals nicht gegeben ist.
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Auch können auf diesen bekannten Anlagen nur einschichtige und damit
einfarbige Folien, die ausserdem leicht brechen und, um eine zweifarbige Folie zu
erreichen, nachträglich eingefärbt werden müssen, hergestellt werden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
von thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien vorzugsweise aus Granulat sowie
die zugehörige Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens zu schaffen, durch das
die Nachteile der vorbekannten Verfahren weitgehend vermieden werden und das sehr
einfach in seiner Anwendung ist und damit eine preisgünstige Herstellung der Anlage
und der nach diesem Verfahren gefertigten lie ermöglicht. Vor allein soll aber die
Herstellung von zwei-und mehrschichtigen gegebenenfalls in der Farbe und/oder der
Zusammensetzung unterschiedlichen Follen erreicht wer-30 li, so d..=.s eine Nachbehandlung
entfällt zunC fällt und die Folie eine hohe Festigkeit aufweist
Gemäss
der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung van thermoplastisch verformbaren
Kunststoff-Folien vorzugsweise aus Granulat darin, dass das Granulat aus einem Sammelbehälter
einer in einem Gehäuse angeordneten und mit einem Förderkanal versehenen Walze zugeführt
wird, die mit einem Widerlager zusammenwirkt und mit diesem eine Spaltöffnung bildet,
dass das Granulat durch die Walze zur Spaltöffnung gefördert und während des Fördervorganges
durch diese in dem Förderkanal plastifiziert und komprimiert wird und dass das plastifizierte
Naterial durch die Walze zusammen mit dem Widerlager zu einer Folie ausgewalzt wird.
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Zweckmässig ist es hierbei, die Folie durch eine oder mehrere der
zur Folienherstellung vorgesehenen ersten Walze nachgeordnete Kalibrierwalzen oder
dgl. als zweite Walze, vorzugsweise einem Walzenpaar, masshaltig auszuwalzen und
von der ersten Walze abzuziehen, und es ist angebracht, die zweite Walze gegenüber
der ersten Walze zur Reckung der Folie mit Voreilung anzutreiben.
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Ferner sollte die ausgewalzte Folie zur Homogenisierung insbesondere
der Folienoberfläche an einer vorzugsweise zwischen der ersten und zweiten Walze
angeordneten Heizvorrichtung vorbeigeführt werden, und es sollte zur besseren
Durchknetung
und Komprimierung des Materials das Fördervolumen der ersten Walze an Granulat grösser
sein als das Volumen der ausgewalzten Folie.
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Um das Verfahren zur Herstellung von thermoplastisch verformbaren
Eunststoff-Bolien aus Granulat in vorteilhafter Weise anwenden zu können, ist die
zugehörige Einrichtung in der Weise auszubilden, dass in einem Gehäuse eine antreibbare
Walze angeordnet ist, die zur Folienherstellung mit einem Widerlager zusammenwirkt
und mit diesem eine Spaltöffnung bildet, und dass der Walze ein sich zur Spaltöffnung
hin verkleinernder Förderkanal zur Plastifizierung und Komprimierung des Granulats
zugeordnet ist, dem das Granulat aus einem Sammelbehälter zuführbar ist.
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Zweckmässig ist es, der Walze zum massgenauen Auswalzen, Abziehen
und/oder Recken der Folie eine zweite Walze, vorzugsweise ein Kalibrierwalzenpaar,
nachzuordnen und zur Homogenisierung insbesondere der Folienoberfläche eine vorzugsweise
zwischen der ersten und der zweiten Wase angeordnete Heizvorrichtung vorzusehen.
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Ausserdem ist es, um die Folienstärke einstellen zu können, angebracht,
die erste Walze und/oder das Widerlager zur Veränderung der Spaltöffnung gegeneinander
serstellbar anzuordnen.
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Ausserdem sollte die erste undioder zweite Walze, das Widerlager undioder
der Förderkanal beheizbar undioder mit einer Kühlvorrichtung versehen sein.
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Der Förderkanal kann in der Weise ausgebildet werden, dass die Walze
exzentrisch in einer in dem Gehäuse eingearbeiteten etwa halbkreisförmigen Ausnehmung
angeordnet wird, so dass sich der Förderkanal stetig verkleinert. Ferner sollte
der Förderkanal mit vorzugsweise walzenförmigen Vorsprüngen, Ausnehmungen oder dgl.
zur Vermengung des Granulats versehen sein.
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Um eingeschlossene Luft oder bei der Plastifizierung entstehende Gase
in einfacher Weise abführen zu können, ist es des weiteren zweckmässig, die Walze,
das Widerlager, das Gehäuse und/oder die Vorsprünge oder Ausnehmungen des Förderkanals
mit an diesen angeschlossenen Öffnungen aussustatten.
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Auch kann zur Verbesserung der Beschickung zur Zuführung des Granulats
in den Förderkanal dieser und/oder der Sammelbehälter mit einer oder mehreren Förderwalze#
mit Einlauftrichtern oder dgl. versehen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, das Widerlager als Gegenwalze auszubilden,
so dass die Folie beidseitig durch Walzen geglättet wird. Dabei kann die Gegenwalze
gegenläufig angetrieben werden oder deren Antrieb kann durch Reibung.
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mitnahme erfolgen.
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Zur Herstellung einer zweischichtigen Folie ist es vorteilhaft, die
Gegenwalze mit gesondertem Förderkanal und z. B. bei Herstellung von zweifarbigen
Folien mit getrenntem Sammelbehälter fur das Granulat zu versehen.
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Zur Herstellung von mehrschichtigen Folien können mehrere mit jeweils
gesonderten Förderkanälen und gegebenenfalls getrennten Sammelbehältern ausgestattete
Walze einzeln oder paarweise hintereinander angeordnet werden, Ferner sollte jede
mit dem Sammelbehälter ausgestattete, Walze an einer oder beiden Stirnseiten mit
einer oder mehreren vorzugsweise spiralförmig ausgebildeten Eindrehungen oder Vorsprüngen
zur Rückfifhrung des Granulats oder plastifizierten Materials versehen sein.
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Zum Beschneiden der ausgewalzten Folie können des Weiteren ein oder
mehrere vorzugsweise an den Kalibrierwalzen angebrachte
Kreismesser
vorgesehen werden, so dass an der Aufwickelvorrichtung der Einrichtung die gebrauchsfertige
Folie abgenommen werden kann.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von thermoplastisch
verformbaren Kunststoff-Folien aus Granulat bzw.
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die Einrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens ermöglicht es nicht
nur, auf einfache Weise ohne grossen Aufwand und damit sehr preisgünstig Folien
durch Auswalzen des plastifixierten Materials herzustellen, sondern vor allem auch
eine mehrschichtige Folie zu fertigen. Bei Zuordnung von zwei oder mehreren Walzen
mit getrennten Förderkanälen und gegebenenfalls gesonderten Sammelbehältern mit
unterschiedlichen Materialien ist nämlich die Möglichkeit gegeben, eine mehrschichtige
Folie auszuwalzen, die äusserst homogen aus zwei oder mehreren einzeln plastifizierten
Bahnen hergestellt ist. Dadurch wird eine tberdeckung von evtl. vorhandenen Poren
erreicht, so dass eine wesentlich bessere Verarbeitung der nach dem erfindungsgemässen
Verfahren hergestellten folie auch z. B. auf iefziehmaschinen als der nach den bisher
bekannten Verfahren gefertigten Folien möglich und eine höhere Bruchfestigkeit gegeben
ist.
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Auch kann eine zweischichtige Folie mit zweifarbigen Farbpigmenten
versehen sein, wobei beispielsweise die Innenseite eines aus dieser Folie gefertigten
Bechers weiss und dessen Aussenseite andersfarbig ist, ohne dass eine nachträgliche
Einfärbung erforderlich wäre. Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die gemäss der
Erfindung ausgebildete Einrichtung ermöglicht somit eine sehr vorteilhafte und zweckmässige
Folienherstellung.
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Weitere Einzelheiten des Verfahrens bzw. der Einrichtung zur Herstellung
von thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folien aus Granulat sind den in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, die nachfolgend im einzelnen erläutert
sind, zu entnehmen. Hierbei zeigen: Fig. 1 : Den Aufbau einer Einrichtung zur Herstellung
von thermoplastisch verformbaren Folien aus Granulat in schematischer Darstellung
und Fig. 2 : eine aus mehreren Einheiten zusammengesetzte Einrichtung zur Herstellung
von Folien nach Fig. 1, ebenfalls in schematischer Darstellung.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung 1 zur Herstellung
einer thermoplastisch verformbaren Kunststoff-Folie 2 aus Granulat 3 oder Pulver
besteht im wesentlichen aus einer in einem Gehäuse 4 eingesetzten antreibbaren Walze
5 und einem mit dieser zusammenwirkenden Widerlager 6, das zusammen mit der Walze
5 eine Spaltöffnung 8 bildet. Der Walze 5 ist hierbei ein sich zur Spaltöffnung
8 hin verkleinernder Förderkanal 7 zugeordnet, dem das Granulat 3 aus einem Sammelbehälter
9 zugeführt wird.
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Durch die in Richtung des Widerlagers 6 verstellbare Walze 5, um auf
diese Weise die Stärke der an der Spaltöffnung 8 austretenden Folie 2 einstellan
zu können, wird das Granulat 3 in dem Förderkanal 7 während des Fördervorganges
plastifiziert und komprimiert, so dass im Zusammenwirken mit dem Widerlager 6 eine
homogene Folie 2 ausgewalzt wird, die an der Spaltöffnung 8 aus dem Gehäuse 4 austritt.
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Damit die Oberfläche der Folie 2 besonders homogenisiert wird, indem
durch Erhitzen einer dünnen Schicht ein Schliessen der Oberflächenporen und infolge
davon ein Glanz effekt erzielt wird, wird die ausgewalzte Folie 2 über eine Umlenkwalze
13 an einer Heizvorrichtung 12 vorbeigeführt, durch die nochmals ein kurzzeitiges
Erhitzen vorgenommen wird. Hinter der Heizvorrichtung 12 sind ferner zwei
Kalibrierwalzen
10 und li angeordnet, mittels denen ein besonders masshaltiges Auswalzen der Folie
2, bevor diese von der Abwickelvorrichtung 14 aufgenommen wird, bewerkstelligt wird.
Die Kalibrierwalzen 10 und ii können hierbei gegenüber der Walze 5 mit Voreilung
angetrieben werden, um die Folie 2 von der Walze 5 abzuziehen und dabei zu recken.
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Die Einrichtung 21 nach Fig. 2 zur Herstellung einer mehrschichtigen
Folie 22 besteht im wesentlichen aus zwei in einem Gehäuse 25 angeordneten Walzen
26 und 27, die zusammenwirken und eine Spaltöffnung 30 bilden. Jede der beiden Walzen
26 und 27, wobei eine der Walzen als Widerlager anzusehen ist, ist mit einem gesonderten
Förderkanal 28 bzw. 29 ausgestattet, denen Granulat 23 bzw. 24 aus ebenfalls getrennten
Sammelbehältern 31 und 32 zugeführt wird.
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Die gegeneinander verstellbaren und einzeln oder gemeinsam gegenläufig
antreibbaren Walzen 26 und 27, wobei der Antrieb einer Walze auch durch Reibungsmitnahme
erfolgen kann, fördern getrennt das Granulat 23 bzw. 24 aus den Sammelbehältern
31 bzw. 32 und den Förderkanälen 28 und 29 der Spaltöffnung 30 zu, aus der somit
eine zweischichtige Folie 22 austritt. Während des Fördervorganges wird das Granulat
23, 24 in den Förderkanälen 28 und 29 plastifiziert
und komprimiert,
so dass durch die Walze 26 und 27 eine homogene Folie ausgewalzt werden kann.
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Die in das Gehäuse 25 eingearbeiteten Förderkanäle 28 und 29, die
sich zur Spaltöffnung 30 hin stetig verkleinern, sind in der Weise gebildet, dass
die Walzen 26 und 27 exzentrisch zu einer halbkreisförmigen Ausnehmung 37 bzw.
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38 des Gehäuses 25 in diese eingesetzt sind. Dadurch wird eine grosse
Einlauföffnung geschaffen, während dem plastifizierten Material 231 bzw. 24' bei
dessen Weiterförderung ein sich ständig verkleinernder Raum zur Verfügung steht
und somit zwangsläufig eine Komprimierung stattfindet.
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Um die Plastifizierung und Komprimierung des Granulats 23 und 24 während
des Fördervorganges zu erhöhen, ist der Förderkanal 28 mit vorzugsweise walzenförmig
ausgebildeten Vorsprüngen 39 ausgestattet, während der Förderkanal 29 mit entsprechenden
Vertiefungen 40 versehen ist. Auch kann zweckmässiger Weise am Einlauf der Förderkanäle
28 und 29 eine Heizvorrichtung 35 bzw. ggl angebracht werden, um vor allem die Plastifizierung
des Granulats 23 und 24 zu beschleunigen. Zur Abführung von eingeschlossener Luft
oder bei der Komprimierung entstehender Gase können, wie es in der linken Hälfte
dargestellt ist, in der Walze 26 und/ oder dem Gehäuse 25 Entlüfungskanäle 41 bzw.
42 eingearbeitet
sein, die an den Förderkanal 28 angeschlossen
sind.
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Auch ist es des weiteren vorteilhaft, das plastifizierte Material
23' und 24' unmittelbar vor dem Auswalzen durch die beiden Walzen 26 und 27 mittels
einer Kühlvorrichtung 36 entsprechend abzukühlen, damit eine ausreichende Festigkeit
der austretenden Folie 22 gegeben ist. Ferner kann gemäss der Darstellung in der
rechten Hälfte das Granulat 24 aus dem Sammelbehälter 32 mittels einer gesonderten
Förderwalze 43 dem Förderkanal 29 zugeführt werden, und die Walze 27 kann an den
Stirnseiten mit spiralförmigen Ausdrehungen 44 oder Erhöhungen ausgestattet sein,
um eine gute seitliche Abdichtung der Walze 27 zu gewährleisten.
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Die Einrichtung 21 ist ausserdem mit zwei Kalibrierwalzen 33 und 34
ausgestattet, durch die die Folie 22, falls erforderlich, massgenau nachgewalzt
werden kann, bevor diese über eine Umlenkwalze 47 von der Aufwickelvorrichtung 48
aufgenommen wird. Auch können an den Kalibrierwalzen 33 und/oder 34 Kreismesser
45 angebracht werden, um die Folie 22 während des Nachwalzens gleichzeitig seitlich
zu beschneiden. Den Kalibrierwalzen 33 und 34, die zur Rekkung der Folie 22 gegenüber
den Walzen 26 und 27 wiederum
mit Voreilung angetrieben werden
können, ist des weiteren eine Heizvorrichtung 46 vorgeschaltet, durch die insbesondere
zur Homogenisierung der Folienoberfläche die Folie 22 einer kurzzeitigen nochmaligen
Aufheizung unterworfen wird.
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Mit der Einrichtung 21 nach Fig. 2 ist aber nicht nur eine zweischichtige
Folie herzustellen, wobei die einzelnen Schichten entsprechend dem gewählten Granulat
unterschiedlich eingefärbt sein können oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen
können, sondern es ist auch, wie es strichpunktiert dargestellt wurde, möglich,
die Folie 22 aus vier Schichten zu bilden. Dazu sind in einem weiteren Gehäuseteil
51 zwei Walzen 52 und 53 eingesetzt, zwischen denen die ausgewalzte zwischichtige
Folie 22 hindurchgeführt wird. Jede der Walzen 52 und 53 ist wiederum mit einem
getrennten Förderkanal 54 bzw. 55 sowie gesonderten, an diese angeschlossene Sammelbehälter
56 und 57 ausgestattet, in denen das in den Förderkanälen 54 und 55 zu plastifizierende
und zu komprimierende Granulat 58 bzw. 59 enthalten ist. Durch die Walzen 52 und
53 kann somit auf die ausgewalzte Folie 22 eine oder zwei gleiche oder unterschiedliche
Schichten zusätzlich aufgewalzt werden,