DE2823638A1

DE2823638A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen einer thermoplastischen folie mit komplexen fliessmustern

Info

Publication number: DE2823638A1
Application number: DE19782823638
Authority: DE
Inventors: Masanari Onishi; Toshihiko Saito; Takashi Yoshimura; Minoru Yoshioka
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1978-12-14
Also published as: GB1604784A; IT1108504B; DE2823638C2; IT7868232A0; JPS5534689B2; JPS53149260A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

H. KfNKEUDEY

DR-ING

W. STOCKMAIR

DRING ■ AeE(CALTECtH)

K. SCHUMANN

DR H6R NAT DIFL-PHVS

P. H. JAKOB

DlPL-ING

G. BEZOLD

DR RtRNAT- DIPL-CHEM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen
einer thermoplastischen Folie mit komplexen Fließmustern

Diese Erfindung bezieht sich auf die Technik der Herstellung von thermoplastischen Folien mit dekorativen Mustern, die in der Matrix eingeschlossen sind, und insbesondere auf ein Verfahren oder eine Vorrichtung, die mühelos Plastikfolien dieser Art mit unüblichem, verschiedenfarbigem,
dreidimensionalem, ansprechendem Aussehen erzeugen kann, indem man einen Matrix-Polymerstrom aus einem Hauptextruder mit Einzelströmen verschiedenfarbiger Polymere kombiniert, die unter Druck aus getrennten Hilfsextrudern extrudiert wurden.

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TELEFON (OBO) 39 SB 89 TELEX 06-90 380 TELEGRAMME MONAPAT TELEKOP1ERER

Bisher wurden verschiedenartige Techniken vorgeschlagen, um flache oder dreidimensionale Muster in Plastikfolien zu erzeugen. Diese Techniken können allgemein in zwei Kategorien eingestuft werden.

1. Einleiten verschiedenfarbiger, musterbildender Polymerströme (einfach als "verschiedenfarbige Ströme™ nachfolgend bezeichnet) aus getrennten Extrudern unter kontinuierlichem oder pulsierendem Druck in einen Matrix-Polymerstrom (einfach nachfolgend als "Matrixstrom" bezeichnet) , wenn der Matrixstrom aus einem Hauptextruder durch eine Extrusionsdüse hindurchläuft. Bei diesem Verfahren können verschiedenartige, gutaussehende Muster entweder in flacher bzw. ebener oder dreidimensionaler Ausbildung erzielt werden, indem man die Einleitungspunkte der verschiedenfarbigen Ströme in den Matrixstrom auswählt, die Arten von Färbmitteln oder Pigmenten, und die Anzahl und Menge der Pulsierungen des verschiedenfarbigen Stromes, die eingeleitet werden.

2. Mischen gefärbter Polymere mit unterschiedlichen Schmelzkennzahlen im Matrixstrom, bevor dieser in die Extrusionsdüse eintritt, so daß die gefärbten Polymere wegen des Unterschieds in der Schmelzkennzahl im Matrixpolymer aufeinanderfolgend geschmolzen werden und somit verschiedenfarbige Muster im Polymergemisch bilden, wenn es durch die Düse hindurchläuft.

Die Kombinationen dieser beiden Verfahren wurden ebenfalls vorgeschlagen und geoffenbart, beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 51-109954. Typische Beispiele der obengenannten Verfahren sind geoffenbart in US-PS 2 803 041, den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 39-24123, 52-12221 sowie den japanischen Offenlegungsschriften 48-49849 und 49-93480.

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Bei dem Stand der Technik, der in US-PS 2 803 041, den japanischen Patentveröffentlichungen 39-24132 und 52-12221 sowie der japanischen Offenlegungsschrift 48-49849 geoffenbart ist, bilden die Muster, die in der Matrix erzeugt werden, eine ein- oder mehrschichtige Struktur, die im allgemeinen linear ist und sich in Längsrichtung parallel zur Oberfläche der Folie erstreckt. Im Gegensatz hierzu besteht das Muster, das durch das in der japanischen Offenlegungsschrift 49-93430 geoffenbarte Verfahren erzeugt wird, aus zwei verschiedenfarbigen, einander schneidenden Bändern, die so angeordnet sind, daß sie mit Abstand angeordnet sind, bogenartige Ausbildungen zeigen, wenn die Folie im querverlaufenden Schnitt betrachtet wird, und es wird somit ein dreidimensionales, kompliziertes Muster vorgesehen, verglichen mit den flachen laminaren Mustern, die durch die vorher erwähnten Verfahren erzeugt werden.

Die vorliegende Erfindung bietet ein verbessertes Verfahren zum Erzeugen einer thermoplastischen Folie mit Mustern mit komplizierterem, dreidimensionalem, fließendem Aussehen, das nicht durch irgendeines der obengenannten früheren Verfahren erzeugt werden kann und das insbesondere für optische Rahmen geeignet ist.

Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt das Verfahren das Aufteilen eines Matrixstromes in zwei Zweigströme und dann das Kombinieren bzw. Zusammenleiten der Zweigströme an einer Stelle, die einen Abstand zur Verzweigungsstelle aufweist, das Einleiten von mehr als zwei verschiedenfarbigen Polymeren in Form individueller pulsierender Ströme in eine einzige Düse, zu der hin auch die Matrixzweigströme eingeleitet und miteinander kombiniert werden, das Zusammenfassen der verschiedenfarbigen Polymerströme, bevor sie in den Matrixstrom eintreten und Einleiten der gesammelten farbigen Ströme in Richtung der Extrusion.

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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt umfaßt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die einen Extrusionsdüsenkörper umfaßt, der eine hohle Kammer sowie einen perforierten, hohlen Dorn aufweist, der in der hohlen Kammer angeordnet ist, um Zweigkanäle rund um den Dorn zu begrenzen, wobei der Dorn eine Anzahl individueller zylindrischer Kammern umfaßt, die jeweils ein perforiertes Rohr aufnehmen, das wirksam von einer außerhalb angeordneten Antriebseinrichtung gedreht wird. Der Matrixstrom wird von einem Hauptextruder der Extrusionsdüse zugeführt und wird in zwei Zweigströme durch die Anwesenheit des Domes aufgeteilt, tritt dann durch die Zweigkanäle hindurch und verbindet sich wieder in einen einzigen Strom an einer Stelle nahe dem Auslaß der Düse. Verschiedenfarbige Ströme aus den einzelnen Hilfsextrudern werden durch die Perforierungen der sich drehenden Rohre und durch eine Hilfsdüse in den Matrixstrom abgegeben, wenn die Perforierungen der Rohre durch deren Drehung in Ausrichtung mit den Öffnungen des Doms gebracht werden, um ein unübliches, verschiedenfarbiges Muster in der Matrix zu erzeugen.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert, in der

Fig. 1 eine Draufsicht auf die gesamte Extrusionsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 2 eine Ansicht eines Längsschnitts ist, der längs des Weges des Matrixpolymerstromes durch den Düsenkörper vorgenommen wurde,

Fig. 3 eine Draufsicht ist und den Dorn zeigt,

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 3 - 3 in Fig. 3 darstellt,

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Fig. 5, 7, verschiedenartige Formen eines Hilfsdüsen-' ^un teils in Draufsicht zeigen,

Fig. 6, 8, jeweils Perspektivansichten der obenerwähnten 10, 12 und Hilfsdüsenteile sind,

Fig. 15 eine Draufsicht ist und eines der rotierenden Rohre zeigt,

Fig. 16 ein Muster darstellt, das bei der Verwendung des Hilfsdüsenteils nach Fig. 5 erzeugt wurde,

Fig. 17 ein anderes Muster darstellt, das durch Verwendung des Hilfsdüsenteils nach Fig. 9 erzeugt wurde,

Fig. 18 ein abgeändertes Muster zeigt, das mit dem

Hilfsdüsenteil nach Fig. 11 erzeugt wurde, und

Fig. 19 ein abgeändertes Muster zeigt, das mit dem Hilfsdüsenteil nach Fig. 13 erzeugt wurde.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen; eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1,2 und 3 gezeigt und umfaßt einen Hauptextruder 1, Hilfsextruder 2, 3, einen Extrusxonsdusenkorper 7, ein Verbindungsrohr 4 zwischen dem Hauptextruder 1 und dem Düsenkörper 7, Verbindungsrohre 5, 6 zwischen den Hilfsextrudern 2, 3 und dem Düsenkörper 7, einen hohlen Dorn 9, der in der hohlen Kammer des Düsenkörpers 7 angeordnet ist, zylindrische Rohre 13, 16, die mit Perforierungen 15, ausgebildet und drehbar in den zylindrischen Kammern 28, 29 des Domes 9 angeordnet sind, ein Hilf sdüsenteil 21, das in einer länglichen öffnung oder einem Schlitz 27 des Domes 9 angeordnet ist, sowie eine Antriebseinrichtung

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10, 11, um den Rohren 13, 16 in den entsprechenden Kammern eine Drehung mitzuteilen.

Ein Matrixpolymer aus dem Hauptextruder und musterbildende Polymere aus den getrennten Hilfsextrudern werden.dem Düsenkörper 7 jeweils durch die Leitungen 4, 5, 6 auf bekannte Weise zugeführt. Der Matrixstrom 8, der in eine elliptisch geformte Kammer des Düsenkörpers 7 eingeleitet wird, wird in zwei Zweigströme 8.. , 8^ durch den Dorn 9

aufgeteilt, der eine Außenoberfläche aufweist, die mit der elliptischen Kammerwand des Düsenkörpers unter Abstand übereinstimmt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die Zweigströme &| , 82 werden wieder am Auslaßende der Düsenkammer nahe diesem zusammengeleitet.

Die verschiedenfarbigen Polymerströme, die von den Hilfsextrudern 2, 3 durch die Leitungen 5, 6 zugeführt werden, werden in die Rohre 13, 16, die sich im Dorn 9 drehen und die von der Antriebseinrichtung 10, 13 angetrieben werden, eingeleitet. Der Schlitz 27, der in dem Dorn ausgebildet ist, weist einen trapezförmigen Querschnitt auf und ist der Stelle, an der die Zweigströme 8-j , S₂ zusammentreffen, zugewandt und ist in Verbindung mit den zylindrischen Kammern 28, 29 des Domes durch in Abstand angeordnete Öffnungen 19, 20 angeordnet. Das Hilfsdüsenteil 21 ist abnehmbar in den Schlitz 27 eingesetzt. Die verschiedenfarbigen Ströme werden intermittierend von den rotierenden Rohren in den Schlitz 27 geleitet, wenn die Perforierungen 15, 18 in Ausrichtung mit den Öffnungen 19, 20 durch die Drehung der Rohre 13, 16 gebracht werden. Das Hilfsdüsenteil 21 umfaßt ferner einen oder mehrere Auslaßöffnungen 22 mit einer kreis-, ellipsen-, rechteckförmigen oder mit einer sonstigen Querschnittausbildung versehenen Öffnung sum Matrixströmungskanal hin. , und einen lindrischen Hohlraum 26, der den Öffnungen 19, 20 zur Aufnahme der diskontinuierlichen Ströme farbiger Polymere zu-

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gewandt ist. Die farbigen Polymerströme, die in der Höhlung 26 zusammengefaßt werden, werden dann in den Matrixstrom an oder in Nähe der Stelle abgegeben, an der sich die Zweigströme 8-j , 82 vereinen, um ein komplexes Strömungsmuster im Matrixstrom zu bilden. Das Hilfsdüsenteil 21 kann in der Oberfläche, die dem Matrixstromkanal zugewandt ist, mit Nuten 35 oder vorspringenden Erhebungen 43 versehen sein, wobei ein komplizierteres Fließmuster in verschiedenen Farben erzielt wird.

Die Bezugszeichen 34, 37, 40 und 42 zeigen jeweils den Auslaß des Hilfsdüsenteils; in Fig. 5 bis 15 bezeichnen die Bezugszeichen 29, 33, 36, 38 und 41 jeweils die Düsenplatte der Hilfsdüse; die Bezugszeichen 30 und 39 zeigen den Einlaß der Hilfsdüse.

Fig. 16 stellt ein Muster dar, das durch Verwendung des Hilfsdüsenteiles erzielt wurde, das in Fig. 5 gezeigt ist und umfaßt ovale oder elliptische Flecken 51, 52 in unterschiedlichen Farben, wobei-die Flecken mit Abstand längs sich wechselweise in Längsrichtung erstreckender Wege unter verschiedenen Tiefen in der Dicke der Matrixfolie angeordnet sind, sowie fließend verlaufendes Material 510, 520, das nebeneinanderliegende Punkte in jedem Weg verbindet.

Fig. 17 stellt ein abgeändertes Muster dar, das durch Verwendung des Hilfsdüsenteils der Fig. 9 erzielt wurde, wobei die verschiedenartigen Punkte 61, 62 einander teilweise überlappen und durch fließend verlaufende Bänder 610, 620 miteinander verbunden sind.

Fig. 18 zeigt ein komplizierteres Muster, das durch Verwendung eines weiteren abgeänderten Hilfsdüsenteils erzielt wurde, das in Fig. 11 gezeigt ist; das Muster umfaßt unregelmäßig angeordnete tropfenartige Flecken 71,

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.72 und schmale, fließend verlaufende Bänder 73, 74 verschiedenartiger Farben und Kombinationen hiervon, die zwischen nebeneinanderliegenden tropfenförmigen Flecken angeordnet sind.

Fig. 19 zeigt ein weiteres abgeändertes Muster, das durch Verwendung eines Hilfsdüsenteils erzeugt wurde, das in Fig. 13 gezeigt ist; das Muster umfaßt nichtgleichförmige, unregelmäßig miteinander verbundene Wirbelmuster, die mit Abstand angeordete breite Abschnitte 81, 82 und schmale Bänder 83 umfassen, die die nebeneinanderliegenden breiten Abschnitte miteinander verbinden, und beide Ausbildungen sind in komplizierten, kombinierten Farben ausgeführt.

Die Muster der Figuren 16 bis 19 sind alle dreidimensional quer über die Dicke der Matrixfolie bzw. der Matrixplatte angeordnet.

Weitere Abänderungen im Muster können dadurch erzielt werden, daß man die Anzahl von Hilfsextrudern erhöht oder verringert, die Drehzahl der sich drehenden Rohre ändert und Form und Anordnung der Perforierungen in den sich drehenden Rohren sowie der öffnungen des Doms zur Hilfsdüsenkammer hin, des Hilfsdüsenauslasses und der Vorsprünge in der Strinflache der Hilfsdüse abändert.

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Leerseite

Claims

PA Γ E ISi TA N WA LT E DAICEL ,LTD. Fo. 1, Teppo-cho, Sakai-shi, Osaka, Japan Ansprüche A. GRUNECKER CIPL-ING. H. KINKELDEY DRING W. STOCKMAIR DR-INQ - AoEICAtTECH K. SCHUMANN DR RER ΝΑΓ. - DtPL-PHYS P. H. JAKOB G. BEZOLD DR RSlNAT - DIPL-CHEM 8 MÜNCHEN MAXiMlLlANSTRASSE 30. Kai 197S P 12 813

1.j Verfahren zur Erzeugung einer thermoplastischen ilie, Platte bzw. Leiste mit komplexem, verschiedenartigem Muster, das in einer Matrix eingeschlossen ist,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

- Aufteilen eines Polymer-Matrixstromes (8) in zwei Zweigströme (8.., 8₂) mittels eines hohlen Domes (9), der in einem Material-Strömungskanal einer Extrusionsdüse (7) angeordnet ist,

- Einleiten von zwei oder mehreren verschiedenfarbigen Polymerströmen aus perforierten zylindrischen Rohren (13, 16), die in eigenen hohlen Kammern (28, 29) des Domes rotieren, in ein Hilfsdüsenteil (21), wobei die einzelnen farbigen Polymerströme durch öffnungen (19, 20) des Domes abgegeben und im Hilf sdüsenteil gesammelt werden, wenn die Perforierungen der rotierenden Rohre in Ausrichtung mit den öffnungen des Domes gebracht werden, und

- Einleiten der zusammengefaßten verschiedenfarbigen Polymerströme aus dem Hilfsdüsenteil in den Matrixstrom an oder in der Nähe der Stelle, wo die verzweigten Matrix-

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TELEGRAMME MONAPAT

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ströme wieder zusammengeführt werden, und

- Veranlassen von Störungen im Matrixstrom dadurch, daß Unregelmäßigkeiten oder eine Ungleichmäßigkeit an der Oberfläche des Hilfsdüsenteils vorgesehen ist, die dem Zusammenfluß der verzweigten Ströme zugewandt ist.

2. Vorrichtung zum Erzeugen einer thermoplastischen Folie, Platte bzw. Leiste mit komplexem Pließmuster, das in eine Matrix eingeschlossen ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch die folgenden Merkmale:

- einen Hauptextruder (1) zum Extrudieren eines Polymer-Matrixstromes (8) ,

- Hilfsextruder (2, 3) zum Extrudieren einzeln getrennter, unterschiedlich gefärbter Polymerströme,

- einen Düsenkörper (7) mit einem Matrixströmungskanal, der mit dem Hauptextruder in Verbindung steht,

- einen hohlen Dorn (9) , der in dem Strömungskanal befestigt ist, um den Strömungskanal in zwei Zweigkanäle aufzuteilen, die.sich um den Dorn herum erstrecken, wobei der Dorn eine längliche schlitzförmige öffnung (27) aufweist, die der Stelle des Zusammentreffens der verzweigten Matrixkanäle zugewandt ist, und

- zwei oder mehr individuelle zylindrische Kammern (28, 29), die perforierte Rohre (13, 16) aufnehmen, die mit den Hilfsextrudern in Verbindung stehen,

- eine Antriebseinrichtung (10, 11), um die perforierten Rohre in den Kammern des Domes zu drehen, und

- ein Hilfsdüsenteil (21), das im Schlitz des Domes angeordnet ist, wobei das Hilfsdüsenteil Auslaßöffnungen (30, 39) aufweist, die dazu eingerichtet sind, mit den perforierten, sich drehenden Rohren in Verbindung gebracht zu werden, und

- eine Auslaßöffnung (34, 37, 40, 42), um die verschiedenfarbigen Polymerströme, die von den perforierten Rohren aufgenommen wurden, in den Matrixstrom überzuleiten.

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