DE3006566A1 - Verfahren zur regelung der foliendicke von in flachfolien-extrusionsanlagen hergestellten flachfolien - Google Patents

Verfahren zur regelung der foliendicke von in flachfolien-extrusionsanlagen hergestellten flachfolien

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DE3006566A1 DE19803006566 DE3006566A DE3006566A1 DE 3006566 A1 DE3006566 A1 DE 3006566A1 DE 19803006566 DE19803006566 DE 19803006566 DE 3006566 A DE3006566 A DE 3006566A DE 3006566 A1 DE3006566 A1 DE 3006566A1
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Description

33 420 G-die 21. Februar 1980
Windmöller & Kölscher, 4540 Lengerich
Verfahren zur Regelung der Foliendicke von in Flachfolien-Extrusionsanlagen hergestellten Flachfolien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Foliendicke von in Flachfolienextrusionsanlagen hergestellten Flachfolien oder in Extrusionsbeschichtungsanlagen beschichteten Folien.
In Blasfolien-Extruderanlagen hergestellte Schlauchfolien und in Flachfolienextrusionsanlagen hergestellte Flachfolien werden nach ihrer Herstellung zu Rollen aufgewickelt, um die Folien speichern und zum Zwecke ihrer weiteren Verarbeitung transportieren zu können. Bei der Folienherstellung läßt es sich üblicherweise kaum vermeiden, daß Foliendick- und Foliendünnstellen auftreten, die sich beim Aufwickeln
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der Folien summieren, so daß sich Folienrollen mit ringförmigen Wülsten ergeben können. Die Weiterverarbeitung der Folien kann dadurch erschwert oder sogar ausgeschlossen sein. Bei der Herstellung von Blasfolien ist es bekannt, die flachgelegten Schlauchfolien unter Verdrallung der Folienblase bis ai 360 reversierend abzuziehen, so daß eventuelle Foliendickstellen gleichmäßig über die Rolle nach der Art des Seilwickeins verteilt werden. Eine derartige Verteilung von Foliendickstellen ist aber bei der Herstellung von Flachfolien in Flachfolienextrusionsanlagen, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 14 79 979 und der DE-OS 22 32 459 bekannt sind, nicht möglich, so daß auch geringe Foliendickstellen beim Aufwickeln der Flachfolien ausgeprägte Wülste oder sogenannte Kolbenringe bilden. Diese Wülste beeinträchtigen die Planlage und die Qualität der wieder abgewickelten Bahn sehr nachteilig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Regelung der Foliendicke von Flachfolien oder beschichteten Folien zu schaffen, das Foliendick- und Foliendünnstellen so vollständig vermeidet, daß sich die Flachfolien zu zylindrischen Folienwickeln aufwickeln lassen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß die Dicken der aus einer Breitschlitzdüse extrudierten oder mit dieser beschichteten Flachfolie über deren Breite gemessen und die Flachfolie über ihre Breite in gleichlange Abschnitte unterteilt wird, daß diesen Abschnitten Korrekturabschnitte der Breitschlitzdüse, aus denen diese extrudiert worden sind, zugeordnet werden, die gekühlt werden, wenn die Messung des zugehörigen Folienabschnitts eine Foliendickstelle ergibt, und erwärmt werden, wenn die Messung des zugehörigen Folienabschnitts eine Foliendünnstelle ergibt, und daß aus den Messungen die mittleren
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DickenVerteilungen über die einzelnen Folienabschnitte ermittelt werden und die Werte der mittleren Dickenverteilungen ein Maß für den Korrekturbefehl für die Stellglieder der einzelnen Korrekturabschnitte an der Breitschlitzdüse, die den jeweiligen Folienabschnitten zugeordnet sind, bilden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt entsprechend den gemessenen Foliendick- und Foliendünnstellen entweder eine Erwärmung oder eine Abkühlung oder gleichzeitig eine Erwärmung und Kühlung der zugehörigen Korrekturabschnitte an der Breitschlitzdüse, so daß durch entsprechende Änderung der Viskosität des extrudierten Materials Foliendick- und Dünnstellen beseitigt werden und ein im wesentlichen gleichmäßiges Dickenprofil über die Folienbreite erhalten wird.
Das erfindungsgemäße Regelverfahren läßt sich durch einen Algorithmus definieren, der den vorteilhaften Einsatz von Mikroprozessoren und Mikrocomputern ermöglicht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Größe der Korrekturbefehle auf den Folienabschnitt mit dem Dickenmaximum oder -minimum in der Weise bezogen, daß der diesem zugeordnete Temperierabschnitt keinen Korrekturbefehl erhält und die Korrekturbefehle der anderen Temperierabschnitte durch die jeweilige Abweichung der mittleren Dickenverteilung der diesen zugeordneten Folienabschnitte von dem Bezugsextremwert der mittleren Dickenverteilung gebildet werden und daß aufgrund der Korrekturbefehle entsprechend der Abweichung eine Abkühlung der Temperiersektoren, wenn der Bezugsextremwert ein Dickenminimum ist, oder eine Erwärmung der Temperiersektoren erfolgt, wenn der Bezugsextremwert ein Dickenmaximum ist. Nach dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt also entweder eine Erwärmung oder eine Abkühlung der Temperierabschnxtte an der Breitschlitzdüse.
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In vorteilhafter Weise kann entsprechend den für die einzelnen Folienabschnitte gemessenen und ermittelten mittleren Dickenverteilungen eine Erhöhung und/oder eine Erniedrigung der Temperatur der Korrekturabschnitte an der Breitschlitzdüse in kleinen Schritten erfolgen. Durch diese schrittweise Beeinflussung der Korrekturabschnitte können die in der Praxis auftretenden Temperaturfehler in einer bleibenden positiven oder negativen Verstellung der Stellglieder dargestellt werden.
Eine Flachfolienextrusionsanlage oder eine Extrusionsbeschichtungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß in den den Düsenspalt begrenzenden Wandungen der Breitschlitzdüse entsprechend der Anzahl der Korrekturabschnitte Temperierkammern, durch die ein kühlendes oder erwärmendes Medium hindurchleitbar ist, angeordnet sind. Als temperierendes Medium für die einzelnen Temperierabschnitte der Breitschlitzdüse kann Luft, öl, Wasser oder Dampf verwendet werden.
Die Breitschlitzdüse kann abschnittweise auch dadurch aufgeheizt werden, daß unmittelbar in die Temperierkammern Heizpatronen eingesetzt werden. Um eine einfache Reinigung und Zugänglichkeit der Breitschlitzdüse zu gewährleisten, kann diese mittig teilbar ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 eine Flachfolienextrusionsanlage in schematischer Seitenansicht,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Breitschlitzdüse mit einer schematischen Darstellung der die Temperierkammern der Breitschlitzdüse beeinflussenden Regeleinrichtungen,
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Fig. 3 eine quantitative Darstellung der
Zuordnung der einzelnen Folienabschnitte zu den Temperierabschnitten an der Breitschlitzdüse,
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung nur bei Heizung der Korrekturabschnitte an der Breitschlitzdüse, und
Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung
nur bei Kühlung der entsprechenden Temperierabschnitte an der Breitschlitzdüse.
Die Kunststoffschmelze wird von dem Extruder 1, der auf einem Gestell 1' angeordnet ist, aufgeschmolzen und über die Anschlußteile 2 in die Breitschlitzdüse 3 gefördert, die die Schmelze über den Zuführkanal 4, den Verteilerkanal 4f und den Düsenschlitz 5 zur Flachfolie (bzw. Beschichtungsfahne) ausformt. Die Flachfolie 6 wird von dem ersten Kühlzylinder abgekühlt und nach dem Passieren der zweiten Kühlwalze 8 über die Leitwalzen 9 nach dem Passieren der über die Bahnbreite traversierend arbeitenden Dickenmeßvorrichtung 10 zur Aufwicklung 11 mit den Wickelstellen 11', 11" geführt. - Über den Kühlzylinder 7 kann ebenso eine zu beschichtende Materialbahn geleitet werden, daß sich eine Extrusionsbeschichtung ergibt.
Aus Reinigungsgründen wird vorgeschlagen, die Breitschlitzdüse 3 geteilt mit den Gehäusehälften 3 *, 3" auszuführen. Im Bereich des Düsenspalts 5 werden beidseits des Spalts gegenüberliegende, zueinander parallel verlaufende Scharen von Temperierbohrungen
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12', 12" angeordnet, die durch Veränderung der Wandungstemperaturen in diesen Bereichen den Schmelzestrom und damit die partielle Dicke der Flachfolienbahn 6 beeinflussen. Das Temperiermedium - vorzugsweise Luft - wird mittels der Rohre 13', 13" zugeführt und über die Auslaßbohrungen 14', 14" abgeleitet, vorteilhaft aufgefangen und abgesaugt. Die Temperierluft wird aus den schematisch angedeuteten Ventil/Temperierkörper-Blocks 15", 15" eingespeist, die aus einem - nicht dargestellten Druckluftversorgungssystem mittels der Rohrleitungen 16', 16" zugeführt wird.
Das Meßsignal der traversierend arbeitenden Dickenmeßvorrichtung
10 wird über die Leitung 21 dem Mikroprozessor 19 (CPU) zugeführt und aufbereitet. Mittels der Leitung 22 kann ein Dickenschreiber 23 angeschlossen werden, der das Dickenprofil der Flachfolie bzw. der Extrusionsbeschichtung 24 in Diagrammform darstellt. - Entsprechend der Anzahl der Korrekturabschnitte χ werden aus dem Dickenverlauf 24 Meßabschnitte χ und die Teil-Mittelwerte
11 gebildet. In der oberen Zeile von Fig. 3 stellt dabei 61 die Gesamtbreite der Folienbahn bzw. Beschichtung 6 dar.
In der unteren Zeile von Fig. 3 stellt 3" die Schlitzbreite der Düse 3 dar, die in der Regel wegen des Einschnürens der Schmelzefahne ("neck-in") größer ist als die Folienbreite Durch Umrechnung mittels des Mikroprozessors 19 werden diese unterschiedlichen Breiten zur Deckung gebracht, daß die gemessenen Dickentoleranzen direkt den Korrekturabschnitten zugeordnet werden können.
Als Korrekturelemente können getriebemotorbetätigte Stellschrauben, temperaturgeregelte DehnungsKrper und - in besonders vorteilhafter Weise - Temperiersektoren mittels Heizen und/oder Kühlen zur Anwendung gebracht werden, weil hierbei besonders enge Abstände der Korrekturelemente ausgeführt werden können.
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Nach Inbetriebnahme der Extruderanlage und Erreichen des thermischen Gleichgewichtszustandes werden nach dem ersten Dickentoleranzprofil und den Teil-Mittelwerten s' im Arbeitsprozessor 19 · des Mikroprozessors 19 entsprechend der Größe von sS. positive und negative Korrektursegmentstellungen s1 gebildet. Positive Werte von s" sollen Dickstellen und negative Werte von s" Dünnstellen bedeuten. Bei positiven Werten (Dickstellen) wird die Sektorenkühlung durch quasistetige Volumensteuerung mittels der Magnetventile 17', 17" zur Wirkung gebracht; bei negativen Werten (Dünnstellen) wird die Sektorenheizung zur Wirkung gebracht dadurch, daß zusätzlich zum taktenden Ventil 17', 17" die Heizelemente 18', 18" - parallel taktend zu den Magnetventilen 17 - zur Anwendung gebracht werden. Bei vollkommen geöffneten Ventilen 17 wird die elektrische Spannung des Heizelements 18 so hoch eingestellt, daß die gewünschte Heiζtemperatur der Luft gerade erreicht wird. Bei reduziertem Volumenstrom durch taktenden Betrieb des Ventils 17 entsprechend einer geringeren Dickenwert-Abweichung werden auch die Heizelemente 18 weniger lange eingeschaltet, so daß sich im wesentlichen eine konstante Lufttemperatur ergibt und die zugeführte elektrische Heizenergie dem sich verändernden Luftstrom anpaßt. - Nach den ersten Traversierungen der Meßköpfe 10 wird somit das festgestellte Dickentoleranzprofil 24/s1 in dem Arbeitsprozessor 19' als analoge Ventil-/Heizelementstellungen s" abgebildet, daß der festgestellte Dickenfehler unmittelbar gegen 0 gebracht wird. Zweckmäßigerweise wird vorgesehen, daß von der gespeicherten Ventil-/Heizelementeinstellung s" entsprechend den nachfolgend gemessenen Dickentoleranz-Abweichungen die Werte s" in kleinen Schritten verringert oder vergrößert
werden, so daß sich die in der Praxis auftretenden Temperaturfehler in einer bleibenden positiven oder negativen Ventil-/ Heizelementatellung s" darstellen.
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3006S66
- -er-
Es ist selbstverständlich möglich, statt der aufwendigen Anordnung der Luftventile 17 / Heizelemente 18 in den Ventilblocks 15 bei Anwendung des Prinzips von nur Sektorenheizung die Heizpatronen direkt in die Temperierkammerni2', 12" einzusetzen bzw. nur das Prinzip der Sektorenkühlung ohne Verwendung von Heizelementen zur Anwendung zu bringen. - Insbesondere für Beschichtungsanlagen ist angesichts der erforderlichen hohen Schmelzetemperaturen das Prinzip der reinen Sektorenheizung und bei Flachfolienanlagen das Prinzip der reinen Sektorenkühlung anwendbar.
Das bei Sektorenhe-izung vorteilhaft einsetzbare Regelverfahren ist schematisch dargestellt in Fig. 4 und für Sektorenkühlung in Fig. 5.
Bei dem anhand der Fig. 3 erläuterten Verfahren stellen die Werte s" das aus den mittleren Dickenverteilungen errechnete Maß für den jeweiligen Korrekturbefehl dar, wobei die Vorzeichen + oder - dieser Werte zu beachten sind, die angeben, ob eine Erwärmung oder eine Abkühlung der Temperierabschnitte erfolgt.
Bei den anhand der Fig. 4 und 5 erläuterten Verfahren stellen die Werte s"· ein Maß für die jew<
Jv
lung der Temperierabschnitte dar.
die Werte s"· ein Maß für die jeweilige Erwärmung oder Abküh-
Jv
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Claims (7)

  1. 33 420 G-die 21. Februar 1980
    Windmöller & Hölscher,
    4540 Lengerich
    Verfahren zur Regelung der Poliendicke von
    in Flachfolien-Extrusionsanlagen hergestellten
    Flachfolien
    Patentansprüche :
    Verfahren zur Regelung der Foliendicke von in Flachfolien-Extrusionsanlagen hergestellten Flachfolien oder in Extrusionsbeschichtungsanlagen beschichteten Folien, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der aus einer. Breitschlitzdüse extrudierten oder mit dieser beschichteten Flachfolie über deren Breite gemessen und die Flachfolie über ihre Breite in gleichlange Abschnitte unterteilt wird, daß diesen Abschnitten Korrekturabschnitte (xR) der Breitschlitzdüse, aus denen diese extrudiert worden sind, zugeordnet werden, die gekühlt werden, wenn die Messung des zugehörigen Folienabschnitts (x_) eine
    Foliendickstelle ergibt, und erwärmt werden, wenn die Messung des zugehörigen Folienabschnitts (x„) eine
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    Foliendünnstelle ergibt, und daß aus den Messungen die mittlere Dickenverteilung (s1) über die einzelnen Folienabschnitte (x_) ermittelt werden und die Werte der mittleren Dickenverteilungen (s1) ein Maß für den Korrektur-
    befehl für die Stellglieder der einzelnen Korrekturabschnitte (x ) an der Breitschlitzdüse, die den jeweiligen Folienabschnitten (x ) zugeordnet sind, bilden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Korrekturbefehle auf den Folienabschnitt (x ) mit dem Dickenmaximum oder -minimum in der Weise bezogen wird, daß der diesem zugeordnete Temperierabschnitt keinen Korrekturbefehl erhält und die Korrekturbefehle für die anderen Temperierabschnitte durch die jeweilige Abweichung ( Λ s ) der mittleren Dickenverteilung der diesen zugeordneten Folienabschnitten von dem Bezugsextremwert der mittleren Dickenverteilung ( /\ s =s' -s1) gebildet werden
    x xmax x und daß aufgrund der Korrekturbefehle entsprechend der Abweichung ( /1 s ) eine Abkühlung der Temperierabschnitte, wenn der Bezugsextremwert ein Dickenminimum ist, oder eine Erwärmung der Temperierabschnitte erfolgt, wenn der Bezugsextremwert ein Dickenmaximum ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend den für die einzelnen Folienabschnitte (x„) gemessenen und ermittelten mittleren Dickenverteilungen (s') eine Erhöhung und/oder Erniedrigung der Temperatur der Korrekturabschnitte (x ) an der Breitschlitzdüse in kleinen Schritten erfolgt.
  4. 4. Flachfolien-Extrusionsanlage oder Extrusionsbeschichtungsanlage mit einer Breitschlitzdüse und nachgeschalteten Kühl- und Leitwalzen und einer Aufwickelvorrichtung für
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    die Flachfolie oder beschichtete Folie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den den Düsenspalt begrenzenden Wandungen der Breitschlitzdüse entsprechend der Anzahl der Korrekturabschnitte {xv) Temperierkammern (121, 12"),
    Ja.
    durch die ein kühlendes oder erwärmendes Medium hindurchleitbar ist, angeordnet sind.
  5. 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kühlende oder erwärmende Medium aus Luft, Öl, Wasser oder Dampf besteht.
  6. 6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Temperierkammern (121, 12") Heizpatronen einsetzbar sind.
  7. 7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitschlitzdüse mittig teilbar ist.
    130035/0219
DE19803006566 1980-02-21 1980-02-21 Verfahren zur regelung der foliendicke von in flachfolien-extrusionsanlagen hergestellten flachfolien Granted DE3006566A1 (de)

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