DE3414003A1

DE3414003A1 - Verfahren und vorrichtung zum extrudieren von mehrschichtigen blaettern

Info

Publication number: DE3414003A1
Application number: DE19843414003
Authority: DE
Inventors: Granville J. Hahn; Jackie Dan Big Spring Tex. Murley; Raleigh N. Rutledge
Original assignee: Cosden Technology Inc
Current assignee: Cosden Technology Inc
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1984-10-18
Also published as: US4483812A; FR2544249A1; JPS59207214A; BE899388A; GB8409572D0; GB2139553A; CA1230718A; GB2139553B

Description

34H003

PATENTANWÄLTE

dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ · München DIPL.-INC. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurt

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

GROSSE ESCHENHEIMER STR. 39 6OOO FRANKFURTAM MAIN 1

TELEFON : (0611) 281134 + 5287014 TELEGRAMME: WIRPATENTE
TELEX: 413UO

11. April 1984
Gu/IS

Cosden Technology Inc.
100 West, 10th Street
Wilmington, Delaware, USA

Verfahren und Vorrichtung zum Extrudieren' von mehrschichtigen Blättern

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von mehrschichtigen Filmen oder Blättern durch Extrudieren. Hierbei ist wenigstens eine Schicht aus polymerem Material vorgesehen, die die gewünschten Oberflächeneigenschaften hat. Das mehrschichtige Blatt oder der mehrschichtige Film wird durch !Coextrudieren hergestellt, wobei jede Schicht über ihre gesamte Breite eine gleichförmig* Dicke hat. Dies erfolgt erfindungsgemäß durch eine verbesserte Vorrichtung, die leicht einstellbar ist, um blattförmige Produkte herzustellen, die die jeweils gewünschte Dicke haben.

Das Koextrudieren zur Herstellung von mehrschichtigen Blättern ist bekannt. Bei den bekannten Verfahren ergibt sich aber häufig keine koextrudierte Schicht gleichförmiger Dicke aus dem Haupt- extrudiertem Material. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn die koextrudierte Schicht ein polymeres Material mit verhältnismäßig niedriger Viskosität aufweist. Solche Materialien neigen zur Wanderung von Gebieten mit höherem Druck an der Extrusionsoffnung in Gebiete mit niedrigerem Druck an der Extrusionsoffnung. Daraus ergibt sich also ein Produkt, dessen Schichtdicke über seine Breite schwankt.

Extrudiert man andererseits hochviskoses polymeres Material, so neigt das Polymer dazu, an seinem zentralen Eintrittspunkt an dem Blatt zu verbleiben und also nicht zu wandern. Hierbei ergibt sich also ein Produkt, dessen Dicke von der Mitte zu den Seiten hin abnimmt.

Bei den benkannten Verfahren und Vorrichtungen war es fernerhin nicht möglich, die relative Dicke der verschiedenen Schichten abhängig von verschiedenen Herstellungscharakteristiken und/oder unterschiedlichen Anforderungen an das Endprodukt einzustellen. Eine grobe Steuerung der Drücke und der Strömungsraten wurde benutzt, um die Quantität der koextrudierten Schicht», die an das Blatt angelegt wurde, zu überwachen. Beispielsweise wurden mehrere Ventilplatten hergestellt, von denen jede eine andere Strömungsrate des koextrudierten Polymers hatte. Diese Ventilplatten wurden von Hand entsprechend den Prozeßbedingungen ausgetauscht. Diese Steuerung hat aber nicht zufriedenstellend gearbeitet.

Die Erfindung bezieht sich somit auf eine verbesserte Vorrichtung für die Anwendung von mehreren Schichten aus polymeren Material auf eine anfängliche Basisschicht aus einem Polymer. Die unterschiedlichen polymeren Materialien haben dabei im allgemeinen unterschiedliche Verarbeitungscharakteristiken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet eine leichte Justierung der Gesamt-Schichtdicke.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von mehrschichtigen Blättern aus Materialien, insbesondere solche, die unterschiedliche Verarbeitungscharakteristiken haben, wobei eine gleichförmige Schichtdicke über die gesamte Breite des extrudierten Blattes erzielt wird.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Koextrudieren für die Herstellung von mehrschichtigen Blättern mit einer verbesserten Ablage (Laydown) vorzuschlagen.

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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrschichtigen Blättern vorzuschlagen, die eine verbesserte Ablagevorrichtung aufweist, die bei der Herstellung eine Änderung der Schichtdicke ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung von mehrschichtigen Blättern mit einer verbesserten Ablagevorrichtung vorzuschlagen, um wenigstens eine Schicht gleichförmiger Dicke über die Schicht breite herzustellen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin,eine Vorrichtung zum Koextrudieren für die Herstellung mehrschichtiger Blätter mit verbesserter Ablagevorrichtung vorzuschlagen zwecks Anwendung von Polymeren mit variabler Viskosität vorzuschlagen, so daß sich daraus ein Blatt ergibt, das über seine Breite eine gleichförmige Dicke hat.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Ablagevorrichtung für die Herstellung mehrschichtiger Blätter vorzuschlagen, die von außen einfach gesteuert werden kann zwecks Justierung der Schichtdicke.

Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Koextrudieren für die Herstellung mehrschichtiger Blätter vorzuschlagen mit einer Ablagevorrichtung für die Anwendung einer Schicht oder mehrerer Schichten aus einem polymeren Material an eine Basis-Polymerschicht vorzuschlagen, wobei die polymeren Materialien verschiedene Verarbeitungscharakteristiken aufweisen,mit dem Resultat, daß dadurch eine oder mehrere Schichten hergestellt werden, die über ihre Breite eine gleichförmige Dicke haben.

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Weiterhin soll mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Blätter vorgeschlagen werden mit einer einfachen Steuerung für die Dicke der einzelnen Schichten an einem beliebigen Punkt längs der Gesamtbreite der Schicht und für die Steuerung der Anzahl der Schichten des Blatts.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzuschlagen , mit dem in einem einzigen Extrusionsschritt mehrschichtige Blätter hergestellt werden können, wobei die Anzahl und Dicke der Schichten einfach gesteuert werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung eines mehrschichtigen Blatts mit gleichförmiger Dicke über die Breite des Blatts vorzuschlagen, wobei dies in einem einzigen Extrusionsschritt erfolgt.

Schließlich besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Blatts vorzuschlagen, das aus einer großen Anzahl von polymeren Materialien bestehen kann, und zwar zur Verwendung sowohl als extrudierte Basisschicht wie auch als koextrudiertes Ablagekunstharz.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche.

Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.

	-/- - h -	1 - perspektivisch eine Ventilplatte nach der Erfindung;
S	Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:	2 - eine Draufsicht auf die Ventilplatte nach Fig. 1;
10	Fig.	3 - einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2;
	Fig.	4 - den bei der Ventilplatte nach Fig. 1 bis 3 verwendeten Gewindebolzen in einer Ansicht;
15	Fig.	5 - den Gewindebolzen nach Fig. 4, von rechts gesehen;
	Fig.	6 - in gegenüber Fig. 3 vergrößertem Maßstab einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 3 zur Erläuterung der nockenbetätigten Steuerung;
20	Fig.	7 bis 10 - mehrere Ausführungsformen der eigent lichen Steuerung in verschiedenen Ansichten;
25	Fig.	13 - perspektivisch und in auseinandergezogener Darstellung den Koextrusions-Förderblock mit Ventilplatten.
	Fi. g	Im folgenden wird eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Blattes oder Films mit Schichten mit gleichförmiger Dicke über das gesamte Blatt oder den gesamten Film beschrieben.
30	Fig.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Ventilplatte und auf ein Verfahren zur Anwendung von koextrudierten Schichten aus Kunstharz an eine polymere Basisschicht und/oder an andere koextrudierte Schichten, wobei eine genaue Steuerung der koextrudierten Ströme über die gesamte Breite des Blatts möglich ist. Die Steuerung für den Strömungsfluß ist so ausgebildet, daß eine Einstellung von außen möglich ist, ohne daß, wie dies früher der Fall war, die Ventilplatte vollständig ausgewechselt werden muß oder daß die Ventilplatte hierzu bearbeitet werden muß, um die notwendigen Strömungsdimensionen zu erhalten. Die von außen wirksame Steuerung nach der Erfindung macht nur ganz einfache mechanische Justierungen notwendig, ohne daß die Ventilplatten wie beim Stand der Technik zeitraubend und kostenträchtig manupuliert werden müssen.

Die Erfindung ist insbesondere nützlich für die Herstellung von Blättern oder Filmen, die aus zwei oder mehr polymeren Materialien mit unterschiedlichen Verarbeitungscharakteristiken hergestellt werden, insbesondere mit unterschiedlicher Schmelzviskosität. Wie bereits erwähnt ergeben die beim Wandern der Materialien entstehenden Probleme, die von der Verwendung von Polymeren mit unterschiedlichen Viskositäten resultieren, ein Blatt mit entweder einer hohen Konzentration des Polymers in der Mitte des Blatts oder an dessen Kanten, je nachdem ob man ein hochviskoses oder niedrigviskoses Polymer eingesetzt hat. Dieses Problem wird erfindungsgemäß zusammen mit anderen Problemen gelöst. Hierzu wird auf die folgende Beispielsbeschreibung verwiesen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ventilplatte 10 nach der Erfindung. Diese hat einen Hauptkörper 12 mit einem Strömungskanal 14, der sich vollständig durch die Platte

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erstreckt. An entgegengesetzten Seiten des Strömungskanals 14 sind längs der Längsachse des Körpers zwei Hohlräume 16 und 18 vorgesehen, die sich nur zu einem Teil durch den Körper längs der Querachse in Richtung parallel zu derjenigen des Strömungskanals 14 erstrecken. Die Hohlräume 16, 18 sind mit dem Strömungskanal 14 über geschlitzte Kanäle 20, 22 verbunden. Die geschlitzten Kanäle erstrecken sich radial nach außen über die Hohlräume hinaus und formen kreisförmige Einlaßschlitze 21, 23, die mit einem Fördermittel für Kunstharz in Verbindung stehen, wie in Fig. 13 gezeigt und weiter unten noch näher erläutert wird. Die Ventilplatte weist fernerhin einen Aufnahmekanal 25 am oberen Ende der Platte auf, der zum leichteren Ergreifen und Entfernen der Ventilplatte vorgesehen ist, wenn diese ausgetauscht werden soll.

Diese Verhältnisse sind im einzelnen auch noch in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Daraus ergibt sich auch, daß die Hohlräume 16, 18 sich quer in den Körper 12 erstrecken, so daß sie mit den Bohrungskanälen 25 bzw. 26 in Verbindung stehen. Diese Kanäle erstrecken sich in Längsrichtung durch den Hauptteil der Ventilplatte 10, und zwar von den Hohlräumen 16, 18 zur äußeren radialen Kante der Ventilplatte. Jeder der Kanäle 24, 26 hat in dem Gebiet ein Gewinde, das in der Nähe der radialen Kante vorgesehen ist, und zwar zur Aufnahme von Gewindebolzen 28 bzw. 30.

Fig. 4 zeigt den Bolzen 28, der aus drei Hauptteilen besteht, nämlich einem Gewindeabschnitt 32, einem Hauptteil 34 und einer Nocke oder einem Nockenteil 36. Der Kopfteil oder Gewindeäbschnitt 32 ist in das Gegengewinde des Bohrungskanals eingedreht, so daß der Bolzen im Hohlraum justierbar ist. Diese Stirnfläche des Gewindeabschnitts 32 ist auch

mit Mitteln zum Justieren des Bolzens versehen. Der Bolzen kann also nach Art einer Schraube ausgebildet sein und dann einen Schraubenkopf haben. Es können auch Muttern auf das Gewindeende aufgeschraubt werden, über die dann der Bolzen justiert wird. Es gibt auch andere, dem Fachmann bekannte Möglichkeiten für die Einstellung des Bolzens. Auf die besondere Ausbildung des Bolzenkopfes kommt es hierbei nicht an. Gezeigt ist in den Fig. 1 bis 3, daß die Bolzen 28, 30 mit Muttern 38 bzw. 40 zum Justieren der Bolzen versehen sind.

Auch Fig. 5 zeigt die Bolzen, woraus der Gewindeabschnitt 32, das Hauptteil 34 und die Nocke 3 6 hervorgeht. Die am Ende des Bolzens angebrachte Nocke greift in eine nockenbetätigte Steuerung ein, die sich jeweils in dem zugehörigen Hohlraum befindet. Fig. 6 zeigt, daß der Bolzen 28 im Kanal 24 mit seiner Nocke 36 in eine Steuerung 42 eingreift. Die Steuerung hat einen elliptischen Schlitz 46 zur Aufnahme der Nocke 36. Die Steuerung befindet sich im Hohlraum 16 und kann in Querrichtung, bezogen auf den Strom des koextrudierten Kunstharzes vom Einlaßschlitz zum Strömungskanal 14 bewegt werden. Eine ähnliche Steuerung ist bezüglich des Bolzens 30 und des Hohlraums 18 vorgesehen.

Die Fig. 7 bis 12 zeigen die Steuerung 42 in verschiedenen Ansichten. Die Stirnansicht entspricht dabei der Ansicht der Steuerung vom Strömungskanal 14 in Längsrichtung zur Außenkante der Platte 10. Fig. 7 zeigt den elliptischen Schlitz 46 zur Aufnahem des Nockenendes des Bolzens. Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht der Steuerung mit einem Hals 48, der das Positionieren der Steuerung innerhalb des Hohlraums 16 und in Relation zum Strömungskanal 14 unterstützt. In Betrieb soll der Hals 48 mit der Außenkante des

Stromungskanals 14 fluchten, um den Polymerstrom nicht zu behindern.

Die Fig. 9 und 10 zeigen verschiedene Formen einer Fläche 50 der Steuerung, die in Kontakt mit dem Strom des Kopolymers steht. Die besondere Form der Flache 50 hängt insbesondere von der Viskosität des betreffenden Kopolymers ab. In Fig.9 ist eine konkave Kontaktfläche 50 gezeigt. Eine solche Fläche wird beim Koextrudieren von niedrigviskosen Polymeren eingesetzt. Indem ein größerer Teil des Kopolymers im mittleren Bereich der Steuerung konzentriert wird und damit auch im mittleren Bereich des Blattes, wird hierbei das Wandern des niedrigviskosen Polymers zu den Seiten des Blattes begünstigt. Wird andererseits ein hochviskoses Polymer eingesetzt, so kann eine Steuerung entsprechend Fig. 10 verwendet werden, die eine konvexe Kontaktfläche hat. Diese konvexe Fläche zwingt das hochviskose Material nach außen, um eine hohe Konzentration des Polymers im mittleren Bereich des Blattes zu verhindern. Es ist ersichtlich, daß die Kontaktfläche auch anders geformt sein kann, je nach den jeweiligen Verhältnissen und insbesondere entsprechend den Viskositäten der verwendeten Polymere.

Fig. 11 ist eine Draufsicht auf die Steuerung und zeigt die Kontaktfläche. Fig. 12 ist die entsprechende Unteransicht und zeigt die Kreisform der Steuerung, die notwendig ist, um sich dem kreisförmigen Hohlraum anzupassen. Auch ist in Fig. 12 der Nacken 48 der Steuerung gezeigt. Diese Fig. zeigt auch die konkave Form der Nackenfläche, die notwendig ist, um sich an die Rohrform der extrudierten Basisschicht anzupassen.

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Mittel für die Zufuhr des Kopolymers zur Ventilplatte zeigt Fig. 13. Daraus egibt sich ein Förderblock 60 mit Einlaßöffnungen 62 und 64 zur Aufnahme von koextrudierten Kunstharzströmen. Der Kunstharzstrom, der in den Förderblock 60 an der Öffnung 62 eintritt, wird durch den Förderblock hindurchtransportiert in zwei nicht gezeigte Ströme unterteil· und verläßt den Förderblock durch Auslaßöffnungen 66, 68. Ein derartiger Förderblock ist auch durch eine US-Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Anmeldetag 16. August 1982 beschrieben, worauf hiermit verwiesen wird. Die Anmeldenummer ist 408 105.

Der an der Einlaßöffnugn 64 eintretende Kunstharzstrom geht durch den Förderblock ähnlich, wie dies vorstehend für die Einlaßöffnung 62 beschrieben wurde. Eine zweite Ventilplatte 70 befindet sich am anderen Ende des Förderblocks in Strömungsrichtung des polymeren Basisstroms. Die Ventilplatte 70 arbeitet ählich wie die vorher beschriebene Ventilplatte 10.

Stromab des Förderblocks mit Ventilplatte befindet sich eine Blattdüse 74 mit Kühlwalzen 76, 78, 80 zum Abflachen und für die Endbearbeitung des hergestellten Films oder Blattes, je nachdem, welches mehrschichtige Produkt 82 jeweils hergestellt werden soll.

Im Betrieb, wobei insbesondere auf Fig. 13 verwiesen wird, wird ein polymerer Basisstrom, der vorher extrudiert worden ist, dem Strömungskanal 14 der ersten Ventilplatte 10 zugeleitet. In ählicher Weise werden thermoplastische Kunstharzmaterialien von stromab vorgesehenen Koextrudern, die ebenfalls nicht dargestellt sind, zu den Einlaßöffnungen 62 und 64 des Förderblocks 60 transportiert. Im folgenden

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wird zur Vereinfachung nur der in die Öffnung 62 eintretende Strom beschrieben, wobei vorausgesetzt wird, daß der zweite Strom, der in die Öffnung 64 eintritt, ähnlich weiterverarbeitet wird. Nachdem der Strom in zwei Unterströme unterteilt worden ist, verlassen diese den Förderblock 60 durch die Auslaßöffnungen 66, 68. Die Polymerströme fließen jetzt zu den kreisförmigen Einlaßschlitzen 21 bzw. 23 der Ventilplatte 10.

Insbesondere die Fig. 1 bis 3 zeigen, daß das in die Ventilplatte an den Einlaßschlitzen 21 und 23 eintretende Polymer radial nach innen zum Strömungskanal 14 längs der geschlitzte Kanäle 20', 22 strömt. Hierbei strömt der Polymerstrom über die Öffnungen in den Hohlräumen 16, 18, in die jeweils eine der Steuerungen 42 eingesetzt ist. Die Ausgangsposition der Steuerung 42 ist in Fig. 6 gezeigt. Die Berührungsfläche schließt hierbei mit der rückwärtigen Fläche des geschlitzten Kanals ab und gestattet so einen nicht unterbrochenen Strom des Polymers vom Einlaßschlitz zum Strömungskanal 14.

Falls es notwendig ist, den Strom des koextrudierten Polymers zu begrenzen, kann die Steuerung betätigt werden, so daß das Steuerungsstück 42 nach und nach aus dem Hohlraum 16 heraustritt, d.h. sich quer zur Strömung des Polymers bewegt. Dadurch wird der freie Strömungsquerschnitt verringert.

Die Bewegung des Steuerungsstücks 42 wird über den Bolzen 28 bewirkt. Hierzu ist der Nocken 36 des Bolzens in den elliptischen Schlitz 46 des Steuerungsstücks 42 eingesetzt. In der vorstehend beschriebenen Ausgangsposition, wobei also die Oberfläche des Steuerungsstücks und die Rückseite des geschlitzten Kanals miteinander fluchten, ist die Nocke in den elliptischen Schlitz so eingesetzt, daß sich die Nocke und die Schlitzwand nicht berühren. Soll der

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Ströinungsquerschnitt verringert werden, so wird der Bolzen 28 über seine Muttern 38, 40 gedreht, wobei sich dann die Nocke an die Wand des elliptischen Schlitzes anlegt und das Nockenstück in den Strömungsweg verschiebt. Soll der Strömungsweg wieder vergrößert werden, so betätigt man den Bolzen in umgekehrter Richtung.

Der gesteuerte Polymerfluß strömt jetzt zum Strömungskanal 14, wo das koextrudierte Polymer auf die Basis-Polymerschicht angewendet wird. Je nach den jeweiligen Konstruktionsbedingungen können eine oder zwei Schichten des koextrudierten Polymers auf die Basisschicht von der Ventil platte 10 angewendet werden. Der mehrschichtige Strom verläßt jetzt die Ventilplatte 10 und geht durch den Förderblock 60 zu einer ähnlichen Ventilplatte 70, die identisch wie die erste Ventilplatte 10 arbeitet. Daraus ergibt sich ein Rohr 72, das durch die Blattdüse 74 geht und anschließend durch die Kühlwalzen 76, 78, 80, wodurch dann das Endprodukt 82 hergestellt wird.

Es ist somit ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Blatt und/oder ein Film mit eins bis fünf Schichten hergestellt werden kann, die jeweils eine gleichförmige Dicke haben, wobei das Endprodukt die vorteilhaften Eigenschaften der jeweils verwendeten Polymere aufweist.

Wichtig ist es, daß erfindungsgemäß die Herstellung von koextrudierten mehrschichtigen Blättern oder Filmen verbessert wird. Insbesondere ist es möglich, jeden der koextrudierten Polymerströme durch eine einfache Justierung von außen einzustellen. Es ist somit während des Betriebs eine Steuerung der Schichtdicken möglich. Zusammen mit dem beschriebenen Förderblock, der auch eine äußere Steuerung hat, ergibt sich eine Vorrichtung, mit der die Herstellung

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von mehrschichtigen Blättern oder Filmen einfach ist, insbesondere bei einer leichten Einstellmöglichkeit.

Die extrudierte Basisschicht weist vorteilhafter Weise ein relativ preisgünstiges Polymer mit guten Belastbarkeitseigenschaften auf,, beispielsweise ein Polystyrol, Polyäthylen usw.

Das koextrudierte Kunstharzmaterial kann aus einer Vielzahl von polymeren Materialien ausgewählt werden, je nach den jeweils notwendigen Eigenschaften. Es können sowohl kristalline wie auch amorphe Polymere verwendet werden. Beispiele geeigneter Typen von polymeren Materialien schließe Polyester ein, beispielsweise Polyäthylen-Teraphthalat, aromatische oder styrolische Vinylpolymere einschließlich substituierter und nicht substituierter Styrol-Polymere und Mischpolymere, stoßfestes Polystyrol mit Styrol-Gummi-Polymermischungen, Pfropf-Kopolymere und Block-Kopolymere und Kustharze vom ABS-Typ, Polyolefine, beispielsweise Polyäthylen und Polypropylen, Nitril enthaltende Kunstharze, beispielsweise Kopolymere, die einen größeren Anteil an Acrylnitril enthalten, acrylische Materialien, beispielsweise Polymere und Kopolymere von Acryl- und Methacryl-Säureestern, Vinylestern, beispielsweise Polyvinylchlorid und Vinyliden-Halid-Polymere, Polyamide, Polycarbonate und verschiedene Mischungen dieser im allgemeinen gut bekannten Klassen von polymeren Materialien. Beliebige thermoplastische Kunstharze, die üblicherweise extrudiert werden, können auch vorgesehen werden.

im folgenden wird ein weiteres Beispiel gegeben.

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Ein Haupt-Kunstharzstrom aus schlagfestern Polystyrol, hergestellt aus Tabletten Nr. 825 D der Firma Cosden Oil and Chemical Co. wird aus einem belüfteten, zweistufigen Extruder mit einem Durchmesser von 114,3 mm (4 1/2 Zoll) extrudiert, der eine Schnecke mit einem Kompressionsverhältnis von 4 zu 1 aufweist. Zwei weitere Extruder liefern einen ersten Seitenstrom aus einem Klebemittel der Firma DuPont Nr. CXA 1104 und einen zweiten Seitenstrom aus PETG (Polyäthylen-Teraphthalat-Glycol). Beide Seitenströme wurden mit Hilfe eines einstufigen Seitenextruders mit einem Durchmesser von 31,75 mm (1 1/4 Zoll), einem Durchmesserverhältnis von 24 zu 1 und einem Kompressionsverhältnis von 4 zu 1 hergestellt. Das Polystyrol wurde bei einer Temperatur von 240° C extrudiert, und zwar mit einer Förderrate von etwa 453,6 kg pro Stunde (1.000 lbs./hr.) derr Klebemittel-Seitenstrom wurde aus seinem Extruder bei einer Temperatur von 200⁰C bei einer Förderrate von etwa 6,8 kg pro Stunde (15 lbs./hr.) abgegeben. Der PETG-Strom wurde von seinem Extruder bei einer Temperatur von 250⁰C und mit einer Förderrate von etwa 68 kg pro Stunde (150 lbs./ hr.) abgegeben.

Der erste Seitenstrom wurde in zwei Unterströme unterteilt. Der Strom einer dieser beiden Unterströme wurde dann vollständig gestoppt, so daß nur eine Schicht aus Klebemittel angewendet wurde, um eine Zwischenschicht an einer Seite des Polystyrols auszubilden. Der zweite Seitenstrom wurde auch in zwei Unterströme unterteilt und entsprechend wurde der Strom einer dieser beiden Unterströme vollständig gestoppt, so daß nur eine Schicht von PETG angewendet wurde.

Diese PETG-Schicht wurde der vorher geformten Klebemittelschicht zugeführt. Es ergab sich ein einziger, geschichteter Strom mit Berührungsflächen zwischen den drei getrennten Schichten. Dieser kombinierte Strom wurde dann einer

Extrusionsdüse mit einer Breite von 132 cm (52 Zoll) zugeführt mit einem Düsenspalt von etwa 2,032 mm (80 mils). Die Düsentemperatur war im Mittel etwa 230 ⁰C.

Nach dem Verlassen der Düsenlippe gelangte das extrudierte Blatt durch eine Reihe von drei Kühlrollen mit einem Durchmesser von 30,48 cm (12 Zoll), deren Oberflächen aus poliertem Chrom bestand. Die obere Rolle wurde bei einer Temperatur von 40⁰C gehalten, die mittlere Rolle bei einer Temperatur von 95 ⁰C und die untere Rolle bei einer Temperatur von 65⁰C. Die Walzendrücke oben und unten wurden bei 1,61 bar (23 psi) bzw. 1,26 bar (18 psi) gehalten. Der Walzenspalt wurde auf 2,032 mm (80 mils) eingestellt.

Eine Untersuchung des Endprodukts ergab, daß dieses im wesentlichen aus gleichförmigen Schichten des PETG, des Klebemittels und des Polystyrols bestand. Die Schichtendicke des Polystyrols betrug 2,54 mm (lOOmils). Die Dicke der Klebemittelschicht betrug etwa 25,4 μ (1 mil) und die Dicke der PETG- Schicht betrug 254 μ (10 mils). Die einzelnen Schichten hatten eine gleichförmige Dicke über ihre gesamte Breite.

Es ist somit deutlich, daß durch die Erfindung ein mehrschichtiges Blatt hergestellt werden kann, dessen Schichten jeweils eine gleichförmige Dicke haben.

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Claims

34H003 Ansprüche

1. Ventilplatte für die Zugabe gleichzeitig extrudierter Ströme aus einem synthetischen, thermoplastischen Kunstharz zu einer polymeren Grundschicht oder zu anderen thermoplastischen Kunstharzströmen, gekenn zeichnet durch einen Körper (12) mit zwei Hohlräumen (16, 17), die sich teilweise durch den Körper (12) erstrecken und die an.

entgegengesetzten Seiten eines Strömungskanals (14) für eine polymere Basisschicht vorgesehen sind, der sich ganz durch den körper (12) erstreckt, durch Aufnahmeflächen, die radial außen bezüglich der Hohlräume (16,17) angeordnet sind zur Aufnahme von Strömen aus thermoplastischem Kunstharz, die von den Aufnahmeflächen in Längsrichtung durch die Öffnungen der Hohlräume zum Strömungskanal zur Zugabe zur Bassischicht verlaufen, und durch eine Steuerung (42) für den Kunstharzstrom, die in beiden Hohlräumen angeordnet ist und die nockenbetätigt ist, um die Lage der Steuerung in den Hohlräumen einzustellen.

2. Ventilplatte nach Anspruch 1,

d a d u r c h gekennzeichnet, daß für die Lageeinstellung der Steuerung (42) eine Nocke (36) vorgesehen ist, die von außen einstellbar ist.

3. Ventilplatte nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Gewindebolzen (28) mit der Nocke (36) an seiner Spitze vorgesehen ist.

4. Ventilplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (42) eine elliptisch geformte Öffnung (46) zur Aufnahme der Nocke (36) aufweist, wobei bei einer Drehung der Nocke die Steuerung sich, bezogen auf die Lageeinstellung, seitlich bewegt.

5. Ventilplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeic hnet, daß die Steuerung (42) sich quer zur Strömungsrichtung bewegt, um den Strom zur Basisschicht systematisch zu steuern.

6. Ventilplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halsteil (48) am Schnittpunkt des Basisschichtstroms und des Kunstharzstroms vorgesehen ist, um die Steuerung (42) im Strömungskanal zu positionieren.

7. Ventilplatte nach Anspruch 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die den Kunstharzstrom berührende Fläche (50) der Steuerung (42) konkav ist.

8. Ventilplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kunstharzstrom berührende Fläche (50) der Steuerung konvex ist.

9. Vorrichtung für die Zugabe mehrerer Schichten aus einem thermoplastischen Kunstharzmaterial zu einer anfanglichen polymeren Grundschicht,

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gekennzeichnet durch einen Förderblock (60) für die Aufnahme wenigstens eines KunstharzStroms zur Vorbereitung dieses Stroms für dessen Zugabe zur Basisschicht und durch eine Ventilplatte (10, 70) zur Aufnahme des Stroms aus dem Förderblock (60) und zu dessen Zugabe zur Basisschicht, wobei die .Ventilplatte (10, 70) eine nockenbetätigte Steuerung (42) für den der Grundschicht zuzugebenden Kunstharzstrom hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (36) von außen einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (42) eine elliptisch geformte Öffnung (46) aufweist, in die die Nocke (36) eingreift, so daß bei einer Drehung der Nocke die Steuerung, bezogen auf die Lageeinstellvorrichtung, seitlich bewegt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Lageeinstellung einen Bolzen (28) aufweist, der die Nocke (36) an seiner Spitze trägt.

13. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Blatts, dadurch gekennzeichnet, daß man

- einen Basisschichtstrom aus mit Wärme plastifiziertem Material extrudiert,

- zusammen damit wenigstens einen Seitenstrom eines mit Wärme plastifizierten Materials extrudiert,

- den Seitenstrom durch eine Ventilplatte (10, 70) leitet,

- den Seitenstrom über eine nockenbetätigte Steuerung (42) steuert, die in der Ventilplatte angeordnet ist,

- den gesteuerten Seitenstrom zur Basisschicht leitet und mit ihr vereinigt.

14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (42) sich quer zum Seitenstrom bewegt.

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15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (42) dadurch betätigt wird, daß ein Bolzen (28) betätigt wird, der an seinem anderen Ende eine Nocke (36) hat, die in einen Hohlraum (46) der Steuerung (42) eingreift, wobei bei einer Drehung des Bolzens (28) die Nocke (36) verschoben wird, wodurch die Steuerung im Strömungsweg des Seitenstroms vorwärts oder rückwärts bewegt wird.

Der Patentanwalt:

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