DE3425371A1

DE3425371A1 - Folienblaskopf fuer die herstellung von schlauchfolien

Info

Publication number: DE3425371A1
Application number: DE19843425371
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 4540 Lengerich Upmeier
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1986-01-23
Also published as: IT8504834A0; IT1210140B; US4605365A; SU1378779A3; JPS6127240A; DE3425371C2; CA1243158A

Description

10.07.1984 34 242 G-die

Windmöller ξ Hölscher, 4540 Lengerich

Folienblaskopf für die Herstellung von Schlauchfolien

Die Erfindung betrifft einen Folienblaskopf für die Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Massen mit einem seitlichen Zuführungskanal für die Schmelze, der in einen ersten Ringkanal mit in einer im wesentlichen radialen Ebene des Folienblaskopfes liegenden oberen Begrenzungswandung mündet, der von dem zu diesem konzentrischen, zu dem den Folienschlauch ausformenden Düsenspalt führenden zweiten Ringkanal durch ein eingesetztes Rohrstück mit unterer, beide Ringkanäle verbindenden Überströmkante getrennt ist, dessen Höhe von der Mündung des Zuführungskanals bis zu der radial gegenüberliegenden Zusammenflußstelle der im Mündungsbereich geteilten Schmelzeströme derart abnimmt, daß die Fließwege der Schmelze zu dem Düsenspalt im wesentlichen gleich lang sind.

Die Leistung von Anlagen zur Herstellen von geblasenen Schlauchfolien wird im wesentlichen durch die erreichbare Kühlleistung begrenzt, weil die Abzugsgeschwindigkeit nur so groß sein darf, daß sichergestellt ist, daß die Folien mindestens im Zeitpunkt ihres Flachlegens so weit abgekühlt sind, daß die aufeinanderliegenden Folienbahnen nicht miteinander verblocken können. Als kühlendes Medium für die extrudierten Schlauchfolien hat sich Luft als ideal erwiesen, weil diese eine zu schroffe Abkühlung, die die Folienqualität beeinträchtigt, vermeidet. Zur Kühlung des zwischen dem Folienblaskopf und der Flachlegeeinrichtung zu einer Folienblase aufgeblasenen Folienschlauches werden seit einigen Jahren Folienblasköpfe eingesetzt, die durch das Prinzip der Folieninnenkühlung mit ständigem Austausch der die Folienblase stützenden Luft durch Kühlluft gegenüber Blasfolienanlagen mit stationärer Blase und nur mit kühlender Außenluft praktisch eine Leistungsverdoppelung ermöglicht haben. Ein besonderes Problem bei dem Austausch der kühlenden Stützluft ergibt sich jedoch daraus, daß die Innenluftzuführungs- und -abführungskanäle durch den Folienblaskopf hindurchgeführt werden müssen, wobei sie derart anzuordnen sind, daß sich keine Beeinträchtigung der Schmelzezuführungskanäle ergibt. Wegen der großen Mengen auszutauschender, die Folienblase kühlender Stützluft kommt grundsätzlich nur eine axiale Zu- und Abführung der Innenluft in Betracht. Die axiale Zuführung der Innenkühlluft macht eine seitliche Einspeisung der Schmelze in den Folienblaskopf erforderlich, wenn man nicht eine aufwendigere Anordnung wählt, wie sie aus der DE-PS 23 06 834 bekannt ist.

Ein aus der DE-OS_ 20 09 914 bekannter Folienblaskopf mit einem seitlichen Zuführungskanal für die Schmelze weist den Nachteil auf, daß der Blaskopf wegen der unterschiedlich langen Schmelzeleitungen bis zum Düsenspalt ungleich erwärmt wird, so daß sich ein unsymmetrisches Temperaturprofil über den Umfang des Folienblaskopf es ergibt und jeder Leistungs- oder Materialwechsel, der

Temperaturänderungen in der Schmelze hervorruft, ein unerwünschtes Nachzentrieren des Düsenspalts erforderlich machen kann.

Ein aus der DE-AS 17 29 055 bekannter Folienblaskopf der eingangs angegebenen Art vermeidet zwar den Nachteil unterschiedlich langer Fließwege der Schmelze von dem Einspeisungspunkt bis zu dem den Folienschlauch ausformenden Düsenspalt dadurch, daß die Schmelze zunächst entgegen der Abzugsrichtung der ausgeformten Folienblase umgelenkt, anschließend über eine Umlenkschulter mit einem etwa halbellyptischen Profilverlauf in Folienabzugsrichtung "umgestülpt" und dann zu dem Düsenspalt geleitet wird. Bei mit diesem bekannten Folienblaskopf hergestellten Schlauchfolien wurde jedoch eine Foliendünnstelle beobachtet, die im Bereich der Zusammenflußstelle der im Mündungsbereich geteilten Schmelzeströme liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Folienblaskopf der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der bei Einbau einer leistungsfähigen Folieninnenkühlvorrichtung die Herstellung von Schlauchfolien mit einem gleichmäßigeren Dickenprofil ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die innere und/oder äußere Wand des zweiten Ringkanals der mit axial und konzentrisch angeordneten Kanälen zum Zu- und Abführen der kühlenden Stützluft versehene Folienblaskopf in dem Bereich zwischen der Zusammenflußstelle und dem Düsenspalt mit axial verlaufenden, mit Zu- und Abführungsleitungen versehenen Bohrungen für ein Kühlmittel versehen ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die bei den mit dem bekannten Folienblaskopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 hergestellten Schlauchfolien beobachtete Dünnstelle auf der Fließnaht beruht, die sich an der Zusammenflußstelle der

geteilten Schmelzeströme dadurch einstellt, daß diese aufgrund
der Wandscherung eine Temperaturerhöhung an ihren wandnahen
Schichten erfahren, so daß sich an der Zusammenflußstelle ein
die Wandung des extrudierten Folienschlauches durchsetzender
Bereich mit erhöhter Temperatur und somit geringerer Viskosität ergibt, der dazu führt, daß in diesem Bereich die Schlauchfolie mit größerer Querreckung aufgeblasen wird. Die Wandscherung der Schmelze mit der dadurch bedingten Viskositätsänderung tritt
auch an den Wandungen der koaxialen Ringkanäle auf. Diese verteilt sich jedoch gleichmäßig über den Gesamtumfang der zu einem Schlauch auszuformenden Schmelze, so daß sich die dadurch bewirkte Viskositätsänderung störend nicht auf die Toleranzen der Foliendicke auswirken kann. Anders verhält es sich mit den Grenzschichten der Schmelze, die über die oberen Begrenzungswandungen des ersten Ringkanals fließen und an der Zusammenflußstelle unter Bildung der Fließnaht wieder vereinigt werden. Die diese
Fließnaht bildende Schmelze ist durch die Wandscherung über die volle Dicke des extrudierten Folienschlauches unter Verringerung der Viskosität erwärmt worden, was die erwähnte ausgeprägte Foliendünnstelle zur Folge hat. Durch die erfindungsgemäße Abkühlung einer Wandung oder beider Wandungen des zu dem Düsenspalt
führenden Ringkanals wird die Temperatur und damit die Viskosität der Schmelze im Bereich der Fließnaht den angrenzenden Bereichen angeglichen, so daß der extrudierte Folienschlauch ein im
wesentlichen vergleichmäßigtes Temperaturprofil aufweist und
eine Dünnstelle aufgrund der Fließnaht vermieden wird.

Als Kühlmittel kann durch die Temperierbohrungen beispielsweise Preßluft oder ein Temperieröl geleitet werden, deren Temperatur unter der Schmelzetemperatur des ausgeformten Kunststoffschlauches liegt. Durch die Kühlung wird die Schmelzetemperatur der
Zusammenflußnaht abgesenkt und dadurch die Schmelzeviskosität
wieder angehoben, so daß unzulässige Foliendickenuntertoleranzen an dieser Stelle vermieden werden.

Die innere und äußere Wandung des zweiten Ringkanals kann statt mit Bohrungen für ein Kühlmittel außerhalb eines axialen Bereiches zwischen der Zusammenflußstelle und dem Düsenspalt auch mit einer Heizmanschette versehen sein, die den an die Fließnaht angrenzenden Bereich des extrudierten Folienschlauches so weit aufheizt, daß sich in diesem ein gleichmäßiges Temperatur- und Viskositätsprofil einstellt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Folienblaskopf und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Folienblaskopf längs der Linie II - II in Fig. 1.

Von einem nicht dargestellten Extruder für thermoplastische und/ oder elastomere Massen wird die Schmelze 1 mittels des Anschlußflansches 2 in das Blaskopfgehäuse 3 eingeleitet. In das Gehäuse 3 ist mittels des Dichtkegels 5 der Fließkanal-Einsatz 4 eingesetzt, in dem die Strömungskanäle mit der den Schmelzestrom aufteilenden Fließschneide 6 angeordnet sind.

Entgegengesetzt zur Folienabzugsrichtung 17 wird die Schmelze zwischen der Bohrung des Gehäuses 3 und der Umlenkschulter 7 des Einsatzes 4 in dem Fließkanal 8 derart umgelenkt, daß vom Zentrum der Zuführungsbohrung 1 durch die Schmelze-Umlenkung über

die etwa halb-elliptisch verlaufende Formschulter 10 die Schmelze derart in den zum Düsenspalt 15 führenden inneren Schmelzeringkanal 9 geführt wird, daß sich vom zentralen Einspeisungspunkt 1 in das Gehäuse 3 längs eines jeden Stromfadens bis zum Umfang des ausformenden Düsenspalts 15 gleich lange Fließwege ergeben. Die obere Fließkanalwandung 11 stellt die in radialer Ebene verlaufende Basis für die die Schmelze umlenkende Formschulter 7, 10 dar. An dieser in radialer Ebene verlaufenden Ebene 11 tritt die störende Schererwärmung der Schmelze auf, die anschließend an der Zusammenflußschneide 11' radial den gesamten Schmelzestrom durchsetzt und an dieser Stelle besagte Foliendünnstelle verursacht.

Der innere Düsenring 13 wird durch die innere Schmelzekanalhülse 14 getragen, während der auf den Fließkanal 4 aufgesetzte Düsenring 12 gemeinsam mit dem inneren Düsenring 13 den die Folie ausformenden Düsenspalt 15 bildet.

Die ausgeformte Folienblase 16 wird durch die Folienkühlluft abgekühlt, aufgeweitet und einer nicht dargestellten Abzugsvorrichtung 17 zugeführt und anschließend aufgewickelt.

In die innere Bohrung 18 der inneren Schmelzekanalhülse 14 ist das Innenluft-Zuführungsrohr 19 eingesetzt, in dem wiederum über die radial angeordneten Stege 20 das Innenluft-Absaugrohr 21 gehalten wird. Die von einem nicht dargestellten Gebläse zuführte Innenkühlluft 22 wird oberhalb des inneren Düsenrings 13 an die Folienblasen-Innenseite geleitet, wobei die Luftführung durch eine schematisch dargestellte Innenkühlvorrichtung 23 verbessert wird. Anschließend wird die erwärmte Kühlluft 24 durch das Rohr 21 abgeleitet und von einem nicht dargestellten Gebläse abgesaugt.

Auf der von der Blaskopf-Längsachse, der Bohrungsachse 1 der

,S-

Schmelzezuführung sowie der Zusammenflußschneide 11' aufgespannten Ebene wird in Schmelzeflußrichtung hinter der Fließschneide 11' in dem Schmelzekanaleinsatz 4 die Temperierbohrung 25 mit der Temperiermittelzuleitung 26 bzw. -ableitung 27 angeordnet, während in der gegenüberliegenden Wandung der inneren Schmelzekanalhülse 14 in gleicher Höhe und gleicher Länge eine parallel verlaufende Temperierbohrung 28 angeordnet wird. Die Temperiermedium-Zuleitung für die Bohrung 28 ist mittels des Zuleitungspfeils 29 bzw. des Ableitungspfeils 30 angedeutet, wobei die Zuleitungsbohrungen 26, 29 sowie die Ableitungsbohrungen 27, 30 in Parallelschaltung zusammengefaßt werden.

Als Gegenstück zur Umlenkschulter 7, 10 des Schmelzekanalteils ist der Gegenring 31 eingesetzt, dessen muldenförmige Ausnehmung 32 mit konstantem Abstand zur Umlenkschulter 10 verläuft.

Die Versorgungsleitungen 29, 30 für die in der inneren Schmelzekanalhülse 14 angeordneten Temperierbohrung 28 verlaufen zweckmäßigerweise zwischen der Innenbohrung der Hülse 14 sowie dem Innenluft-Zuleitungsrohr 19.

Unterhalb der Schmelzekanalzuleitung 1 ergeben sich entgegengesetzt dem ausformenden Düsenspalt 15 in den Fließkanälen 8, 9, 10 am Umfang des Blaskopfgehäuses 3 unterschiedliche Erwärmungen bzw. Wärmeverluste. Um diese zu kompensieren, ist vorgesehen, mittels eines empfindlichen Schmelze-Massetemperaturfühlers 33 die exakte Schmelzetemperatur zu messen und mittels eines nicht dargestellten Temperaturreglers eine Heizmanschette 34 auf Massetemperatur zu regeln, um in diesem Bereich der Schmelzeumleitung am Blaskopfumfang gleiche Gehäusetemperaturen sicherzustellen. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, zumindest in gleicher axialer Länge auf der Innenseite der inneren Schmelzekanalhülse 14 ebenfalls ein inneres Heizband anzubringen, um Abkühlungseffekte durch die Innenkühlvorrichtung 21 - 24 auszugleichen. Die

Schmelzetemperatur des Masse-Thermoelements 33 kann auf einem Temperatur-Anzeiger 35 sichtbar gemacht werden, so daß die Betriebsweise des Blaskopfes beurteilt werden kann.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Einschicht-Folienblaskopf. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, dieses Prinzip auch für Mehrschicht-Coextrusion zu verwenden, wobei die seitliche Zuführung der innersten Schicht in der zum Düsenspalt abgewandten Seite in unterster Position, die Mittelschicht in nächster radialer Ebene und die Außenschicht in zum Düsenspalt zeigender radialer Ebene angeordnet ist.

Claims

10.07.1984 34 242 G-die Windmöller § Holscher, 4540 Lengerich Folienblaskopf für die Herstellung von Schlauchfolien Patentansprüche:

1. Folienblaskopf für die Herstellung von Schlauchfolien aus thermoplastischen Massen mit einem seitlichen Zuführungskanal für die Schmelze, der in einen ersten Ringkanal mit in einer im wesentlichen radialen Ebene des Folienblaskopf es liegenden oberen Begrenzungswandung mündet, der von dem zu diesem konzentrischen, zu dem den Folienschlauch ausformenden Düsenspalt führenden zweiten Ringkanal durch ein eingesetztes Rohrstück mit unterer, beide Ringkanäle verbindenden Überströmkante getrennt ist, dessen Höhe von der Mündung des Zuführungskanals bis zu der radial gegenüberliegenden Zusammenflußstelle der im Mündungsbereich

geteilten Schmelzeströme derart abninmt, daß die Fließwege der Schmelze zu dem Düsenspalt im wesentlichen gleich lang sind, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und/oder äußere Wand des zweiten Ringkanals (9) des mit axial und konzentrisch angeordneten Kanälen (19, 21) zum Zu- und Abführen der kühlenden Stützluft versehenen Folienblaskopfes in dem Bereich zwischen der Zusammenflußstelle (H') und dem Düsenspalt (13) mit axial verlaufenden, mit Zu- und Abflußleitungen (26, 27; 29, 30) versehenen Bohrungen (25, 28) versehen ist bzw. sind.

2. Folienblaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Folienblaskopfes mit einer diesen umgebenden Heizmanschette (34) versehen ist.

3. Folienblaskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand des zweiten Ringkanals (9) über eine gleiche axiale Länge mit einer Heizmanschette oder mit Heizbän- dern versehen ist.

Folienblaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und/oder äußere Wandung des zweiten Ringkanals (9) statt mit Bohrungen für ein Kühlmittel außerhalb eines axialen Bereich zwischen der Zusammenflußstelle und dem Düsenspalt mit einer Heizmanschette versehen ist.