DE3600396A1 - Breitschlitzduesenwerkzeug zum strangpressen von mehrschichtigen laminaten aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Breitschlitzdüsen­ werkzeug zum Strangpressen von mehrschichtigen Laminaten (Folien oder Platten) aus thermoplastischem Kunststoff, - mit

• mehrteiligem, in bezug auf Kanäle und Verbreiterungsspalt­ räume für die thermoplastifizierten Kunststoffströme zu einer Mittelebene symmetrischem Werkzeugblock,

zumindest einem Einmündungsbereich und einem daran angeschlossenen, in der Mittelebene liegenden und in bezug auf die Achse des Breit­ schlitzdüsenwerkzeuges symmetrischen Verbreiterungsspaltraum sowie anschließender Breitschlitzdüse, wobei der Werkzeugblock auf der der Breitschlitzdüse gegenüberliegenden Seite einen axialen Zusatzkanal runden oder rechteckigen Querschnitts zur Einführung eines Sonder­ kunststoffes aufweist, der in einen in den Einmündungsbereich ein­ tretenden Ausziehspalt übergeht. - Der Sonderkunststoff bildet in dem Laminat zumeist eine Sperrschicht gegen Dampf- oder Gasdiffusion. Ein üblicher Sonderkunststoff ist z. B. PVdC. Die Sonderkunststoffe sind häufig temperaturempfindlich. Andererseits muß der Sonderkunststoff zum Zwecke der einwandfreien Verbindung mit den übrigen Kunststoffen in dem Laminat bei der Vereinigung eine Temperatur aufweisen, die mit der Temperatur der übrigen Kunststoffe ausreichend übereinstimmt.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Breitschlitzdüsenwerkzeug (Plastics World, August 1984, S. 17) bildet eine Bohrung des Werkzeugblockes den Zusatzkanal. In der Bohrung ist eine Nickelbuchse eingesetzt. Eine selbständige Temperierung des in dem Zusatzkanal strömenden Sonderkunststoffes findet nicht statt. Die Nickelbuchse kann kaum eine Wärmedämmung bewirken. Je nach den Temperaturen, die die thermo­ plastifizierten Kunststoffströme aus rheologischen Gründen verlangen, erwärmt sich der Werkzeugblock auch im Bereich des Zusatzkanals so stark, daß der Sonderkunststoff durch Überhitzung Schaden nimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Breit­ schlitzdüsenwerkzeug so weiter auszubilden, daß der Sonderkunststoff in dem Zusatzkanal durch Überhitzung keinen Schaden nehmen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Zusatzkanal in einer Patrone angeordnet ist, die über ihren Umfang sowie ihre Länge verteilte Temperierbohrungen aufweist sowie in eine Patronenaufnahme des Werkzeugblockes eingesetzt ist, und daß die Patrone außerdem mit Einführungskanälen für auf den Sonderkunststoffstrom aufzubringende Abdeckkunststoffe versehen ist. Nach bevorzugter Ausführungsform sind die Einführungskanäle innerhalb der Temperierbohrungen ange­ ordnet. Es versteht sich, daß die Einführungskanäle für die Ab­ deckkunststoffe in dem Zusatzkanal geeignet einmünden. - Die Patrone ist im Rahmen der Erfindung ein selbständiges Düsenaggregat, welches durch das Einsetzen in die Patronenaufnahme des Werkzeugblockes in ein klassisches Breitschlitzdüsenwerkzeug integriert ist. Zwar wird auch im Rahmen der Erfindung der Sonderkunststoff auf die Temperatur gebracht, die aus rheologischen Gründen zum Einbau in das Laminat erforderlich ist, das geschieht jedoch gleichsam mit einem Temperatur­ sprung beim Verlassen der Patrone und beim Eintritt in den Ein­ mündungsbereich des Breitschlitzdüsenwerkzeuges. Überraschenderweise treten dabei Überhitzungsschäden nicht auf. Überraschenderweise ist auch der Verbund des Sonderkunststoffes in dem Laminat einwandfrei, weil er durch die Abdeckkunststoffe vorbereitet ist, die sich schon in der Patrone stoffschlüssig mit dem Sonderkunststoff verbunden haben. Werden die Abdeckkunststoffe in dünner Schicht auf den Sonderkunststoffstrom aufgebracht, so können die Abdeckkunststoffe auch eine gegenüber dem Sonderkunststoff erhöhte Temperatur aufweisen, ohne daß der Sonder­ kunststoff Schaden nimmt, weil die dünne Schicht der Abdeckkunststoffe nur eine geringe Wärmemenge mitführt, während nichtsdestoweniger über die Temperatureinstellung der stoffschlüssige Verbund statt­ findet. Bei den Abdeckkunststoffen kann es sich um solche handeln, aus denen auch die übrigen Kunststoffströme bestehen. Sie werden im allgemeinen unterseitig und oberseitig auf den Sonderkunststoffstrom aufgebracht. Im Rahmen der Erfindung liegt es, zwischen den Extrudern und den Einzelanschlüssen für das Mehrschichtwerkzeug Dosierpumpen an­ zuordnen.

lm einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Aus­ führungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone aus einem Schaftteil und einem verbreiterten Kopfstück besteht, wobei das Kopfstück Anschlußeinrichtungen für die Einführung des Sonder­ kunststoffes und der Abdeckkunststoffe aufweist, und daß zwischen Kopfstück und Werkzeugblock wärmedämmende Einlagen angeordnet sind. Die selbständige Temperierung der Patrone kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise indem entsprechende Wärmeträger durch die Temperierbohrungen hindurchgeführt werden. Dabei kann mit den Hilfsmitteln der Verfahrenstechnik praktisch jede beliebige Temperatur für die Patrone und damit auch für den Sonderkunststoff eingestellt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich in bezug auf die Temperierung durch Einfachheit auszeichnet, ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperierbohrungen einerseits als axiale, über das Schaftteil und das Kopfstück geführte Ausgleichsbohrungen und andererseits als zusätzliche, im Kopfstück angeordnete Kühlbohrungen ausgeführt sind. Ausgleichsbohrungen bezeichnet geschlossene Bohrungen, in denen sich eine im Temperaturbereich verdampfbare und wieder kondensierbare Flüssigkeit befindet, die die Ausgleichsbohrungen nur teilweise ausfüllt und sicherstellt, daß über die Länge, die durch die Länge der Ausgleichsbohrungen gegeben ist, überall die gleiche Temperatur herrscht und die Wärme an die Kühlbohrungen abgeführt wird, die sich im Kopfteil befinden und die für den beschriebenen Wärme­ austauschmechanismus erforderliche Temperatur einstellen. In diesem Zusammenhang sind auch die wärmedämmenden Einlagen von besonderer Bedeutung, die zwischen Kopfstück und Werkzeugblock angeordnet sind. Zusätzliche Temperierbohrungen können auch im Bereich der Ver­ breiterungsspalträume angeordnet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Breitschlitz­ düsenwerkzeug,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A.

Das in den Figuren dargestellte Breitschlitzdüsenwerkzeug dient zum Strangpressen von mehrschichtigen Laminaten (in Form von Folien oder von Platten) aus thermoplastischem Kunststoff. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört ein mehrteiliger, in bezug auf Kanäle 1 und Verbreiterungs­ spalträume 2 für die thermoplastifizierten Kunststoffströme zu einer Mittelebene 3 symmetrischer Werkzeugblock 4. Man erkennt in Fig. 1 einen Einmündungsbereich 5 und einen daran angeschlossenen, in der Mittelebene 3 liegenden und in bezug auf die Achse des Breitschlitz­ düsenwerkzeuges symmetrischen Verbreiterungsspaltraum 6 an den die Breitschlitzdüse 7 anschließt. Der Werkzeugblock 4 besitzt auf der der Breitschlitzdüse 7 gegenüberliegenden Seite einen axialen Zusatzkanal 8 runden oder rechteckigen Querschnittes zur Einführung eines Sonder­ kunststoffes. Dieser Zusatzkanal 8 geht in einen in den Einmündungs­ bereich 5 eintretenden Ausziehspalt 9 über. Die Verbreiterungsspalträume 2, 6 sind z. B. "kleiderbügelförmig" gestaltet.

Der Zusatzkanal 8 ist in einer Patrone 10, 11 angeordnet, die über ihren Umfang sowie ihre Länge verteilte Temperierbohrungen 12, 13 auf­ weist und in eine Patronenaufnahme 14 des Werkzeugblockes 4 eingesetzt ist. Die Patrone 10, 11 ist außerdem mit Einführungskanälen 15 für auf den Sonderkunststoff aufzubringende Abdeckkunststoffe versehen, die innerhalb der Temperierbohrungen 12, 13 angeordnet sind und zwar im Ausführungsbeispiel oberhalb und unterhalb des Zusatzkanals 8. Die Patrone besteht aus einem Schaftteil 10 und einem verbreiterten Kopf­ stück 11. Das Kopfstück 11 besitzt, wozu auf die Fig. 2 verwiesen wird, Anschlußeinrichtungen 16, 17 für die Einführung des Sonderkunststoffes und der Abdeckkunststoffe. Zwischen Kopfstück 11 und Werkzeugblock 4 befinden sich wärmedämmende Einlagen 18. Die Temperierbohrungen sind einerseits als axiale, über das Schaftteil 10 und das Kopfstück 11 geführte Ausgleichsbohrungen 12 und andererseits als zusätzliche, im Kopfstück 11 angeordnete Kühlbohrungen 13 ausgeführt. Bei den Aus­ gleichsbohrungen 12 handelt es sich um geschlossene Bohrungen, die mit einer im Temperaturbereich verdampfbaren und wieder kondensier­ baren Flüssigkeit teilweise gefüllt sind. Der Sonderkunststoff wird über den Kanal 19 in den Zusatzkanal 8 eingeführt und gleich im Eintritts­ bereich über die Kanäle 15 und die angeschlossenen Spalträume mit den Abdeckkunststoffen abgedeckt. Er erfährt in der Patrone seine Temperierung und erst beim Austritt im Rahmen eines Temperatur­ sprunges die Temperaturerhöhung, die aus rheologischen Gründen zur lntegration mit den übrigen Kunststoffen erforderlich ist. Dieser Temperatursprung verursacht keinerlei Überhitzungsschäden. Ein inniger Verbund wird wegen der Abdeckkunststoffe erreicht, die im übrigen auf den Kunststoff der weiteren Laminatschichten abgestimmt sind.

Claims (6)

1. Breitschlitzdüsenwerkzeug zum Strangpressen von mehrschichtigen Laminaten (Folien oder Platten) aus thermoplastischem Kunststoff, - mit

• mehrteiligem, in bezug auf Kanäle und Verbreiterungsspalt­ räume für die thermoplastifizierten Kunststoffströme zu einer Mittelebene symmetrischem Werkzeugblock,

zumindest einem Einmündungsbereich und einem daran angeschlossenen, in der Mittelebene liegenden und in bezug auf die Achse des Breit­ schlitzdüsenwerkzeuges symmetrischen Verbreiterungsspaltraum sowie anschließender Breitschlitzdüse, wobei der Werkzeugblock auf der der Breitschlitzdüse gegenüberliegenden Seite einen axialen Zusatzkanal runden oder rechteckigen Querschnitts zur Einführung eines Sonderkunst­ stoffes aufweist, der in einen in den Einmündungsbereich ein­ tretenden Ausziehspalt übergeht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatzkanal (8) in einer Patrone (10, 11) an­ geordnet ist, die über ihren Umfang sowie ihre Länge verteilte Temperier­ bohrungen (12, 13) aufweist sowie in eine Patronenaufnahme (14) des Werkzeugblockes (4) eingesetzt ist, und daß die Patrone (10, 11) außer­ dem mit Einführungskanälen (15) für auf den Sonderkunststoffstrom aufzu­ bringende Abdeckkunststoffe versehen ist.

2. Breitschlitzdüsenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungskanäle (15) innerhalb der Temperierbohrungen (12, 13) angeordnet sind.

3. Breitschlitzdüsenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone aus einem Schaftteil (10) und einem verbreiterten Kopfstück (11) besteht, wobei das Kopfstück (11) Anschluß­ einrichtungen (16, 17) für die Einführung des Sonderkunststoffes und der Abdeckkunststoffe aufweist, und daß zwischen Kopfstück (11) und Werkzeugblock (4) wärmedämmende Einlagen (18) angeordnet sind.

4. Breitschlitzdüsenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperierbohrungen einerseits als axiale über das Schaftteil (10) und das Kopfstück (11) geführte Ausgleichsbohrungen (12) und andererseits als zusätzliche, im Kopfstück (11) ange­ ordnete Kühlbohrungen (13) ausgeführt sind.

5. Breitschlitzdüsenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Temperierbohrungen auch im Bereich der Verbreiterungsspalträume (2) angeordnet sind.