DE3645109C2

DE3645109C2 - Large multilayer parison mfr.

Info

Publication number: DE3645109C2
Application number: DE3645109A
Authority: DE
Inventors: Guenter 5230 Altenkirchen De Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2006-10-18

Abstract

Multi (three)-layer hollow parisons of large vol. for blow moulding operations are produced by bringing together the layers A.B.C. within an axially moving ring piston. The multi-layer melt expands into an annular storage space and is extruded from the nozzle by the down movement of the piston as a laminated tube. Pref. the ring piston has for each material layer an annular flow channel each connected by flow channel bores to a hinged extruder. From the funnel-shaped divergent flow channel the material enters a storage space and reaches the annular nozzle. The three layers leave as extrusion with a uniform wall thickness

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum diskontinuier lichen Coextrudieren mehrschichtiger schlauchartiger Vorform linge für großvolumige Hohlkörper aus Kunststoff, bei dem ring förmige unterschiedliche Materialschmelzen zu einer mehrschich tigen ringförmigen Materialschmelze zusammengeführt werden und bei dem die mehrschichtige Materialschmelze sich trichter förmig erweiternd in einen Ringspeicherraum fließt sowie an schließend mittels eines in axialer Richtung bewegbaren, einen Fließkanal aufweisenden Ringkolbens, der von der Material schmelze nach oben drückbar ist, über einen Ringdüsenspalt ausgestoßen wird.The invention relates to a method for discontinuous liche co-extruding multi-layer tubular preform linge for large-volume hollow bodies made of plastic, with the ring shaped different material melts to a multilayer term annular material melt are brought together and where the multilayered material melt funnel flowing into a circular storage space as well closing by means of an axially movable one Flow channel ring piston, which is made of the material melt can be pushed upwards, via an annular die gap is expelled.

Aus der DE-OS 27 12 910 (Fig. 3) ist ein Ver fahren zur diskontinuierlichen Herstellung mehrschichtiger, co extrudierter, schlauchartiger Vorformlinge aus thermoplastischem Kunststoff zur Bildung mehrschichtiger Hohlkörper in einer ge teilten Blasform bekannt, bei dem die unterschiedlichen Materi alschmelzen in besondere Führungsschlitze eines Ringkolbens ein geleitet und durch Umlenkungen von 180° ringförmig ausgebildet werden. Diese ringförmigen Materialschmelzen stoßen dann in ei nem radial gerichteten, umlaufenden Kanal zusammen, von dem sie dann gemeinsam nach einer weiteren Umlenkung von 90° in einen gemeinsamen, ringförmigen Fließkanal übergehen. Dieser Fließ kanal mündet einseitig in einen dem Ringkolben vorgeordneten Ringspeicherraum, wobei der Ringkolben durch die einströmen den Materialschmelzen zurückgedrängt und der sich dadurch ver größernde Ringspeicherraum gefüllt wird. Anschließend werden diese Materialschmelzen durch den Ringkolben über einen ab sperrbaren Düsenspalt ausgestoßen. Das annähernd stumpfe Auf einandertreffen der beiden Materialschmelzen hat zwangsläufig zur Folge, daß sich die einzelnen Materialschmelzen in der mehrschichtigen Materialschmelze in nicht genau vorhersehbarer Wandstärke ausbilden. Die Umlenkung der mehrschichtigen Mate rialschmelze um 90 Grad hat zur Folge, daß die Wandstärkenaus bildung der einzelnen Materialschmelzen im Verbund weiterhin nachteilig beeinträchtigt wird. Wenn die zweischichtige Mate rialschmelze dann einseitig in den Ringspeicherraum strömt, legen sowohl hier als auch beim Austritt aus dem Ringspeicher raum, die unterschiedlichen Materialschmelzen erheblich unter schiedliche Wege zurück, was ebenfalls zu einer Beeinträchti gung der Wandstärken der einzelnen Materialschmelzen führen kann. Diese gesamten Faktoren tragen dazu bei, daß eine Ver änderung der Schichtdicken auftritt, die sich beim geblasenen Hohlkörper nachteilig, beispielsweise durch teileise Zerstö rung einer Schicht, bemerkbar macht. Diese Nachteile nehmen mit zunehmender Größe des herzustellenden Hohlkörpers zu. Für großvolumige Hohlkörper, die ein Volumen von mehr als 20 Li ter, beispielsweise 1000 Liter, aufweisen, ist dieses bekannte Verfahren ungeeignet.From DE-OS 27 12 910 ( Fig. 3) is a process for the discontinuous production of multilayer, co-extruded, hose-like preforms made of thermoplastic to form multilayer hollow bodies in a divided blow mold known, in which the different materials melt in special guide slots a ring piston and passed through a deflection of 180 ° annular. These annular material melts then collide in a radially directed, circumferential channel, from which they then merge after a further deflection of 90 ° into a common, annular flow channel. This flow channel opens on one side into an annular storage space arranged upstream of the annular piston, the annular piston being pushed back by the inflowing material melts and the annular storage space thereby enlarging being filled. Then these material melts are expelled through the ring piston via a lockable nozzle gap. The almost blunt meeting of the two material melts inevitably has the consequence that the individual material melts form in the multilayered material melt with a wall thickness that is not exactly predictable. The deflection of the multilayer mate rialschmelze by 90 degrees has the consequence that the wall thickness formation of the individual material melts in the composite is still adversely affected. If the two-layer material melt then flows unilaterally into the ring storage space, both here and when exiting the ring storage space, the different material melts travel considerably different ways, which can also lead to an impairment of the wall thicknesses of the individual material melts. All of these factors contribute to the fact that a change in the layer thicknesses occurs, which has an adverse effect on the blown hollow body, for example due to partial destruction of a layer. These disadvantages increase with increasing size of the hollow body to be produced. For large-volume hollow bodies that have a volume of more than 20 Li ter, for example 1000 liters, this known method is unsuitable.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art wird ein Speicherkopf (DE-OS 36 20 144) mit mindestens zwei unterschiedlichen Materialschmelzen beschickt, die in ge trennte, koaxial zueinander angeordnete und ringförmigen Quer schnitt aufweisende Speisekanäle eines ortsfesten Coextrusions kopfes eingeleitet werden. Alle Speisekanäle laufen an einem Punkt zusammen, von dem dann die mehrschichtige Materialschmel ze in einen Ringkanal strömt. An seinem den Speisekanälen an gewandten Ende geht der Ringkanal in eine erste Kanalerweite rung über, deren größter Querschnitt dem Querschnitt eines Ex pansionsraumes im Ringkolben entspricht. Diese Kanalerwei terung ist verhältnismäßig kurz ausgebildet, so daß die mehr schichtige Materialschmelze auf einem verhältnismäßig kurzen Weg sehr stark expandieren muß. Bis zu diesem Expansionsraum stimmen die Verfahrensabläufe der Fig. 1 und 2 sowie der Fig. 3 und 4 der DE-OS 36 20 144 überein. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 strömt nun die mehrschichtige Materialschmelze von dem Expansionsraum über eine durch Schrägen gebildete zweite Erweiterung in den Stau raum bzw. Ringspeicher. Dabei findet eine weitere Expansion bzw. Querschnittsveränderung der mehrschichtigen Material schmelze statt. Über Schrägen des Ringkolbens wird derselbe in seine Lage gemäß Fig. 2 zurückgedrängt. Sobald der Stauraum vollständig mit der mehrschichtigen Materialschmelze gefüllt ist, wird über den nach unten bewegbaren Ringkolben die Aus stoßbewegung eingeleitet und über eine Ringdüse ein schlauch artiger, mehrschichtiger Vorformling erzeugt. Insbesondere die zweite Querschnittsvergrößerung bzw. Expansion der mehrschich tigen Materialschmelze - die erste findet in der Kanalerweite rung und die zweite im Bereich der Schrägen des Ringkolbens statt - bringt die Gefahr mit sich, daß die mehrschichtige Ma terialschmelze in ihrer Struktur nicht erhalten bleibt. Hier können sich die Dicken der einzelnen Schichten der Material schmelze unterschiedlich verformen, so daß der schlauchartige Vorformling, insbesondere aber der geblasene, fertige Hohlkör per, die angestrebten Schichtstärken nicht mehr aufweist. Der größte Nachteil des Verfahrensablaufes der Fig. 1 und 2 be steht jedoch darin, daß beim Extrudieren des schlauchartigen Vorformlings, also bei der Bewegung des Ringkolbens aus der Stellung der Fig. 2 in die Stellung der Fig. 1, der Stauraum in Fließrichtung nicht vollständig entleert wird, sondern ein Teil der im Stauraum befindlichen, mehrschichtigen Material schmelze wieder in den Expansionsraum zurückströmen muß. Dies führt zu einer weiteren Beeinträchtigung der Struktur der mehrschichtigen Materialschmelze, was sich jedoch erst beim nächsten Vorformling bemerkbar macht. Hier dürften die ange strebten Schichtstärken nicht mehr vorhanden bzw. zumindest die äußere Schicht zerstört sein. Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 der DE-OS 36 10 144 findet eine mehrmalige Querschnittsveränderung der mehr schichtigen Materialschmelze statt. Zunächst expandiert hier die mehrschichtige Materialschmelze, wenn sie vom Ringkanal in den Expansionsraum einströmt, der hier gleichzeitig den Ringspei cherraum bildet. Dabei wird der Ringkolben aus seiner Füllstel lung gemäß Fig. 3 in seine Ausstoßstellung gemäß Fig. 4 verscho ben. Vom Expansionsraum aus wird die mehrschichtige Material schmelze dann wieder in ihrem Querschnitt verformt, wenn sie durch das Verjüngungsstück in den von Dichtlippenringen begrenz ten Ringkanal strömt. Im Anschluß an diesen Ringkanal expandiert die mehrschichtige Materialschmelze erneut, wenn sie in den der Düsenleitung vorgeordneten, nicht gekennzeichneten, erweiterten Ringraum strömt. Dieser Ringraum ist durch die Dichtlippenringe vorgegeben und wird dann gebildet, wenn sich der Ringkolben aus der Stellung der Fig. 3 in die Stellung der Fig. 4 bewegt. Diese Bewegung findet entgegen der Fließrichtung der mehrschichtigen Materialschmelze statt und kann ebenfalls zu einer Beeinträch tigung der Struktur der mehrschichtigen Materialschmelze, ins besondere der äußeren Schicht, führen. Der vorerwähnte Ring raum wird bei der entgegengesetzten Bewegung des Ringkolbens, also bei der Füllung des Expansionsraumes, wieder verkleinert. Dies bedeutet, daß der größte Teil der in diesem Ringraum be findlichen, mehrschichtigen Materialschmelze - die Düse ist geschlossen - in den Ringkanal zurückfließen muß, der von den beiden Dichtlippenringen begrenzt ist. Dieses Zurückfließen der mehrschichtigen Materialschmelze führt ebenfalls zu einer Beeinträchtigung der Struktur der einzelnen Schichten, wodurch zumindest die äußere Schicht des nachfolgenden Vorformlings und des geblasenen Hohlkörpers stark beeinträchtigt, wenn nicht so gar unterbrochen wird.In a known method of the type mentioned, a storage head (DE-OS 36 20 144) is loaded with at least two different material melts, the feed channels of a stationary coextrusion head are introduced into ge separated, coaxially arranged and annular cross-section having feed channels. All feed channels converge at one point, from which the multi-layer material melt flows into an annular channel. At its end facing the feed channels, the ring channel merges into a first channel extension, the largest cross-section of which corresponds to the cross section of an expansion chamber in the ring piston. This channel expansion is relatively short, so that the multi-layer material melt must expand very strongly in a relatively short way. Up to this expansion space, the process sequences of FIGS. 1 and 2 and FIGS. 3 and 4 of DE-OS 36 20 144 match. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the multilayer material melt now flows from the expansion space via a second extension formed by inclines into the storage space or ring buffer. A further expansion or change in cross-section of the multilayer material melt takes place. The inclined ring piston is pushed back into position according to FIG. 2. As soon as the storage space is completely filled with the multi-layer material melt, the push-off movement is initiated via the ring piston which can be moved downwards and a hose-like, multi-layer preform is produced via an annular nozzle. In particular, the second cross-sectional enlargement or expansion of the multilayer material melt - the first takes place in the channel expansion and the second takes place in the area of the bevels of the annular piston - entails the risk that the multilayer material melt will not be retained in its structure. Here, the thicknesses of the individual layers of the material melt can deform differently, so that the tube-like preform, but in particular the blown, finished hollow body, no longer has the desired layer thicknesses. The main disadvantage of the process sequence of FIGS . 1 and 2 is, however, that when extruding the tube-like preform, that is to say when the annular piston is moved from the position of FIG. 2 into the position of FIG. 1, the storage space in the flow direction is not complete is emptied, but a part of the multi-layer material in the storage space melt must flow back into the expansion space. This leads to a further impairment of the structure of the multilayer material melt, but this is only noticeable with the next preform. Here the desired layer thicknesses should no longer exist or at least the outer layer should be destroyed. In the embodiment of FIGS. 3 and 4 of DE-OS 36 10 144, the cross-section of the multilayered material melt is changed several times. First of all, the multilayered material melt expands here when it flows from the ring channel into the expansion space, which at the same time forms the ring storage space here. The annular piston is moved from its filling position according to FIG. 3 into its eject position according to FIG. 4. From the expansion space, the multilayer material melt is then deformed again in its cross-section when it flows through the taper in the annular channel bounded by sealing lip rings. Following this ring channel, the multilayered material melt expands again when it flows into the enlarged annular space upstream of the nozzle line, which is not marked. This annular space is predetermined by the sealing lip rings and is formed when the annular piston moves from the position in FIG. 3 to the position in FIG. 4. This movement takes place against the direction of flow of the multilayered material melt and can also lead to an impairment of the structure of the multilayered material melt, in particular the outer layer. The above-mentioned annular space is reduced again in the opposite movement of the annular piston, that is to say when the expansion space is filled. This means that the majority of the be in this annulus, multilayer material melt - the nozzle is closed - must flow back into the ring channel, which is limited by the two sealing lip rings. This backflow of the multilayer material melt also leads to an impairment of the structure of the individual layers, as a result of which at least the outer layer of the subsequent preform and the blown hollow body are severely impaired, if not interrupted at all.

Gegenüber diesem bekannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches eine Durchmischung der Materialschichten und eine unerwünschte Veränderung der Schichtdicke während des Ein fließens in den Ringspeicherraum bzw. während des Ausstoßvorgan ges, insbesondere beim späteren Blasen des Hohlkörpers, aus schließt.Compared to this known The procedure lies Invention based on the object of a method create what a mixing of the material layers and an undesirable change in the layer thickness during the on flowing into the ring storage space or during the ejection process ges, especially when blowing the hollow body later closes.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird der in dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs aufge führten Verfahrensschritt vorgeschlagen. Der allmähliche, sich trichterförmig erweiternde Übergang der mehrschichtigen Mate rialschmelze vom Ringkanal zum Ringspeicherraum, der aus schließlich im Ringkolben stattfindet, stellt hier sicher, daß die einzelnen Schichten der Materialschmelze in ihrer Struktur nicht verändert werden, sondern erhalten bleiben. To solve this problem is the in the characterizing part of the claim led proposed process step. The gradual, yourself funnel-shaped transition of the multilayer mate rialschmelze from the ring channel to the ring storage space, the out finally takes place in the ring piston, makes sure that the individual layers of the material melt in their Structure should not be changed, but preserved.

Eine mehrmalige Querschnittsveränderung der mehrschichtigen Materialschmelze oder sogar ein Zurückfließen der mehrschich tigen Materialschmelze findet hier nicht statt.A repeated change in cross-section of the multilayer Material melt or even a reflux of the multilayer material melt does not take place here.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigtThe invention is described below with reference to a drawing illustrated embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Ringkolbenspeicher einer Vorrichtung, Fig. 1 shows a section through an annular piston accumulator of an apparatus,

Fig. 2 den Ringkolbenspeicher der Fig. 1 mit Extrudern und Fig. 2 shows the annular piston accumulator of Fig. 1 with extruders and

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Ringkolbenspeichers der Fig. 1 mit den einzelnen Materialschichten. Fig. 3 shows an enlarged section of the annular piston accumulator of Fig. 1 with the individual layers of material.

Fig. 1 zeigt den Aufbau des Ringkolben staukopfes bestehend aus dem Speichermantel (1), der Pinole (2) mit dem Düsenpilz (3), dem Ring kolben (4) - hier dargestellt für drei Material schichten A, B und C -, den Ringspeicherraum (5), die trichterförmige Erweiterung des Fließkanals (6), den Hydraulikkolben (7) für den Ausstoßvor gang und den Düsenstellzylinder (8). Die Darstellung zeigt auf der linken Seite des Ringkolbenstaukopfes den Ringkolben (4) in der oberen Position und auf der rechten in der untersten Ausführungsposition. Fig. 1 shows the structure of the ring piston accumulation head consisting of the storage jacket ( 1 ), the quill ( 2 ) with the nozzle mushroom ( 3 ), the ring piston ( 4 ) - shown here for three material layers A, B and C -, the Annular storage space ( 5 ), the funnel-shaped extension of the flow channel ( 6 ), the hydraulic piston ( 7 ) for the ejection process and the nozzle actuating cylinder ( 8 ). The illustration shows the annular piston ( 4 ) in the upper position on the left side of the annular piston storage head and in the lowest execution position on the right side.

Fig. 2 stellt eine mögliche Verfahrens anordnung der Extruder (9) (10) dar mit dem gelenk artigen Anschluß (9.2) (10.2) am Ringkolben (4) und den Extruderdrehpunkten (9.1) (10.1) im Bereich der Extruderantriebe (9.3) (10.3). Dabei ist verdeutlicht die Stellung des Ringkolbens (4) mit den Extrudern (9) (10) in der obersten Stellung der besseren Dar stellung wegen vollstrichig gezeichnet und die Stellung des Ringkolbens (4) in der untersten Stel lung mit den Extrudern (9) (10) unterbrochen ge zeichnet. Dabei ist auf der linken Staukopfseite der Kolben (4) wiederum in der oberen Position vollstrichig und auf der rechten Staukopfseite in der unteren Position unterbrochen gezeichnet dargestellt. Fig. 2 shows a possible process arrangement of the extruders ( 9 ) ( 10 ) with the articulated connection ( 9.2 ) ( 10.2 ) on the ring piston ( 4 ) and the extruder pivot points ( 9.1 ) ( 10.1 ) in the area of the extruder drives ( 9.3 ) ( 10.3 ). The position of the ring piston ( 4 ) with the extruders ( 9 ) ( 10 ) in the uppermost position for better illustration is shown in full lines and the position of the ring piston ( 4 ) in the lowest position with the extruders ( 9 ) ( 10 ) interrupted ge. Here, the piston ( 4 ) is again shown in full line in the upper position on the left side of the accumulation head and shown interrupted in the lower position on the right side of the accumulation head.

Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung in vergrößerter Darstellung das Fließverhalten der Materialschichten A, B und C im Ringkolben (4), in der trichterförmigen Erweiterung des Fließkanals (6), im Ringspeicherraum (5) im Düsenspalt (11) und letztlich als Extrudat (12). Auch hierbei ist links der Ringkolben in der unteren und rechts in der oberen Position dargestellt.For clarification, FIG. 3 shows the flow behavior of the material layers A, B and C in the annular piston ( 4 ), in the funnel-shaped expansion of the flow channel ( 6 ), in the ring storage space ( 5 ) in the nozzle gap ( 11 ) and ultimately as an extrudate ( 12 ). Here, too, the ring piston is shown on the left in the lower position and on the right in the upper position.

Claims

Process for the discontinuous co-extrusion of multi-layer tubular preforms for large-volume hollow bodies made of plastic, in which ring-shaped different material melts are brought together to form a multi-layer ring-shaped material melt and in which the multi-layer material melt flows in a funnel-shaped manner into a ring storage space and then by means of a flow channel which is movable in the axial direction Annular piston, which can be pressed upwards by the material melt, is expelled through an annular die gap, characterized in that the bringing together of the individual material melts to form the multilayer material melt takes place in the extrusion direction in the flow channel of the annular piston.