DE3903078A1 - Verfahren zur herstellung eines folienschlauches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Folienschlauches nach dem Folienblasverfahren für die Verarbeitung von Foliensäcken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Dieses Verfahren ist beispielsweise aus der DE-PS 10 46 870 bekannt. Die Herstellung von Mehrschichtfolienschläuchen nach dem Koextrusionsverfahren ist ferner aus der US-PS 32 23 761 bekannt. Schließlich sind Foliensäcke zur Verpackung von Nahrungsmitteln, Düngemitteln und anderen körnigen Produkten in der US-PS 33 21 125 beschrieben.

Derartige Foliensäcke haben in Längsrichtung des Folien­ schlauchs Faltkanten und sind dort aufgrund der an den Abquetschwalzen der Flachlegeeinrichtung erzeugten Knick­ stellen besonders stark beansprucht. Man hat deshalb die Dicke von Folienschläuchen für die Konfektionierung von Foliensäcken entsprechend der Beanspruchung des Foliensackes im Kantenbereich bemessen. Hierdurch ergab sich für etwa 90% des Umfanges des Folienschlauches eine Überdimensionierung, was zu einem unverhältnismäßig hohen Mehrverbrauch an Rohstoffen führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, durch welches ein Folienschlauch kontinuierlich hergestellt werden kann, der für die Verarbeitung zu Foliensäcken geeignet ist, wobei der Folienschlauch ausschließlich im Bereich der Faltkanten des Foliensackes durch Verdickungen verstärkt ist, während der übrige Umfang des Folienschlauches eine gleich­ förmige, dünnere Wanddicke hat. Mit anderen Worten bedeutet dies, ein Verfahren anzugeben, bei dem die verwendeten Rohstoffe besser ausgenutzt werden und der Folienschlauch wirtschaftlicher hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Es wurde zwar bereits vorgeschlagen (DE-OS 26 40 031), einen Folienschlauch, der im Bereich einer Faltkante eine in Schlauchlängsrichtung verlaufende Dickstelle aufweist, dadurch zu erzeugen, daß ein Ringschlitzdüsenwerkzeug verwendet wird, bei dem der der vorgesehenen Faltkante des Folienschlauches zugeordnete Umfangsbereich eine vergrößerte Schlitzweite aufweist. Dies bedingt jedoch einen erheblichen Mehraufwand für das Düsenwerkzeug und Schwierigkeiten beim Kühlen und Flachlegen des Folienschlauches, da der Folien­ schlauch im Umfangsbereich der vorgesehenen Faltkanten in der Flachlegung vollständig ausgekühlt sein muß, um eine Ver­ blockung der aufeinanderliegenden Folienbahnen zu vermeiden. Schließlich ist es nachteilig, daß bei dem bekannten Ver­ fahren das Düsenwerkzeug zur Verteilung von Ungleichmäßig­ keiten des Folienschlauches nicht rotiert werden kann.

Es wurde ferner auch schon vorgeschlagen (US-PS 33 20 340), stromabwärts des Kühlringes einer Folienblasanlage eine Zusatzkühleinrichtung anzuordnen, um definierte Umfangsbe­ reiche eines mit extrudierten Profilleisten versehenen Folienschlauches verstärkt und formstabil abzukühlen.

Die Erfindung hat gegenüber dem erwähnten Stand der Technik den Vorteil, daß sie mit einem sehr geringen Aufwand an technischen Mitteln ein Verfahren bereitstellt, mit dem auf einer herkömmlichen Sackfolienblasanlage ein Folienschlauch mit einer Kantenverstärkung hergestellt werden kann. Dabei ergibt sich gegenüber der bekannten Arbeitsweise eine Rohstoffeinsparung von 25 bis 35%.

Die Erfindung ging dabei von der Erkenntnis aus, daß ein Folienschlauch, der im Übergangsbereich zur Blasfolie oder auch zuvor in einem bestimmten Umfangsbereich stärker gekühlt wird als auf dem übrigen Umfang, in dem bestimmten Umfangsbe­ reich eine größere Wanddicke hat bzw. bei einer entsprechen­ den Erwärmung des Folienschlauches in dem Umfangsbereich dort eine geringere Wandstärke aufweist. Während diese Erkenntnis bisher schon dazu genutzt wurde (DE-OS 26 58 518), Folien­ schläuche mit über den Umfang konstant bleibender Wandstärke zu erzeugen und die Bildung sogenannter Faßreifen zu ver­ meiden, die durch ungleichmäßige Spaltweiteneinstellung am Düsenwerkzeug oder dgl. entstehen, wird gemäß der Erfindung die beschriebene Erkenntnis in der Weise genutzt, daß in dem mit gleicher Wanddicke extrudierten Folienschlauch eine gezielte Kantenverstärkung erzeugt wird.

Gemäß der Erfindung wird der Folienschlauch nach dem Austritt aus dem Ringschlitz des Strangpreßwerkzeuges und vor dem Erstarren in den Umfangsbereichen, die beim späteren Flach­ legen die Faltkanten bilden, zusätzlich zur normalen Kühlung gekühlt. Hierbei wird unter normaler Kühlung die Abkühlung verstanden, die durch die im Inneren der Folienblase vorhan­ dene Blasluft, die ggf. kontinuierlich gewechselt werden kann bewirkt wird und zu der die intensive Außenkühlung durch einen Kühlring noch hinzukommt, mit dem ein Kühlgas oder konditionierte Luft auf den Umfang des Folienschlauches aufgeblasen wird. Durch diese zusätzliche Kühlung, die in einem vorbestimmten schmalen Umfangsbereich erfolgt, wird eine Erhöhung der Viskosität der Schmelze in einem relativ schmalen Umfangsbereich des Folienschlauches erzeugt. Diese erhöhte Viskosität verhindert dort eine normale Dehnung des Folienschlauches durch den im Inneren der Folienblase vorliegenden Blasluftinnendruck, da der Widerstand des plastischen Folienschlauches gegen die Aufweitung in Umfangs­ richtung im Vergleich zu den übrigen Umfangsbereichen, die durch die zusätzliche Kühlung nicht beaufschlagt werden stark erhöht wird. In dem zusätzlich gekühlten Bereich des Folien­ schlauches bleibt der Folienschlauch somit dicker. Das Maß dieser Verdickung kann über die Intensität der zusätzlichen Kühlung verändert bzw. beeinflußt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem Inhalt der Ansprüche 2 bis 6.

Hierbei bringt die Maßnahme nach Anspruch 2 den Vorteil mit sich, daß die zusätzliche Kühlung gezielt auf die schmaleren Umfangsbereiche der vorgesehenen Faltkanten gerichtet und die Intensivität der Kühlung genau eingestellt werden kann. Dabei kann die Einrichtung für die zusätzliche Kühlung im Inneren der Folienblase oder außerhalb vorgesehen sein, wobei letzteres aber bevorzugt wird. Die Steuerung des Innendrucks der Folienblase ist in diesem Fall einfacher und auch die Einstellung der Düsenanordnung zur Erzeugung der Kühlgas­ strahlen hinsichtlich Höhe und Drehwinkel bei drehend angetriebenem Ringschlitzwerkzeug läßt sich von außen her leichter bewerkstelligen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1: eine Folienblasanlage zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung in schematischer Darstellung;

Fig. 2: einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3: den Querschnitt des flachgelegten Folien­ schlauches.

Die Folienblasanlage nach Fig. 1 besteht aus dem Extruder 1 bzw. - bei Herstellung einer Mehrschichtblasfolie - aus mehreren Extrudern 1, 2, in denen Kunststoffgranulat oder -pulver aufgeschmolzen wird und von denen homogenisierte Schmelzeströme zu dem Ringschlitzwerkzeug 3 geliefert werden. Der aus dem Düsenspalt des Ringschlitzwerkzeuges 3 ausge­ preßte thermoplastische Folienschlauch 4 wird mit gegenüber der Spritzgeschwindigkeit erhöhter Abzugsgeschwindigkeit durch kontinuierlich angetriebene Abzugswalzen 6 von der Düse nach oben abgezogen und dabei in Bewegungsrichtung des Folienschlauches 4 verzogen. Dicht über dem Ringschlitzwerk­ zeug 3 ist ein Kühlring 5 angeordnet, durch welchen Kühlluft in möglichst gleichförmiger Verteilung auf den äußeren Umfang des noch plastischen Folienschlauches 4 geblasen wird. Vorzugsweise ist der Kühlring 5 in geringem axialen Abstand fest an dem Ringschlitzwerkzeug 3 befestigt und kann mit diesem durch einen nicht näher gezeigten Antrieb in bekannter Weise in Umfangsrichtung gedreht werden (Drehpfeil). Durch das Ringschlitzwerkzeug 3 wird Stütz- oder Blasluft mit geringem Überdruck ins Innere des Folienschlauches 4 geführt. Hierdurch wird der Folienschlauch in Umfangsrichtung aufge­ weitet und es entsteht die Folienblase 4.1. Der Überdruck der Stütz- oder Blasluft wird zur Erzielung eines konstanten Durchmessers der Folienblase 4.1 geregelt. Hierdurch können Verluste ausgeglichen werden. Dazu kann die Blasluft fort­ laufend ausgetauscht und dadurch die Innenkühlung inten­ siviert werden.

Nach hinreichender Auskühlung wird die Folienblase 4.1 flachgelegt, und zwar in einer Flachlegeeinrichtung 7 mit zwei die Folienblase 4.1 in Folienabzugsrichtung einengenden, einstellbar geneigten Wänden (vordere Wand weggelassen), die in Abzugsrichtung in einen ebenen Spalt auslaufen. In diesem Spalt ist der Einlaufzwickel, der in einem nicht näher gezeigten Gestell gelagerten Abquetsch- bzw. Abzugswalzen 6 vorgesehen. In der Flachlegeeinrichtung 7 wird die Folien­ blase 4.1 zu einer ebenen Folienbahn 4.2 (Fig. 3) flachge­ legt, die an ihren Enden jeweils eine in Längsrichtung der Folienbahn verlaufende Faltkante 8 aufweist. Die Folienbahn 4.2 läuft nunmehr zur nicht dargestellten Aufwicklung oder zu einer Konfektioniereinrichtung für Foliensäcke.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Folienbahn 4.2 im Bereich der Faltkanten 8 der flachgelegten Folienblase 4.1 eine erhöhte Wandstärke aufweist, um hierdurch die höhere Beanspruchung der daraus konfektionierten Foliensäcke im Bereich der Faltkanten auszugleichen. Diese Verdickung wird dadurch erzeugt, daß der Folienschlauch 4 vor dem Erstarren, d. h. vorzugsweise im thermoplastischen oder thermoelastischen Zustand in einem engen Umfangsbereich beidseits der vorge­ sehenen Faltkanten 8 stärker gekühlt wird als in den übrigen Umfangsbereichen. Dazu sind oberhalb des Kühlrings 5, durch den der Folienschlauch 4 auf seinem Umfang gleichförmig mit Kühlluft beaufschlagt wird, zusätzliche Blasdüsen 9 vorge­ sehen. Diese sind an einer Luftverteileinrichtung 12 ange­ schlossen und auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten des Folienschlauches auf die schmalen Umfangsbereiche gerichtet, in denen in der Flachlegeeinrichtung 7 später die Faltkanten 8 gebildet werden. Zum Zweck der Justierung der Blasdüsen 9 relativ zur Flachlegeeinrichtung sind die Blasdüsen 9 an einer Trageinrichtung gelagert und in der Drehlagerung 10 am Umfang einstellbar, und zwar in Abhängig­ keit von der Umlaufgeschwindigkeit des rotierenden Ring­ schlitzwerkzeuges 3 und dem axialen Abstand zwischen den Blasdüsen 9 und der Flachlegeeinrichtung 7. Wegen dieser Einstellbarkeit der Blasdüsen 9 sind die Kühlluftleitungen 12 zwischen der Luftverteilerleitung und den am Rahmen stationär befestigten Ventilatoren 11 flexibel ausgebildet. Zur Einstellung der Kühlluftmenge zu den Blasdüsen 9 sind in der Luftverteilerleitung Ventile oder Klappen 13 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der gewünschten Intensität der Zusatz­ kühlung in den vorgesehenen Kantenbereichen der Folienblase 4.1 betätigt werden. Die Blasdüsen 9 können in axialer Richtung gestaffelte Düsen, insbesondere auch Flachdüsen sein, die sich über einen schmalen Umfangsbereich erstrecken.

Bei Beaufschlagung des im Zustand seiner radialen Aufweitung befindlichen plastischen Folienschlauches 4 durch die auf definierte Umfangsbereiche gerichteten Kühlgasstrahlen werden diese Bereiche schneller ausgekühlt als die übrigen Umfangs­ bereiche und erreichen dort früher die Erstarrungstemperatur. Demzufolge wächst dort auch die Viskosität des Kunststoffes schneller und der Widerstand dieser Bereiche gegen eine Aufweitung des Folienschlauches in Umfangsrichtung bei dem eingestellten Überdruck der Blasluft steigt stärker an. Eine Aufweitung des Folienschlauches erfolgt dann nur noch an den nicht so intensiv abgekühlten Umfangsbereichen. In den Bereichen der vorgesehenen Faltkanten, d. h. vorzugsweise auf einem Umfangsbereich von jeweils 5 cm bleibt die größere Wanddicke des Folienschlauches bis zur Flachlegung erhalten.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt, der in Fig. 1 schematisch dargestellten Folienblasanlage. Durch die eingezeichneten Pfeile ist die Einstellbarkeit der Blasdüsen 9 für die verstärkte Kühlung schmaler Umfangsbereiche des Folien­ schlauches angedeutet.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt der flachgelegten Folienbahn 4.2 mit der durch die verstärkte Kühlung in den Umfangsbereichen der Faltkanten 8 erzielten vergrößerten Wanddicke. Es handelt sich dabei um eine Monofolie. Bei Anwendung mehrerer Extruder 1, 2 kann ebenso eine entsprechende Mehrschichtfolie ko­ extrudiert werden.

In einem Ausführungsbeispiel würde eine Folienbahn herge­ stellt, deren Dicke über den gesamten Umfang - außer im Bereich der Faltkanten - im Mittel 130 µm betrug. Durch die Zusatzkühlung konnte die Wanddicke im Bereich der Faltkanten auf einer Länge von 5 cm auf etwa 185 µm erhöht werden.

Bezugszeichenaufstellung

1 Extruder
2 Extruder
3 Ringschlitzwerkzeug
4 Folienschlauch
4.1 aufgeweitete Folienblase
4.2 flachgelegte Folienblase
5 Kühlring
6 Abzugswalze
7 Flachlegeeinrichtung
8 Faltkante
9 Blasdüse
10 Drehlagerung
11 Ventilator
12 Kühlluftleitung
12.1 Kühlluftleitung zum Kühlring
13 Ventil
14 Trageinrichtung
15 Einstelleinrichtung (mit Schneckenrad und Umfangsverzahnung)
16 Drehantrieb (Schrittmotor)

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Folienschlauches nach dem Folienblasverfahren, insbesondere für die Verarbei­ tung zu Foliensäcken, bei dem der von einem Ringschlitz­ werkzeug abgezogene und durch Innendruck aufgeweitete Folienschlauch auf seinem Umfang gekühlt und unter Bildung von Faltkanten flachgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Folienschlauch (4) im Umfangsbereich beidseits der vorgesehenen Faltkanten (8) mit konstanter Foliendicke extrudiert wird und daß der Folienschlauch (4) vor dem Erstarren in einem engeren Umfangsbereich beidseits der vorgesehenen Faltkanten (8) stärker gekühlt wird, als in den übrigen Umfangsbereichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstärkte Kühlung durch Kühlgasstrahlen erfolgt, die zusätzlich zu dem der Kühlung dienenden zentral­ symmetrischen Strömungsfeld auf die für die Faltkanten (8) vorgesehenen Umfangsbereiche gerichtet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlgasstrahlen auf den äußeren Umfang des Folien­ schlauches (4) gerichtet sind.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentralsymmetrische Kühlung und die auf die Umfangs­ bereiche der vorgesehenen Faltkanten (8) zusätzlich ein­ wirkende Kühlung derart unterschiedlich sind, daß die Wanddicke der Folienblase (4.1) in den Umfangsbereichen der zusätzlichen Kühlung jeweils eine Verdickung von ungefähr 50% - bezogen auf die Wanddicke der übrigen Umfangsbereiche - aufweist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsbereiche verstärkter Kühlung weniger als 20% und vorzugsweise weniger als 10% des gesamten Umfangs des Folienschlauches (4) betragen.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsbereiche der verstärkten Kühlung jeweils etwa 2,5 cm beidseits der vorgesehenen Faltkanten (8) des Folienschlauches (4) liegen.