DE3915057C2

DE3915057C2 -

Info

Publication number: DE3915057C2
Application number: DE3915057A
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr.-Ing. 5927 Erndtebrueck De Kaupert; Wolf-Ruediger Dr.Med. 3550 Marburg De Gercke-Kaupert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1991-04-04
Also published as: DE3915057A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünnwandiger Kunststoffolien gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei der Chill-Roll-Methode, die z. B. in der DE-OS 34 08 613 und der DE-OS 36 09 842 beschrieben ist, wird das die Breitschlitzdüse eines Schneckenextruders verlassende Kunststoffband unmittelbar einer Abkühlwalze zugeführt. Dies hat gegenüber dem Kalanderverfahren, bei dem ein Kunststoffstrang eine Mehrzahl hintereinander geschalteter Kalibrierwalzenpaare durchläuft, den Vorteil eines geringeren apparativen Aufwands. Andererseits läßt es sich bislang nicht vermeiden, daß sich bei der Chill-Roll-Methode beim Ausstoßen des Kunststoffbandes aus der Breitschlitzdüse unkontrollierbare, örtliche Materialanhäufungen ausbilden, die beim Strecken des Bandes durch die Abkühlwalze zu einem unregelmäßigen Wellenmuster führen. Da die dünnen Stellen auf der Abkühlwalze schneller erstarren als die dickeren Stellen, weist die Kunststoffolie nach dem Verlassen der Abkühlwalze hinsichtlich ihrer Dicke sowohl in Längs- als auch in Querrichtung ein inhomogenes Profil auf. Dies ist insbesondere bei einer Weiterverarbeitung der Kunststoffolie unerwünscht. So führen diese Inhomogenitäten z. B. bei einem anschließenden Thermoformprozeß zu einem hohen Rückschrumpf.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Polymerfilm ist aus der DE-OS 24 28 432 bekannt. Bei der darin beschriebenen Extrusionsanlage sind zur Vermeidung von Schlieren an der Filmoberfläche die Oberflächen der Walzen glatt ausgeführt, z. B. geschliffen. Aber auch hierbei können inhomogene Profile entstehen mit den damit verbundenen Folgeproblemen.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Unterschiede in der Dicke der fertigen Kunststoffolie erheblich reduziert und das Rückschrumpfen ohne zusätzliche Nach- oder Weiterbehandlung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Der hierauf bezogene Anspruch 2 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Lösung.

Mit der Erfindung wird in überraschend einfacher Weise erreicht, daß das Kunststoffmaterial durch das Zwischenschalten einer aufgerauhten Glättungswalze zwischen Breitschlitzdüse und Abkühlwalze bereits eine weitgehende Glättung und Homogenisierung erfährt, bevor das eigentliche Strecken durch das Abziehen mittels der Abkühlwalze einsetzt. Die ebenfalls aufgerauhte Abkühlwalze verstärkt diesen Effekt. Durch die Reduktion starker Unebenheiten wird das vorschnelle Erstarren dünnerer Folienbereiche auf der Abkühlwalze vermieden und eine gleichmäßige Streckspannung erzielt, die zu einer homogenen Folie ohne Rückschrumpfeigenschaften führt. Die aufgerauhten Walzenoberflächen verhindern gleichzeitig ein Festkleben der Folie, wobei sich eine durch Sandstrahlen erzeugte, mittlere Rauhtiefe zwischen 2 µm und 6,5 µm bewährt hat. Die Abkühlwalze hat eine größere Rauhtiefe als die die Glättungswalze. Die Foliendicke wird durch die Umfangsgeschwindigkeit der Abkühlwalze bestimmt und kann zwischen etwa 120 µm und 600 µm eingestellt werden bei einer Toleranz von ±10 µm. Als Material sind gängige Kunststoffe wie Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polystyrol, Polycarbonat, Polyethylen geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Skizze erläutert:

Die Figur zeigt eine Breitschlitzdüse 1 eines Schneckenextruders (nicht dargestellt), eine Glättungswalze 2, eine Abkühl- oder Chill-Roll-Walze 3 sowie eine Folie 4. Der Durchmesser der Abkühlwalze 3 beträgt etwa 550 mm und ist damit ein Mehrfaches des Durchmessers der Glättungs walze 2 von etwa 160 mm. Beide Walzen 2, 3 haben metallische Mäntel, wobei die Metalloberfläche 31 der Abkühlwalze 3 eine etwas größere mittlere Rauhtiefe aufweist als die Mantelober fläche 21 der Glättungswalze 2.

Das zähgeschmolzene Kunststoffmaterial wird unter hohem Druck durch die Düsenlippen 11, 12 der Breitschlitzdüse 1 in Form eines Bandes 44 ausgestoßen, das örtlich dickere Stellen oder Wülste 41 und sich hieran anschließende dünnere Berei che 43 aufweist. Dieses Band 44 wird schräg nach unten ge führt und umschlingt die Glättungswalze 2 unter einem Win kel von ca. 45°, wobei ein Materialausgleich im Sinne einer Glättung und Homogenisierung stattfindet und die Oberseite 45 durch die aufgerauhte Manteloberfläche 21 leicht strukturiert wird. Hierauf wird das Band horizontal-tangential mit seiner Unterseite 42 über die aufgerauhte Manteloberfläche 31 ge führt, wobei es die Abkühlwalze 3 ebenfalls unter einem Win kel von etwa 90° umschlingt. Dabei wird das Band durch die Abkühlwalze 3 gestreckt, so daß eine Folie 4 entsteht, deren Dicke von der ausgeübten Streckspannung abhängt. Diese Streck spannung, und damit die Dicke der Folie 4, wird von der Um fangsgeschwindigkeit der Abkühlwalze 3 bestimmt. Hohe Um fangsgeschwindigkeiten ergeben höhere Streckspannungen und entsprechend dünnere Folien mit kürzerer Abkühlzeit; niedri gere Umfangsgeschwindigkeiten führen zu niedrigeren Streck spannungen und somit zu dickeren Folien bei längerer Abkühl zeit. Die Walze 3 ist mit einer inneren Umlaufkühlung (nicht dargestellt) ausgestattet und hat von den Düsenlippen 11, 12 einen Abstand von ca. 500 mm, also erheblich größer als bei konventionellen Chill-Roll-Anlagen. Nach dem Erstarren und Verlassen der Abkühlwalze 3 kann die Folie 4 an ihren Rändern beschnitten und auf eine Hülse aufgewickelt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung dünnwandiger Kunststoffolien mit einer an einen Extruder angeschlossenen Breitschlitzdüse, einer Zwischenwalze und einer kühlbaren Walze, wobei der Durchmesser der kühlbaren Walze ein Mehrfaches des Durchmessers der Zwischenwalze beträgt, und bei der das extrudierte Kunststoffmaterial mit seiner einen Seite (Oberseite) über die Zwischenwalze geführt und mit der gegenüberliegenden Seite (Unterseite) über die kühlbare Walze gezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwalze (2) und die kühlbare Walze (3) aufgerauhte Manteloberflächen (21, 31) mit mittleren Rauhtiefen zwischen 2 µm und 6,5 µm aufweisen, und daß die Manteloberfläche (31) der kühlbaren Walze (3) eine größere mittlere Rauhtiefe aufweist als die Manteloberfläche (21) der Zwischenwalze (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manteloberflächen (21, 31) der Walzen (2, 3) durch Sandstrahlen aufgerauht sind.