EP4601853A1 - Folienextrusionsmaschine und verfahren zur herstellung einer kunststofffolie - Google Patents
Folienextrusionsmaschine und verfahren zur herstellung einer kunststofffolieInfo
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- EP4601853A1 EP4601853A1 EP23790284.6A EP23790284A EP4601853A1 EP 4601853 A1 EP4601853 A1 EP 4601853A1 EP 23790284 A EP23790284 A EP 23790284A EP 4601853 A1 EP4601853 A1 EP 4601853A1
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Definitions
- the invention relates to a film extrusion machine, in particular a blown film extrusion machine, for producing a plastic film according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a plastic film according to the preamble of claim 7.
- plastic granules or a mixture of several plastic granules are usually melted and liquefied in an extruder using a heater and by applying pressure.
- This plastic melt is fed into a nozzle head in the form of a strand and distributed over a large area in a distributor.
- This flatly distributed plastic melt is then pressed out of the nozzle of the nozzle head due to the pressure, so that the nozzle provides the plastic melt.
- the nozzle can be a linear nozzle (flat nozzle) or a ring nozzle.
- the former nozzle is used for so-called flat film extrusion, the latter for blown film extrusion. Accordingly, the melts form either a flat melt or a melt bubble.
- melt or plastic film In a blown film extrusion machine, further components are arranged in the transport direction of the plastic melt or plastic film (hereinafter also referred to as "melt” or “film”).
- These can include an internal cooling device which extends from the nozzle head in the transport direction of the melt or film and is arranged inside the nozzle. With this internal cooling device, a slight overpressure can be introduced into the interior of the melt bubble and thus inflated, i.e. stretched, across the transport direction.
- the peripheral speed of the take-off rollers is generally greater than the outflow speed of the melt from the ring nozzle, so that the melt can also be stretched or is stretched in the transport direction.
- a calibration basket and/or a flattening device can be provided downstream of the ring nozzle.
- the melt bubble or the tube of the film can be brought into a circular shape or held in this shape.
- the tube of the film can be successively flattened and converted into a double-layered film. This allows the film to be easily pulled off the take-off roller.
- the melt which has been spread out to its width, is fed, usually under the influence of gravity, onto a take-off roll designed as a cooling roll (the so-called chill roll), whereby the take-off roll is arranged at a distance from the flat die.
- the peripheral speed of the take-off roll is usually greater than the outflow speed of the melt from the flat die.
- the melt solidifies into film, whereby this area is also referred to as the frost zone.
- the properties of the melt can be adjusted, for example by means of Electrodes and/or suction elements (so-called vacuum boxes).
- the flow behavior of the melt that has not yet become a film is very sensitive to external influences.
- different temperature distributions in the extruders can lead to inhomogeneous properties of the melt.
- Contamination or other external influences such as drafts in the production hall in which the film extrusion machine is set up can also lead to different temperature behavior within the melt.
- Such inhomogeneities in turn lead to the flow behavior being different over the length of the melt between the nozzle and the frost zone and/or in the transverse direction.
- differences are transferred to the film in the frost zone, so that it can have a different quality over its length and/or width.
- detecting such inhomogeneities in the melt and/or in the film is sometimes difficult or impossible. Accordingly, inappropriate settings are often made on film extrusion machines, for example for the positions of components of the machine, but also for parameter controls or control circuits.
- the object of the present invention is therefore to propose a detection possibility for inhomogeneities within the melt and/or the film.
- a speed determining device for determining the local transport speed of at least a partial surface of the plastic melt and/or the plastic film.
- the melt and/or the film determines the local transport speed for a partial area.
- the transport speed of the melt and/or the film generally varies greatly between the nozzle and the frost zone.
- the melt Immediately upon exiting the nozzle, the melt has a low local transport speed, but this increases significantly, at least for partial areas, due to the higher peripheral speed of the take-off roller.
- the local transport speed increases when the film is stretched as a result of the internal pressure applied by the internal cooling. When the melt cools, the transport speed approaches the peripheral speed of the take-off roller.
- the local transport speed is basically a three-dimensional vector, the direction of which can be oriented differently relative to the transport direction, with one component running parallel to the transport direction. If the local transport speeds are determined for several partial areas, a speed vector field can be created from this. It is advantageous if at least 30%, preferably at least 50% of the total width or the total circumference of the melt or the film after leaving the nozzle, the local speeds are determined for partial areas.
- the local speeds can be absolute local speeds or relative local speeds. To determine relative speeds, the local speeds of a partial area can be recorded over a period of time and an average can be formed from this. The deviations from this mean local speed are then the relative local speeds. Instead of or in addition to the temporal averaging, the local speeds of neighboring partial areas can also be used.
- a computing and control device is provided to calculate these average values and the relative local speeds.
- the speed determination device preferably comprises detection devices such as sensors or cameras, which in particular enable a spatially resolved determination of the local speeds. These detection devices are of course connected to the computing and control device via a data line.
- the melt and/or the film can be characterized. It is known that areas of the melt with higher temperatures in particular melt more rapidly than other areas. A higher local speed can therefore be detected in these areas. Such areas can therefore lead to local thin spots in the subsequent film. An inhomogeneous layer composition of the melt can also lead to different local speeds, since the individual layers can have different cooling behavior. Overall, different local speeds represent possible inhomogeneities in the melt and/or the film. The local speeds determined can therefore serve as a basis for improved settings on the film extrusion machine.
- the advantage here is that the device according to the invention works independently of the plastic materials processed in the melt or in the film. It is also independent of the (average) thickness of the melt or the film.
- the speed determination device can be combined not only with a film extrusion machine, but basically with machines in plastics processing in which warmed or heated plastics are cooled.
- One possible combination includes, for example, devices in which a plastic film is heated and then cooled again.
- This includes a stretching device in which a plastic film is heated to a temperature up to a temperature range between the melting temperature and a temperature that is up to 20 degrees Celsius below the melting temperature, then stretched in the transport direction and then cooled again.
- Such a device includes a heating device for heating the plastic film, a first stretching roller that is operated at a peripheral speed, a second stretching roller that is operated at a peripheral speed that is greater than is the peripheral speed of the first stretching roller and an optional cooling and/or fixing unit.
- the plastic film is stretched lengthwise, whereby the film width decreases and at the same time the edges thicken (so-called neck-in).
- the general aim of this process is always to reduce the thickening of the edges, since these thickenings are of no use in the further processing of the film and must be removed. It is therefore useful to use a speed determination device as described above to determine local speeds of partial areas of the film.
- a speed determination device according to the invention can therefore be used advantageously in such a stretching device.
- Calender devices are those that produce a plastic molded part from plastic material that has a temperature above its melting temperature, for example by injection molding, blow molding and the like.
- Calender devices can also be combined with a speed determination device as described above. All of the above and following features can be combined with such devices, even if they are only described in connection with film extrusion machines.
- the deviation of the local transport speed of a partial area from the peripheral speed of the take-off roller can be calculated using a computing and control device, whereby if the deviation is below a threshold value, this partial area can be assigned to the plastic film.
- the local transport speed is determined for one or more partial areas, whereby this is in particular an absolute local transport speed.
- This transport speed is compared with the peripheral speed of the take-off roller by forming a difference. If the amount of this difference is below a threshold value, i.e. within a tolerance range, the compared speeds can be considered to be equal.
- This partial area is then assigned to the plastic film. assigned to a location where the plastic film has already been formed.
- frost zone has already been passed through.
- the frost zone With constant process conditions in the film extrusion machine, the frost zone is usually stationary. This makes it possible to carry out this procedure sequentially or simultaneously for different partial areas. In this way, the exact location of the frost zone can be determined.
- the film extrusion machine is a blown film extrusion machine with a calibration basket, whereby the calibration basket can be positioned downstream of the frost zone using the computing and control device.
- the calibration basket can be positioned a maximum of 2 meters, preferably a maximum of 1 meter and in particular a maximum of 0.5 meters downstream of the frost zone.
- a calibration basket serves to ensure that the film, which has become a film tube in the frost zone, no longer changes in diameter and is also approximated to a circular shape.
- a calibration basket comprises film guide elements that are arranged around the outside circumference of the film tube and thus enclose the film tube.
- the aim is to always position the calibration basket downstream of the frost zone in order to avoid damage to the film by the film guide elements.
- the position of the frost zone can be determined even if the calibration basket covers this frost zone, i.e. in particular if the calibration basket is not yet properly positioned in the frost zone.
- the speed determination device determines the local speed
- Transport speeds of a plurality of partial surfaces transverse to the transport direction can be determined, whereby deviations of the local transport speeds from an average transport speed can be determined with the computing and control device, whereby a thickness profile of the plastic film can be derived from the deviations.
- the film thickness is measured with thickness measuring systems downstream of the frost zone and these measured values are used to influence the melt differently across its transport device.
- there is a time offset between the measurement and the influence on the film which can be reduced by the film extrusion device according to the invention, since the speed can now also be determined at the melt, i.e. upstream of the frost zone.
- the device comprises a tempering device, in particular a cooling device, which comprises several segments distributed over the circumference of the melt or film, with each segment being able to apply an air flow to the melt or film, which can be adjusted differently in terms of the volume flow and/or in terms of the temperature.
- This setting can then be made by the computing and control device for each segment.
- the invention makes it possible to determine longitudinal tolerances, in particular longitudinal tolerances with regard to the film thickness, i.e. thickness changes, in the transport direction of the film tube.
- the film extrusion device according to the invention can simultaneously determine deviations from the local transport speeds both in the transport direction and transversely thereto.
- the local film thickness can be determined not only at one position around the circumference, but also at various positions in the transport direction, i.e. in the longitudinal direction. In this way, it is possible to determine the development of differences in the melt or film thickness at least partially in the transport direction.
- a control loop can also be provided to improve the flatness of the film.
- the melt and film thickness can only be determined relative to an average film thickness.
- a film thickness measuring device can be provided in the film extrusion machine to determine an average film thickness. The In this case, measured values from the film thickness gauge are taken into account by the computing and control device when determining the local deviations.
- the speed determination device comprises at least one infrared camera with which infrared images of the plastic melt and/or the plastic film can be recorded, wherein a computing and control device is provided with which an average temperature for a large number of partial areas of the surface of the plastic melt or the plastic film can be determined from a plurality of infrared images, wherein at least one temperature deviation from the average temperature can be determined, wherein the transport speed of this temperature deviation along the surface of the plastic melt or the plastic film can be determined.
- a temperature can be determined using an infrared camera in such a way that the radiation intensity of a defined infrared wavelength range is determined. The radiation intensity depends, among other things, on the temperature.
- the computing and control device can be used to average several temperature values recorded one after the other for each partial area, so that an average temperature can be formed for each partial area.
- This average temperature can of course be formed dynamically, which means that the most recently recorded temperature values are taken into account when a new average is formed. However, if a temperature deviates from a partial area, this represents an inhomogeneity in the film in this partial area. If, after a time interval, this or a similar pattern of temperature deviations is detected in an adjacent or at least nearby partial area, the local speed of the melt or the film can be determined from this.
- Disturbing influences in particular disruptive contours such as an internal cooling device, are easy to detect, since the temperature influences caused by them are stationary and can therefore be taken into account, for example by being calculated out by the computing and control device. This is particularly advantageous when it comes to absolute temperature determination.
- An absolute Temperature can be determined for at least one partial area using the computing and control device if a reference temperature is known.
- a temperature measuring unit can be integrated into the nozzle head, with which the nozzle head temperature in the area of the nozzle can be measured. In this area, this nozzle head temperature is in equilibrium with the melt temperature, so that the melt temperature can be deduced from the temperature measurements.
- the method described can be used to determine a temperature distribution of the film bubble, in particular between the nozzle and the calibration device.
- general fluctuations in the temperature can be determined in order to be able to determine, for example, changing properties of the film, such as the thickness distribution.
- the infrared camera comprises a two-dimensional sensor so that the radiation originating from different sub-areas of the surface of the melt or the film can be detected at the same time.
- a sensor more than one detection (so-called “images”), preferably more than five detections per second, can generally be realized.
- An "image” can be understood as a two-dimensional matrix of radiation intensity values. With the latter detection frequency, it is also conceivable for several detections to be added together. Although this reduces the effective frequency, it improves the signal-to-noise ratio.
- several cameras can also be provided so that either the images of the same sub-areas are correlated between the cameras or several sensor areas within a camera detect the radiation of a single sub-area of the melt or the film. Additional cameras can also be provided to detect larger areas of the melt or the film. In the case of a blown film system, it is conceivable to use at least two cameras, preferably at least three cameras and in particular, at least four cameras are to be distributed evenly over the circumference. Instead of one or more infrared cameras, cameras with other types of sensors can also be provided, for example color cameras or cameras with vibration sensors.
- the device comprises a data storage device in which at least one speed profile or at least one speed vector field of a film production can be stored.
- the current speed profile can be compared with an older speed profile using the control and computing device and advantageous adjustments of the process and/or setting parameters for the current film production of the film extrusion machine can be derived.
- a stored speed profile can also be transmitted to another film extrusion machine via a data connection. There, the values can be scaled to different machine parameters, so that a stored speed profile is also available on this other film extrusion machine.
- the above-mentioned object is also achieved by methods for producing a plastic film with a film extrusion machine, in particular a blown film extrusion machine, wherein a plastic melt is provided with a nozzle of the film extrusion machine, in particular an annular nozzle, and wherein the plastic melt solidified in a frost zone to form a plastic film is drawn off in a transport direction with at least one draw-off roller arranged downstream and at a distance from the nozzle, wherein the draw-off roller rotates at a peripheral speed.
- the method according to the invention is characterized in that the local transport speed of at least a partial surface of the plastic melt and/or the plastic film is determined using a speed determination device.
- This method achieves the same advantages that have already been described in connection with the film extrusion device according to the invention.
- This method is also not limited to a film extrusion machine in combination with the production of a plastic film, but can also be combined with other devices, as described above.
- FIG. 1 Side view of a blown film line according to the invention
- FIG. 2 is an enlarged detail from Figure 1
- Figure 1 shows a film extrusion machine, namely a blown film system 1, which comprises at least one extruder 2, with which plastic, for example in granulate form, can be plasticized.
- the plastic melt produced in this way is fed via a line 3 to a nozzle head 4, from which this melt can be transferred into a film bubble 6 by being pressed out of an invisible ring nozzle 5.
- the melt emerging from the nozzle can now be removed.
- a melt bubble 6 that has not yet solidified is now present.
- This is inflated from the inside in a tube formation zone by a slight overpressure, so that it has a larger diameter within the calibration basket 7.
- an internal cooling device 13 is provided, which is located within the ring nozzle 5 and extends partially in the transport direction. This internal cooling device 13 can be supplied with air through the extrusion tool.
- the film bubble solidifies by cooling, whereby part of the heat of the film bubble is released into the environment.
- Cooling air is supplied to the film bubble in particular by a tempering device 8, which is often referred to as a cooling ring because of its ring-like design that surrounds the film tube. It can be provided that the cooling air flow can be adjusted differently in terms of its volume flow and/or its temperature in different angular ranges in order to influence the film tube differently in different circumferential sections.
- a calibration basket 7 is positioned, the mode of operation of which has already been described above.
- the film bubble 6 After passing through the calibration basket 7, the film bubble 6 enters the effective area of a flattening device 9, in which the circular film tube is converted into an elliptical cross-section with an increasing eccentricity until it finally forms a double-layered plastic film in the area of influence of the take-off device, which in particular comprises two take-off rollers 10, which are connected to one another at their sides.
- a flattening device 9 in which the circular film tube is converted into an elliptical cross-section with an increasing eccentricity until it finally forms a double-layered plastic film in the area of influence of the take-off device, which in particular comprises two take-off rollers 10, which are connected to one another at their sides.
- the flattening device is arranged so that it can rotate, with the axis of rotation essentially being aligned with the hose or symmetry axis 11, which is indicated in Figure 1 by a dot-dash line.
- the rotatability of the flattening device is indicated by the arrow 12.
- Figure 1 also shows a reversing device 15, which has the task of guiding the flattened film tube from the flattening device to the stationary roller 16 without causing damage.
- the arrow 17 indicates that this film tube, after passing through the reversing device 15, is guided to further processing, which is not specified in more detail here.
- the ring nozzle 5 and the calibration basket 7 there is at least one detection device 20 as part of a speed determination device, with which at least partial areas of the surface of the film bubble 6 can be detected.
- the detection device 20 is arranged outside the film bubble 6, but is directed towards it.
- the detection device 20 can be attached directly or indirectly to any component of the blown film system 1. However, it is also conceivable to set up the detection device 20 independently of the blown film system 1 on its own frame, for example a tripod, within the production facility.
- the detection measurement values of the detection device 20 are fed to the computing and control unit 22 via a data line 21, with which the data processing described above can be carried out.
- the computing and control unit can issue control commands to various components of the film extrusion system via control lines 23.
- the arrows on the control lines 23 show, by way of example, that the cooling ring can be controlled.
- the volume flow and/or the temperature of the cooling ring can be adjusted segment by segment.
- the calibration basket 7 can be moved in or against the transport direction z via the control commands.
- Figure 2 shows an enlarged detail from Figure 1.
- the peripheral surface of the melt or film bubble is virtually divided into partial surfaces 25.
- a measured value for example a temperature measured value, can be determined by the sensor for determining the local speed of the melt or the film.
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Abstract
Die Erfindung beschreibt eine Folienextrusionsmaschine, insbesondere Blasfolienextrusionsmaschine, zur Herstellung einer Kunststofffolie mit einer Düse, insbesondere einer Ringdüse, zum Bereitstellen einer Kunststoffschmelze, zumindest einer stromabwärts und mit einem Abstand zu der Düse angeordneten Abzugswalze zum Abziehen der sich in einer Frostzone zu einer Kunststofffolie verfestigten Kunststoffschmelze in eine Transportrichtung, wobei die Abzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert. Eine Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung ist vorgesehen zum Bestimmen der lokalen Transportgeschwindigkeit zumindest einer Teilfläche der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie.
Description
Folienextrusionsmaschine und Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie >
Die Erfindung betrifft eine Folienextrusionsmaschine, insbesondere eine Blasfolienextrusionsmaschine, zur Herstellung einer Kunststofffolie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Zur Herstellung einer Kunststofffolie wird in der Regel in einem Extruder ein Kunststoffgranulat oder eine Mischung aus mehreren Kunststoffgranulaten unter Einsatz einer Heizung und durch Aufbringen von Druck aufgeschmolzen und verflüssigt. Diese Kunststoffschmelze wird strangförmig in einen Düsenkopf gefördert und dort flächig in einem Verteiler verteilt. Diese flächig verteilte Kunststoffschmelze wird dann aufgrund des Drucks aus der Düse des Düsenkopfes herausgepresst, so dass die Düse die Kunststoffschmelze zur Verfügung stellt. Die Düse kann dabei eine lineare Düse (Flachdüse) oder eine Ringdüse sein. Erstere Düse wird für die so genannte Flachfolienextrusion, die zweitgenannte Düse für die Blasfolienextrusion verwendet. Entsprechend bilden die Schmelzen entweder eine Flachschmelze oder eine Schmelzeblase aus. Oft werden mehrere Extruder verwendet zum Erzeugen mehrerer Einzelschmelzen, die im Düsenkopf zu einer mehrschichtigen Kunststoffschmelze vereinigt werden. Diese ein- oder mehrschichtige Kunststoffschmelze wird von zumindest einer Abzugswalze aus der Düse herausgezogen, wobei die Abzugswalze in einem Abstand zur Düse angeordnet ist. Auf dem Weg zur Abzugswalze und/oder während des Kontakts mit der Abzugswalze kühlt die Kunststoffschmelze so weit ab, dass sie die herzustellende Kunststofffolie bildet. Der Übergangsbereich, in dem die Kunststoffschmelze sich verfestigt
und zur Kunststofffolie erstarrt, wird oft als Frostzone oder Frostlinie bezeichnet, da die Kunststoffschmelze in diesem Bereich sinnbildlich ausgedrückt einfriert.
In einer Blasfolienextrusionsmaschine sind in Transportrichtung der Kunststoffschmelze bzw. der Kunststofffolie (im Folgenden auch als „Schmelze“ oder „Folie“ bezeichnet) weitere Komponenten angeordnet. Diese können eine Innenkühleinrichtung umfassen, welche vom Düsenkopf ausgehend sich in die Transportrichtung der Schmelze bzw. Folie erstreckt und innerhalb der Düse angeordnet ist. Mit dieser Innenkühleinrichtung kann ein leichter Überdruck in das Innere der Schmelzeblase eingebracht werden und damit quer zur Transportrichtung aufgeblasen, also gestreckt werden. Die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalzen ist in der Regel größer als die Ausströmgeschwindigkeit der Schmelze aus der Ringdüse, so dass die Schmelze auch in Transportrichtung streckbar ist beziehungsweise gestreckt wird. Ferner können stromabwärts der Ringdüse ein Kalibrierkorb und/oder eine Flachlegeeinrichtung vorgesehen sein. Mit einem Kalibrierkorb kann die Schmelzeblase bzw. der Schlauch der Folie in eine kreisrunde Form gebracht bzw. in dieser gehalten werden. Mit einer Flachlegeeinrichtung kann der Schlauch der Folie sukzessive flachgelegt und in eine doppelliegende Folie überführt werden. Damit kann die Folie auf einfache Weise von der Abzugswalze abgezogen werden. An der Abzugswalze liegt oft noch eine Andrückwalze an, mit welcher ein Rutschen der Folie auf der Abzugswalze verhinderbar ist.
In einer Flachfolienextrusionsanlage wird die in die Breite gebrachte Schmelze, in der Regel unter dem Einfluss der Schwerkraft, auf eine als Kühlwalze (die so genannte Chill-Roll) ausgebildete Abzugswalze gegeben, wobei die Abzugswalze von der Flachdüse mit einem Abstand angeordnet ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze ist in der Regel größer als die Ausströmgeschwindigkeit der Schmelze aus der Flachdüse. Auf der temperierten Kühlwalze erstarrt die Schmelze zur Folie, wobei dieser Bereich ebenfalls als Frostzone bezeichnet wird. Auf dem Weg von der Flachdüse zur Abzugswalze kann die Schmelze in ihren Eigenschaften beispielsweise mittels
Elektroden und/oder Saugelementen (so genannte Vakuumboxen) beeinflusst werden.
Als nachteilig erweist sich allerdings, dass das Fließverhalten der noch nicht zur Folie gewordenen Schmelze sehr empfindlich ist in Bezug auf äußere Einflüsse. So können unterschiedliche Temperaturverteilungen in den Extrudern zu inhomogenen Eigenschaften der Schmelze führen. Auch Verschmutzungen oder andere äußere Einflüsse wie etwa Zugluft in der Produktionshalle, in der die Folienextrusionsmaschine aufgestellt ist, können zu unterschiedlichem Temperaturverhalten innerhalb der Schmelze führen. Solche Inhomogenitäten wiederum führen dazu, dass das Fließverhalten über die Länge der Schmelze zwischen der Düse und der Frostzone und/oder in Querrichtung unterschiedlich ist. Solche Unterschiede werden jedoch in der Frostzone in die Folie überführt, so dass diese eine unterschiedliche Qualität über ihre Länge und/oder Breite aufweisen können. Allerdings ist das Aufspüren solcher Inhomogenitäten in der Schmelze und/oder in der Folie zum Teil schwierig oder nicht möglich. Entsprechend werden oft an Folienextrusionsmaschinen unpassende Einstellungen, beispielsweise für Positionen von Bestandteilen der Maschine, aber auch für Parametersteuerungen oder Regelkreise vorgenommen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Detektionsmöglichkeit für Inhomogenitäten innerhalb der Schmelze und/oder der Folie vorzuschlagen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind mögliche Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung vorgesehen zum Bestimmen der lokalen Transportgeschwindigkeit zumindest einer Teilfläche der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie.
Von der Schmelze und/oder der Folie, insbesondere von der Oberfläche, wird demnach für eine Teilfläche die lokale Transportgeschwindigkeit bestimmt. Die Transportgeschwindigkeit der Schmelze und/oder der Folie variiert in der Regel zwischen Düse und Frostzone in starkem Maße. Direkt beim Austritt aus der Düse hat die Schmelze eine geringe lokale Transportgeschwindigkeit, die aber infolge der höheren Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze zumindest für Teilflächen stark anwächst. Insbesondere in Blasfolienanlagen wächst die lokale Transportgeschwindigkeit beim Verstrecken der Folie infolge des durch die Innenkühlung aufgebrachten Innendrucks an. Beim Erkalten der Schmelze nähert sich die Transportgeschwindigkeit dem Betrag nach an die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze an. Die lokale Transportgeschwindigkeit ist grundsätzlich ein dreidimensionaler Vektor, dessen Richtung unterschiedlich relativ zur Transportrichtung orientiert sein kann, wobei eine Komponente parallel in Richtung der Transportrichtung verläuft. Werden also für mehrere Teilflächen die lokalen Transportgeschwindigkeiten bestimmt, so lässt sich hieraus ein Geschwindigkeitsvektorfeld erstellen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn wenigstens 30 %, vorzugsweise wenigstens 50 % der Gesamtbreite oder des Gesamtumfangs Schmelze bzw. der Folie nach dem Verlassen der Düse für Teilflächen die lokalen Geschwindigkeiten bestimmt werden. Die lokalen Geschwindigkeiten können dabei absolute lokale Geschwindigkeiten sein oder relative lokale Geschwindigkeiten. Zur Bestimmung von relativen Geschwindigkeiten können über einen Zeitraum die lokalen Geschwindigkeiten einer Teilflächen aufgezeichnet und hieraus ein Durchschnitt gebildet werden. Die Abweichungen von dieser mittleren lokalen Geschwindigkeit sind dann die relativen lokalen Geschwindigkeiten. Anstelle oder zusätzlich zur zeitlichen Durchschnittsbildung können auch die lokalen Geschwindigkeiten benachbarter Teilflächen heranziehbar sein. Zur Berechnung dieser Durchschnittswerte und der relativen lokalen Geschwindigkeiten ist eine Rechen- und Steuervorrichtung vorgesehen. Die Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung umfasst vorzugsweise Detektionseinrichtung wie beispielsweise Sensoren oder Kameras, die insbesondere eine ortsaufgelöste Bestimmung der lokalen Geschwindigkeiten ermöglichen. Diese Detektionseinrichtungen sind
selbstverständlich über eine Datenleitung mit der Rechen- und Steuereinrichtung verbunden.
Mit der Bestimmung der lokalen Geschwindigkeiten lässt sich die Schmelze und/oder die Folie charakterisieren. Es ist bekannt, dass insbesondere Bereiche der Schmelze mit höheren Temperaturen im Vergleich mit anderen Bereichen stärker zerfließen. In diesen Bereichen lässt sich also eine höhere lokale Geschwindigkeit detektieren. Solche Bereiche können also in der späteren Folie zu lokalen Dünnstellen führen. Auch kann eine inhomogene Schichtenzusammensetzung der Schmelze zu unterschiedlichen lokalen Geschwindigkeiten führen, da die einzelnen Schichten unterschiedliches Abkühlverhalten aufweisen können. Insgesamt stellen unterschiedliche lokale Geschwindigkeiten mögliche Inhomogenitäten in der Schmelze und/oder der Folie dar. Die ermittelten lokalen Geschwindigkeiten können daher als eine Basis für verbesserte Einstellungen an der Folienextrusionsmaschine dienen. Vorteilhaft dabei ist, dass die eine erfindungsgemäße Vorrichtung unabhängig von den in der Schmelze bzw. in der Folie verarbeiteten Kunststoffmaterialien arbeitet. Auch ist eine Unabhängigkeit von der (durchschnittlichen) Dicke der Schmelze bzw. der Folie gegeben.
Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung mit den soeben beschriebenen Ausgestaltungen lässt sich nicht nur mit einer Folienextrusionsmaschine kombinieren, sondern grundsätzlich mit Maschinen in der Kunststoffverarbeitung, in denen erwärmte oder erhitzte Kunststoffe abkühlen. Eine mögliche Kombination umfasst beispielsweise Vorrichtungen, in denen eine Kunststofffolie erwärmt wird und anschließend wieder abkühlt. Hierzu zählt eine Streckvorrichtung, in der eine Kunststofffolie auf eine Temperatur bis auf einen Temperaturbereich zwischen der Schmelzetemperatur und einer Temperatur, die bis zu 20 Grad Celsius unterhalb der Schmelzetemperatur liegt, aufgeheizt, dann in Transportrichtung gestreckt und anschließend wieder abgekühlt wird. Eine solche Vorrichtung umfasst eine Heizeinrichtung zum Aufheizen der Kunststofffolie, eine erste Streckwalze, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, eine zweite Streckwalze, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, die größer
ist als die Umfangsgeschwindigkeit der ersten Streckwalze und eine optionale Kühl- und/oder Fixiereinheit. In diesem Prozess wird die Kunststofffolie längsgedehnt, wobei die Folienbreite abnimmt und gleichzeitig die Ränder aufdicken (so genanntes Neck-in). Allgemeines Ziel bei diesem Prozess ist es stets, das Aufdicken der Ränder zu reduzieren, da diese Aufdickungen in der Weiterverarbeitung der Folie nicht zu gebrauchen sind und entfernt werden müssen. Daher ist es zielführend, mit einer oben beschriebenen Geschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung lokale Geschwindigkeiten von Teilbereichen der Folie zu bestimmen. In einer solchen Streckvorrichtung lässt sich daher eine erfindungsgemäße Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung vorteilhaft einsetzen.
Weitere Vorrichtungen sind solche, die aus Kunststoffmaterial, die eine Temperatur oberhalb ihrer Schmelztemperatur aufweisen, ein Kunststoffformteil erzeugen, beispielsweise durch Spritzgießen, Blasformen und dergleichen. Auch Kalandereinrichtungen können mit einer oben beschriebenen Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung kombiniert werden. Alle voranstehenden und auch nachfolgenden Merkmale sind mit solchen Vorrichtungen kombinierbar, auch wenn sie nur im Zusammenhang mit Folienextrusionsmaschinen beschrieben sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mit einer Rechen- und Steuereinrichtung die Abweichung der lokalen Transportgeschwindigkeit einer Teilfläche von der Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze berechenbar ist, wobei bei einer Abweichung unterhalb eines Schwellenwerts diese Teilfläche der Kunststofffolie zuordenbar ist. Das bedeutet also, das für eine oder mehrere Teilflächen die lokale Transportgeschwindigkeit bestimmt wird, wobei es sich hier insbesondere um eine absolute lokale Transportgeschwindigkeit handelt. Diese Transportgeschwindigkeit wird mit der Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze verglichen, indem eine Differenz gebildet wird. Liegt der Betrag dieser Differenz unterhalb eines Schwellwertes, also innerhalb eines Toleranzrahmens, so können die verglichenen Geschwindigkeiten als gleich angesehen werden. Diese Teilfläche wird anschließend der Kunststofffolie
zugeordnet, also einem Ort, an dem die Kunststofffolie bereits gebildet ist. Das bedeutet, dass die Frostzone bereits durchlaufen ist. Bei konstanten Verfahrensbedingungen in der Folienextrusionsmaschine ist die Frostzone in der Regel stationär. Somit ist es möglich, dieses Vorgehen nacheinander oder gleichzeitig für unterschiedliche Teilflächen durchzuführen. Auf diese Weise kann die genaue Lage der Frostzone bestimmt werden.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Folienextrusionsmaschine eine Blasfolienextrusionsmaschine mit einem Kalibrierkorb ist, wobei mit der Rechen- und Steuereinrichtung der Kalibrierkorb stromabwärts der Lage der Frostzone positionierbar ist. Insbesondere ist der Kalibrierkorb maximal 2 Meter, vorzugsweise maximal 1 Meter und insbesondere maximal 0,5 Meter stromabwärts der Frostzone positionierbar. Ein Kalibrierkorb dient dazu, dass die Folie, die in der Frostzone zu einem Folienschlauch geworden ist, sich in seinem Durchmesser nicht mehr verändert und zudem einer kreisrunden Form angenähert ist. Dazu umfasst ein Kalibrierkorb Folienführungselemente, die außen um den Umfang des Folienschlauches herum angeordnet sind und so den Folienschlauch umschreiben. Da ein Kontakt der Folienführungselemente mit dem Folienschlauch gewollt ist oder - im Falle von kontaktlosen Führungselementen - nicht ausgeschlossen werden kann, ist es das Ziel, den Kalibrierkorb stets stromabwärts der Frostzone zu positionieren, um Beschädigungen der Folie durch die Folienführungselemente zu vermeiden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Lage der Frostzone auch dann bestimmbar, wenn der Kalibierkorb diese Frostzone überdeckt, also insbesondere, wenn der Kalibrierkorb in der Frostzone noch nicht passend positioniert ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit der Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung die lokalen
Transportgeschwindigkeiten einer Mehrzahl an Teilflächen quer zur Transportrichtung vornehmbar ist, wobei mit der Rechen- und Steuereinrichtung Abweichungen der lokalen Transportgeschwindigkeiten von einer mittleren Transportgeschwindigkeit bestimmbar ist, wobei aus den Abweichungen ein Dickenprofil der Kunststofffolie ableitbar ist. Insbesondere in einer
Blasfolienanlage kommt der Regelung einer gleichmäßigen Foliendicke der späteren Folie über ihre Breite bzw. über ihren Umfang eine besondere Bedeutung zu. In bekannten Folienextrusionsmaschinen wird die Foliendicke mit Dickenmesssystemen stromabwärts der Frostzone gemessen und diese Messwerte für eine unterschiedliche Beeinflussung der Schmelze quer zu ihrer Transporteinrichtung herangezogen. Allerdings ergibt sich zwischen der Messung und der Beeinflussung der Folie ein zeitlicher Versatz, der durch die erfindungsgemäße Folienextrusionseinrichtung reduzierbar ist, da nun die Geschwindigkeitsbestimmung ebenfalls an der Schmelze vornehmbar ist, also stromaufwärts der Frostzone. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung, insbesondere eine Kühleinrichtung umfasst, welche über den Umfang der Schmelze bzw. der Folie verteilt mehrere Segmente umfasst, wobei mit jedem Segment ein Luftstrom auf die Schmelze bzw. Folie gebbar ist, welcher unterschiedlich hinsichtlich des Volumenstroms und/oder hinsichtlich der Temperatur einstellbar ist. Diese Einstellung ist dann von der Rechen- und Steuereinrichtung für jedes Segment vornehmbar. Zusätzlich oder alternativ ist es mit der Erfindung möglich, Längstoleranzen, inbesondere Längstoleranzen in Hinblick auf die Foliendicke, also Dickenänderungen, in Transportrichtung des Folienschlauches zu bestimmen.
Besonders vorteilhaft ist es, dass mit der erfindungsgemäßen Folienextrusionseinrichtung gleichzeitig Abweichungen von den lokalen Transportgeschwindigkeiten sowohl in Transportrichtung als auch quer dazu bestimmbar sind. Somit kann nicht nur an einer Position die lokale Foliendicke über den Umfang bestimmt werden, sondern an verschiedenen Positionen in Transportrichtung, also in Längsrichtung. Auf diese Weise ist es möglich, die Entwicklung von Unterschieden in der Schmelze- bzw. Foliendicke auch zumindest teilweise in Transportrichtung zu bestimmen. Damit ist es auch möglich, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Güte der Planlage der Folie ermittelbar ist. Insbesondere kann auch zur Verbesserung der Planlage der Folie ein Regelkreis vorgesehen sein. Die Schmelze- und Foliendicke kann jedoch nur relativ zu einer mittleren Foliendicke bestimmt werden. Für die Bestimmung einer mittleren Foliendicke kann in der Folienextrusionsmaschine ein Foliendickenmessgerät vorgesehen sein. Die
Messwerte des Foliendickenmessgeräts werden in diesem Fall durch die Rechen- und Steuereinrichtung bei der Bestimmung der lokalen Abweichungen berücksichtigt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung zumindest eine Infrarotkamera umfasst, mit welcher Infrarotbilder von der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie aufnehmbar sind, wobei eine Rechen- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher aus einer Mehrzahl an Infrarotbildern eine Durchschnittstemperatur für eine Vielzahl an Teilflächen der Oberfläche der Kunststoffschmelze oder der Kunststofffolie bestimmbar ist, wobei zumindest eine Temperaturabweichung von der Durchschnittstemperatur ermittelbar ist, wobei die Transportgeschwindigkeit dieser Temperaturabweichung entlang der Oberfläche der Kunststoffschmelze oder der Kunststofffolie bestimmbar ist. Eine Temperatur ist mittels einer Infrarotkamera auf die Weise ermittelbar, dass die Strahlungsintensität eines festgelegten Infrarotwellenlängenbereichs ermittelt wird. Die Strahlungsintensität hängt dabei unter anderem von der Temperatur ab. Mit der Rechen- und Steuereinrichtung können für jede Teilfläche mehrere nacheinander aufgenommene Temperaturwerte gemittelt werden, so dass eine Durchschnittstemperatur für jede Teilfläche gebildet werden kann. Diese Durchschnittstemperatur kann selbstverständlich dynamisch gebildet werden, was bedeutet, dass zuletzt aufgenommene Temperaturwerte bei einer erneuten Durchschnittsbildung berücksichtigt werden. Ergibt sich jedoch nun zu einer Teilfläche eine abweichende Temperatur, so stellt diese eine Inhomogenität in der Folie in diesem Teilbereich dar. Wird nun nach einem Zeitintervall diese oder ein ähnliches Muster von Temperaturabweichungen in einem benachbarten oder zumindest in einem naheliegenden Teilbereich festgestellt, so lässt sich hieraus die lokale Geschwindigkeit der Schmelze bzw. der Folie bestimmen. Störeinflüsse, insbesondere Störkonturen, wie etwa eine Innenkühleinrichtung, sind leicht detektierbar, da die durch sie verursachten Temperatureinflüsse stationär und daher berücksichtigbar sind, indem sie beispielsweise durch die Rechen- und Steuereinrichtung herausrechenbar sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn es um die absolute Temperaturbestimmung geht. Eine absolute
Temperatur ist mittels der Rechen- und Steuereinrichtung für zumindest einen Teilbereich bestimmbar, wenn eine Referenztemperatur bekannt ist. So kann beispielsweise eine Temperaturmesseinheit in dem Düsenkopf integriert sein, mit welcher die Düsenkopftemperatur im Bereich der Düse messbar ist. Diese Düsenkopftemperatur ist in diesem Bereich im Gleichgewicht mit der Schmelzetemperatur, so dass aus den Temperaturmesswerten auf die Schmelzetemperatur zurückgeschlossen werden kann. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die für jede Teilfläche aufgenommenen Temperaturwerte und die daraus gebildeten Durchschnittswerte zur Berechnung der lokalen Geschwindigkeiten herangezogen werden. So kann mit dem beschriebenen Verfahren beispielsweise eine Temperaturverteilung der Folienblase, insbesondere zwischen Düse und Kalibriereinrichtung ermittelt werden. Durch die Bestimmung der Abweichungen in einem Teilbereich von dem gebildeten Durchschnittswert können allgemein Fluktuationen in der Temperatur ermittelt werden, um beispielsweise sich ändernde Eigenschaften der Folie bestimmen zu können, wie etwa die Dickenverteilung.
Vorteilhaft ist es, wenn die Infrarotkamera einen zweidimensionalen Sensor umfasst, so dass zum selben Zeitpunkt die Strahlung, die von unterschiedlichen Teilbereichen der Oberfläche der Schmelze oder der Folie stammt, detektierbar ist. Mit einem solchen Sensor sind in der Regel zudem mehr als eine Detektion (sogenannte „Bilder“), vorzugsweise mehr als fünf Detektionen pro Sekunde realisierbar. Ein „Bild“ kann dabei als eine zweidimensionale Matrix aus Strahlungsintensitätswerten verstanden werden. Bei letzterer Detektionsfrequenz ist es auch denkbar, wenn mehrere Detektionen addiert werden. Dieses setzt zwar die effektive Frequenz herab, verbessert aber das Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Um das Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu verbessern, können auch mehrere Kameras vorgesehen sein, so dass entweder die Bilder von denselben Teilbereichen zwischen den Kameras korreliert werden oder innerhalb einer Kamera mehrere Sensorbereiche die Strahlung einer einzigen Teilfläche der Schmelze bzw. der Folie detektieren. Auch um größere Bereiche der Schmelze bzw. der Folie zu detektieren, können weitere Kameras vorgesehen sein. So ist es im Falle einer Blasfolienanlage denkbar, zumindest zwei Kameras, vorzugsweise zumindest drei Kameras und
insbesondere zumindest vier Kameras über den Umfang insbesondere gleichmäßig zu verteilen. Anstelle einer oder mehrerer Infrarotkameras können auch Kameras mit andersartigen Sensoren vorgesehen werden, beispielsweise Farbkameras oder Kameras mit Schwingungssensoren.
Vorteilhaft ist ferner, wenn die Vorrichtung einen Datenspeicher umfasst, in welcher zumindest ein Geschwindigkeitsprofil bzw. zumindest ein Geschwindigkeitsvektorfeld einer Folienproduktion speicherbar ist. Für eine aktuelle Folienproduktion ist beispielsweise das aktuelle Geschwindigkeitsprofil mit einem älteren Geschwindigkeitsprofil mittels der Steuer- und Rechenvorrichtung vergleichbar und vorteilhafte Anpassungen der Verfahrens- und/oder Einstellparameter für die aktuelle Folienproduktion der Folienextrusionsmaschine ableitbar. Ein gespeichertes Geschwindigkeitsprofil kann auch einer weiteren Folienextrusionsmaschine über eine Datenverbindung übermittelbar sein. Dort können die Werte auf abweichende Maschinenparameter skalierbar sein, so dass auch an dieser weiteren Folienextrusionsmaschine ein gespeichertes Geschwindigkeitsprofil zur Verfügung steht.
Die oben genannte Aufgabe wird zudem gelöst durch Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie mit einer Folienextrusionsmaschine, insbesondere Blasfolienextrusionsmaschine, wobei mit einer Düse der Folienextrusionsmaschine, insbesondere einer Ringdüse, eine Kunststoffschmelze bereitgestellt wird und wobei mit zumindest einer stromabwärts und mit einem Abstand zu der Düse angeordneten Abzugswalze die in einer Frostzone zu einer Kunststofffolie verfestigten Kunststoffschmelze in eine Transportrichtung abgezogen wird, wobei die Abzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mit einer Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung die lokale Transportgeschwindigkeit zumindest einer Teilfläche der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie bestimmt wird.
Mit diesem Verfahren werden die gleichen Vorteile erzielt, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Folienextrusionsvorrichtung beschrieben worden sind. Auch ist dieses Verfahren nicht nur in Kombination mit der Herstellung einer Kunststofffolie auf eine Folienextrusionsmaschine beschränkt, sondern kann auch, wie weiter oben beschrieben, mit anderen Vorrichtungen kombiniert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der unter Bezugnahme auf die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen erläutert sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder beliebige Kombinationen erwähnter Merkmale erfindungswesentlich sein. Im Rahmen der gesamten Offenbarung gelten Merkmale und Einzelheiten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Folienextrusionsmaschine und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Aspekten der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Blasfolienanlage
Fig. 2 eine Ausschnittvergrößerung aus der Figur 1
Die Figur 1 zeigt eine Folienextrusionsmaschine, nämlich eine Blasfolienanlage 1 , die wenigstens einen Extruder 2 umfasst, mit welchem beispielsweise in Granulatform vorliegender Kunststoff plastifizierbar ist. Über eine Leitung 3 wird die so erzeugte Kunststoffschmelze einem Düsenkopf 4 zugeführt, von dem diese Schmelze durch Herauspressen aus einer nicht sichtbaren Ringdüse 5 in eine Folienblase 6 überführbar ist. Die aus der Düse austretende Schmelze kann nun abgezogen werden. Nun liegt eine noch nicht verfestigte Schmelzeblase 6 vor. Diese wird in einer Schlauchbildungszone von innen her durch einen leichten Überdruck aufgeblasen, so dass er innerhalb des Kalibrierkorbs 7 einen größeren Durchmesser aufweist. Zu diesem Zweck ist eine Innenkühleinrichtung 13 vorgesehen, welche sich innerhalb der Ringdüse
5 befindet und sich teilweise in Transportrichtung erstreckt. Diese Innenkühleinrichtung 13 ist durch das Extrusionswerkzeug hindurch mit Luft versorgbar.
Eine Verfestigung der Folienblase erfolgt durch eine Abkühlung, wobei ein Teil der Wärme der Folienblase an die Umgebung abgegeben wird. Insbesondere durch eine Temperiervorrichtung 8, die oft auch wegen ihrer ringartigen, den Folienschlauch einfassenden Ausgestaltung als Kühlring bezeichnet wird, wird Kühlluft an die Folienblase herangeführt. Es kann vorgesehen sein, dass der Kühlluftstrom hinsichtlich seines Volumenstroms und/oder seiner Temperatur in verschiedenen Winkelbereichen unterschiedlich einstellbar ist, um so den Folienschlauch in verschiedenen Umfangsabschnitten unterschiedlich zu beeinflussen.
Die Verfestigung der Schmelze zu einer Folie erfolgt in der Frostzone 18.
Vorzugsweise stromabwärts der Frostzone 18 ist ein Kalibrierkorb 7 positioniert, dessen Wirkungsweise bereits weiter oben beschrieben wurde.
Nach dem Passieren des Kalibrierkorbs 7 gelangt die Folienblase 6 in den Wirkbereich einer Flachlegevorrichtung 9, in der der kreisrunde Folienschlauch in einen ellipsenförmigen Querschnitt mit einer zunehmenden Exzentrizität überführt wird, bis er schließlich im Einflussbereich der insbesondere zwei Abzugswalzen 10 umfassenden Abzugsvorrichtung eine doppellagige Kunststofffolie, die an ihren Seiten miteinander verbunden sind, bildet.
Die Flachlegeeinrichtung ist drehbar angeordnet, wobei die Drehachse im Wesentlichen mit der Schlauch- bzw. Symmetrieachse 11 , die in der Figur 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, fluchtet. Die Drehbarkeit der Flachlegeeinrichtung ist mit dem Pfeil 12 angedeutet.
Die Figur 1 zeigt weiterhin eine Reversiereinrichtung 15, welche die Aufgabe hat, den flachgelegten Folienschlauch von der Flachlegevorrichtung zur ortfesten Walze 16 zu führen, ohne dass Beschädigungen auftreten.
Der Pfeil 17 deutet an, dass dieser Folienschlauch nach dem Durchlauf durch die Reversiervorrichtung 15 zur Weiterverarbeitung geführt wird, welche hier nicht näher spezifiziert ist.
In Transportrichtung z gesehen ist zwischen der Ringdüse 5 und dem Kalibrierkorb 7 wenigstens eine Detektionseinrichtung 20 als Bestandteil einer Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung angeordnet, mit welcher zumindest teilweise Flächenbereiche der Oberfläche der Folienblase 6 detektierbar sind. Die Detektionseinrichtung 20 ist außerhalb der Folienblase 6 angeordnet, jedoch auf diese gerichtet. Die Detektionseinrichtung 20 kann an einer beliebigen Komponente der Blasfolienanlage 1 direkt oder indirekt befestigt sein. Jedoch ist es auch denkbar, die Detektionseinrichtung 20 unabhängig von der Blasfolienanlage 1 auf einem eigenen Gestell, beispielsweise einem Stativ, innerhalb der Produktionsstätte aufzubauen.
Über eine Datenleitung 21 werden die Detektionsmesswerte der Detektionseinrichtung 20 der Rechen- und Steuereinheit 22 zugeführt, mit welcher die weiter oben beschriebenen Datenverarbeitungen durchführbar sind.
Über Steuerleitungen 23 kann die Rechen- und Steuereinheit Steuerbefehle an verschiedene Komponenten der Folienextrusionsanlage abgeben. Die Pfeile der Steuerleitungen 23 zeigen exemplarisch, dass der Kühlring ansteuerbar ist. Hier können der Volumenstrom und/oder die Temperatur des Kühlrings segmentweise anpassbar sein. Außerdem kann der Kalibrierkorb 7 über die Steuerbefehle in oder gegen die Transportrichtung z verschoben werden.
Die Figur 2 zeigt eine Ausschnittvergrößerung aus der Figur 1. Die Umfangsfläche der Schmelze- bzw. Folienblase ist in virtuell in Teilflächen 25 zerlegt. Für jede dieser Teilflächen 25 ist durch den Sensor ein Messwert, beispielsweise ein Temperaturmesswert, für die Bestimmung der lokalen Geschwindigkeit der Schmelze bzw. der Folie ermittelbar.
Claims
Patentansprüche Folienextrusionsmaschine, insbesondere Blasfolienextrusionsmaschine, zur Herstellung einer Kunststofffolie mit einer Düse, insbesondere einer Ringdüse, zum Bereitstellen einer Kunststoffschmelze, zumindest einer stromabwärts und mit einem Abstand zu der Düse angeordneten Abzugswalze zum Abziehen der sich in einer Frostzone zu einer Kunststofffolie verfestigten Kunststoffschmelze in eine Transportrichtung, wobei die Abzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung vorgesehen ist zum Bestimmen der lokalen Transportgeschwindigkeit zumindest einer Teilfläche der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie. Folienextrusionsmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Rechen- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Abweichung Transportgeschwindigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze berechenbar ist, wobei bei einer Abweichung unterhalb eines Schwellenwerts diese Teilfläche der Kunststofffolie zuordenbar ist. Folienextrusionsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mit der Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung die lokale Transportgeschwindigkeit einer Mehrzahl an Teilflächen vornehmbar ist, wobei für jede Teilfläche die Abweichung bestimmbar und zumindest ein Teil der Teilflächen der Kunststofffolie oder der Kunststoffschmelze zuordenbar ist, wobei aus der Zuordnung eine räumliche Lage der Frostzonen bestimmbar ist. Folienextrusionsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienextrusionsmaschine eine Blasfolienextrusionsmaschine mit einem Kalibrierkorb ist, wobei mit der Rechen- und Steuereinrichtung der Kalibrierkorb stromabwärts der Lage der Frostzone positionierbar ist. Folienextrusionsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung die lokalen Transportgeschwindigkeiten einer Mehrzahl an Teilflächen quer zur Transportrichtung vornehmbar ist, wobei mit der Rechen- und Steuereinrichtung Abweichungen der lokalen Transportgeschwindigkeiten von einer mittleren Transportgeschwindigkeit bestimmbar sind, wobei aus den Abweichungen ein Dickenprofil der Kunststofffolie ableitbar ist. Folienextrusionsmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung zumindest eine Infrarotkamera umfasst, mit welcher Infrarotbilder von der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie aufnehmbar sind, wobei eine Rechen- und Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher aus einer Mehrzahl an Infrarotbildern eine Durchschnittstemperatur für eine Vielzahl an Teilflächen der Oberfläche der Kunststoffschmelze oder der Kunststofffolie bestimmbar ist, wobei zumindest eine Temperaturabweichung von der Durchschnittstemperatur ermittelbar ist, wobei die Transportgeschwindigkeit dieser Temperaturabweichung entlang der Oberfläche der Kunststoffschmelze oder der Kunststofffolie bestimmbar ist.
Verfahren zur Herstellung einer Kunststofffolie mit einer Folienextrusionsmaschine, insbesondere Blasfolienextrusionsmaschine, wobei mit einer Düse der Folienextrusionsmaschine, insbesondere einer Ringdüse, eine Kunststoffschmelze bereitgestellt wird, mit zumindest einer stromabwärts und mit einem Abstand zu der Düse angeordneten Abzugswalze, die in einer Frostzone zu einer Kunststofffolie verfestigten Kunststoffschmelze in eine Transportrichtung abgezogen wird, wobei die Abzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit rotiert, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung die lokale Transportgeschwindigkeit zumindest einer Teilfläche der Kunststoffschmelze und/oder der Kunststofffolie bestimmt wird.
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