DE1504266A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Folien nach dem Extrudierverfahren und mit anschliessender Walzbehandlung - Google Patents

Description

• Beschreibung "Verfahren und Vorrichtung sur Herstellung von Kunststoff-Folien nach dem Extrudierverfahren und mit anschliessender Walzbenhandlung" Es ist bekannt, Folien aus Kunststoffen, insbesondere aus Polymerisaten und Mischpolymerisaten der Vinylhalogenide, auf einem 3- bis 5-Walzenkalander herzustellen, duroh Aufgabe von Kunetstoff-Fellen, welche vorher auf einem Mischwalzwerk gebildet wurden. Dabei können in der Regel nur Folien von 0,6 mm Dicke und weniger hergestellt werden. Sowohl die Foliendicke ale auch die Oberflächenbeschaffenheit werden letztlich duroh den von der Folie durchlaufenen letzten Walzenspalt bestimmt, wobei letztere weitgehend von dem auf die Folie im Walzenspalt ausgeübten Druck und auch von der an dem Material aufgewendeten Plastifizierarbeit abhähgig ist, Der Druck im Walzenspalt baut sich dabei aus den Einzugekräften der rotierenden Kalanderwalzen plus dem Verformungswiderstand des Kunststoffes auf. Mit sunehmender Foliendicke nimmt aber der auf die mengeneinheit durchlaufenden Kunststoffes ausgeübte Druck wegen verringerten Verformungswiderstandes de. Kunststoffes ab. Infolgedessen verschlechtert eich die Oberflächenbeechaffenhelt der Folie, und so ergibt sioh die genannte maximale Dicke für die praktische Fertigung von Kalanderfolte.
• Es ist andererseits bekannt, Folien im Extruderverfahren aus Breitschlitzhdüssen auszupressen. Derartige extrudierte Folien, die nach dem heutigen Stand der apparativen Technik Breiten bis su 2000 mm haben können, zeigen häufig mehr oder weniger ungleichmässige oder unebene Oberflächen. Die extrudierten Folien müssen daher nachträglich geglättet werden, indem man die Folien duroh ein Glättwalzwerk hindurchführt. Dies ist schwierig und bringt meist nicht den gewünschten Erfolg. Die aue Breitschlitzen extrudierten Folien zeigen verhältnismässig grosse Dickenunterschiede über ihre Flächen, so dass im Glättwalzwerk an der bereit mehr oder weniger abgekühlten Folienbahn keine gleichmüssige Walzenberührung und auch kein gleichmässiger Walzendruck zu erreichen ist. Ein Ausgleich durch Steigerung des Walzensnpressdrucke ist wegen der geringen Walzenstabilität und der Mateilaltemperatur nur bis zu einer bestimmten Grenze möglich, wenn man nicht eine Apparatur vom Typ eines Kalandere herstellen will, Erstellt man aber einen Kalander, so würde das Arbeiten mit dem Extruder sinnlos und ausserdem wäre dann wieder die Herstellung dickerer Folien nicht möglich.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches bei wesentlicher Vereinfachung der Arbeitsweise und des apparativen A£-wandee die vorstehend gekennzeichneten Nachteile vermeidet verbessert, Insbesondere gestattet das Arbeitsprinzip des neuen Verfahrens sowohl die Herstellung dünnster Folien von 5 - 10 µ, wie auoh von dioken Folien von mehr als 600 µ mit vorzüglicher Dickenverteilung und Oberlächenbeschaffenheit.
• Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, das aus der breitschlitzdüse einer Extruderanlage austretende gelierte Kunststoffmassen derart unmittelbar in den Spalt eines rotierenden Walzenpaares eingeführt werden, dass das Material im Spalt unter einem sich aus den einzugskrüften des Walsenpaares und dem Förderdruck der Extruderschnecke summierenden Pressdruck steht, Die Erfindung beruht demnach dur@@f, dass Extruderarbeit und Walzenpaar gleichzeitig und gemeinsam auf die durch die Extruderdüse passierende gelierte Kunststoffmasse einwirken.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des eben gekennzeichneten Verfahrens. Die Argeitsvorrichtung muss so gestaltet werden, dass die Schlitzdüse des Extruders und das Walzenpaar miteinander funktional eine Einheit bilden. Infolgedessen besteht die einf@chste Ausführungsform der Vorriohtung aus einer mit einem Extruder bekannter Bauart verbundenen Breitschlitzdüse, deren Lippen als ein Paar gegeneinander in der Extrudierrichtung rotierende Walzen ausgebildet sind, Aue ausserhalb des Verfahrens der Erfindung liegendin praktischen Gründen sind aber Vorrichtungen vorzuziehen, welche in ihrer allgemeinsten Form die Kombination eines rotierenden Walzenpaares und einer Extruderanlage mit Breitechlltzdüse darstellen, deren Düsen-lippen an ihren beiden, den Walgenumfängen zugekehrten Flanken parallel zu den Walzenumfängen konkav ausgearbeitet und eo weit in den Walzenspalt eingeschoben sind, dass der lichte Abstand zwischen Düsenlippenflanken und Walzenumfangsflächen keine Knetbildung im Walzenspalt sulässt, Dabei werden die beiden Enden des Düsenschlitzes mit Uber den Walzenspalt hinausragenden und in einem Abstand von 0,1 - 0,5 mm von den Walzenstirnflächen angeor@@eten Begrenzungeblechen abgedeckt, Druch diese Begrenzungsblecvhe wird verhindet, dass gleiertes Kunststoffmaterial an den chlitzenden seitlich austreten kann.
• Der Walsenspalt kann Je nach den Dicken dee herzustellenden Produktes Höhen vom 0,02 - 10 mm oder mehr aufweisen. Der Spalt zwischen den Düsenlippen muss jeweils mindestens die gleiche Höhe, vorzugsweise aber eine etwas grössre Höhe, die beispielsweise um 100 % und mehr grösser sein kann, besitzen. Der lichte Abstand zwischen den konkaven Planken der Breitschlitzdüse und den Umfangsflächen des Walzenpaares kann auf 0, - 1,0 mm eingestellt werden. Die Vorderkanten der Düsenlippen können der die beiden Walzenmittelpunkte vereinigenden Ebene im Spalt so weit angenähert werden, dass ihr Abetand zu dieeer Ebene nut etwa 5 - 15 Bogengrade, gerechnet sur Verbindungslinie Walzenachse-Düsenvorderkante, ausmacht.
• Die Ausdehnung der Flanken der Düsenlippen wird so bemeeeen, daes aus dem Walzenspalt kein Kunststoff entgegen der Bewegungsrichtung der extrudierten Folienbahn auetreten und nie wieder abbröckeln oder einen Knet bilden kann. Hierfür genügt im allgemeinen, dass die konkaven Flanken der Düsenlippen die Umfangsflächen der Walzen auf einem Bogen von etwa 45 bie etwa 900 abdecken, Eine oder vorzugsweise beide Walzen des Walzenpaares sind beheizbar eingerichtet.
• Das Verfahren der Erfindung kann sowohl mit echten Thermoplatten, beispielsweise Polymerisaten und Miechpolymerisaten des Vinylchlorids und anderer Vinylverbindungen, wie auoh mit Polyolefinen und Polyamiden, mit weichmacherfreien und mehr oder weniger stark weichmacherhaltigen Kunststoffen ausgeführt werden. Je nach dem Typ der zu verarbeitenden Kunststoffmasse und dem Typ des angestrebten geformten Produktes werden die Höhen von Walzenspalt, Düsenlippenspalt, Abstand der Düsenlippenflanken von den Waleenumiängen, Arbeitsgeschwindigkeit und Walzentemperatur abgestimmt, um jeweils optimale Produkte zu erzielen.
• Wenn Folien in der den Kalanderfolien entsprechenden Qualität nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden sollen, muss die ganze Plastitizierarbeit, die bisher von mehreren Walzenspalten eines Mehrwalzenkalanders geleietet wurde, im einzigen Walzenspalt des Walzenpaaree im Zusammenwirken mit der herangeerhobenen Extruderan, lage geleistet werden. Infolgedessen müssen die beiden Walzen der Apparatur in diesem Fall nach Dimensionen und Stabilität ähnlich den Walzen eines Mehrwalsenkalanders ge-Staltet werden, damit in und vor dem Walzenspalt ein hoher Materialdruck aufgebaut werden kann.
• Sollen nach dem Verfahren Folien in der den Extruderfolien entsprechenden Qualität hergestellt werden, so können die Walzen leichter sein, da sie nur die Dimensionen und die Stabilität der bekannten Glättwalzen benötigen und mit einem geringeren Druck im Walzenspalt auskommen. In diesem Fall wird gegenüber dem herkömmlichen Extruder-Verfahren eine Verbesserung der Folienqualität erreicht, wobei vor allem eine bessere Dickenverteilung und niedrigere Schrumpfwerte erreicht werden.
• Als Spritzwerkzeug können sowohl Breitschlitzdüsen wie auch Koaxialdüsen verwendet werden, sofern nur in beiden Fällen die Flanken der Diisenlippen im Sinne der erfindung gestaltet werden.
• Eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargeetellt. Pigur 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Längs mittelachse der Vorrichtung. Figur 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von Figur 1.
• Die an sich bekannte Extrudervorrichtung besteht aue Schnecke (1), Zylinder (2), Verbindungsflansch (3), Spritzdüse (4) und Düsenlippen (5). Erfindungsgemäss sind die Düsenlippenflanken (8) konkav ausgearbeitet und weit in den Spalt des rotieremdem Walzenpaares (6,6) hineningeschoben, wobei die konkave Ausarbeitung der Düsenlippenflanken parallel zu den Umfangsflächen der beiden Walzen (6,6) gestartet ist. Der lichte Abstand zwischen den Düsenlippenflanken und den Walzenumfangeflächen ist, wie der in der Figur dargestellte Pluss des Kunststoffmaterials erkennen lässt, so eng gewählt, dass eine Knetbioldung im Walzenspalt nicht eintreten kann.
• Über die Umlenkwalse (7) wird die Folie su einer Sammelvorrichtung oder nachbearbeitungsmaschine weitergeleitet.
• In der Seitenansicht von Figu@ 2 sind zusätzlich die Begrenzungsplatten. (9) dargestellt, welchen den Düsenlippenschlits und den Walzenspalt auf beiden Stirnflächen gegen ein Austreten von Kunststoffmaterial sichern.

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zur herstellung von Kunststoff-Folien nach dem Extrudierverfahren mit anschliessender Walsbehandlung, dadurch gekennzeichne,t dass das aus der Breitschlitzdüse einer Extruderanlage austretende Material derart unmittelbar in den Spalt einse rotierenden Walzenpaares eingeführt wird, dass das Material im Spalt unter einem sich aus den Einzugskräften des Walzenpaares und dem Förderdruck des Extruders summierenden Pressdruck steht.
2. 2.) Vorrichtung sur Ausübung des Verfahrene nsoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein rotiersendes Walzenpaar und Eine Extruderanlage mit Breitschlitzdüse, deren Düsenlippen an ihren den beiden Walzenumfängen zugekehrten Flanken parallel zu den Walzenumfängen konkav ausgearbettet und so weit in den Walzenspalt eingeschoben sind, dass der lichte Abstand zwischen Düsenlippenflanken und Walsenumfangsflächen keine Knetbildung im Walzonspalt zulösst.
3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasb der lichte Abstand zwischen den Düsenlippenflanken und den Walsenumfangsflächen 0,1 - 1 mm beträgt.
4. 4,) Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadruch gekennzeichnet, dass die Spitzen der Düsenlippen bis etwa 5 - 15° der die Walzenachsen verbindenden Ebene genähert sind.
5. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadruch gekennzeichnet, da ein oder beide Walzenpaare beheizbar zind.
6. 6.) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch ghekennzeichnet, dass die konkaven Flanken der Düsenlippen die Umfangsflächen der Walzen auf einem Bogen von etwa 45°- 900 überdeckt.
7. 7.) Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, daduroh gekennzeichnet, dass, die beiden Enden des Düsenschlitzes mit senkrechten Begrenzungsplatten abgeschirmt sind, die über die Spaltmitte dem Walzenpaares hinausragen und deren Abstand von den Walzenstirnflächen 0,1 - 0,5 mm beträgt.