DE3006566C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleichmäßigen der Foliendicke von in Flachfolien-Extrusionsanlagen hergestellten Flachfolien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In Flachfolien-Extrusionsanlagen hergestellte Flachfolien werden nach ihrer Herstellung zu Rollen aufgewickelt, um die Folien speichern und zum Zwecke ihrer weiteren Verarbeitung transpor­ tieren zu können. Treten bei der Folienherstellung Foliendick­ stellen und/oder Foliendünnstellen auf, summieren sich diese beim Aufwickeln, so daß Folienrollen mit ringförmigen Wülsten entstehen. Die Weiterverarbeitung der Folien kann durch der­ artige Dick- oder Dünnstellen erschwert oder sogar ausge­ schlossen sein. Die sich in den Folienrollen ausbildenden ring­ förmigen Wülste beeinträchtigen die Planlage der abgewickelten Folienbahn, so daß ebenfalls Störungen bei der Weiterver­ arbeitung der Folienbahn auftreten können. Es ist daher ein Bestreben der Folienhersteller, Foliendick- und Foliendünn­ stellen so vollständig zu vermeiden, daß sich die Flachfolien zu zylindrischen Folienwickeln aufwickeln lassen.

Bei einem aus der US-PS 37 61 553 bekannten Verfahren der eingangs angegebenen Art erfolgt die Vergleichmäßigung der Foliendicke dadurch, daß die einzelnen Korrekturabschnitte der Breitschlitzdüse mit getrennt steuerbaren Heizelementen versehen sind, durch die die einzelnen Korrekturabschnitte aufgeheizt werden können. Ist die Dicke eines Folienabschnitts zu groß, wird die Erwärmung des zugehörigen Korrekturabschnitts durch das Heizelement entsprechend verringert. Ist hingegen die Dicke eines Folienabschnitts nicht groß genug, wird der zugehörige Korrekturabschnitt durch das entsprechende Heizelement aufgeheizt. Da die üblichen Abweichungen von der mittleren Foliendicke nur gering und dementsprechend auch die Größen der Stellbefehle für jedes Heizelement der Korrekturabschnitte nur klein sind, lassen sich schnelle Regelungen auf die mittlere Foliendicke nur schwer erreichen, wobei auch größere Pendelungen in der Regelung zu befürchten sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs angegebene Verfahren derart zu verbessern, daß sich gemessene Dick- und Dünnstellen der Folienabschnitte schneller und stabiler auf die mittlere Dickenverteilung einstellen lassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Extremwert der Dicke der Folienabschnitte als Bezugswert für die Ermittlung der Größe der Stellbefehle für die Temperatur der Korrekturabschnit­ te gewählt, so daß mit Ausnahme des Korrekturabschnitts, dem der Bezugswert zugeordnet ist, nahezu alle Korrekturabschnitte mit Stellbefehlen, die durch Bezug auf den Bezugswert relativ groß sind, beaufschlagt werden und die Einregelung auf den Mittel­ wert der Dickenverteilung schneller und im wesentlichen ohne Überschwingen erfolgt. Da der Gewichtsdurchsatz der von dem Extruder gelieferten thermoplastischen Masse konstant bleibt, werden schon nach kurzer Regelzeit die Dickenabweichungen kleiner und nähern sich schnell der mittleren Dickenverteilung an, so daß sie verschwinden, wenn alle Folienabschnitte der mittleren Dickenverteilung entsprechende Dicken aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich entweder nur durch ent­ sprechendes Erwärmen der zu beaufschlagenden Korrekturab­ Schnitte oder aber nur durch entsprechende Kühlung der Korrek­ turabschnitte durchführen.

Die Erhöhung und/oder Erniedrigung der Temperatur der Korrektur­ abschnitte an der Breitschlitzdüse kann entsprechend den für die einzelnen Folienabschnitte gemessenen und ermittelten mittleren Dickenverteilungen in kleinen Schritten erfolgen. Durch diese schrittweise Beeinflussung der Korrekturabschnitte können die in der Praxis auftretenden Temperaturfehler in einer bleibenden positiven oder negativen Verstellung der Stellglieder darge­ stellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Flachfolienextrusionsanlage in schematischer Seitenansicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Breitschlitzdüse der Flachfolienextrusionsanlage nach Fig. 1 mit einer schematischcn Darstellung der die Temperier­ kammern der Breitschlitzdüse beeinflussenden Regeleinrichtungen,

Fig. 3 eine quantitative Darstellung der Zuordnung der einzelnen Folienabschnitte zu den Temperierab­ schnitten an der Breitschlitzdüse nur bei Heizung der Korrekturabschnitte und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung nur bei Kühlung der entsprechenden Temperierabschnitte an der Breitschlitzdüse.

Die Kunststoffschmelze wird von einem Extruder 1, der auf einem Gestell 1′ angeordnet ist, aufgeschmolzen und über Anschlußteile 2 in die Breitschlitzdüse 3 gefördert, die die Schmelze über einen Zuführkanal 4, einen Verteilerkanal 4′ und einen Düsenschlitz 5 zu einer Flachfolie 6 ausformt. Die Flachfolie 6 wird von einer ersten Kühlwalze 7 abgekühlt und nach dem Passieren einer zweiten Kühlwalze 8 über Leitwalzen 9 nach dem Passieren einer über die Bahnbreite traversierend arbeitenden Dickenmeßvorrichtung 10 zu einem Aufwickler 11 mit den Wickelstellen 11′, 11″ geführt. Über die Kühlwalze 7 kann ebenso eine zu beschichtende Materialbahn geleitet werden, so daß sich eine Extrusionsbeschichtung ergibt.

Die Breitschlitzdüse ist 3 geteilt ausgeführt und besteht aus den Gehäusehälften 3′, 3″, so daß deren einfache Reinigung möglich ist. Im Bereich des Düsenschlitzes 5 sind beidseits des Schlitzes einander gegenüberliegende, zueinander parallel verlaufende Reihen von Temperierbohrungen 12′, 12″ angeordnet, die durch Verändern der Wandungstemperaturen in diesem Bereich den Schmelzestrom und damit die partielle Dicke der Flachfolienbahn 6 beeinflussen. Das Temperiermedium, das vorzugsweise aus Luft besteht, wird durch Rohre 13′, 13″ zugeführt und über Auslaßbohrungen 14′, 14″ abgeleitet. Die temperierende Luft wird aus schematisch angedeuteten Temperierblöcken 15′, 15″ eingespeist, die aus einem nicht dargestellten Druckluft­ versorgungssystem mittels der Rohrleitungen 16′, 16″ zugeführt wird.

Das Meßsignal der traversierend arbeitenden Dickenmeßvorrichtung 10 wird über eine Leitung 21 einem Mikroprozessor 19 (CPU) zuge­ führt und aufbereitet. Mittels einer Leitung 22 kann ein Dicken­ schreiber 23 angeschlossen werden, der ein Dickenprofil 24 der Flachfolie in Diagrammform darstellt.

Entsprechend der Anzahl von Korrekturabschnitten der Breit­ schlitzdüse 3 mit der Breite x _K werden aus dem Dickenprofil Meßabschnitte mit der Breite x _F und Teilmittelwerte ′ _x der Dicke gebildet . Dabei stellt 6′ die Gesamtbreite der Flachfolie und 3″ die Breite des Schlitzes der Breitschlitzdüse 3 dar, die in der Regel wegen des Einschnürens der Schmelzefahne ("neck-in- Effekte") größer ist als die Gesamtbreite 6′ der Flachfolie 6.

Anhand der Fig. 3 wird nun das Verfahren zum Vergleichmäßigen der Foliendicke bei Wahl der größten Dicke eines der Folienab­ schnitte als Dickenbezugswert und Erwärmung der Korrekturab­ schnitte x _K an der Breitschlitzdüse 3 erläutert. Im oberen Teil der Fig. 3 ist das gemessene Dickenprofil 24 der Flachfolie 6 dargestellt. Aus diesem Dickenprofil wird für jeden einzelnen Meßabschnitt der Flachfolie mit der Breite x _F der Teilmittelwert ′ _x entsprechend der Abweichung von der mittleren Foliendicke s _m gebildet. In dem oberen Teil der Fig. 3 sind diese Teilmittel­ werte ′ _x als prozentuale Abweichungen der mittleren Foliendicke s _m dargestellt. Dabei bedeuten positive Werte ′ _x Dickstellen und negative Werte ′ _x Dünnstellen. Alle Teilmittelwerte ′ _x werden sodann unter Berücksichtigung der Vorzeichen auf den Teilmittelwert ′ _x max. bezogen, der für den Meßabschnitt x _F mit der größten Dicke errechnet worden ist. Die so ermittelten Abweichungen Δ _x sind in Fig. 3 in Form von Maßpfeilen einge­ zeichnet worden.

In dem unteren Teil der Fig. 3 sind die Abweichungen Δ _x als Werte ′′′ _x eingezeichnet worden, die ein Maß für die jeweilige Erwärmung der Korrekturabschnitte x _K darstellen.

Anhand der Fig. 4 sind die Verhältnisse entsprechend für den Fall dargestellt, daß als Dickenbezugswert die kleinste Dicke eines Folienabschnitts gewählt wird und entsprechend die Korrek­ turabschnitte an der Breitschlitzdüse 3 gekühlt werden.

Wie aus dem oberen Teil der Fig. 4 ersichtlich ist, werden aus­ gehend von dem Dickenprofil 24 wiederum die Teilmittelwerte ′ _x als Abweichungen von der mittleren Foliendicke s _m errechnet. Un­ ter Berücksichtigung der Vorzeichen werden diese Teilmittelwerte durch Bildung der Differenzen Δ _x gegenüber dem Teilmittelwert ′ _xmin des Meßabschnitts mit der kleinsten Dicke gebildet, die anschließend die Werte ′′′ _x als Maße für die jeweilige Abkühlung der Korrek­ turabschnitte ergeben, die im unteren Teil der Fig. 4 eingezeich­ net sind.

Die anhand der Fig. 3 und 4 erläuterten Rechenschritte werden von dem Mikroprozessor ausgeführt.

Als Korrekturelemente werden heizbare oder kühlbare Korrekturab­ schnitte verwendet, mit denen enge Abstände der Korrekturelemen­ te eingehalten werden können.

Nach Inbetriebnahme der Extruderanlage und Erreichen des ther­ mischen Gleichgewichtszustandes werden nach einer Dickenmessung Teil-Mittelwerte ′ _x der Dicke errechnet und aus diesen ent­ sprechend positive oder negative Beaufschlagungen der Korrektur­ abschnitte, je nachdem ob mit Erwärmung oder Abkühlung der Kor­ rekturabschnitte gearbeitet wird.

Im Falle einer Erwärmung der Korrekturabschnitte wird bei voll­ kommen geöffneten Ventilen 17 die elektrische Spannung des Heiz­ elements 18 so hoch eingestellt, daß die gewünschte Heiztempera­ tur der Luft gerade erreicht wird. Bei reduziertem Volumenstrom durch taktenden Betrieb des Ventils 17 entsprechend einer gerin­ geren Dickenabweichung werden auch die Heizelemente 18 weniger lange eingeschaltet, so daß sich im wesentlichen eine konstante Lufttemperatur ergibt und die zugeführte elektrische Heizenergie sich dem veränderten Luftstrom anpaßt.

Es ist selbstverständlich möglich, statt der aufwendigen Anord­ nung der Ventile 17 für die Heizluft und der Heizelemente 18 in den Ventilblöcken 15 bei der Anwendung des Prinzips der Erwär­ mung der Korrekturabschnitte Heizpatronen direkt in die Tempe­ rierbohrungen 12′, 12″ einzusetzen.

Bei Beschichtungsanlagen ist angesichts der erforderlichen hohen Schmelztemperaturen das Prinzip der reinen Erwärmung der Korrek­ turabschnitte und bei Flachfolienanlagen das Prinzip nur der Kühlung der Korrekturabschnitte zweckmäßig.

Claims (1)

1. Verfahren zum Vergleichmäßigen der Foliendicke von in Flach­ folien-Extrusionsanlagen hergestellten Flachfolien, bei dem die jeweilige Dicke der Folie in gleichbreiten Folienabschnitten gemessen wird und den Folienabschnitten Korrekturabschnitte der Breitschlitzdüse, aus denen diese extrudiert worden sind, zuge­ ordnet werden und bei dem diese Korrekturabschnitte entsprechend den gemessenen Dickenabweichungen der Folienabschnitte von einem Dickenbezugswert mit unterschiedlichen Temperaturen/Heiz­ leistungen beaufschlagt werden, und zwar jeweils in einem durch die Abweichung vom Dickenbezugswert bestimmten, bei den Dicken­ bezugswert übersteigender größerer Dicke negativen (Abkühlung, Verringerung der Heizleistung), bei kleinerer Dicke positiven (Erwärmung, Erhöhung der Heizleistung) Ausmaß, dadurch gekennzeichnet, daß als Dickenbezugswert entweder die größte Dicke oder die kleinste Dicke eines der Folienabschnitte gewählt wird.