DE3934670A1 - Folienbahn aus kunststoff und extrusionswerkzeug zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Folienbahn aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Extrusionswerkzeug zum Extrudieren einer solchen Folienbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Für landwirtschaftliche Zwecke werden Folienbahnen verwandt, die gute Verrottungseigenschaften haben. Die Verrottungs­ eigenschaft hängt entweder von der biologischen Abbaubarkeit der verwandten Kunststoffe durch Mikroorganismen, insbeson­ dere Bodenbakterien, oder von der chemischen Abbaubarkeit der Kunststoffe, insbesondere unter dem Einfluß der ultraviolet­ ten Anteile des Tageslichtes ab. Folienbahnen, die teils dem Tageslicht ausgesetzt sind und teils eingegraben werden, könnten als Mehrschichtfolien hergestellt werden, bei denen ein Streifen eine verhältnismäßig dicke Oberschicht, die durch den ultravioletten Anteil des Tageslichtes zerfällt, und der benachbarte Streifen eine verhältnismäßig dicke, biologisch abbaubare Unterschicht besitzt. Auch bei einer solchen Folie bliebe die jeweils andere Schicht lange Zeit unverrottet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, Folienbahnen bereitzustellen, die ohne wesentlichen Rest zerfallen.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Dabei sind die Streifen, die beim Verlegen der Folienbahn eingegraben werden, aus biologisch abbaubarem Kunststoff hergestellt, während der oder die angrenzenden, zu Tage liegenden Streifen aus einem Kunststoff hergestellt sind, der in ultraviolettem Licht zerfällt. Die beiden Streifen sind durch einen schmalen, haftvermittelnden Streifen verbunden, dessen Kunststoff nicht nach seinen Zerfallseigenschaften, sondern nach seinen Hafteigenschaften gegenüber den anderen beiden Kunststoffen ausgewählt werden muß. Eine solche Folienbahn kann durch ein Foliengießverfah­ ren hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Folienbahn jedoch extrudiert. Hierbei werden die noch schmelzflüssigen Kunststoffstreifen und der Haftvermittlerstreifen im Extru­ sionswerkzeug unter Druck vereinigt. Die Folienbahn kann als Folienschlauch ausgepreßt werden, der über seinen Umfang aus mehreren Folien- und den Haftvermittlerstreifen zusammenge­ setzt ist und nach dem Schlauchblasverfahren in Umfangs- und Längsrichtung verstreckt und auf die vorgesehenen Breiten- und Dickenabmessungen gebracht wird. Es ist aber auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, die Folie als Flachfolienbahn auszupressen und diese auf geeigneten Glätt- und Reckwerken zu bearbeiten, bis die gewünschten Abmessungen erhalten werden.

Gleichzeitig löst die Erfindung die Aufgabe, ein Extrusions­ werkzeug zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folienbahn bereitzustellen. Die Lösung hierfür ergibt sich aus dem Anspruch 3.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Extrusionswerkzeugs sind in den Ansprüchen 4 bis 5 angegeben. Das Prinzip dieser Lösung ist sowohl für die Ausbildung eines Blasfolienwerkzeugs mit einer Ringschlitzdüse als auch für ein Flachfolienwerkzeug mit einer Breitschlitzdüse mit Vorteil anwendbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Ringschlitzwerkzeug zur Herstellung einer Verbundfolie nach dem Schlauch­ blasverfahren;

Fig. 2 das Extrusionswerkzeug entsprechend Fig. 1 mit der Schmelzeverteilung auf den gemeinsamen Ringkanal in der Ansicht;

Fig. 3 die schematische Verteilung der Schmelzebänder im Austrittsspalt des Extrusionswerkzeugs;

Fig. 4 eine schematische Abwicklung des Ringkanals nach Fig. 2;

Fig. 5 ein Detail der Schmelzeverteilung mit den umfangs­ verteilten Schmelzeeinlässen in der Aufsicht;

Fig. 6 ein Detail einer modifizierten Schmelzeverteilung im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Extrusionswerkzeug 1 zur Herstellung einer Folienbahn nach dem Schlauchblas­ verfahren. Das Extrusionswerkzeug 1 besteht im wesentlichen aus einem Adapter 2, in dem mehrere Leitungen 3 bis 5 zusam­ mengeführt sind. Durch diese Leitungen werden unterschied­ liche Kunststoffschmelzen bzw. ein schmelzflüssiger Haftver­ mittler von entsprechenden, nicht gezeigten Dosiervorrich­ tungen wie Aufschmelzextrudern oder Schmelzepumpen unter Druck geliefert. Das Extrusionswerkzeug 1 besteht ferner aus dem eigentlichen Düsenkörper mit den Schmelzeverteilungs­ kanälen im Innenkörper 6 und dem koaxialen Außenkörper 7, zwischen denen der zum ringförmigen Düsenspalt 9 führende Austrittsspalt 8 vorgesehen ist. Der Außenkörper 7 ist durch einen Heizmantel 10 umgeben.

Die im Adapter 2 in das Extrusionswerkzeug 1 geführten Leitungen 3 bis 5 enden in drei, auf der Arbeitsachse 11 des Extrusionswerkzeugs 1 axial hintereinander gelegenen Verzwei­ gungsstellen 12 bis 14 im Innenkörper 6. Von hier gehen sternförmig verlaufende Verbindungskanäle 15 bis 17 aus, durch welche die Schmelzeströme bestimmten Sektoren auf dem Umfang des Innenkörpers 6 zugeführt werden. Dabei münden die Schmelzeströme 15 bis 17 entsprechend dem in Fig. 3 bzw. Fig. 4 gezeigten Schema in umfangsverteilten Schmelzetaschen oder Eintrittsschlitzen 18 (Fig. 5), die gemäß Fig. 2 in zwei verschiedenen, in axialem Abstand vorgesehenen Orthogonal­ ebenen I und II zur Arbeitsachse 11 liegen. Die Schmelze­ taschen 18 erweitern sich in Umfangsrichtung und münden radial in einen ringförmigen Ausgleichskanal 19, in dem die einzelnen Teilströme unter Druck zu Strömungsbändern zusam­ menfließen. Dieser ist durch den Austrittsspalt 8 mit dem Düsenspalt 9 des Extrusionswerkzeugs 1 verbunden.

Es sei erwähnt, daß es fertigungs- und montagebedingt ist, in dem Innenkörper 6 des Extrusionswerkzeugs 1 einen weiteren Innenkörper 6.1 druckdicht anzubringen, der die Verzweigungs­ stelle 14 für die durch Leitung 4 gelieferte Haftvermittler­ schmelze mit zugehöriger Verteilung auf die Verbindungskanäle 17 enthält. Dies gilt auch für den Drehkörper 6.2, auf dessen Innenfläche im Ausführungsbeispiel die äußere Wand des Austrittsspalts 8 ausgebildet ist. Es sei ferner darauf hin­ gewiesen, daß mehrere auf dem Umfang des Innenkörpers 6 nebeneinanderliegende Schmelzetaschen 18 zu einem Umfangs­ schlitz zusammengefaßt sein können, der an seiner radial inneren Seite an einen Verbindungskanal 15 oder 16 ange­ schlossen ist und radial außen mit dem Ausgleichskanal 19 und dem Austrittsspalt 8 kommuniziert.

In Fig. 2 sind die in den beiden Ebenen I und II in die Schmelzetaschen 18 einmündenden Verbindungskanäle 15 bis 17 sowie der Ausgleichskanal 19 und die umfangsverteilten Schmelzetaschen 18 erkennbar.

In dem in Fig. 3 und 4 vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der ausgepreßte Folienschlauch nach seiner Aufweitung durch die Blasluft längs der Linie F-F flachgelegt und an den entstehenden Faltkanten in zwei ebene Folienbahnen geschnitten wird, die separat aufgewickelt werden. Die ange­ gebenen Figuren zeigen deshalb, auf welche Weise die auf dem Umfang des Innenkörpers 6 des Extrusionswerkzeugs 1 angeord­ neten Schmelzetaschen oder Eintrittsschlitze 18 mit den verschiedenen Kunststoffströmen zur Herstellung einer Folien­ bahn gemäß der Erfindung beaufschlagt werden müssen. So münden nach Fig. 4 in den Schmelzetaschen 18 der Umfangssek­ toren A auf der Ebene I die von der Verzweigungsstelle 12 ausgehenden Verbindungskanäle 15. Diese liefern den durch Kanal 3 geförderten Kunststoff, der beispielsweise durch energiereiche Strahlen, wie ultraviolettes Licht oder Höhen­ strahlen, abbaubar ist. Diese Umfangssektoren A wechseln in der Ebene I mit anderen Umfangssektoren B ab, durch die über Verbindungskanäle 16 ein zweiter Kunststoff von der Verzwei­ gungsstelle 13 zugespeist wird. Dieser wird durch Kanal 5 geliefert und ist beispielsweise so ausgewählt, daß er biolo­ gisch abbaubar ist. Am Umfang des Ausgleichkanals 19 treffen beide Kunststoffe als Strömungsbänder unmittelbar stumpf aufeinander. Um eine sichere Verbindung der schmelzflüssigen Streifen A und B zu erreichen - auch wenn die Kunststoffe an sich nicht verträglich sind - ist eine zweite Reihe umfangs­ versetzter Schmelzetaschen 18 in der stromabwärts (oder stromaufwärts) gelegenen Ebene II vorgesehen. Diese werden gemäß Fig. 4 in benachbarten Umfangssektoren A, C, B, C periodisch im Wechsel mit den durch die Kanäle 3 und 5 gelie­ ferten Kunststoffschmelzen und in den Sektoren C mit der Haftvermittlerschmelze, die mit beiden Kunststoffbändern der Sektoren A und B verträglich ist, beaufschlagt.

In Fig. 3 ist mit den Bezugszeichen I und II der Teil des Austrittsspaltquerschnitts bezeichnet, der durch die Schmel­ zetaschen bzw. Eintrittsschlitze der Ebenen I und II in radialer und in Umfangsrichtung zusammengeführt wird.

Hierdurch entsteht entsprechend Fig. 6 im Austrittsspalt 8 ein mehrschichtiger, schmelzflüssiger Film, der unter dem im Extrusionswerkzeug 1 herrschenden Schmelzedruck zusammenge­ führt ist und im Aufbau dem in Fig. 3 dargestellten Quer­ schnitt des Austrittsspaltes entspricht. Dazu sei bemerkt, daß in dieser Darstellung die Dicke der Schichten mit Bezug auf den Durchmesser des Austrittsspaltes stark übertrieben wurde.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt einer vergrößerten Aufsicht auf den in der Ebene I geschnittenen Innenkörper 6 des Extru­ sionswerkzeugs 1 mit Blick in Richtung Düsenspalt 9. Die sichtbaren Verbindungskanäle 16 gehen von der Verzweigungs­ stelle 13 aus und münden in die am Umfang verteilten Schmel­ zetaschen 18, die sich in radialer Richtung verbreitern, bis sie mit in Umfangsrichtung benachbarten Schmelzetaschen 18 zusammentreffen. Entsprechendes gilt auch für die unsicht­ baren Verbindungskanäle 15, die von der Verzweigungsstelle 12 ausgehen. Ebenso münden in der parallelen Axialebene II entsprechende Verbindungskanäle 15, 16 in umfangsversetzte Schmelzetaschen 18, die gestrichelt gezeichnet sind. In die Schmelzetasche (Eintrittsöffnung) 20, die jeweils die Umfangssektoren A und B der Axialebene I überbrückt, mündet der Verbindungskanal 17 mit dem von der Verzweigungsstelle 14 kommenden Haftvermittler.

Es sei erwähnt, daß die Eigenschaften der Kunststoffe insbe­ sondere durch Zumischung von Additiven in bekannter Weise verändert und gesteuert werden können. Hierbei ergeben sich gezielte Veränderungen der Eigenschaften insbesondere durch die Auswahl und die Konzentration der verschiedenen Addi­ tive. Als Haftvermittler wird beispielsweise ein Ionomer oder ein anderer von den verschiedenen Produzenten empfohlener Haftvermittler verwandt. Als Kunststoffe kommen insbesondere die verschiedenen marktgängigen PE-Sorten oder PVA in Betracht.

Bezugszeichenaufstellung

 1 Extrusionswerkzeug
 2 Adapter
 3 Leitung, Schmelzeleitung
 4 Leitung, Schmelzeleitung
 5 Leitung, Schmelzeleitung
 6 Innenkörper
 7 Außenkörper
 8 Austrittsspalt
 9 Düsenspalt
10 Heizmantel
11 Arbeitsachse
12 Verzweigungsstelle
13 Verzweigungsstelle
14 Verzweigungsstelle
15 Verbindungskanal
16 Verbindungskanal
17 Verbindungskanal
18 Schmelzetasche, Eintrittsschlitz
19 Ausgleichskanal
20 Schmelzetasche für Haftvermittler, Eintrittsöffnung

Claims (5)

1. Folienbahn aus Kunststoff, die aus in Längsrichtung miteinander verbundenen Folien­ streifen besteht, die unterschiedliche Verrottungseigen­ schaften haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienstreifen (A, B) aneinanderstoßen und längs ihres Stoßes durch einen aufgelegten Haftstreifen (C) miteinander verbunden sind, welcher im Vergleich zu der Breite der Folienstreifen eine nur geringe Breite besitzt und welcher aus einem Kunststoff besteht, der gegenüber den Kunststoffen der Folienstreifen gute Hafteigenschaf­ ten besitzt und im schmelzflüssigen Zustand auf die ebenfalls schmelzflüssigen Kunststoffe der Folienstreifen aufgebracht ist.

2. Folienbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahn ein Folienschlauch ist, der über seinen Umfang aus einer geraden Anzahl der Folienstreifen (A, B) zusammengesetzt ist.

3. Extrusionswerkzeug mit einem dem Düsenspalt (9) vorgeordneten Austrittsspalt (8), in den über die Länge des Düsenspaltes (9) mehrere Schmelzeströme zugeführt werden, zum Extrudieren einer Folienbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Länge des Düsenspaltes (9) dem Austrittsspalt (8) über Eintrittsschlitze (18) mehrere Schmelzeströme von Kunststoffen unterschiedlicher Eigenschaften als Strömungsbänder (A, B) zugeführt werden, wobei die Eintrittsschlitze so ausgeführt sind, daß die Strömungsbänder (A, B) von Kunststoffen unterschiedlicher Eigenschaften aneinanderstoßen, und daß im Bereich der aneinanderstoßenden Strömungs­ bänder (A, B) (Stoßbereich) und in Flußrichtung vor oder hinter den die Strömungsbänder (A, B) zuführenden Eintrittsschlitzen (18) eine Eintrittsöffnung (20) für die Zufuhr eines Haftvermittler-Kunststoffes vorgesehen ist, welche eine wesentlich geringere Breite als die Eintrittsschlitze (18) besitzt, diese jedoch mit einem Bruchteil ihrer halben Breite überlappt.

4. Extrusionswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Stoßbereich der Eintrittsquerschnitt jedes Eintritts­ schlitzes (18) mit Richtung auf den Stoß sehr stark und vorzugsweise bis auf Null abnimmt, und der Eintrittsquerschnitt der Eintrittsöffnung (20) für den Haftvermittler-Kunststoff im demselben Maße zunimmt.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Eintrittsöffnungen (20) des Haftver­ mittler-Kunststoffes weitere Eintrittsschlitze (18) erstrecken für jeweils den Kunststoff, welcher über die in Flußrichtung vor- bzw. nachgeordneten Eintritts­ schlitze (18) zugeführt wird.