DE68927200T2

DE68927200T2 - Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Folienmaterialien, Verfahren zur Verarbeitung von Polymeren, Extrusionsvorrichtung, polymerisches Folienmaterial und hiermit hergestellte Verpackung

Info

Publication number: DE68927200T2
Application number: DE68927200T
Authority: DE
Inventors: Robert John Blemberg
Original assignee: American National Can Co
Current assignee: Rexam Beverage Can Co
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: NO892355D0; CA1335032C; MX170136B; KR910000347A; PT90772A; NO892355L; EP0345987B1; NZ229443A; DK282589D0; BR8902752A; DE68927200D1; EP0345987A3; FI892831A0; DK282589A; EP0345987A2; JPH0229315A; AU3605289A; FI892831A7; ATE142938T1; FI892831L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Schicht- bzw. Folienmaterialien, Verfahren zur Verarbeiten von Polymeren; eine Extrusionsvorrichtung, sowie Polymer-Schicht- bzw. Folienmaterialien und daraus hergestellte Verpackungen.
Insbesondere betrifft diese Erfindung neue Verfahren zum Erzeugen von mehrschichtigen Polymer-Schicht- bzw. Folienmaterialien, eine neue Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung der Verfahren sowie die Schicht- bzw. Folienmaterialien als solche und aus diesen Folienmaterialien hergestellte Verpackungen.
Unter Bezugnahme auf das der hier beschriebenen Erfindung zugrundeliegende Problem sind Vinylidenchlorid-Copolymere (VDC) wegen ihrer Sperreigenschaften gegenüber Feuchtigkeitsdampf und Sauerstoff bevorzugt.
Es ist allgemein bekannt, daß das Extrudieren von VDC- Copolymeren von unterschiedlichen Problemen bzgl. der Empfindlichkeit der VDC-Copolymere auf die Kombination von hohen Temperaturen bei Berührung mit heißem Metall und der Zeit, für die dieser Hochtemperaturkontakt während des Extrusionsprozesses aufrechterhalten werden muß, begleitet ist.
Somit wurde die Extrusion von VDC-Copolymeren zum Erzeugen von Folienmaterialien üblicherweise durchgeführt, indem die Extrusionsvorrichtung so nahe wie möglich an der Form bzw. Düse oder dem Form- bzw. Düsenzuführblock gehalten wurde, um die Zeit zu minimieren, während der das VDC-Copolymer den heißen Metallflächen der Verarbeitungsanlage ausgesetzt ist. Entsprechend war aufgrund dieser Empfindlichkeit des VDC- Copolymers gegen die Zeitdauer, während der es den Hochtemperatur-Metalloberflächen der Verarbeitungsanlage ausgesetzt ist, die Positionierung des VDC-Extruders so nahe wie möglich an der Form bzw. Düse oder dem Form- bzw. Düsenzuführblock mehr oder weniger erforderlich.
Des weiteren ist es bekannt, Schichten von beispielsweise Polyethylen auf beiden Seiten einer VDC-Copolymerschicht zu koextrudieren und sodann die Polyethylenschichten abzuziehen, um somit einen einschichtigen VDC-Copolymerfilm herzustellen. Ein solches Verfahren gewährleistet natürlich einen gewissen Schutz für das VDC-Copolymer während des Extrusionsvorganges, indem das Polyethylen zwischen den heißen Metalloberflächen der Form bzw. Düse und dem VDC-Copolymer zwischengefügt ist.
Es ist außerdem bekannt, Schichten anderer Polymere, beispielsweise Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA), mit VDC- Copolymeren zu koextrudieren. Mit der Hinzufügung zusätzlicher Schichten zu der gemeinsamen Extrusion wird jedoch zusätzlich Raum in der Nähe der Form bzw. Düse benötigt, um die zusätzliche Ausrüstung wie Extruder, Mischer, Zuführrohrleitungen, Düsenadapter und ähnliches unterzubringen. Für etwas komplexere Vorgänge wie die Herstellung einer einfachen dreischichtigen Folie kann der Bereich um die Form bzw. Düse ziemlich ausgefüllt sein. Bei der Anordnung eines Anlagenlayouts unter Berücksichtigung der Tatsache, daß alle Polymer-Schmelzströme an der Form bzw. Düse zusammenlaufen, ist der Raum unmittelbar neben der Düse sehr wertvoll. Je mehr Freiheit der Layout-Gestalter bei der Anordnung des Raumlayouts hat, desto größer ist die Möglichkeit, ein effizientes Layout zu erreichen.
Gleichwohl wurde der VDC-Extruder für Koextrusionen mit VDC-Copolymeren üblicherweise wie oben beschrieben sehr nahe an der Düsenanlage angeordnet und somit wurde die Verwendung dieses Raumes für andere Anlagenteile dem Layout-Gestalter entzogen.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Folienmaterialen zu schaffen, die wärmeempfindliche Polymere, wie beispielsweise aber nicht ausschließlich VDC-Copolymere enthalten, während die Wahlmöglichkeit der Anordnung des Extruders, der das empfindliche Polymer verarbeitet, erhalten bleibt.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung für eine solche Herstellung derartiger Folienmaterialien zu schaffen.
Die Erfindung bezweckt die wirtschaftliche Schaffung einer solchen Vorrichtung und solcher Verfahren, wobei die Ausrüstung einfach bei wirtschaftlichen Kosten herstellbar ist.
Die Erfindung stellt außerdem auch auf die Schaffung von Ausrüstungskombinationen zur Durchführung der Verfahren gemäß der Erfindung ab, auf die Herstellung von Folienmaterialien sowie auf damit hergestellte Verpackungen.
Die deutsche Patentanmeldung Nr. DE-P-1948442.5 offenbart ein Koextrusionsverfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von mehrschichtigen Folien und Bändern aus thermoplastischen Harzen. Es wird ausgeführt, daß eine gleichmäßige Dicke der extrudierten Schichten nicht erreicht wird und daß das aber kein bedeutendes Problem darstelle. Die einzige darin offenbarte Maßnahme zum Steuern der relativen Dicke der Schichten ist die Varuerung des Ausstosses der Extruder.
Die japanische Patentanmeldung Nr. JP 191120 offenbart eine Koextrusionsvorrichtung, die zur Änderung der Anzahl der Schichten in der erzeugten Mehrschichtfolie verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl koextrudierter bzw. zusammengespritzter Filmstrukturen mit einer Extrusionsvorrichtung geschaffen, mit:
(a) einem Herstellen einer ersten Filmstruktur durch (i) Plastizieren einer ersten sensitiven bzw. empfindlichen Polymerverbindung bzw. -zusammensetzung in einem ersten Plastiziergerät und Herstellen eines ersten Polymerschmelzstroms, (ii) Plastizieren einer zweiten, weniger sensitiven bzw. empfindlichen Polymerverbindung in einem zweiten Plastiziergerät und Herstellen eines zweiten Polymerschmelzstroms, (iii) Einhüllen des ersten Schmelzstroms in den zweiten Schmelzstrom, um einen ersten zusammengesetzten Schmelzstrom zu schaffen, (iv) Einspeisen des ersten zusammengesetzten Schmelzstroms in einen ersten Verteiler in einer Mehrfachverteilerform bzw- -düse durch eine Transporteinrichtung, die an den ersten Verteiler angeschlossen ist, wobei die erste Filmstruktur an der Mehrfachverteilerform bzw. -düse hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung ein Längen/Innenquerschnitts-Verhältnis von mindestens 4/1 besitzt, um so jegliche Dickenänderungen von mindestens 10% im zweiten Schmelzstrom am Umfang der zusammengesetzten Schmelzströme zu reduzieren, und das Verfahren weiterhin umfaßt
(b) ein Unterbrechen der Herstellung der ersten Filmstruktur,
(c) ein Abtrennen der Transporteinrichtung (36) vom ersten Verteiler der Form und deren Anschließen an einen zweiten Verteiler der Mehrfachverteilerform bzw. düse ohne Bewegen der ersten Plastiziereinrichtung und
(d) ein Herstellen einer zweiten Filmstruktur durch (i) Plastizieren einer sensitiven Polymerverbindung im ersten Plastiziergerät und Herstellen eines ersten Polymerschmelzstroms, (ii) Plastizieren einer zweiten weniger sensitiven Polymerverbindung in einem zweiten Plastiziergerät und Herstellen eines zweiten Polymerschmelzstroms, (iii) Einhüllen des ersten Schmelzstroms in den zweiten Schmelzstrom, um einen zweiten zusammengesetzten Schmelzstrom zu schaffen, (iv) Einspeisen des zweiten zusammengesetzten Schmelzstroms in den zweiten Verteiler in der Mehrfachverteilerform bzw. -düse durch die Transporteinrichtung, wobei die zweite Filmstruktur an der Mehrfachverteilerform bzw. -düse hergestellt wird, und sich die Zusammensetzungen der Schichten in der zweiten Filmstruktur von den Zusammensetzungen der entsprechenden Schichten in der ersten Filmstruktur unterscheiden.
Im folgenden wird in nicht beschränkender Weise beispielhaft eine Übersicht der unterschiedlichen Aspekte der Erfindung gegeben.
Gewisse Ausführungsformen der Erfindung umfassen Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Folienmaterials. Der erste Schritt bei diesen Verfahren umfaßt das Plastizieren einer ersten Vinylidenchlorid-Copolymerzusammensetzung in einer Extrusionsvorrichtung und dabei das Bilden eines ersten Polymerschmelzstroms mit einer ersten Viskosität. Der erste Polymerschmelzstrom wird sodann ringförmig in einen zweiten Polymerschmelzstrom mit einer zweiten Viskosität, die um mindestens 20 % (in Poise) geringer ist als die erste Viskositat, eingehüllt, um dadurch einen aus zwei Schichten zusammengesetzen Schmelzstrom zu bilden, bei dem der zweite Schmelzstrom eine kontinuierliche Schicht um den Außenumfang des ersten Schmelzstromes bildet. Der erste Schmelzstrom aus Vinylidenchlorid-Copolymer ist somit vollständig von dem zweiten Schmelzstrom eingeschlossen bzw. umschlossen. Der umhüllte zusammengesetzte Schmelzstrom wird sodann in und durch eine Transfer-Rohrleitung ausreichender Länge und Umfangssymmtrie zur Verringerung jeglicher Dickenänderungen bzw. Dickenschwankunqen von mindestens 10% im zweiten Schmelzstrom am Umfang des zusammengesetzten Schmelzstroms um mindestens 50%.
Vorzugsweise leitet die Transfer-Rohrleitung den zusammengesetzten Schmelzstrom in und durch eine Extrusionsform bzw. -düse.
Es ist ebenso bevorzugt, daß das genannte ringförmige Umhüllen ein Hindurchleiten des ersten Schmelzstromes durch eine Mittenbohrung in einem Querspritzkopfdorn und ein Verteilen und Aufbringen des zweiten Schmelzstromes außen auf dem ersten Schmelzstrom durch einen außen angeordneten, ringförmigen Kanal in dem Querspritzkopfdorn umfaßt.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wird der zusammengesetzte Schmelzstrom einer Form bzw. Düse zugeführt, die zur Herstellung eines nicht ringförmigen Gegenstandes, beispielsweise einer flachen Folie, geeignet ist.
In anderen, verwandten Ausführungsformen umfaßt die Erfindung Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Folienmaterials. Der erste Schritt der Verfahren umfaßt ein Plastizieren einer ersten Polymerzusammensetzung in einer Extrusionsvorrichtung und dabei ein Ausbilden eines ersten Polymerschmelzstroms. Der erste Polymerschmelzstrom wird sodann durch eine Mittenbohrung in einem Querspritzkopfdorn geleitet und mit einem zweiten Polymerschmelzstrom umhüllt, indem der zweite Schmelzstrom über einen außen angeordneten ringförmigen Kanal im Querspritzkopfdorn verteilt und außen auf den ersten Schmelzstrom aufgebracht wird. Dadurch wird ein zusammengesetzter Schmelzstrom mit dem ersten Schmelzstrom als Kern und dem zweiten Schmelzstrom als einer durchgehenden Schicht um den Außenumfang des ersten Schmelzstroms. Der umhüllte zusammengesetzte Schmelzstrom wird sodann in und durch eine Extrusionsform bzw. -düse geleitet.
Vorzugsweise weist der zweite Schmelzstrom eine um mindestens 20% geringere Viskosität auf als der erste Schmelzstrom und das Verfahren umfaßt ein Zuführen des zusammengesetzten Schmelzstromes zur Extrusionsform bzw. -düse durch eine Transfer-Rohrleitung ausreichender Länge und Symmetrie zum Verringern jedweder Dickenschwankungen von mindestens 10% im zweiten Schmelzstrom am Umfang des zusammengesetzten Schmelzstroms um mindestens etwa 50%.
Bei diesen Ausführungsformen, die einen Querspritzkopfdornumhüller verwenden, erzeugt der Querspritzkopfdorn typischerweise eine Verbindungs- bzw. Nahtlinie im zweiten Schmelzstrom. Die Erfindung beinhaltet ein Ausrichten der Zuführstelle des zweiten Schmelzstromes in den Querspritzkopfdorn unter einem Winkel und relativ zu einer nicht ringförmigen Form bzw. Düse, derart, daß die Verbindungs- bzw. Nahtlinie durch die Form in einer für ein Abtrennen der Verbindungslinie in einem der Herstellung des Polymergegenstandes nachfolgenden Schritt vorteilhaften Ausrichtung verläuft.
In einigen Ausführungsformen umfaßt die Form bzw. Düse eine Schlitzdüse zum Herstellen von Folienmaterial und die Zuführanordnung des zweiten Schmelzstromes in den Querspritzkopfdorn ist unter einem Winkel relativ zur Form ausgerichtet, derart, daß die Verbindungs- bzw. Nahtlinie durch die Düse in einer für ein Abtrennen der Verbindungslinie während des normalen Abtrennens der Kante des Folienmaterials vorteilhaften Orientierung verläuft.
Die Umhüllung des ersten Polymerschmelzstroms erfolgt vorzugsweise so nahe wie möglich an der Extrusionsvorrichtung, die den ersten Polymerschmelzstrom erzeugt. Somit wird die Umhüllungseinrichtung vorzugsweise an der Extrusionsvorrichtung angebracht und der erste Schmelzstrom wird unmittelbar von der Extrusionsvorrichtung der Umhüllungsvorrichtung zugeführt. Somit wird die Zeit minimiert, während der der erste Polymerschmelzstrom Metalloberflächen ausgesetzt ist.
In den Ausführungsformen, bei denen die Transfer- Rohrleitung verwendet wird, ist eine Flexibilität hinsichtlich der Positionierung der Extrusionsvorrichtung für den ersten Schmelzstrom sowie die Verringerung jedweder Dickenschwankungen im zweiten Schmelzstorm um den Umfang der Zusammensetzung gewährleistet.
Die Erfindung beabsichtigt auch die Schaffung einer neuen Vorrichtung zum Herstellen von Polymer-Gegenständen aus ersten und zweiten Schmelzströmen. Die Vorrichtung umfaßt erste und zweite Extruder zum Plastizieren von ersten und zweiten Polymerzusammensetzungen und zum Erzeugen von ersten und zweiten Polymerschmelzströmen, sowie eine Form bzw. Düse zum Ausformen der Polymerschmelzströme in die jeweiligen Formen. Zwischen (i) den ersten und zweiten Extrudern und (ii) der Form bzw. Düse befindet sich eine Umhüllungseinrichtung mit einem Mitteldorn mit einer Mittenbohrung und einer umgebenden Hülse um den Mitteldorn sowie einem ringförmigen Querspritzkopfkanal zwischen dem Mitteldorn und der Hülse. Die Umhüllungseinrichtung kann (i) den ersten Polymerschmelzstrom in der Mittelbohrung aufnehmen und durch diese hindurchleiten und (ii) den zweiten Polymerschmelzstrom in dem Kanal aufnehmen und eine ringförmige Schicht des zweiten Polymerschmelzstroms um den ersten Polymerschmelzstrom bilden.
In bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Vorrichtung eine Transfer-Rohrleitung zwischen dem Adapter bzw. Anschlußstück und der Form bzw. Düse, wobei die Transfer- Rohrleitung eine ausreichende Länge und Symmetrie besitzt, um jedwede Dickenschwankungen von mindestens 10% in dem zweiten Schmelzstrom am Umfang des zusammengesetzten Schmelzstroms um mindestens 50% zu verringern, wobei die Viskosität des zweiten Schmelzstromes um 20% geringer ist als die Viskosität des ersten Schmelzstromes.
Außerdem ist die Umhüllungseinrichtung in bevorzugten Ausführungsformen an dem ersten Extruder befestigt.
Die Erfindung umfaßt neue Folienmaterialien, die mit der Vorrichtung und den Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt sind, sowie Verpackungen, die aus den Folienmaterialien hergestelt werden. Die Folienmaterialien sind bis zu 0,1 Inch dick, vorzugsweise bis zu etwa 0,06 Inch, besonders bevorzugt bis etwa 0,02 Inch.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung lediglich beispielhaft genauer beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine bildliche Darstellung der Anlagenteile und des Prozesses, bei denen diese Erfindung angewandt wird,
Fig. 1A ein typischeres Anlagenlayout, das mehrere Extruder verwendet und das typische Problem der Ballung im Bereich der Form bzw. Düse verdeutlicht,
Fig. 2 einen Längsguerschnitt des Umhüllers bei 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt des Umhüllers bei 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4, 4a und 4b einen Schnitt bei 4-4 in Fig. 1; es werden übertriebene Beispiele von mangelnder Konzentrizität in dem zusammengesetzten umhüllten Polymerschmelzstrom, wenn dieser den Umhüller verläßt, gezeigt,
Fig. 5 einen Schnitt bei 5-5 in Fig. 1 zur Verdeutlichung der Verbesserung der Konzentrizität in dem zusammengesetzten Polymerschmelzstrom bei einer ausreichend langen Transfer-Rohrleitung,
Fig. 6 einen Schnitt bei 6-6 in Fig. 1; es wird ein übertriebener bzw. vergrößerter Querschnitt eines in bzw. mit dieser Erfindung hergestellten Folienmaterials gezeigt, und
Fig. 7 eine bildliche Darstellung einer aus einem gemäß der Erfindung hergestellten flexiblen Folienmaterial hergestellten Tasche bzw. eines Beutels.
Gemäß Fig. 1 plastiziert ein erster Extruder 10 eine beispielhafte erste Polymerzusammensetzung eines Vinylidenchlorid-Copolymers und erzeugt einen ersten Polymerschmelzstrom 12, wie er in Fig. 2 erkennbar ist. Ein zweiter Extruder 14 plastiziert eine zweite Polymerzusammensetzung und erzeugt einen zweiten Polymerschmelzstrom 16 und überführt diesen durch eine Verbindungsleitung 18 zu einem Umhüller 20, der mittels eines Flansches 21 und geeigneter Verbindungseinrichtungen an dem ersten Extruder 10 befestigt ist.
Der Umhüller 20 umfaßt einen zentralen Querspritzkopfdorn 22 mit einer Mittelbohrung 24, die den ersten Schmelzstrom 12 vom ersten Extruder 10 empfängt. Der Umhüller 20 umfaßt wieterhin eine Hülse 26, die den Mitteldorn 22 umgibt. Die Hülse 26 besitzt einen Einlaß 28 für den Durchtritt des zweiten Polymerschmelzstroms 16 in den Umhüller 20. Der Durchgang 28 führt zu einem Querspritzkopfkanal 30 mit einem sich um den Umfang des Dorns 22 herum verjüngenden Querschnitt. Der zweite Kanal 30 verteilt den Polymerschmelzstrom 16 um den Umfang des Dorns 22 und zwischen dem Dorn 22 und der Hülse 26. Der Kanal 30 führt zu einem ringförmigen Kanal 32, der einen Querschnitt besitzt, der sich bzgl. seines Umfangs an jedem beliebigen Punkt einer Konstante annähert.
Der ringförmige Kanal 32 führt zu einem Zusammenführungsteil 33 mit der Mittenbohrung 24 und liefert den zweiten Polymerschmelzstrom 16 zu dem Zusammenführungsteil in der ringförmigen Konfiguration mit einem allgemein konstanten Querschnitt.
Da beide Schmelzströme 12 und 16 durch ihre jeweiligen Extruder 10 und 14 in konstanten Strömungsmengen zugeführt werden, wird der Schmelzstrom 12 somit von dem Schmelzstrom 16 umhüllt. Folglich wird ein zusammengesetzter Schmelzstrom 34 aus den Schmelzströmen 12 und 16 gebildet, bei dem der zweite Schmelzstrom 16 eine durchgehende Außenschicht um den Umfang des ersten Schmelzstroms 12 bildet. Somit behalten die ersten und zweiten Schmelzströme 12 und 16 ihre jeweilige Eigenständigkeit und der erste Schmelzstrom 12 wird von dem zweiten Schmelzstrom 16 vollständig umschlossen.
Der zusammengesetzte Schmelzstrom 34 verläßt den Umhüller und tritt in ein Transfer-Leiter ein, der in der dargestellten Ausführungsform als ein Rohr 36 dargestellt ist. Es ist wünschenswert, das der umhüllende zweite Schmelzstrom 16 eine gleichmäßige Dicke um den Umfang des zusammengesetzten Schmelzstroms 34 aufweist, und zwar aus Gründen, die im folgenden noch genauer erläutert werden.
Die Gleichmäßigkeit der Dicke des Schmelzstroms 16, der dem Zusammenführungsteil 33 zugeführt wird, hängt von mehreren Einflußfaktoren ab. Diese beinhalten beispielsweise die Strukturen des Querspritzkopfkanals 30 und des Ringkanals 32, die jeweilige Polymerzusammensetzung und der thermische Bearbeitungsverlauf des verwendeten Polymers. Ein Umhüller und insbesondere die Kanäle 30 und 32 könnten für jedes unterschiedliche Polymer und für jeden unterschiedlichen für das jeweilige Polymer zu verwendenden Prozeß gestaltet werden. Somit könnten alle gewünschten Parameter über den Umhüller gesteuert werden. Jede Änderung des Polymers oder des Prozeßes könnte jedoch die Gestaltung und den Bau eines anderen Umhüllers erfordern. In diesem Maße, in dem Flexibilität bei der Verarbeitung und der Polymerauswahl gewünscht ist, beeinflußen die Zeit und die Kosten der Bereitstellung mehrerer Umhüller zur Erfüllung solcher Anforderungen eine Effizienz des Prozeßes in nachteiliger Weise. Während es somit wichtig ist, daß der Schmelzstrom 16 eine gleichmäßige Dicke um den Umfang des zusammengesetzten Schmelzstromes 34 aufweist, ist es auch wichtig, daß ein einzelner Umhüller 20 für die Verarbeitung einer Vielzahl von Polymeren verwendbar ist. Außerdem benötigt die Bedienperson eine ausreichende Freiheit beim Betrieb beider Extruder 10 und 14, um einen effizienten Betrieb zu erreichen. Während die Bedienperson Arbeitseinstellung während des Betriebs durchführt, beispielsweise aufgrund von Änderungen der Polymere oder von Änderungen der verarbeitungsbedingungen bzgl. des Schmelzstroms 16, verändert sich die Rheologie des resultierenden Schmelzstroms 16. Bei der Anderung der Rheologie ändert sich auch die Strömung des Schmelzstroms 16 um den Dorn 22. Ändert sich die Strömung des Schmelzstrom 16 um den Dorn 22, kann sich auch die Verteilung des Materials des Schmelzstroms 16 um den Umfang des Dorns 22 ändern.
Daher weist das Material des Schmelzstroms 16 nicht notwendigerweise eine konstante Dicke um den Umfang des zusammengesetzten Schmelzstroms 34 auf, wenn diese in das Rohr 36 eintritt, obwohl eine konstante Dicke wünschenswert ist. Die Fig. 4, 4A und 4B zeigen 3 Typen von Ungleichmäßigkeiten, die auftreten können. In den Fig. 4 und 4B ist der erste Schmelzstrom 12 allgemein kreisförmig, aber innerhalb des Rohrs 36 aus der Mitte versetzt, sodaß der entsprechende zweite Schmelzstrom 16 einen dünnen Bereich 38 und einen dickeren Bereich 40 an gegenüberliegenden Stellen des Umfangs aufweist. In Fig. 4A ist der erste Schmelzstrom im Rohr 36 zentriert; er ist aber eher oval als kreisförmig Entsprechend weist der zugehörige Schmelzstrom 16 zwei dünnere Bereiche 38 und zwei dickere Bereiche 40 auf. Es können sich aber auch andere Ausprägungen von Ungleichmäßigkeiten zeigen.
Gemäß Fig. 1 ist erkennbar, daß das Transfer-Rohr 36 zu einer Schlitzdüse 42 führt, die den zusammengesetzten Schmelzstrom 34 in eine flache Folie bzw. eine flache Schicht 44 konvertiert. Der Prozeß der Erfindung ist allgemein für die Verwendung bei der Herstellung flexibler Verpackungsfilme bzw. Folien einer typischen Dicke von etwa 2mils bis etwa 10mils (0,05 bis 0,25mm) gedacht. Dünnere Filme oder Schichten können bis herab zu den normalen Mindestdicken, die allgemein unter Verwendung von Schlitzdüsen hergestellt werden können, wie beispielsweise etwa 0,25 bis etwa 0,5mill (6,4 x 10&supmin;³ bis 0,013mm) erzielt werden. Die Begrenzung der Mindestdicke in diesem Prozeß ist jedoch durch die Düsengestaltung bestimmt, die keinen Teil diese Erfindung darstellt. Somit kann diese Erfindung entsprechend sinnvoll bleiben, wenn sich die Düsengestaltungen in Richtung dünnerer Filme oder Schichten weiterentwickeln.
Flexible Verpackungsfilme überschreiten normalerweise Dicken von 20mills (0,51mm) nicht, sodaß dieses allgemein eine praktische obere Grenze für die Herstellung von flexiblen Verpackungsfilmen gemäß dieser Erfindung darstellt. Folienmaterialien mit dickeren Abschnitten können jedoch für Anwendungen verwendet werden, die steifere Eigenschaften erfordern. Beispielsweise werden wärmegeformte Tabletts und andere Produkte üblicherweise aus Folienmaterial in Dicken von etwa 60mils bis etwa 7smills (1,52 bis 1,91 mm), in einigen Fällen von bis zu loomills (2,54mm) gefertigt. Während dickere Folien mit der Erfindung hergesellt werden können, sind die Vorteile der Erfindung dabei nicht so klar erkennbar.
Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt eines Films 44, der über die Schlitzdüse 42 hergestellt wurde. Die Dicken aller drei Schichten in den Fig. 1 und 6 sind stark übertrieben bzw. vergrößert bzgl. der Breite, um diese Schichten deutlicher darzustellen. Gemäß Fig. 6 weist der Film 44 eine Mittelkernschicht 46 auf, die aus dem ersten Schmelzstrom 12 besteht. Der zweite Schmelzstrom 16 umschließt noch ganz den ersten Schmelzstrom 12, der jetzt die Kernschicht 46 darstellt, und umfaßt obere und untere Schichten 48 sowie Randbereiche 50.
Um einen Film mit beständigen und vorhersagbaren Eigenschaften zu erzeugen, ist es wichtig, daß die Schichten 48 durchgängig sind und eine allgemein gleichmäßige Dicke sowohl in Längsrichtung des Films als auch in Querrichtung der Filmfolie aufweisen. Ännlich sollten auch die Breiten der beiden Kanten- bzw. Randabschnitte 50 zwischen den Filmkanten 52 und den entsprechenden Kanten 54 der Kernschicht 46 etwa 1 gleich sein, und zwar einer bzgl. dem anderen, und sollten auch entlang der Länge des Films gleich sein, sodaß Schneidräder 56 (Fig. 1) für ein zuverlässiges Abschneiden der Beschnittbereiche 57 einer vernünftigen Breite eingestellt werden können, so daß zuverlässig und wiederholbar ein Film erzeugt wird, bei dem sich die Kernschicht 46 bis zu beiden Kanten 58 des beschnittenen Films erstreckt. Beschnittbereiche 57 umfassen die Kanten- bzw. Randbereiche 50 sowie die äußeren Randabschnitte beider Kanten der Kernschicht 46, d.h. die, welche sich von den Kanten 54 zur Mitte der Folie erstrecken. Somit umfassen die Kantenbeschnittbereiche 57 alle Kanten- bzw Randabschnitte 50 und zusätzlich ein Stück der Kanten der Kernschicht 46 sowie die zugehörigen Abschnitte der oberen und unteren Schichten 48.
Herkömmliche Strömungsmechanik zeigt, daß die Verteilung des Polymerschmelzstroms 16 im fertigen Film 44 repräsentativ für die Verteilung der Dicke des Schmelzstroms 16 bei Eintritt in die Düse 42 ist. Um die gleichen Dicken in den oberen und unteren Schichten 48 zu erhalten, ist es wichtig, daß die oberen und unteren Bereiche des zusammengesetzten Schmelzstroms gleiche Dicken im äußeren umhüllenden Schmelzstrom 16 aufweisen. Eine beispielsweise mit dem zusammengesetzten Schmelzstrom gemäß Fig. 4 hergestellte Folie würde eine dickere obere Schicht 48 und eine relativ dünnere untere Schicht 48 aufweisen. In einer mit dem Schmelzstrom gemäß Fig. 4A hergestellten Folie würde sich die obere Schicht 48 von einer dickeren zu einer dünneren Stärke quer über den Film von rechts nach links bezogen auf die in Fig. 6 gezeigte Richtung verjüngen. Entsprechend würde sich die untere Schicht 48 in entgegengesetzter Richtung verjüngen.
In einer mit dem zusammengesetzten Schmelzstrom gemäß Fig. 4B hergestellten Folie wären die Dicken der gegenüberliegenden Kanten 50 unterschiedlich; außerdem würden die oberen und unteren Schichten unterschiedliche Dicken aufweisen und würden beide in Querrichtung der Folie schwanken.
Somit ist es von Bedeutung, daß jedwede Schwankungen von mindestens 20%, vorzugsweise von mindestens 10% in der Dicke des Schmelzstroms 16 um den Umfang des zusammengesetzten Schmelzstroms 34 in der Größenordnung um mindestens 50%, vorzugsweise um mindestens 75% und am bevorzugtesten um mindestens 90% vom dicksten Abschnitt des Schmelzstroms 16 zum dünnsten Abschnitt verringert werden.
Wir haben überraschenderweise herausgefunden, daß die Schwankungen in der Dicke des umhüllenden Schmelzstroms 16 verringert werden können, wenn die Viskosität des Schmelzstroms 16 unter Betriebsbedingungen geringer ist als die Viskosität des Schmelzstroms 12, und zwar um mindestens 20%, vorzugsweise um mindestens 30%. Sind die Viskositäten der Schmelzströme 12 und 16 entsprechend unterschiedlich, haben wir überraschenderweise entdeckt, daß die Schwankungen in der Dicke des Schmelzstroms 16 verringert werden können, indem der zusammengesetzte Schmelzstrom durch eine Transportleitung mit einem symmetrischen Querschnitt und einer ausreichenden Länge geleitet wird. Einen typischen Transportleiter stellt das runde Transfer-Rohr 36 in Fig. 1 dar. Andere Formen sind akzeptabel, solange sie symmetrisch sind.
Unter Voraussetzung der erforderlichen Viskositätsdifferenzen ist die Länge des Transportleiters, die erforderlich ist, um die gewünschte Verringerung der Dickenschwankungen zu erreichen, außerdem eine Funktion des Querschnitts des Transportleiters, und zwar sowohl von dessen Form als auch von dessen Größe. Für ein bei 36 in Fig. 1 dargestelltes rundes Rohr ist die erforderliche Länge eine Funktion des Durchmessers und kann als ein Verhältnis der Länge zum Durchmesser (LID-Verhältnis) ausgedrückt werden. Während einige Verbesserungen in der Konzentrizität bei einem so kleinen LID-Verhältnis wie 4/1 erkennbar sind, betragen bevorzugte Verhältnisse mindestens 10/1 und mindestens 20/1 für die am meisten bevorzugten Verhältnisse. Effektive Längen und entsprechende effektive Durchmesser können für andere Leiterformen durch Routineversuche ermittelt werden.
Mit der Fähigkeit des Transportleiters, die Schmelzströme zurück in eine konzentrische Beziehung zu bringen, ist die Konzentrizität am Ausgang des Umhüllers nicht weiter kritisch. Außerdem ermöglicht die Umhüllung des empfindlichen VDC- Copolymers in einem an dem Extruder befestigten Umhüller die Verwendung des Transportleiters, um die in einer geeignet gestalteten Transporteinrichtung gewährleistete Konzentrizität zu erreichen. Somit neigt die Kombination von (i) der frühen Umhüllung bei oder nahe dem Extruder und (ii) die Verwendung des langgestreckten Transportleiters nach der Umhüllung automatisch zu einer Korrektur jedweder Nichtkonzentrizität, die in dem zusammengesetzten Schmelzstrom 34 vorliegen kann, wenn dieser den Umhüller 20 verläßt. Die Kombination stellt sich automatisch auf Verarbeitungs- bzw. Prozeßänderungen und Polymeränderungen ein, solange die erforderlichen Viskositätsverhältnisse beachtet werden. Je länger der Transportleiter ist, desto größer ist natürlich dessen Anpassungsfähigkeit an Änderungen. Da jedoch der Strömungswiderstand mit der Länge zunimmt, überschreiten L/D Verhältnisse für ein Rohr allgemein nicht einen Wert von etwa 100/1. Trotzdem korrigiert der Transportleiter automatisch Fehler in der Konzentrizität des zusammengesetzten Schmelzstroms innerhalb der durch seine Länge und Symmetrie vorgegebenen Möglichkeit, mehr oder weniger unabhängig von den Verarbeitungsbedingungen und den Polymerzusammensetzungen. Der Transportleiter ist somit eine Einrichtung zum Gewährleisten einer verbesserten Konzentrizität des umhüllten zusammengesetzten Schmelzstroms, befor dieser in die Düse 42 eintritt.
Je länger der Transportleiter ist, desto größer ist natürlich die Flexibilität des Layoutgestalters hinsichtlich der Positionierung der Extruder relativ zur Düse 42. Das Layout von Fig. 1 ist natürlich ziemlich einfach. Typischer ist ein Layout zum Zuführen mehrerer Extruder in eine Düse, die einen koextrudierten Film mit bis zu sieben oder mehr Schichten erzeugt. Ein solches Layout ist schematisch in Fig. 1A dargestellt, wo drei Extruder 60 zusätzlich zu Extrudern 10 und 14 in eine komplexere Mehrfachverteilerdüse bzw. -form 42A zuführen. Die Fig. 1A zeigt deutlich den Vorteil, der sich daraus ergibt, daß es möglich ist, den Extruder 10 von der Düse 42A wegzuverlegen, um eine Zusammenballung zu vermeiden. Die Freiheit, den Extruder 10 so zu bewegen ist ein unmittelbares Ergebnis der frühen Umhüllung des Schmelzstroms 12 am Auslaß des Extruders 10. Die Fig. lA zeigt außerdem, daß der zusammengesetzte Schmeizstrom 34 von dem Umhüller 20 in einen Zuführblock 62 eingespeist werden kann, um mit einem weiteren Schmelzstrom vor Eintritt in die Form bzw. Düse verbunden zu werden.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Transportleiters, wie beispielsweise des Transfer-Rohrs 36 besteht darin, daß es dem Anwender möglich ist, den zusammengesetzen Schmelzstrom 34 in jeden Verteiler bzw. Anschluß 43 einer Mehrfachverteilerform bzw. -düse wie beispielsweise die Düse 42A einzuspeisen. Die Bezugszeichen 43A, 43B und 43C in Fig. 1A bezeichnen drei Anschlüsse bzw. Verteiler der Düse 42A von Fig. 1A. Die Anschlüsse 43A und 43B werden unmittelbar von den Transferrohren 37A und 37B gespeist. Der Anschluß 43C wird durch den Zuführblock 62 gespeist, der widerum von den Zuführrohren 36 und 37C gespeist wird.
Wo die Extrusionsverarbeitungsanlage gemäß Fig.1A vorteilhaft verwendet wird, um eine Vielzahl von koextrudierter Filmstrukturen zu erzeugen, besteht ein weiterer Vorteil der Verwendung des Transfer-Rohrs 36 in Verbindung mit dem wärmeempfindlichen Schmelzstrom 12 darin, daß der zusammengesetzte Schmelzstrom 34 in jeden der Düsen- bzw. Formanschlüsse zugespeist werden kann. Beispielsweise kann der Schmelzstrom 34 dem Anschluß 43C über den Zuführblock 62 gemäß Fig. 1A zugespeist werden, um eine erste Filmstruktur zu erzeugen. Nachdem die gewünschte Menge der ersten Struktur gebildet worden ist, kann der Prozeß gestoppt werden und das Transfer-Rohr 36 wird sodann bewegt, um in den Anschluß 43B einzuspeisen, wie das durch die gestrichelte Kontur in Fig. 1A angedeutet ist. Ein geeigneter Verschluß oder Stopfen wird in den frei gewordenen Anschluß im Zuführblock 62 eingesetzt. Das Zuführrohr 37B wird wie gewünscht zurück positioniert. Die Anlage kann sodann mit der neuen Schmelzstrom-Zuführanordnung erneut angefahren werden, um eine andere Filmschichtstruktur zu erzeugen.
Somit erlaubt die Verwendung des Transfer-Rohrs 36 zwischen dem Umhüller 20 und der Mehrfachverteilerform bzw. - düse 42A ein Zuspeisen des empflichen Schmelzstroms 12 in jeden einzelnen der Düsen-Anschlüße. Das bietet dem Anwender die Freiheit, die durch den empfindlichen Polymerschmelzstrom erzeugte Schicht an praktisch jeder Stelle in der Filmstruktur anzuordnen, derart, daß die empfindliche Schicht in der Nähe der Mitte des Films oder zu jeder Oberfläche hin versetzt angeordnet werden kann, wenn die Düse mindestens drei Anschlüsse bzw. Verteiler aufweist. Somit ermöglicht die Verwendung des Transfer-Rohrs 36 die Herstellung einer breiten Varietät von Filmstrukturen mit der Bewegung lediglich des Transfer-Rohrs 36. In einer herkömmlichen Alternative, bei der der Umhüller sowohl an der Form bzw. Düse und an dem jeweiligen Extruder befestigt ist, kann keine entsprechende Bewegung zu verschiedenen Düsenanschlüssen auf einfache Weise verwirklicht werden.
Es ist geplant, daß die Zusammensetzung des empfindlichen Schmelzstroms allgemein ein Vinylidenchlorid-Copolymer umfaßt. Es sind jedoch eine Vielzahl von Vinylidenchlorid-Copolymeren bekannt und werden verwendet. Somit können sich die empfindlichen Polymerzusammensetzungen in den unterschiedlichen Filmstrukturen unterscheiden, was auf vorteilhafte Weise mit dieser Erfindung verwirklicht werden kann. Entsprechend können unterschiedliche empfindliche Polymerzusammensetzungen ausgewählt werden, besonders nach Maßgabe der in den Filmstrukturen erwünschten Eigenschaften, wenn eine Mehrfachverteilerform bzw. -düse verwendet wird und das Transfer-Rohr 36 zwischen den Düsenanschlüssen- bzw. verteilern zur Zuspeisung der empfindlichen Polymerzusammensetzung über die verschiedenen Anschlüsse zur Erzeugung unterschiedlicher Filmstrukturen bewegt wird. Entsprechende Unterschiede in den umhüllenden Polymerzusammensetzungen sind daher auch denkbar.
In jeder Struktur und unabhängig davon, welcher Anschluß bzw. Verteiler das umhüllte, empfindliche Polymer empfängt, weist die Schicht des empfindlichen Polymers in der Filmstruktur Schichten dss umhüllenden Polymers auf seinen beiden Oberflächen auf.
Der Umhüllungsprozeß gemäß dieser Erfindung ist vorteilhaft für eine Verwendung mit jedem Material, das bezüglich der zu verwendenden Prozeßparameter empfindlich ist. Das kann die Koextrusion beispielsweise von Materialien mit disparaten bzw. ungleichartigen Extrusionstemperaturen erleichtern, bei denen das wärmetolerantere Material den Schmelzstrom 16 umfaßt. In diesem Fall dient der Schmelzstrom 16 als ein thermisches Polster für den Schmelzstrom 12.
Diese Erfindung ist besonders verwendbar bei der Extrusion von Polymeren, die empfindlich hinsichtlich der Berührung mit bei der Extrusionsverarbeitung verwendetem Metall hoher Temperaturen sind. Beispielsweise Vinylidenchlorid-Copolymere sind empfindlich auf hohe Temperaturen über einer längeren Zeitspanne von mehr als wenigen Sekunden, insbesondere wenn sie gleichzeitig den Metalloberflächen der Verarbeitungsanlage ausgesetzt sind.
Die Extrusionsverarbeitung solcher Materialien wie Vinylidenchlorid-Copolymeren und Vinylidenchloridmethylacrylat- Copolymeren erfordert bekanntermaßen periodische Abschaltungen aufgrund von Polymerabbau, begleitet von entsprechender Zerlegung und Reinigung der Verarbeitungsanlage. Diese kostenträchtigen Vorgänge sind erforderlich selbst wenn der Extruder, der das Vinylidenchlorid-Copolymer verarbeitet, typischerweise so angeordnet ist, daß er direkt in die Düse ohne ein zwischengefügtes Transfer-Rohr einspeist. Bei Anwendung der Verfahren gemäß der Erfindung wird das empfindliche Vinylidenchlorid-Copolymer im Extruder 10 zur Erzeugung des Schmelzstroms 12 verarbeitet und vorzugsweise unmittelbar am Extruderausgang umhüllt, wobei die Zeit, während der es den hohen Temperaturen in Verbindung mit Metallberührung ausgesetzt ist, minimiert ist. Ist das empfindliche Vinylidenchlorid-Copolymer einmal mit dem weniger empfindlichen Material des Schmelzstroms 16 umhüllt, ist dessen Berührung mit den Metalloberflächen der Verarbeitungsanlage natürlich im wesentlichen ausgeschlossen. Die Empfindlichkeit eines gegebenen Materials kann sich auf den gesamten Extrusionsvorgang beziehen, wie bei dem Vinylidenchlorid- Copolymeren, oder kann beispielsweise für die disparate Extrusionsverarbeitung empfindlicher Materialien gelten. Somit kann der Umhüllungsvorgang die Koextrusionsverarbeitung einiger Materialien ermöglichen, die normalerweise nicht koextrudiert werden können; darin dient das wärmetolerantere Material im Schmelzstrom 16 als ein thermisches Polster für das wärmeempfindlichere Material im Schmelzstrom 12.
Die Vorteile dieser Erfindung treten insbesondera dann zutage, wenn das Material im ersten Schmelzstrom 12 ein Vinylidenchlorid-Copolymer ist. Copolymere mit Comonomeren des Vinylchlorids und des Methylacrylats profitieren am meisten, da sie nun üblicherweise häufiger verwendet werden. Die anderen empfindlichen Beispiele der Vinylidenchlorid-Copolymerfamilie profitieren aber auch von der Verwendung bzw. Anwendung dieser Erfindung.
Der Umhüller 20 besitzt einen verhältnismäßig einfachen Aufbau und ist mit herkömmlichen Dreh- und Bohrvorrichtungen wirtschaftlich herstellbar. Die Gestaltung des Querspritzkopfes zur Verteilung des Schmelzstroms 16 ist besonders einfach und zielgerichtet. Bezüglich der Herstellung von Folien mit dünneren Abschnitten dient die Mittelbohrung 24 als ein Element für die Zusammenführung der Schmelzströme zur Bildung eines nicht ringförmigen Gegenstands wie eine Folie 44.
Wenn der Schmelzstrom 16 gemäß Fig. 2 in den Querspritzkopfkanal 30 eintritt, teilt er sich in zwei Stromkomponenten und umströmt den Dorn 22 in radial entgegengesetzten Richtungen. Abschnitte dieser Stromkomponenten treffen sich auf der dem Durchgang 28 gegenüberliegenden Seite des Querspritzkopfkanals 30 und bilden eine Verbindungs- bzw. Nahtlinie 64. Während die Verbindungslinie 64 nur einen bescheidenen Einfluß auf die funktionalen Eigenschaften des Folienmaterials 44 hat, ist es normalerweise allgemein bevorzugt, daß die Verbindungslinie 44 aus dem Abschnitt des Folienmaterials herausgelegt wird, der voraussichtlich verwendet werden wird. Somit wird die Stelle, an der der Schmelzstrom 16 in den Querspritzkopfdorn 22 eingespeist wird, bezüglich der Form bzw. Düse 42 so ausgerichetet, daß die Verbindungslinie 64 durch die Düse 42 in einer für ein Abtrennen der Verbindungslinie in einem der Herstellung des Foliengegenstandes 44 nachfolgenden Prozeß vorteilhaften Ausrichtung verläuft. Ein solcher Prozeß ist mit den Schneidvorrichtungen 56 angedeutet, die dargestellt sind, wie sie die Folie in einem Konvertierungsprozeß beschneiden, der unmittelbar nach der Herstellung der Folie durchgeführt wird. Der Beschnitt könnte natürlich auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.
Gemäß Fig. 1 wird der zweite Schmelzstrom 16 im wesentlichen radial gegenüber einer Kante 66 der Düse 42 in den Umhüller 20 eingespeist (bezogen auf eine - nicht dargestellte - Mittelachse, die durch den Umhüller 20, das Rohr 36 und die Form 42 verläuft). Die Anordnung des Zuführdurchgangs 28 und somit der Verbindungslinie 64 ist unter einem Winkel relativ zur Düse 42 ausgerichtet, wenn der Umhüller 20 an dem Extruder 10 befestigt ist. Diese Ausrichtung kann durch Abnehmen bzw. Lösen des Umhüllers 20 vom Extruder 10, durch Drehen desselben um seine Längsachse in die gewünschte Winkelausrichtung und durch erneutes Befestigen desselben am Extruder 10 geändert werden. Eine solche alternative Positionierung des Einlaßes 28 ist in Fig. 3 mit der gestrichelten Außenkontur der entsprechenden Positionierung der Leitung 18A dargestellt. Die entsprechende Verbindungs- bzw. Nahtlinie ist als eine gestrichelte Linie bei 64A in Fig.1 gezeigt. Falls gewünscht kann auch eine drehbare Fluidkupplung verwendet werden.
Die Folienmaterialien gemäß dieser Erfindung können auf einfache Weise durch jeden Prozeß in Verpackungen umgestaltet werden, der für herkömmliche Folienmaterialien ähnlicher Zusammensetzungen und Schichtdicken aber hergestellt ohne Verwendung dieser Erfindung verwendet werden könnte. Ein Beispiel für eine solche Verpackung ist die Fig. 7 dargestellte Tasche bzw. der Beutel 66, die bzw. der einander zugewandte Abschnitte des gemäß der Erfindung hergestellten Folienmaterials 44 aufweist, wobei diese entlang zusammenhängender Kantenabschnitte miteinander heißversiegelt sind, um eine bzw. einen an drei Seiten geschlossene(n) und an einer vierten Seite zur Aufnahme eines Produkts offene(n) Tasche oder Beutel zu bilden.

BEISPIEL

Ein dreischichtiger Film mit einer Kernschicht aus Vinylidenchloridmethylacrylat-Copolymer und Außenschichten aus Ethylenvinylacetat-Copolymer wurde hergestellt. Eine erste Polymerzusammensetzung mit Vinylidenchloridmethylacrylat- Copolymeren wurde in einem ersten Extruder zur Bildung eines ersten Polymerschmelzstroms plastiziert. Eine zweite Zusammensetzung aus Ethylenvinylacetat-Copolymer (EVA) wurde in einem zweiten Extruder zur Bildung eines zweiten Polymerschmelzstroms plastiziert. Das Vinylidenchloridmethylacrylat-Copolymer war Dow 119 mit einer Viskosität bei 150ºC und einer Abscherrate von 10 sek.-1 von etwa 2,7 x 10&sup4; Poise (2,7 x 10³ Pa.s). Das Ethylenvinylacetat- Copolymer war Exxon LD-761 mit einer Viskosität von 1,6 x 10&sup4; Poise (1,6 x 10³ Pa.s) bei 180ºC und einer Abscherrate von 10 sek.- 1. Die Temperatur am Auslaß des ersten Extruders betrug 153ºC. Die Temperatur am Auslaß des zweiten (EVA) Extruders betrug 180ºC. Der Schmelzstrom des Vinylidenchlorid-Copolymers wurde durch die Zentralbohrung eines am Austrittsende des zugehörigen Extruders befestigten Querspritzkopfumhüllers eingespeist. Der Schmelzstrom des EVA wurde durch einen Querspritzkopfdorn des Umhüllers eingespeist bzw. gefördert und mit dem ersten Schmelzstrom als eine äußere, umhüllende Schicht zusammengeführt, um den zusammengesetzten Schmelzstrom bei 34 in Fig. 2 zu bilden. Die Stelle der Einspeisung in den Querspritzkopfdorn lag axial gegenüber einer Kante der Schlitzdüse. Der zusammengesetzte Schmelzstrom wurde von dem Umhüller durch ein rundes Rohr 42 von 0,625 Inch (1,6 cm) Innendurchmesser und einer Länge von 42 Inch (107 cm) einer Schlitzdüse zugespeist. Der Schmelzstrom wurde in der Düse in eine Folie einer Breite von etwa 54 Inch (137 cm) und einer Dicke von etwa 2 mus (0,051 mm) gefertigt. Drei Inch (7,6 cm) an Randbeschnitt wurde an jeder Seite abgenommen, einschließlich das Abtrennen der Verbindungslinie, sodaß eine fertige Folie einer Breite von 48 Inch (122 cm) ohne Verbindungslinie übrig blieb, bei der sich alle drei Schichten zu beiden Kanten des Films erstrecken und die Außenschichten jeweils etwa 0,01 mil (2,5 x 10&supmin;&sup4; mm) dick waren. Die Außenschichten waren durchgängig und von gleichmäßiger Dicke. Die Gleichmäßigkeit der Dicke des Films umfaßte die Kernschicht aus Vinylidenchlorid-Copolymer.
Somit schafft die Erfindung Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Folienmaterialien mit empfindlichen Polymeren, während die Auswahlmöglichkeit der Anordnung des Extruders, welcher das empfindliche Polymer verarbeitet, beibehalten wird.
Die Erfindung schafft außerdem eine Vorrichtung zum derartigen Herstellen solcher Folienmaterialien.
Die Erfindung schafft des weiteren eine derartige neue Vorrichtung bei wirtschaftlichen Kosten, wobei die neue Anlage auf einfache Weise bei wirtschaftlichen Kosten herstellbar ist.
Die Erfindung schafft des weiteren neue Kombinationen von Anlagen zur Durchführung der Verfahren der Erfindung bei der Herstellung von neuen Folienmaterialien und daraus hergestellte Verpackungen.
Der fachkundige Leser wird nun erkennen, daß gewisse Abwandlungen an der Vorrichtung und den Verfahren sowie an den resultierenden Filmen und Verpackungen, die hier anhand bevorzugter Ausführungsformen offenbart sind, vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.
Während die Erfindung vorstehend mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es klar, daß die Erfindung zahlreichen Änderungen, Abwandlungen und neuen Anordnungen fähig ist, wobei alle diese Anordnungen, Abwandlungen und neuen Anordnungen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche liegen sollen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Vielzahl von zusammen gespritzten Filmstrukturen mit einem Spritzgerat mit

(a) einem Herstellen einer ersten Filmstruktur durch (i) Plastizieren einer ersten sensitiven Polymerverbindung bzw. -zusammensetzung in einem ersten Plastiziergerät (10) und Herstellen eines ersten Polymerschmelzstroms (12), (ii) Plastizieren einer zweiten, weniger sensitiven Polymerverbindung in einem zweiten Plastiziergerät (14) und Herstellen eines zweiten Polymerschmelzstroms (16), (iii) Einhüllen des ersten Schmelzstroms in den zweiten Schmelzstrom, um einen ersten zusammengesetzten Schmelzstrom (32) zu schaffen, (iv) Einspeisen des ersten zusammengesetzten Schmelzstroms (32) in einen ersten Verteiler (z.B. 430) in einer Mehrfachverteilerform (42A) durch eine Transporteinrichtung (36), die an den ersten Verteiler angeschlossen ist, wobei die erste Filmstruktur an der Mehrfachverteilerform hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

die Transporteinrichtung (36) ein Längen/Innenquerschnitts-Verhältnis von mindestens 4/1 besitzt, um so jegliche Dickenänderungen von mindestens 10% im zweiten Schmelzstrom am Umfang der zusammengesetzten Schmelzströme zu reduzieren, und das Verfahren weiterhin umfaßt

(b) ein Unterbrechen der Herstellung der ersten Filmstruktur,

(c) ein Abtrennen der Transporteinrichtung (36) vom ersten Verteiler der Form (42A) und deren Anschließen an einen zweiten Verteiler (z.B. 43B) der Mehrfachverteilerform (42) ohne Bewegen der ersten Plastiziereinrichtung (10) und

(d) ein Herstellen einer zweiten Filmstruktur durch (i) Plastizieren einer sensitiven Polymerverbindung im ersten Plastiziergerät und Herstellen eines ersten Polymerschmelzstroms (12), (ii) Plastizieren einer zweiten weniger sensitiven Polymerverbindung in einem zweiten Plastiziergerät und Herstellen eines zweiten Polymerschmelzstroms (16), (iii) Einhüllen des ersten Schmelzstroms in den zweiten Schmelzstrom, um einen zweiten zusammengesetzten Schmelzstrom (34) zu schaffen (iv) Einspeisen des zweiten zusammengesetzten Schmelzstroms (34) in den zweiten Verteiler (43B) in der Mehrfachverteilerform (42A) durch die Transporteinrichtung (36), wobei die zweite Filmstruktur an der Mehrfachverteilerform hergestellt wird, und sich die Zusammensetzungen der Schichten in der zweiten Filmstruktur von den Zusammensetzungen der entsprechenden Schichten in der ersten Filmstruktur unterscheiden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei sich die sensitiven Polymerverbindungen in den Schritten (a) und (d) unterscheiden.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die in den Schritten (a) und (d) eingesetzten sensitiven Polymerverbindungen beide Vinylidenchlorid-Copolymere enthalten.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transporteinrichtung aus einer Rohrleitung mit im wesentlichen rundem Querschnitt besteht.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Verhältnis der Länge der Rohrleitung zu deren Innendurchmesser (L/D- Verhältnis) mindestens 10/1 beträgt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das L/D- Verhältnis mindestens 20/1 beträgt.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dickenänderungen von mindestens 20% reduziert werden.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dickenänderungen vom dicksten Abschnitt des Schmelzstroms zum dünnsten Abschnitt um mindestens 75% reduziert werden.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Änderungen um mindestens 90% reduziert werden.

10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Viskosität des Schmelzstroms (16) um mindestens 20% geringer ist als die Viskosität des Schmelzstroms (12).