DE2041685B2 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen von schlauchfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Schlauchfolien aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufblasen eines kontinuierlich aus einem F.xiruderdüsenkopf extrudieren Folienschlauehes, bei dem Kohlendioxyd, Stickstoff oder chlorierte Kohlenwasserstoffe als Blas- und Kühlmittel in die Folienblase eingebracht werden. ,

Das bekannte Folienblasverfahren besieht in der Extrusion eines Folienschlauches aus einem entsprechenden Blaskopf, wobei der Schlauch in einer bestimmten Entfernung vom Werkzeug durch Zusammenfalten /wischen Rollenpaaren geschlossen und mit Luft aufgeblasen wird. Der Schlauch wird durch gleichzeitig erhöhte Ab/.ugsgesehwindigkeit hierdurch biaxial gereckt, bei gleichzeitiger Folienstärkeverminderung. Nach dem Abkühlen wird die Folie dann mit Aiil'wickelvorrichtungen konfektioniert.

Zum Abkühlen der Folien ist es bekannt, auf dem Blaskopf wärmeisoliert einen Kühlluftring aufzusetzen, der über ein Gebläse eine möglichst große l.uftinenge gleichmäßig von innen her auf den thermoplastischen Schlauch bläst. Die Luft wird an mehreren Stellen des Unifanges verteilt, radial bzw. tangential über l.abyrinthringe den Düsen zugeführt. Zur Nachkühlung des fixierten Schlauches können dem ersten Kühliing noch mehrere Ringe nachgeschüttet sein.

Diese Abkühlung mittels Luft genügt bei mittleren Abzugsgeschwindigkeiten, etwa 4 bis 5 m/min, und großen Abzugshöhen, etwa 6 m. Bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten jedoch wandert die Frostlinie zu weit von der Düse ab. Mit anderen Worten, selbst sehr hohe Luftmengen und große Kühlstrecken erbringen keine erhebliche Steigerung der Abzugsgeschwindigkeit, insbesondere bei dicken Folien wegen des schlechten Wärmeübergangs 1 iicrnicpkist-Luft. Man hat deshalb auch bereits versucht, durch einen wassergekühlten Innenc'orn bzw. wassergekühlten Außenkühlmantel die Kühlwirkung zu steigern, wobei die Schlauchfolie über die leicht aufgerauhten Kühlflächen des Kühldorns bzw. des Kühlmantels gleiten. Doch auch mit diesen Kühlvorrichtungen ist es nicht gelungen, die Abkühlzeilen in einem solchen Ausmaß herunterzudrücken, daß es möglich wäre, die maximalen Aussioßleistungen moderner Extruder voll auszunutzen. Schließlich ist es aus der US-PS 34 45 891 auch bekannt, die Blas- und Kühlluft durch ein anderes Gas zu ersetzen, etwa durch Kohlendioxydgas, Stickstoffgas od. dgl. Durch die Verwendung dieser gegenüber Luft bzw. Sauerstoff weniger aggressiven Gase soll vermieden werden, daß im ursprünglich noch heißen Kunststoff der Folie unerwünschte chemische Reaktionen auftreten; eine wesentliche Steigerung der Kühlwirkung ist dagegen damit weder beabsichtigt noch möglich.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Innenkühlen des Folienschlauches beim Folienblasverfahren, das gegenüber den bekannten Kühlverfahren eine beträchtlich verkürzte Abkühlzeit bzw. Kühlstrecke erbringt und damit die Möglichkeit schafft, die maximalen Ausstoßleistungep der Extruder tatsächlich voll auszunutzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlmittel im flüssigen Aggregatzustand eingesprüht werden.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung flüssiger Kühlmittel, insbesondere von flüssigem Kohlendioxyd, kann die Kühlwirkung gegenüber der vorbekannten Gas- und Wasserkühlung derart gesteigert werden, daß sehr hohe Abzugsgeschwindigkeiten erreichbar sind, und zwar auch bei geringen Abzugshöhen, da sich die Länge der Abkühlstrecke wesentlich vermindert. Mit anderen Worten, mit der Erfindung kann die Frostlinie auch bei maximaler Ausstoßleistung moderner Extruder an eine Stelle gelegt werden, die aufgrund der gegebenen Abzugshöhe und anderer vorgegebener Bedingungen erwünscht ist.

Aus der Zeitschrift »Kunststoffberater«, 5/1968, Seite J98, war es zwar bereits bekannt, bei der Herstellung von Hohlblaskörpern flüssiges Kohlendioxyd als Kühlmittel zu verwenden. Zwischen der Herstellung von ! lohlblaskörpern und der I lerstellung von Folienschläuchen bestehen aber grundlegende Unterschiede, welche insbesondere im Hinblick auf die Kühlung von wesentlicher Bedeutung sind.

So wird bei der Herstellung von 1 lohlblaskörpern ein heißer Formling, ein sogenannter Külbel, in eine ι Hohlform (Werkzeug) eingebracht, daraufhin mittels Druckluft aufgeblasen, bis sich seine Außenwandung an die Innenwandung der Hohlform anlegt, nachfolgend gekühlt und nach erfolgter Kühlung aus der Form entnommen. Es handelt sich also um einen diskontinuierlichen Vorgang, bei welchem das Kühlmittel lediglich die Aufgabe hat, den bereits formstabilen Gegenstand so schnell wie möglich abzukühlen, um die »Zykluszeit« zu verkürzen.

Beim Folienblasen dagegen wird der aus dem ι Extruder austretende Folienschlauch durch Blasluft aufgeweitet und abgekühlt und in einem gewissen Abstand vom Extruder durch einen Rollenspalt hindurch abgeführt. Es handelt sich hier also um einen kontinuierlichen Vorgang, wobei das Blasmedium den . Folienschlauch nicht nur aufweitet und kühlt, sondern auch bis zum Erreichen des Rollenspaltes im aufgeweiteten Zustand halten muß.

Diese Unterschiedlichkeit der Vorgänge erfordert

auch CiML' unterschiedliche Ί eehnologie. So ist heim Kühlen von I lohlblaskorpern vorgeschlagen worden, flüssiges Kohlendioxyd nach dem Aufblasen in den Innenrauni des Hohlkörpers einzuspritzen, vw>b-i <n diesem Innenrauni ein beträchtlicher Übenlrw.! ι rechterhalleii werden sull. Andeie Vorschlüge K. der Herstellung von I lohlblaskörpern gehen dahin, mit einem Unterdruck zu arbeiten, um so eine sofortige Vergasung des flüssigen Kohlendioxyds beim F.intrcten in den Innenrauni zu erreichen. Bei der llerstel'iing von Schlauchfolien in der üblichen Weise wären alle diese Vorschlüge unbrauchbar; beim Folienblasen mn!) das Kühlmedium auch als Dlasmcdium wirken, so dall hier der Druck durch den llerstcllungsprozeß vorgegeben ist, d. h., der Druck muß so groß sein, daß die gewünschte Aufweilung erreicht wird (es ist ja k^ine Außenform vorhanden) und der Schlauch in diesem bestimmten aufgeweiteten Zustand bis zur Erreichung des Rollenspalis verbleib!. Unterdrücke wären also überhaupt nicht denkbar, und Überdrücke würden, zumindest bei der bisher üblichen Verfahrenstechnik, zu einer zu starken Aufweitung b/w. zu einem Zerreißen der Folien führen. Während man also beim Hohlkörperblasverfahren das Aufblasen mittels Druckluft durchführen kann und dann beim Kühlvorgang nicht nur bezüglich der Art des Kühlmediums, sondern auch bezüglich dessen Druck und Verweilzeit freie Wahlmöglichkeilen hat, muß beim Folienblasverfahren das Kühlmittel bestimmte Eigenschaften besitzen, und darüber hinaus sind Druck- und Verweilzeit im wesentlichen vorgegeben.

Darüber hinaus wird in der erwähnten Literaturstclle darauf hingewiesen, daß beim Einspritzen flüssiger Kohlensäure wegen der ungenügenden Vernebelung und der ungleichen Benetzung der Innenfläche der Hohlblaskörper erhebliche Oberflächcnfehler auftraten; es war deshalb zu erwarten, dall dann bei den dünnen !ollen nie il nur »Sei on! -iisfehler« sondern. Beschädigungen a. treten.

Dieses Vonvieil war offen!«;.,- der (!rund dafür, w.:nim trotz langem Bekanntster. Jer Verwendung von flüssigem Kohlendioxyd zur Kühlung von I lohlblaskörpern in dei Praxis keine Übertragung dieser Maßnahme auf das Kühlen von Schlauchfolien stattgefunden hai.

Schließlich war es: aus der IJI. PS 18 475 bekannt, flüssiges Kohlendioxyd bei der Herstellung von Kunststoff-Schichten b/w. -Folien zu verwenden, d.h. flüssiges Kohlendioxyd auf die Folien aufzusprühen. Dabei handelt es sich jedoch nicht um das Innenkühlen von Schlauchfolien, und es treten somit auch nicht die vorab erwähnten Probleme, insbesondere bezüglich des Innendrucks, auf. Auch diese Vorveröffenilichiing konnte somit dem Fachmann keine Anregung für das Innenkühlen von Schlauchfolien geben.

ZweckmäEigerweise wird das flüssige Kühlmittel in den Innenraum des aufgeblasenen Folienschlaiiehes mittels Düsen eingesprüht, die an einem am Blaskopf befestigten und mit der Kühlmittelquelle verbundenen Kühlring sitzen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Kühlmittel, also beispielsweise diis flüssige Kohlendioxyd, mit der Aufblasluft zu vermischen und gemeinsam mit der auf diese Weise gekühlten Blasluft durch die Bl&sluftdüsen hindurch in den Innenrauni des Folienschlauches einzusprühen. Schließlich kann auch so verfahren werden, daß, unter'Wegfall der üblichen Blasluft, das Kühlmittel zugleich als das Blasmedium dient.

Aus wirtschaftlichen Gründen kann es zweckmäßig sein, das Kühlmittel in den Kühlkreislauf zurückzuführen und zu verflüssigen, womit durch die Kühlmittel-Rückgewinnung der Kühlmittelverbrauch äußerst gering wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren /um ! uritiiiiiierlichen Herstellen von Schlauchfolien aus thermoplastischem Kunststoff durch Aufblasen eines kontinuierlich aus einem Exiruderdüsenkopf extrudieren FolieiischLmehes, bei dem Kuhlendioxyd, Stickstoff oder chlorierte Kohlenwasserstoffe als Blas- und Kühlmittel in die [•'olienbla.se eingebracht weiden, dadurch gek e η η ζ e i c h η e t, daß die Kühlmittel im flüssigen Aggregalzustand eingesprühl werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dall die Kühlmittel mit der Aufblasluft vermischt eingesprüht werden.

J. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel als Blasmedium verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel in einem Kühlkreislauf rückverflüssigt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 4, mit einem Blaskopf, bei dem die Kühlmittel mittels Leitungen durch den Dorn zu- und abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsprühen der Kühlmittel durch Düsen erfolgt.