DE3011371A1

DE3011371A1 - Extrudervorrichtung zum herstellen eines verschlusstreifens aus kunststoff

Info

Publication number: DE3011371A1
Application number: DE19803011371
Authority: DE
Inventors: Ewald Albert Kamp
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1980-10-02
Also published as: FI800957A; IT1127017B; NL188839C; DK136280A; FI72918C; SE8002384L; NO154160C; IE800631L; AU5693980A; FR2452371A1; IT8048276A0; AU540476B2; FR2452371B1; BE882517A; CA1140716A; NO800864L; DK157905B; NL188839B; NL8001859A; GB2046660A

Description

Die Erfindung betrifft eine Extrudervorrichtung zur Herstellung einer Verschlußvorrichtung aus Kunststoff, welche zwei Verschlußstreifen aufweist, wobei jeder Verschlußstreifen Profil- und Basisteile aufweist, und insbesondere eine Extrudervorrichtung für die Herstellung eines Verschlußstreifens aus Kunststoff, bei dem die extrudierten Profil- und Basisteile miteinander verbunden werden, bevor sie den Extruderkörper verlassen.

Kunststoffbeutel mit Kunststoff-Verschlußvorrichtungen sind bekannt. Typische derartige Verschlüsse weisen zwei Verschlußstreifen auf, die miteinander verriegelbar sind. Jeder Verschlußstreifen v/eist einen Profilteil und einen Basisteil auf.

Es sind die beiden komplementären Profilteile zweier Verschlußstreifen, die beim Verschließen der Vorrichtung miteinander verbunden werden. Die Integrität der Formen der Profilteile muß bei der Herstellung der Verschlußstreifen erhalten bleiben, um einen guten Verschliß zu gewährleisten. Zusätzlich muß die Verbindung der Profil- und Basisteile in einer Weise erfolgen, die Deformationen verhindert, welche die bevorzugte Form des Verschlußstreifens beeinflussen könnten.

Die in der US-Patentanmeldung 892 432 vom 31. März 1978 beschriebene Verschlußvorrichtung ist eine typische Verschlußvorrichtung, wie sie mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Verschlußstreifen erfolgt ein getrenntes Extrudieren und Formen der Profil- und Basisteile und ein nachfolgendes Ver-

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binden dieser Teile. Dieses Verfahren hat Nachteile und ist für eine kommerzielle Massenproduktion nicht geeignet. Ein Nachteil besteht in der relativ langsamen erforderlichen Abkühlung, beispielsweise Luftkühlung, was zu geringen Produktionsraten .führt.

Die vorliegende Erfindung löst die sich bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ergebenden Probleme. Die Erfindung erlaubt eine gute Steuerung des Extrudiervorganges der Profil- und Basisteile als auch eine gute Beibehaltung der Form des Verschlußstreifens. Ein zusätzliches Merkmal ist, daß verschiedene Kunststoff materialien für die Profil- und Basisteile verwendet werden können.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist eine Extrudervorrichtung zur Herstellung von zumindest einem Kunststoffverschlußstreifen mit Profil- und Basisteilen, die einen Formkörper mit einer Formfläche, zumindest einen ersten Profilkanal, der im Formkörper angeordnet ist und der mit einer entsprechenden ersten Profilformöffnung in der Formfläche verbunden ist, um einen ersten Profilteil zu extrudieren, zumindest einen ersten Basiskanal, der in dem Formkörper ausgebildet ist und mit einer entsprechenden ersten Basisformöffnung in der Formfläche verbunden ist, um einen ersten Basisteil zu extrudieren, wobei die ersten Profil- und Basiskanäle einander benachbart und nahe den ersten Profil- und Basisformöffnungen angeordnet sind, und von einem ersten Teil des Formkörpers getrennt werden, der kurz vor der Formxläche endet, so daß der extrudierte erste Profilteil mit dem ersten Basisteil verbunden wird, bevor sie den Formkörper verlassen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung v/eist ferner einen zweiten Profilkanal auf, der in dem Formkörper ausgebildet ist

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und der mit einer entsprechenden zweiten Profilformöffnung in der Formfläche in Verbindung ist, um einen zweiten Profilteil zu extrudieren, und einen zweiten Basiskanal, der im Formkörper ausgebildet ist und mit einer entsprechenden zweiten Basisformöffnung in der Formfläche in Verbindung ist, um einen zweiten Basisteil zu extrudieren, wobei die zweiten Profil- und Basiskanäle einander benachbart und nahe der zweiten Profil- und Basisformöffnungen angeordnet sind und von einem zweiten Teil des Formkörpers getrennt werden, der kurz vor der Formfläche endet, so daß die extrudierten zweiten Profilteile mit den zweiten Basisteilen verbunden werden, bevor sie den Formkörper verlassen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Anzahl getrennter Profilkanäle im Formkörper angeordnet ist, die mit entsprechenden Profilformöffnungen in der Formfläche in Verbindung sind, um separate Profilteile zu extrudieren, wobei die Profilkanäle benachbart dem ersten Basiskanal nahe den Formöffnungen angeordnet sind und vom ersten Teil des Forrakörpers getrennt werden, so daß die extrudierten Profilteile mit den ersten Basisteilen verbunden v/erden, bevor alle Teile den Formkörper verlassen.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines Verschlußstreifens aus Kunststoff mit Profil- und Basisteilen, wobei zumindest ein erster Profilteil und zumindest ein erster Basisteil extrudiert und miteinander verbunden werden und wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die ersten Profil- und Basisteile miteinander verbunden werden, bevor sie den Formkörper verlassen.

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V/eitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen.

Die Erfindung umfaßt demgemäß die Konstruktionsmerkmale,die Kombination der Elemente und die Anordnung der Bauteile, "wie sie in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und in den Ansprüchen enthalten sind.

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Probleme und Lösungen wird die Erfindung nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch zwei Verschlußstreifen, die eine Verschlußvorrichtung bilden und die gemäß der Erfindung herzustellen sind;

Fig. 2 einen Plastikbeutel mit einem Verschluß gemäß der Fig. 1;

Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht eines Extrudersystems mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Teilschnittansicht einer anderen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Steuerstange, wie sie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4 verwendet wird;

Fig. 7 eine perspektivische Schnittansicht einer anderen in der Vorrichtung der Fig. 4 verwendbaren Steuerstange;

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Fig. 8A, 8B und 8C Schnittansichten verschiedener Steuerstangen;

Fig. 9 eine schematische TeilSchnittansicht einer anderen Ausgestaltung eines Flußteilers für die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung; und

Fig. 1OA und 1OB Querschnittsansichten eines kombinierten, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Verschlußstreifens.

Fig. 1 zeigt eine Verschlußvorrichtung gemäß der vorgenannten US-Patentanmeldung 892 432. Der Profilteil 20 ist mit einem Basisteil 21 und der Profilteil 22 mit einem Basisteil 23 verbunden. Die Profilteile 20 und 22 sind komplementär und der Profilteil 20 kann vom Profilteil 22 in Eingriff genommen werden. Die zwei Verschlußstreifen 25A und 25B bilden eine Vers chlußvorri chtung.

Fig. 2 zeigt eine typische Kunststofftüte 24, die eine Verschlußvorrichtung 26 aufweist. Es hat sich als wirtschaftlich herausgestellt, die beiden Verschlußstreifen der Verschluß- · vorrichtng 26 getrennt herzustellen und sie bei der Herstellung des Beutels 24 mit einer Filmbahn zu verbinden.

So ist es wünschenswert, eine wirtschaftliche und zuverlässige Sxtrudiervorrichtung zur Herstellung der Verschlußstreifen, die die Verschlußvorrichtung 26 bilden, zu schaffen.

Die Verschlußstreifen der Verschlußvorrichtung 26 können mittels eines Extrudiersystems hergestellt werden, welches eine Extrudiervorrichtung gemäß der Erfindung aufweist, wie in

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Fig. 3 dargestellt. Der Extruder 27 ist über eine Leitung 28 mit einer Extruder-Formvorrichtung 29 verbunden. Extrudierte Verschlußstreifen 31 und 32 werden in der Extruder-Formvorrichtung hergestellt und treten in ein Kühlbad 33, beispielsweise einem Was serbehält er, ein und v/erden dann von Rollen 34 und zu Andrückrollen 37 geführt, v/o die Verschlußstreifen 31 und 32 miteinander verbunden werden, um eine fortlaufende Verschlußvorrichtung 38 zu bilden. Die Geschwindigkeit, mit der die fortlaufende Verschlußvorrichtung 38 hergestellt wird, hängt von der Größe und der Fördergeschwindigkeit des Extruders 27, dem Schmelzfluß des Materials, der Geschwindigkeit der Andrückrollen 37, der Abkühlgeschwindigkeit, und der Einstellung der die Verschlußstreifen 31 und 32 herstellenden Formkomponenten sowie von anderen Faktoren ab.

Vorrichtungen zum Extrudieren von Kunststoffmaterial sind allgemein bekannt und es gibt zahlreiche Veröffentlichungen, die sich mit dem Extrudieren von Verschlußvorrichtungen befassen. Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht einer Extruderformvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei Einzelheiten wie Montageschrauben, Formheizeinrichtungen, Steuerfühler usw. der Klarheit wegen weggelassen sind.. Ein Flußteiler 40 erzeugt das Verteilungsmuster für das' zugeführte Kunststoffmaterial. Das Kunststoffmaterial wird unter Druck den Kanälen 41 und 42 zugeführt und wird dann durch den B'lußteiler 40 geführt. Der Kanal 41 ist mit einer Steueröffnung 43 und einem einstellbaren Steuerventil 44 verbunden und führt dann zu einer Steuerstange 46 und einer Formöffiiung 45. Die Formöffnung 45 ist ein Auslaß und eine Formkontrolle für ein Basisteil.

Der Kanal 42 ist mit Kanälen 42a, 42b und 42c verbunden. Der Kanal 42a geht durch eine Steueröffnung 48 und über ein ein-

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stellbares Steuerventil 49, bevor er die Steuerstange 51 und die Formöffnung 52 erreicht. Die Formöffnung 52 ist ein Auslaß und eine Formkontrolle für ein Verschlußprofil. Der Formkörperteil 47 zwischen den Kanälen 41 und 42a endet kurz vor der Stirnfläche des Formkörpers, so daß die Profil- und Basisteile einander berühren und miteinander verbunden werden, bevor sie den Formkörper verlassen, um einen Verschlußstreifen 54 zu bilden.

Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung v/eist auch einen Teil zum Herstellen eines anderen VerschlußStreifens 68 auf, der komplementär zum Verschlußstreifen 54 ist.

Die Kanäle 42b und 42c führen über Steueröffnungen 56 und 57 und einstellbare Steuerventile 53 und 59 und erreichen schließlich Kontrollstangen 61 und 62. Die öffnung 63 ist ein Auslaß und eine Formkontrolle für ein Profilteil 64 und die Formöffnung 66 ist ein Auslaß und eine Formkontrolle für ein Easisteil 67.

Der Profilteil 64 und der Basisteil 67 berühren einander und werden miteinander verbunden, bevor sie den Formkörper verlassen, um den Verschlußstreifen 68 zu bilden. Die Verschlußstreifen 64 und 68 treten dann in ein Wasserbad 69 ein, um das Kunststoffmaterial abzukühlen.

Fig. 5 zeigt, teilweise, eine andere Ausgestaltung für die Extrusion von Verschlußstreifen. Für die Ausgestaltung in Fig. 5 werden die Verschlußstreifen bezüglich der Ausgestaltung in Fig. 4 umgekehrt. Das heißt, die Profile 70 und 71 liegen einander gegenüber, während die Basisteile 72 und 75 an den Außenseiten der Verschlußstreifen 74 und 76 vorgesehen sind. Die

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unterschiedlichen .Anordnungen_s wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt sind, können durch die tfahl der Anordnung der Steuerstangen 46, 51 j 61 und 62 erreicht werden.

Fig. 6 zeigt eine typische Steuerstange 81 für die Herstellung eines Basisteils eines Verschlußstreifens. Eine Einführschräge 82, Steuerfläche 83 und Absatz 84 sind Faktoren, die die Größe und Form des extrudierten Materials bestimmen. Die Steuerfläche 83 und dei" Absatz 84 sind geradlinig dargestellt, was jedoch nicht notwendigerweise die bevorzugte Ausgestaltung darstellt. Allgemein kann die Steuerfläche 83 glatt sein oder Stufen verschiedener Tiefe aufweisen. Die Steuerfläche 83 kann in der die Richtung bestimmenden Breite gerade sein und eine variable Höhe aufweisen, so daß Dickenänderungen vorgenommen werden können.

Die Breite der Steuerfläche 83 hängt von d.er Breite des gewünschten Basisteils ab. Befestigungsßcher 86 ermöglichen es, die Steuerstange 81 bequem zu befestigen und zu entfernen.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer Steuerstange 87 zur Herstellung eines Profilteiles eines Verschlußstreifens. Eine Gegenbohrung 88 steht mit dem unter Druck zugeführten Kunststoff material und mit einem Kanal 89, der die Form des Profilteiles bestimmt, in Verbindung. Der Kanal 89 kann mit guter Genau^seit mittels eines bekannten Elektro-Abscheideverfahrens hergestellt werden. Eine Befestigungsöffnung 91 erlaubt die Befestigung und das Entfernen der Steuerstange 87.

Die Fig. SA, 8B und. 8C zeigen Schnittansichten dreier Kontrollstangen, die Profilkanäle an verschiedenen Stellen aufweisen. Die Profilstange 92A weist einen Profilkanal 93A mit einer Öff-

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nung 94a auf, die beabstandet von der Stelle angeordnet ist, an der der Basisteil v/äre, so daß die Basis- und Profilteile in bekannter Weise außerhalb des Formkörpers miteinander verbunden werden. Die Steuerstange 92B weist einen Profilkanal 93B mit einer Formöffnung 94B auf, mit der Basis- und Proxilteile hergestellt werden können, die kurz vor dem Verlassen des Formkörpers miteinander verbunden werfen, cL_a der Formkörperteil

beimdet. 96b sich gerade kurz vor der Formfläche/Die Kontrollstange 92C v/eist einen Profilkanal 93C und eine Formöffnung 94C sowie einen Formkörperteil 96C auf, der gegenüber der Fläche 97C etwa 0,025 cm (0,010 inch) bis etwa 0,635 cm (0,250 inch), vorzugsweise etwa 0,038 cm (0,015 inch) bis etwa 0,229 cm (0,09 inch) versetzt ist. Die Trennung zwischen den Profil- und Basiskanälen an den Formöffnungen ist geringer als 0,102 crn (0,040 inch) und vorzugsweise etwa 0,051 cm (0,020 inch), wobei insbesondere Werte von etwa 0,005 cm (0,002 inch) bis etwa 0,020 cm (0,008 inch) vorgezogen werden. Die Profil- und Basisteile werden miteinander verbunden, bevor sie den Formkörper verlassen. Die Steuerstange 92C kann vorteilhaft bei einem geringen Ziehverhältnis von etwa 1:4, einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit von etwa 92 m (300 Fuß) pro Minute, und bei schnellwitfenden Kühlmitteln,wie beispielsweise einem Wasserbad, verwendet werden. Die Kühlung kann auch mittels eines Flüssigkeitssprays oder auf andere bekannte Weise erfolgen.

Fig. 9 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer anderen Ausgestaltung eines Flußteilers. Ein Kanal 100 führt Kunststoffmateriai zu einer Basisteil-Extrudieröffnung, wobei ein Kanal 101 mit Kanälen 101a, 101b und 101c in Verbindung ist, um zwei Profilteile sowie ein Basisteil zu formen. Mit dieser Anordnung kann eines der Teile in einer gegenüber den anderen Teilen

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unterschiedlichen Farbgebung oder Zusammensetzung hergestellt werden.

Die Fig. 1OA und 1OB zeigen Zwischenprodukte, die mit einer erfindungsgemäßen Extruderformvorrichtung extrudiert werden können, indem zwei Profilformöffnungen nahe einer weiten Basisformöffnung angeordnet werden. Durch Abschneiden des Basisteils 106 zwischen den Profilteilen 107 und 108 werden zwei Verschlußstreifen hergestellt. Eine ähnliche Arbeitsweise beim Basisteil 109 ergibt vier Verschlußstreifen.

Vorstehend ist eine Extruderformvorrichtung beschrieben, zur Herstellung zumindest eines Kunststoff verschlußstreifens mit Profil- und Basisteilen, wobei die Vorrichtung einen Formkörper mit einer Formstirnfläche aufweist, wobei ferner ein Profilkanal im Formkörper angeordnet ist und mit einer Profilformöffnung an der Formfläche in Verbindung steht, um ein Profilteil zu extrudieren, und wobei ein Basistoil im Formkörper angeordnet ist und mit einer Basisformöffnung in der Stirnfläche in Verbindung steht, um ein Basisteil zu extrudieren. Die Kanäle sind an den Forraöffnungen dicht beieinander angeordnet und werden von einem Teil des Formkörpers getrennt, der kurz vor der Stirnfläche endet, so daß die extrudierten Profil- und Basisteile vor dem Verlassen des Formkörpers miteinander verbunden v/erden.

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-4S- e e r s e

if

Claims

Dipl.-Ing. Helmut Görtz

Patentanwälte

Sctmeckenhofstraße 27

Frankfurt am Main 70

Zh. März I98O

Gzg/Ra. Union Carbide Corporation, New York, N.Y. 10017 / USA

Extrudervorrichtung zum Herstellen eines Verschlußstreifens aus Kunststoff

Patentansprüche

Extruderformvorrichtung zur Herstellung von zumindest einem Verschlußstreifen aus Kunststoff, der Profil- und Basisteile aufweist, mit einem Formkörper, der eine Formfläche besitzt, zumindest einem ersten Profilkanal in dem Formkörper, der mit einer ersten Profilformöffnung in der Formfläche in Verbindung steht, um einen ersten Profilteil zu extrudieren, und mit zumindest einem ersten Basiskanal in dem Formkörper, der mit einer entsprechenden ersten Basisformöffnung in der Formfläche in Verbindung steht, um einen ersten Basisteil zu extrudieren, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Profilkanal (42a) und der erste Basiskanal (41) bei der ersten Profilformöffnung (52) und der ersten Basisformöffnung (413) dicht nebeneinander angeordnet sind und von einem ersten Teil (47) des Formkörpers getrennt werden, der kurz vor der Formfläche endet, so daß der· extrudierte erste Profilteil und der erste Basisteil vor dem Verlassen des Formkörpers miteinander verbunden werden.
2. Extruder formvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein z\-;eiter Profilkaiial im Formkörper vorgesehen ist, der- mit einer entsprechenden zweiten

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OR/G/NAL INSPECTED

Profilformöffnung (63) in der Forms tirnf la ehe in Verbindung steht, um einen zweiten Profilteil (64) zu extrudieren, und daß ein zweiter Basiskanal (42b) im Formkörper angeordnet ist, der mit einer entsprechenden zweiten Basisformöffnung (66) in der Formflache in Verbindung steht, um einen zweiten Basisteil (67) zu extrudieren, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Profilkanal (42c) und der zweite Basiskanal (42b) bei den zweiten Profil- und Basisformöffnungen (63, 66) einander dicht benachbart sind und von einem zweiten Teil des Formkörpers getrennt werden, der kurz vor der Formstirnfläche endet, so daß die extrudierten zweiten Profilteile (64) und Basisteile (67) vor dem Verlassen des Formkörpers miteinander verbunden v/erden.
3. Extruderforinvorri chtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Profil- und Basisteile einen ersten Verschlußstreifen (54) und die zweiten Profil- und Basisteile einen zweiten Verschlußstreifen (68) bilden, wobei die ersten und zweiten Profile aneinander angepaßt sind, um miteinander verbunden zu werden, wodurch die ersten und zweiten Verschlußstreifen (54, 63) eine Verschlußvorrichtung bilden.
4. Extruderformvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formkörperteil (47) etwa 0,025 cm (0,010 inch) bis etwa 0,635 cm (0,250 inch) vor der Formfläche endet.
5. Extruderformvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formkörperteil (47) etwa 0,038 cm (0,015 inch) bis etwa 0,299 cm (0,09 inch) vor der Formfläche endet.

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6. Extruderfοrmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung zwischen den Profil- und Basiskanälen (42a, 41) an den Formöffnungen (52, 45) geringer als etwa 0,102 cm (0,040 inch) ist.
7. Extruderformvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung zwischen den Profil- und Basiskanälen (42a, 41) an den Öffnungen (52, 45) geringer als etwa 0,051 cm (0,020 inch) ist.
8. Extruderformvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung zwischen den Profil- und Basiskanälen (42a, 41) an den Formöffnungen (52_f 45) etwa 0,005 cm (0,002 inch) Ms etwa 0,020 cm (0,008 inch) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl getrennter Profilkanäle im Formkörper ausgebildet ist, die mit entsprechenden Profilformöffnungen in der Formfläche in Verbindung stehen, um getrennte Profilteile zu extrudieren, daß die Profilkanäle bei den Formöffnungen dicht benachbart neben dem ersten Basiskanal angeordnet sind und von dem ersten Teil des Formkörpers getrennt werden, so daß die extrudierten Profilteile sich mit dem ersten Basisteil verbinden, bevor die Teile den Formkörper verlassen.
10. Verfahren zur Herstellung zumindest eines Verschlußstreifens mit Profil- und Basisteilen aus Kunststoff mittels eines Formkörpers, mit den Verfahrensschritten: Extrudieren zumiii-

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BAD ORIGINAL

dest eines ersten Profilteiles, Extrudieren zumindest eines ersten Lasisteiles und Verbinden der ersten Profil- und Basisteile, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Profil- und Basisteile miteinander verbunden werden, bevor sie den Formkörper verlassen.

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