DE2438983A1

DE2438983A1 - Mehrwalzenkalander zur herstellung von thermoplastischen folien

Info

Publication number: DE2438983A1
Application number: DE2438983A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Sander
Original assignee: Hermann Berstorff Maschinenbau GmbH
Current assignee: KraussMaffei Extrusion GmbH
Priority date: 1974-08-14
Filing date: 1974-08-14
Publication date: 1976-03-04
Also published as: BR7508795A; FR2281819A1; FR2281819B1; GB1473038A; BE832393A; US4038012A; BR5500817U; IT1040050B; JPS5141761A

Description

KEEMAOT BERSTOEFF Hannover, d. 6.8.1974

Maschinenbau GmbH gg/ma

3000 Hannover 1

An der Breiten Wiese 3/5

Postfach 629

Mehrwalzenkaiander zur Herstellung von thermoplastischen Folien. ;

Die Erfindung betrifft einen Mehrwalzenkalander zur Herstellung von thermoplastischen Folien.

Jedem Kunststofftyp ist auf einem Kalander abhängig von dessen Walzendurchmesser und der Walzenoberfläche eine individuelle optimale Arbeitsspaltbreite zugehörig. Bei Einstellung dieser optimalen Arbeitsspaltbreite wird das zu verarbeitende Kunststoffmaterial genügend homogenisiert, ohne zu überhitzen,-

Dem Kunststoffmaterial wird durch die Beaufschlagung ausreichend Scherenergie zugeführt. Lufteinschlüsse werden aus dem Kunststoffmaterial herausgepreßt. Bei einem Arbeiten mit der individuellen optimalen Arbeitsspaltbreite wird eine thermische Überbeanspruchung des Materials verhindert und eine optimale Ausstoßleistung des Kalanders gewährleistet.

Soll nun mit demselben Kalander und demselben Kunststoffmaterial eine dünnere Folie gefahren werden, wird der letzte Arbeitsspalt des Kalanders verkleinert. Es entsteht ein wachsender Materialknet im letzten Arbeitsspalt. Alle anderen vorhergehenden Arbeitsspalte müssen nun einzeln manuell nacheinander ebenfalls verkleinert werden. In jedem Arbeitsspalt wird dem Kunststoffmaterial jetzt wesentlich

— 2 —

7 ' 60 9810/0743

mehr Scherenergie zugeführt, als für eine ausreichend gute Homogenisierung eigentlich nötig ist. Das Material heizt sich sehr stark auf, und es entstehen schwer zu verhindernde Überhitzungen mit den bekannten nachteiligen Folgen für das Endprodukt.

Aus diesem Grunde ist man gezwungenermaßen dazu übergegangen, für dünnere Folien dem Ausgangsmaterial die Fließfähigkeit erhöhende Zusätze beizugeben oder eine· andere Grundrezeptur mit leichter fließenden Rohstoffen zu verwenden. Damit vermindert sich aber die Wirtschaftlichkeit der Produktion und man erhält ein Endprodukt, das nun eine andere stoffliche Zusammensetzung hat. Diese unterschiedliche stoffliche Zusammendetzung erweist sich besonders bei der Produktionsabfallwiederverwertung als hinderlich.

Die aufwendige und-schwierige Einstellung der Arbeitsspalte wird auch dann notwendig, wenn der Materialknet im letzten Arbeitsspalt an Größe zunimmt. Alle vor dem letzten Arbeitsspalt liegenden Arbeitsspalte müssen nacheinander verkleinert v/erden, da die Knetmenge im letzten Arbeitsspalt zur Erzielung einer guten Folienqualität möglichst gering gehalten werden muß.

Läuft der letzte Arbeitsspalt leer, besteht die Gefahr, daß die Kalanderwalzen gegeneinander laufen und beschädigt werden. Es muß also immer eine bestimmte Knetmenge vorhanden sein, die durch manuelle Veränderung der vorhergehenden Arbeitsspalte gesteuert wird. Diese Knetregulierung ist aber denkbar träge. Aus Sicherheitsgründen wird daher im letzten Arbeitsspalt immer eine größere Knetmenge gefahren, als der zur Erzielung einer guten Folienqualität entspre-

609810/0743

-^ _J?i 3? 983

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in Arbeitsrichtung gesehen vorletzte Walze von der drittletzten Walze abgesetzt angeordnet ist und daß die letzten beiden Walzen unabhängig von den vorgesehenen Walzen mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibbar sind.

Durch die Erfindung wird ermöglicht, alle vor dem letzten Arbeitsspalt gelegenen Arbeitsspalte optimal einzustellen und so zu belassen. Nur der letzte von den beiden letzten Arbeitswalzen gebildete Arbeitsspalt braucht in seiner Größe verändert zu werden, wenn von der optimalen Arbeitsspaltbreite abweichende Foliendicken erzielt werden sollen.

Soll eine Foliendicke kleiner als die optimale Arbeitsspaltbreite erzielt werden, wird der letzte Arbeitsspalt verkleinert. Der nun wachsende Materialknet kann einfach durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der letzten beiden Walzen wieder begrenzt werden. Die Geschwindigkeitsänderung der

609810/0743

chenden Mindestknetmenge entspricht. j

Soll eine Folie hergestellt werden, deren Dicke größer als ; die optimale Arbeitsspaltbreite ist, muß umgekehrt als bei* '. einer dünneren Folie vorgegangen werden. Alle Arbeitsspalte müssen vergrößert werden. Nun ist es nicht mehr gewährleistet, daß in das Material eingezogene Luft herausge- I drückt wird und daß das Material ausreichend homogenisiert ; wird. . - ί

. j

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrwalzen- ■

kalander zur Herstellung von thermoplastischen Folien zu ,

schaffen, auf dem Foliendicken abweichend von der jeweili- .

gen individuellen optimalen Arbeits spaltbreite bei guter ··

Qualität der Folie erzielt werden können. I

letzten beiden Walzen ist durch das abgesetzte Anordnen der vorletzten zur drittletzten Walze möglich.

Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß verschiedene !Foliendicken durch Geschwindigkeitsänderung der beiden Walzen und Änderung nur des letzten Arbeitsspaltes hergestellt werden können. Eine aufwendige, einzelne Spalteinstellung jedes Arbeitsspaltes wird vermieden, Da alle vor dem letzten Arbeitsspalt liegenden Arbeitsspalte optimal eingestellt bleiben können, ist ständig eine gute Homogenisierung des Materials gewährleistet. Weiter werden die Belastungen des Kalanders durch die Walzenspaltdrücke erheblich verringert.

Eine Änderung der Rezeptur der zu verarbeitenden Kunststoffmischung erübrigt sich. Weiter ist die Regelung der Knetmenge wesentlich schneller möglich. Da die Knetmenge im letzten Arbeitsspalt direkt und daher schnell wirkend durch eine Geschwindigkeitsänderung der beiden letzten Walzen gesteuert wird, kann mit einem sehr kleinen Knet gefahren werden, was sich günstig auf die Qualität der fertigen Folie auswirkt. In Ausgestaltung der Erfindung weist der Kalander eine das von der drittletzten Walze kommende Kunststoff-Fell mittig in den letzten Arbeitsspalt lenkende Führungswalze auf. Da das Kunststoff-Fell eine kurze Strecke ohne Walzenberührung läuft, ist eine mittige Aufgabe möglich geworden. Die mittige Aufgabe ergibt einen symetrischen Knet, der die Qualität der fertigen Folie weiter verbessert.

Wird eine Foliendicke großer als die optimale Arbeitsspaltbreite hergestellt, ist die Umfangsgeschwindigkeit der vorletzten Walze geringer als die Umfangsgeschwindigkeit der drittletzten Walze, die zu dem fest eingestellten Kalanderteil gehört. Um dem letzten Arbeitsspalt ein glattes Kunststoff-Fell zuzuführen, wird der drittletzten Walze eine Ab-

609810/0743

.2-448^83-

zugswalze oder ein Abzugswalzenpaar mit gleicher oder
größerer Umfangsgeschwindigkeit nachgeordnet und wird ■ vor dem letzten Arbeitsspalt eine mit der vorletzten j

Walze zusammenwirkende druckkonstante Andrückwalze ange- ! ordnet. ■!

In vorteilhafter Ausführung der Erfindung ist der dritt- j letzten Walze eine Abzugswalze mit gleicher oder größerer ι Umfangsgeschwindigkeit nachgeordnet, wobei sich an diese ! Abzugswalze eine einen sich verengenden Spalt mit der vor- ^! letzten Walze vor dem letzten Arbeitsspalt bildende Abstreifvorrichtung anschließt. Das von der drittletzten Walze kommende Kunststoff-Fell wird bei Herstellung von Folien
von einer Dicke größer als die optimale Arbeitsspaltbreite
in dem sich verengenden Spalt komprimiert und als glattes
Fell auf der vorletzten Walze weiter zum letzten Arbeitsspalt transportiert.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen 6-Walzen-Doppel-L-Kalander mit abgesetzter vorletzter Walze. |

Fig. 2 zeigt einen Mehrwalzenkalander mit abgesetzter ^! vorletzter Walze und einer Führungswalze zur
mittigen Beaufschlagung des letzten Arbeitsspaltes.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung eines Mehrwalzenkalanders

zur.Herstellung von Folien größerer Dicke als die
optimale Arbeitsspaltbreite. !

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung zur Erzielung großer
Foliendicken.

609810/0743

Bei dem 6-Walzen-Doppel-L-Kalander (Fig. 1) wird das zu verarbeitende Kunststoffmaterial in einen Walzenspalt 5 zwischen waagerecht nebeneinander angeordneten Walzen 6 und 7 aufgegeben. Unter der Walze 7 sind Walzen 8, 9 und

11 senkrecht angeordnet. Die Walzen 7, 8 und 9 arbeiten, wie bekannt, miteinander unter Bildung von Arbeitsspalten

12 und 13. Die Walze 11 ist von der Walze 9 abgesetzt angeordnet. Waagerecht neben der Walze 11 ist eine Walze 14 angeordnet. Walzen 11 und 14- bilden den letzten Arbeitsspalt 15- Die Walze 14 ist zur Veränderung des letzten Arbeitsspaltes 15 waagerecht verschiebbar gelagert,

Das zu verarbeitende Kunststoffmaterial wird in den optimal eingestellten Arbeitsspalten 5, 12 und 13 gründlich homogenisiert, ohne dabei thermisch überbelastet zu v/erden. Von der Walze 9 wird das Kunststoff-Pell über eine kurze, freie Strecke, in der es keine Walzenberührung hat, auf die Walze 11 und in den letzten Arbeitsspalt 15 transportiert. Nach Verlassen des Arbeitsspaltes 15 wird die Folie von der Walze 14- abgezogen.

Der aus den Walzen 6,7, 8 und 9 bestehende Kalanderteil bleibt bei Verwendung einer bestimmten Kunststoffmischung hinsichtlich der einmal eingestellten individuellen optimalen Arbeitsspaltbreite, deren Größe für .jede Kunststoffmischung empirisch vorher.'ermittelt wurde, immer unverändert. '

Es sei nun angenommen, daß der Materialknet im letzten Arbeitsspalt 15 wächst, obwohl die Endfoliendicke richtig ist. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 11 und 14 wird erhöht und der Materialknet schnell wieder auf seinen zu lässigen Wert begrenzt.

η _

609810/0743

2T38983

Umgekehrt wird vorgegangen, wenn der Materialknet abnimmt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 11 und 14 wird verringert. Der Materialknet kann über bekannte Abtasteinrichtungen überwacht werden, die mit der Antriebseinrichtung

der Walzen 11 und 14 elektrisch verbunden sind. j

Es sei nun angenommen, daß eine Folie mit einer Dicke hergestellt werden soll, die kleiner als die optimale Arbeitsspaltbreite ist. Die Walze 14 wird waagerecht gegen die ! Walze 11 verschoben, bis der letzte Arbeitsspalt 15 die ; gewünschte Größe aufweist. Die Geschwindigkeit der Walzen ;

11 und 14 wird erhöht. Weitere Einstellungen sind am Kalander nicht notwendig. J

Umgekehrt wird verfahren, wenn eine Foliendicke gewünscht wird, die größer ist als die optimale Arbeitsspaltbreite.

In der Fig. 2 weist der' gezeigte Kalander eine der Walze ; 209 nachgeordnete Führungswalze 216 auf. Die Führungswalze

216 ist derart angeordnet, daß sie das von der drittletzten ^:

Walze 209 kommende Kunststoff-Fell mittig in den letzten !

Arbeitsspalt 215 lenkt, um einen symmetrischen Knet zu ι

gewährleisten. !

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kalander ist der drittletzten Walze 309 ein Abzugswalzenpaar 317? 318 nachgeordnet. Vor dem letzten Arbeitsspalt 315 ist eine druckkonstante : Andrückwalze 319 angeordnet, die mit der vorletzten Walze. ! 311 zusammen wirkt. . j

Sollen auf dem Kalander Folien hergestellt werden, deren Dicke größer als die für den Kunststofftyp optimale Arbeitsspaltbreite ist, wird die letzte Walze 314 zur Ver-

603810/0743

£438383

größerung des letzten Arbeitsspaltes 315 von der vorletzten Walze 311 waagerecht weg verschoben. Die Umfangsgeschwindigkeit der beiden letzten Walzen 311 und 314-wird verringert und liegt unter der Umfangsgeschwindigkeit der drittletzten Walze 309 und der Umfangsgeschwindigkeit des Abzugswalzenpaares 317_? 318. Das von der Walze 309 abgezogene Kunststoff-Pell wird auf die Oberfläche der langsamer umlaufenden Walze 311 gelegt und schiebt sich ; in Transportrichtung zusammen. Die druckkonstante Andrückwalze 319 ist derart eingestellt, daß das Kunststoff-Fell geglättet dem letzten Arbeitsspalt 315 zugeführt wird.

Für den gleichen Arbeitsfall wie unter Fig. 3 beschrieben ist der Kalander nach Fig. 4 ausgerüstet. Eine Abzugswalze 421 zieht das Kunststoff-Fell von der Walze 409 ab. Eine der Abzugswalze 421 nachgeordnete Abstreifvorrichtung 422 nimmt das Kunststoff-Fell von der Abzugswalze 421 ab und legt es auf die Oberfläche der langsamer umlaufenden Walze 411. In dem sich verengenden Spalt 423» der von der Abstreifvorrichtung 422 und der Walze 411 gebildet wird, wird das Kunststoff-Fell verdichtet und geglättet, bevor es zum letzten Arbeitsspalt 415 transportiert wird.

6.0-9810/0743

Claims

P4389S3 Schutzansprüche.

1. Mehrwalzenkalander zur Herstellung von thermoplastischen V / Folien, *

dadurch gekennzeichnet, daß die in Arbeitsrichtung gesehen vorletzte Valze (11) von der drittletzten Valze (9) abgesetzt angeordnet ist und daß die letzten beiden Walzen (11 und 14) unabhängig von den vorhergehenden Walzen mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibbar sind.

2. Mehrwalzenkalander nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrwalzenkalander eine das von der drittletzten Walze kommende Kunststoff-Fell mittig in den letzten Arbeitsspalt (215) lenkende Führungswalze (216) aufweist.

3. Mehrwalzenkalander nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der drittletzten Walze eine Abzugswalze oder ein . Abzugswalzenpaar (317, 318) gleicher oder größerer Umfangsgeschwindigkeit nachgeordnet ist und daß vor dem letzten Arbeitsspalt eine mit der vorletzten Walze zusammenwirkende, druckkonstante Andrückwalze (319) angeordnet ist.

4. Mehrwalzenkalander nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der drittletzten Walze eine Abzugswalze (421) mit gleicher oder größerer Umfangsgeschwindigkeit nachgeordnet ist und daß sich an die Abzugswalze eine einen sich verengenden Spalt (423) mit der vorletzten Walze^' v.or dem letzten Arbeitsspalt bildende Abstreifvorrichtung (422) anschließt.

- 10 -

609310/0743