Extrusion 1-2018

zierung der Kühlhülsentemperatur besonders bei der dünneren Folie zu einer erhöhten Durchsatzsteigerung führt. Durchsatzsteigerungen ergeben sich jedoch nicht nur bei dem PE-HD, sondern auch bei den anderen getesteten Kunststoffen. fasst die sich im Mittel ergebenen Massedurchsatz- steigerungen der einzelnen Materialien zusammen. Bis auf das PP lassen sich mit abnehmender Kühlhülsentempe- ratur steigende Durchsätze ermitteln. Bei der Verarbeitung von PP hat sich gezeigt, dass der Prozess bei Kühlhülsentemperatu- ren von T KH < 85 °C zu Blaseninstabilitäten führt. Ein möglicher Erklärungsansatz liegt in einer zu starken Abkühlung des Fo- lienschlauches, sodass die Kristallisationstemperatur bereits in- nerhalb der Kühlhülse unterschritten wird. Der auftretende Phasenwechsel innerhalb der Kühlhülse verursacht Prozess- schwankungen. Die Tatsache, dass eine Prozessführung auf- grund eines ständigen Blasenabrisses bei einer Kühlhülsentem- peratur von T KH = 65 °C nicht möglich war, bestätigt diese Hy- pothese. Fazit Das Einsatzpotenzial einer Kühlhülse als Retrofitting bestehen- der Blasfolienextrusionanlagen konnte bereits für ein PE-LD in einem IGF-Forschungsvorhaben 17511N nachgewiesen wer- den. Jedoch konnten aus diesem Projekt keine Erkenntnisse über die Auslegung der Kühlhülsenhöhe gewonnen werden. Das Ziel der Kontaktkühlhülse besteht in einem möglichst gro- ßen Wärmeentzug des Kunststoffes, ohne dabei die Kristallisa- tionstemperatur des zu verarbeitenden Materials innerhalb der Hülse zu unterschreiten. Die Kühlhülsenhöhe hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf den Wärmeentzug und somit auf die Folientemperatur. Durch den Aufbau einer Simulationsum- gebung für verschiedene Polyolefine PE-LLD, PE-HD und PP ist es nun möglich, die Kühlhülsenhöhe durch die Visualisierung des Abkühlvorganges der Folie bereits vor der eigentlichen Fer- tigung der Kühlhülse so anzupassen, dass das Material bei Ver- lassen der Hülse gerade noch nicht erstarrt ist. Auf Basis der Simulationsergebnisse und einer Vermessung des Schmelze- schlauches konnte eine materialunabhängige Kühlhülsengeo- metrie (H = 45 mm und tap = 3 %) ermittelt werden, dessen Tauglichkeit in Extrusionsversuchen erfolgreich überprüft wer- den konnte. So ergab sich im Mittel eine Massedurchsatzstei- gerung von mindestens 9 %. Danksagung Das IGF-Vorhaben 18248 N der Forschungsvereinigung Kunst- stoffverarbeitung wurde über die AiF im Rahmen des Pro- gramms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsfor- schung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deut- schen Bundestages gefördert. Allen Institutionen gilt unser Dank. Darüber hinaus gilt unser Dank Sabic Europe B.V., Dow Europe GmbH, A.Schulman Europe GmbH und Topocrom GmbH für die Bereitstellung der Versuchsmaterialien. Autoren Prof. Dr.-Ing. Christian Hopmann , Inhaber des Lehrstuhls für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen und Leiter des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV). Lars Kraus, M.Sc . , wissenschaftlicher Mitarbeiter am IKV und verantwortlich für den Bereich Blasfolienextrusion. Quellen [1] NENTWIG, J.: Kunststoff-Folien: Herstellung - Eigenschaften - Anwendung. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2006 [2] OVERBECK, J.; SCHIPPERS, S.: Vielschichtig aus der Krise. Kunststoffe 100 (2010) 9, S. 58-64 [3] WORTBERG, J.; BUSSMANN, M.: Vielseitige Verpackung. Essener Unikate (2007) 31, S. 110-121 [4] N.N.: DE 102007027280 B4 2011.30.06: Blasfolienextrusi- onsanlage. Patentschrift, Deutsches Patent- und Marken- amt, 30.06.2011 [5] N.N.: DE 102007027280A1 2008.12.08: Blasfolienextrusi- onsanlage. Patentschrift, Deutsches Patent- und Marken- amt, 08.12.2008 [6] HOPMANN, C.: Steigerung des Massedurchsatzes und Ver- änderung der Folieneigenschaften durch Einsatz einer Kühl- hülse im Schlauchfolienextrusionsprozess. Institut für Kunststoffverarbeitung, RWTH Aachen, Abschlussbericht zum IGF-Vorhaben Nr. 17511N, 2014 [7] HOPMANN, C., WINDECK, C., HENNIGS, M.: Increased out- put of blown film extrusion lines by using a cooling sleeve. AIP Conference Proceedings, 2014, p. 111-115. Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen Lars Kraus, Blasfolienextrusion, lars.kraus@ikv.rwth-aachen.de Seffenter Weg 201, 52074 Aachen, Germany www.ikv-aachen.de Tabelle 3: Zusammenfassung der Massedurchsatzsteigerungen für unterschiedliche Materialien PE-LLD PE-HD PP T KH [°C] ṁ- Steigerung [%] T KH [°C] ṁ- Steigerung [%] T KH [°C] ṁ- Steigerung [%] 40 15,9 40 13,9 50 13,8 55 12,3 75 9,31 60 10 70 11,3 85 10,4 45 Extrusion 1/2018