用于在挤出中间接地确定特定配方的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于在挤出设备中间接地确定挤出方法中的特定配方的方法以 及一种用于制造挤出产品的挤出设备。
【背景技术】
[0002] 已知的是，借助挤出设备来制造挤出产品。在此情况会涉及例如膜，确切说吹制薄 膜或浇铸薄膜等，其利用挤出设备来生产。为此，挤出设备尤其具有挤出螺杆，在该挤出螺 杆中熔化和输送相关的配方。在此，挤出设备当然也可以具有多于一个挤出螺杆，尤其是具 有多达十三个单独的挤出螺杆。以多种方式提高对挤出产品的要求，使得多层挤出产品尤 其是要例如配备有用于薄膜的差异极大的阻挡特性。为此，需要差异极大的材料以便构成 挤出产品的各单个层。在挤出螺杆达到十三个并且针对每个螺杆材料达到五种的情况下由 此输送达到65种不同的材料，以便提供具有多层结构的、唯一的挤出产品。每个特定的挤 出产品在此情况下设置有特定的材料配方。就是说这样的特定配方可以具有在唯一一种材 料与多种例如达到65种材料之间的任意数目的单个材料。
[0003] 已知挤出方法的缺点是，特定配方只能利用高开销来监控。这样，已知基本上完 全自动化的输送系统，所述输送系统与筒仓系统协作。根据特定配方从多个材料筒仓为 挤出设备的相应挤出螺杆供给特定配方。然而，对这样的完全自动化筒仓设备而言在成 本和结构空间方面开销巨大。通常，将各个材料填充到桶形的存放容器中并且从那里例 如借助吸枪输送给挤出设备。通过吸枪也可以填充称量漏斗或存放漏斗形式的存放容器 (Vor I agebeh致Iter)。在所有这些情况中，以有意地插塞吸枪或明确将材料引入相关的 存放容器中的方式来手动设定配方。所有这些通过挤出设备的操作员手动进行。由于手动 操作方式因此存在人为故障源，使得存在对特定配方的错误材料组分的风险。错误的材料 组分会导致例如错误组成的多层膜形式的错误的挤出产品。这又引起挤出产品的与期望的 膜特性或产品特性或强或弱偏离的膜特性或产品特性。这样的产品特性可以例如是挤出产 品的密封性、透明度、重量或阻挡特性。在最差的情况下，在整个挤出产品制成之后，在该挤 出产品在客户处要被用于进一步处理时有缺陷的配方才显露。在这样的情况下，整个挤出 产品被视为次品，这带来了高的材料和成本损失。
[0004] 另一个缺点在于，本身明确标注的和通过详细数据页规定的原材料会或强或弱受 到批次波动。这一方面可以是聚合过程的直接结果，其中在或宽或窄被容忍的边界中出现 批次波动。另一方面，目前由于越来越全球化也常见的是，相同的原料在不同生产地点处制 造并且批次波动部分会表现得明显更强。各个原料的批次波动也会对过程控制以及得到的 特性有负面影响。由于批次波动引起的品质瑕疵和抱怨在加工者看来向原料供应商证明非 常困难，并且形成的质量成本常常由加工者承担。
[0005] 塑料膜的许多制造商在进货检验的过程中按规定针对批次波动检验所供应的原 料。在此，常常确定所谓的MFI ( = melt flow index(恪体流动指数）），其涉及用于确定塑 料的黏度特性的"单点方法"。然而，该测量有许多缺点：
[0006] -尤其当常常需要测量许多塑料时，实验室测试是费事的。
[0007] -部分仅有限地存在测量结果的可再现性和可比较性，因为该测量受到许多可能 的干扰量。
[0008] -塑料的黏度是与温度和剪切速度有关的复杂的量并且黏度通过MFI "单点测量" 仅不完整地予以描述。
【发明内容】
[0009] 本发明的任务是至少部分消除上述的缺点。尤其是，本发明的任务是以成本低廉 且简单的方式，在用于挤出方法中时为特定配方的正确性提供提高的可靠性，而不减小特 定配方的可能性的复杂度。
[0010] 上述任务通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求14的特征的挤出设 备来实现。本发明的其他特征和细节从权利要求、说明书和附图中得到。在此情况下，与根 据本发明的方法相关联地描述的特征和细节自然也与根据本发明的挤出设备相关联地是 适用的并且反之亦然，使得就针对各个发明方面的公开内容而言始终可以互为参考。
[0011] 根据本发明的方法用于在挤出设备中间接地确定挤出方法中的特定配方。这样的 方法具有如下步骤：
[0012] -确定挤出设备的挤出方法的至少一个工艺参数的测量数据，
[0013] -将所确定的测量数据与相同工艺参数的关于特定配方所存储的存储数据比较， 确定测量数据与相同工艺参数的存储数据的偏差，以及
[0014] -将偏差与预定的偏差阈值比较。
[0015] 本发明的核心是通过确定至少一个工艺参数的测量数据来间接地确定特定配方。 工艺参数例如是机器参数和/或过程参数。挤出设备利用多个设定来运行。尤其是，温度 或温度分布曲线、力分布曲线、电流消耗或压力比形式的物理工艺参数是工艺参数，这些工 艺参数在不同的部位处或在不同的流程段之上针对相应所使用的配方而言对挤出设备是 特定的。这样例如第一特定配方在挤出设备中在与第二配方不同的温度下被处理。更高黏 性的特定配方与较低黏性的特定配方相比在挤出螺杆中也产生更大的阻力和与此相应地 产生更大的转矩。因此通过优选从多个工艺参数中选择至少一个工艺参数可以推断出特定 配方。尤其是，这在校准和提供相同工艺参数的存储数据之后进行，使得可以执行根据本发 明的、在相同工艺参数的存储数据与测量数据之间的比较。通过与预定的偏差阈值比较，还 可以确保在特定配方内以允许方式让材料波动的安全性。
[0016] 对至少一个工艺参数的测量数据的确定和其他的根据本发明的设定，与针对挤出 设备的特定配方的数据特定的指纹是等同的。该特定指纹是针对特定的挤出设备而言涉及 特定的配方。能够确定的不同工艺参数越多，则指纹的分辨率就越精细并且在确定特定配 方时的正确性的概率就越高。尤其是，该方法用于在挤出工艺期间一致地并且优选连续地 监控挤出设备。这样，不仅可以对基本设定的特定配方就其正确性予以检查，而且也可以在 该过程上对挤出工艺期间的配方的正确性予以监控。尤其是，绘制特征曲线，如稍后还将予 以更详细阐述的那样。
[0017] 在已处理的原料的稳定品质或不允许的批次波动方面，以根据本发明的方式已在 生产期间（即尤其已在挤出设备中）通过确定进行监控。可能存在的并且基于波动的原料 品质和/或原料组分的、对产品的品质有不允许的负面影响的缺陷以此方式已在生产过程 中被识别。由此，可以及早地中断该过程，以便显著地减小所制造的次品数量。从所识别的 特定配方的所产生的指纹中可以推断出总组分中很可能造成缺陷的原料。这使得快速地消 除缺陷并且由此缩减挤出设备的停机时间。
[0018] 根据本发明的方法由此尤其可以是对输送的原料的、用于探测批次波动的进货检 验的补充或替代。例如在MFI测量中可以通过容易出错的单点测量确定原料黏性与规定的 可能的偏差，对挤出工艺的工艺参数的分析提供了明显更为精确的可能性。这样，提高的黏 性对挤出驱动装置的转矩、引入熔体中的剪切生热和挤出机料筒的所需的热功率和得到的 熔体温度以及穿流的各个流动通道的压力损耗由此有直接影响。在此仅示例性提及的参数 的偏差也可以通过与来自生产历史的数据比较而直接推断出批次波动。
[0019] 本发明意义下的挤出方法尤其用于膜挤出。优选地，设有吹制薄膜挤出或浇铸薄 膜挤出。在此，多个单个挤出器可以构建共同的挤出设备，所述挤出器分别具有挤出螺杆。
[0020] 有利的可以是，在根据本发明的方法中，使用存放容器的填充特征作为用于确定 测量数据的至少一个工艺参数，尤其是通过单位时间内提取的重量和提取的体积之间的关 系确定容积密度（SchUttdichte)作为测量数据。存放容器例如可以用于将挤出螺杆的连 续输送与存放容器的断续填充组合。在存放容器中通过传感器装置监控最小料位和最大料 位。如果存放容器的料位由于借助挤出螺杆的提取而达到最小，则以材料再填充存放容器。 一旦在再填充期间存放容器的料位达到最大值，则停止再填充。此外，监控存放容器的重 量。通过存放容器的几何尺寸的减小和由此高度确定以及已知此几何尺寸，除了重量之外 也可以确定在存放容器的装载的最小值和最大值之间的所提取的体积。优选可根据重量和 提取的体积之间的相关联性计算容积密度，该容积密度作为测量数据反映工艺参数。容积 密度又例如与存放容器中容纳的材料相关联。在此，不