CN101954734B - 用于拉伸的吹塑薄膜的厚度调节方法 - Google Patents

用于拉伸的吹塑薄膜的厚度调节方法 Download PDF

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Abstract

在一种用于调节管状薄膜的薄膜厚度的方法中，所述管状薄膜以吹塑法制造，并且所述管状薄膜在一个换向式的回转输出装置中被折扁平、重新定位并且紧接着在一个拉伸装置中沿机器方向单轴地拉伸，本发明提供一种方案，它能够实现制造一具有在整个薄膜宽度上与平均的薄膜厚度偏差尽可能小的薄膜厚度断面的薄膜。它这样地实现，即：将在薄膜吹塑装置中制成的管状薄膜的薄膜厚度断面调节成使在拉伸之后由于在拉伸过程中的偏差而形成一个沿整个薄膜宽度统一的薄膜厚度断面。

Description

用于拉伸的吹塑薄膜的厚度调节方法
技术领域
本发明涉及一种用于调节管状薄膜的薄膜厚度的方法，所述管状薄膜以吹塑方法制造，并且使所述管状薄膜在一个换向式的回转输出装置中折扁平、重新定位并且紧接着在一个拉伸装置中单轴地沿机器方向拉伸。本发明还涉及一种用以实施该方法的装置。
背景技术
薄膜吹塑方法适用于制造可拉伸的塑料薄膜。在拉伸装置中将这些薄膜沿机器方向单轴地拉伸，借此得到具有减小的膜厚的薄膜。通过拉伸改善例如以下的薄膜特性：抗拉强度、刚度、透明度、阻挡特性和/或机器通行性。这些薄膜例如在柔性的包装中使用。
在制造管状薄膜时，使用具有分段的调节区域的薄膜厚度断面调节***。通过该***可以将薄膜厚度断面调节成使厚度偏差在整个软管圆周上是尽可能小的。
在DE 100 47 836 A1中描述一种这样的方法，用于在薄膜吹塑装置中特别是在测量多层薄膜的一个或多个单独的层厚作为调节量的基础上调节薄膜厚度断面。
用于在纵向拉伸装置对浇注薄膜或层压的薄膜进行薄膜厚度调节的***同样是已知的。调节明显较简单地构成，因为薄膜不可换向并且因此总是提供在纵向拉伸的薄膜的厚度横断面上的各个测量点相对于挤出喷嘴(包括多个调节元件或调节区域)的直接配置。
由DE 39 41 185 A1已知一种用于调节来自薄膜吹塑装置的管状薄膜的薄膜厚度的方法，该薄膜吹塑装置包括吹制的管状薄膜在一炉中后接的单轴或双轴的拉伸装置，以便形成一最终薄膜，其在厚度上具有尽可能小的偏差。
在拉伸装置中的纵向拉伸时，使薄膜按照拉伸程度沿纵向延伸并由此减小薄膜厚度。同时薄膜在横向方向上收缩，由此减小薄膜的宽度。该收缩产生的结果是：拉伸的薄膜从薄膜中心向薄膜边缘的方向渐增地变成稍微更厚的，尽管之前在吹塑方法中已将其调节到尽可能恒定的厚度。该厚度增大在各薄膜边缘区域中是特别明显的。这在紧接着的薄膜的卷绕时在薄膜卷上造成一棱边形成。薄膜幅在具有渐增的卷直径的各边缘上被越来越多地拉伸，这对于进一步的加工例如压制或层压是大大不利的。
通过措施例如尽可能小的拉伸缝隙、适合的辊涂层、薄膜边缘的机械的或静电的固定、优化的温度调节或塑料材料的适合的选择可以减小收缩并从而减小在薄膜卷上形成棱边。但这对于许多随后的加工步骤是不够的。只通过薄膜边缘的切边，保留的薄膜幅具有厚度断面的足够小的偏差，其对于紧接着的薄膜幅的卷绕和进一步加工是必需的。但通过切边导致失去大部分的薄膜宽度。与薄膜宽度无关地在每一薄膜侧边去掉约200mm。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种方案，其能够使在薄膜吹塑装置中制成的薄膜在折扁平之后在一个拉伸装置中单轴地沿机器方向这样地拉伸，使得最终薄膜的厚度断面具有从薄膜中心到薄膜边缘的尽可能小的厚度增大。
在开头所述型式的用于调节薄膜厚度的方法中，按照本发明这样地达到该目的，即：这样地调节在薄膜吹塑装置中制成的管状薄膜的薄膜厚度断面，使得通过拉伸制造一具有在整个薄膜宽度上与平均薄膜厚度偏差尽可能小的厚度横断面的薄膜。
在制造这种管状薄膜时，通常使用具有分段的调节区域的薄膜厚度断面调节***。为此在薄膜吹塑头之后设置一测量装置，该测量装置在管状薄膜的圆周上检测实际厚度断面。此时进行实际断面与额定断面的比较并且在有偏差时在薄膜吹制过程中实施规定的调节操作。厚度断面的影响经由各分段的调节区域例如通过空气温度调节或空气容积调节实现。
管状薄膜在变冷后在一个输出装置中被折扁平并且经由一个回转输出装置引导。回转输出装置的作用是通过在折扁平的薄膜的宽度上使相对于薄膜吹塑头固定的厚度断面重新定位，改进卷绕的薄膜的卷质量。通过使厚点和薄点重新定位在薄膜卷的宽度上形成无缺陷位置的薄膜卷(所谓的活塞环)。
将折扁平的软管现在输送给拉伸装置，并且沿机器方向单轴地拉伸并且紧接着卷绕成一卷。
如上所述，用于在薄膜吹塑过程中检测实际厚度断面的测量装置可以设置在薄膜吹塑头与输出装置之间或也可以设置在输出装置与拉伸装置之间。
如果管状薄膜不在受阻塞的或折扁平的状态拉伸而作为扁平薄膜拉伸，则也可以使用用于调节薄膜厚度的方法。为此将其在一侧或在中间切开并且打开。也有可能在两侧切开管状薄膜，以便将两个相同宽的料幅分别在一个拉伸装置中拉伸并且紧接着卷绕。
由于薄膜在拉伸时收缩并且在各薄膜边缘区域产生厚点，圆周断面的预定的额定值在薄膜吹塑过程中不是恒定的，而将其调节成使在沿机器方向单轴地拉伸以后由于在拉伸过程中的厚度偏差而形成一薄膜，该薄膜的厚度断面在整个薄膜宽度上具有尽可能小的偏差。例如在薄膜吹塑过程中制造一管状薄膜，其具有两个相互对置的薄点。现在这样地进行管状薄膜的折扁平，使得所述薄点形成薄膜边缘区域并且然后已拉伸的薄膜具有与平均的薄膜厚度偏差尽可能小的厚度断面。同样的适用于在两侧切开的管状薄膜。在一侧切开的管状薄膜的情况下，在薄膜吹塑过程中制造具有仅仅一个薄点的管状薄膜。在该部位的中心切开管状薄膜，以便将该薄点在切开以后在左边和右边分配到薄膜边缘区域上，从而在拉伸之后形成一薄膜，该薄膜的厚度断面具有仅仅微小的偏差。
薄膜在挤出装置和冷却装置之后导入到换向式的折扁平装置中，在那里使其经由回转输出装置的回转杆和转向辊重新定位，使得在输出之后总是碰到固定的水平转向辊，在那里将其垂直向下转向拉伸装置。通过换向运动使当前的厚度断面连续地移位，这意味着，在设备的固定的挤出区域内制造的薄膜中的预定的各薄点必须跟随回转输出装置的换向运动，以便将具有所需的额定厚度断面、亦即具有各较薄的薄膜边缘的薄膜输送给拉伸装置。这由此实现将薄膜断面调节的分段的各调节区域以一偏移量叠放，该偏移量考虑因转动的输出的角偏移并且跟随回转杆的转动。
因此实现将输出装置中折扁平的管状薄膜的一个或多个周向点相对于一个或多个分段的调节区域配置。调节算法保证只有在额定断面中的各薄点平行于回转输出装置换向。
对于按照本发明的调节***，在拉伸装置后面设置一个测量装置，用以在扁平的已拉伸的薄膜的宽度上测量实际厚度断面。
用于薄膜吹塑过程的预先设定的额定厚度断面由在拉伸装置之后测得的厚度横断面通过一算法计算出并且连续地校正，借此在制成的薄膜的厚度断面中也调节由于拉伸过程而形成的偏差，并实现卷质量的提高，因为应制造具有均匀的卷直径的薄膜卷。
同时由此实现明显减小薄膜带的宽度，其在薄膜的修边时在两侧被切掉。
此外，在测量装置中可以相加地检测出沿卷宽度的薄膜厚度(这是所谓卷断面)，借此实现将额定厚度断面与实际卷断面的数值叠加的可能性，以便消除即使最小的厚度偏差，其总是出现在制成的薄膜的相同的区域内，因为只有在它们通过卷直径变化以总和显示时，在一段较长的时间间隔以后才被发觉。
可以由随后所述的厚度断面的叠加通过一算法计算出用于控制各个调节区域的调节。这些分段的调节区域可以集成在吹塑头、固定的或转动的冷却环或一个接着设置的厚度调节装置中，所述厚度调节装置与回转输出装置同步运动。
厚度断面是：
-基本断面，其包括在吹塑头与拉伸装置之间在管状薄膜的圆周上的实际厚度断面；
-拉伸断面，其包括在拉伸装置之后整个薄膜宽度，所述薄膜宽度考虑由于换向式的回转输出装置的角偏移和薄膜边缘区域的厚度在拉伸过程中的补偿；
-卷断面，其作为测得的拉伸断面的总和以及相应的分析(总厚度断面，其考虑卷质量)。
这构成级联的调节，因为以下调节回路叠加：
-薄膜厚度沿管状薄膜圆周在薄膜吹塑过程中的调节；
-薄膜厚度沿已拉伸的薄膜的薄膜宽度的调节；
-卷直径在卷宽度上的调节。
也可以手动将额定厚度断面输入调节***中，但此时则必须连续跟踪回转杆的转动。
用于调节薄膜厚度的方法也可以在没有安装回转输出装置的设备中使用。
附图说明
由诸从属权利要求和由各附图的以下描述得出本发明的主题的其他的细节、特征和优点，在各附图中例如示出本发明的优选的实施例。其中：
图1：示出薄膜吹塑装置以及后接的拉伸装置，在其中使用按本发明的用于调节薄膜厚度的方法，
图2：薄膜吹塑装置和拉伸装置的俯视图，
图3：具有两个薄点的薄膜软管的实际厚度断面，
图4：具有一个薄点的薄膜软管的实际厚度断面。
具体实施方式
图1示出薄膜吹塑装置1、后接的拉伸装置2和卷绕机3。经由一个计量装置将待加工的塑料粒料供给一个挤出机4，所述塑料粒料在挤出机4中熔化、均匀化并供给薄膜吹塑头5。在制造多层薄膜时，按照层数使用多个挤出机。薄膜吹塑头5具有环形喷嘴，从该环形喷嘴中输出挤出的塑料物质。通过薄膜吹塑头5实现冷却空气的输送，用于吹制管状薄膜6。在塑料凝固以后，将管状薄膜6在折扁平装置8中折扁平并且利用回转输出装置9连续地输出和重新定位。接着将受阻塞的薄膜在拉伸装置2中单轴地沿机器方向延伸。将薄膜输送给卷绕机3并卷成一薄膜卷。
为了调节薄膜厚度断面需要优选在两个位置检测薄膜实际断面。在分段的调节装置7与回转输出装置9之间借助测量装置10检测在管状薄膜6的圆周上的实际厚度断面，并且在拉伸装置2与卷绕机3之间借助测量装置11检测已拉伸的薄膜沿其宽度的实际厚度断面。用于测量管状薄膜6的实际厚度断面的测量装置10绕管状薄膜转动地优选设置在吹塑头5上方恒定的高度处。
经由设备调节装置12调节整个的薄膜吹塑过程，特别是驱动装置、冷却空气、分段的调节区域7以及管状薄膜的输出速度，所述分段的调节区域处于冷却环、薄膜吹塑头5或随后的单元中。
将由测量装置10和11测得的实际薄膜断面输送给设备调节装置12，并通过额定值和实际值的比较将信号继续传送给分段的调节区域7。
图2中示出设备的俯视图。其示出回转输出装置9在0与180°之间沿每个方向(见双箭头)实施可逆的运动，并由此使管状薄膜6不总是在同一边缘折叠。如果在调节中不考虑偏移，则在吹塑过程中刻上管状薄膜6的厚度断面上的薄点在折扁平的薄膜的宽度的区域来回移动，并且不构成薄膜边缘。
图3示出具有两个薄点14的薄膜软管的实际厚度断面。这样的厚度断面例如由薄膜厚度测量装置10在分段的调节区域7与折扁平装置8之间在调节的状态下检测。两条虚线15表示缺口边缘，它们形成折扁平的薄膜的两侧边缘。如果薄膜作为受阻塞的软管输送给拉伸装置2，则两个薄点14构成两个边缘区域。
在本发明的另一上述的实施情况下，在所述两个位置15切开已吹制的和折扁平的薄膜软管，并然后将两个扁平的薄膜幅分别供给一个单独的拉伸装置2。在这里也形成两个较薄的区域，亦即图3中所示的两个薄点14的一半分别形成输送给拉伸装置2的薄膜的边缘区域。
图4示出具有仅仅一个薄点14的薄膜软管的实际厚度断面，如在本发明的第三实施形式使用的。薄膜软管在薄点14的区域内的仅仅一个位置15被切开。然后被切开的软管打开成扁平的料幅并且输送给拉伸装置2。在这里薄点14的各一半也再次用作为供给拉伸装置2的薄膜的边缘区域。
附图标记清单
1    薄膜吹塑装置            9     回转输出装置
2    拉伸装置                10    厚度测量装置
3    卷绕机                  11    厚度测量装置
4    挤出机                  12    设备调节装置
5    薄膜吹塑头              13    辅助调节装置(可选)
6    管状薄膜                14    薄膜厚度断面的薄点
7    分段的调节区域(可选)    15    切割点
8    折扁平装置

Claims (8)

1.用于调节拉伸的管状薄膜(6)的薄膜厚度的方法，所述管状薄膜以吹塑法制造，并且所述管状薄膜在一个换向式的回转输出装置(9)中被折扁平、重新定位并且紧接着在一个拉伸装置(2)中沿机器方向单轴地拉伸，其特征在于，这样地调节在薄膜吹塑装置(1)中制成的管状薄膜(6)的薄膜厚度断面，使得通过拉伸制造一具有在整个薄膜宽度上与平均薄膜厚度的偏差尽可能小的厚度横断面的薄膜，其中，借助于一个具有分段的调节区域的薄膜厚度断面调节***在圆周上将挤出的管状薄膜(6)调节到一个预定的额定厚度断面，预定的额定厚度断面通过一种算法由测量装置(11)的数值来调节，该测量装置(11)在整个薄膜宽度上测量在沿机器方向单轴拉伸以后的薄膜厚度，用于控制各个分段的调节区域的控制算法包括下列的叠加：
－来自于薄膜吹塑装置(1)的薄膜厚度断面调节***的基本断面，
－由通过回转输出装置(9)使管状薄膜(6)重新定位而造成的和受拉伸装置影响的拉伸断面，和
－可选择地，来自于薄膜卷的评价的卷断面。
2.按照权利要求1所述用于调节薄膜厚度的方法，其特征在于，预定的额定厚度断面具有与统一的薄膜厚度的偏差，该偏差用于补偿沿薄膜宽度的薄膜厚度变化，所述薄膜厚度变化在紧接着的沿机器方向单轴的拉伸时产生。
3.按照权利要求2所述用于调节薄膜厚度的方法，其特征在于，在薄膜宽度上对通过回转输出装置(9)形成的额定断面重新定位进行补偿和连续地重新调整，其中为了控制分段的调节区域(7)，在调节算法中考虑将折扁平的管状薄膜(6)的一个或多个周向点相对于一个或多个调节区域配置。
4.按照权利要求1所述用于调节薄膜厚度的方法，其特征在于，在薄膜厚度断面调节***中手动地调节额定厚度断面。
5.按照权利要求1所述用于调节薄膜厚度的方法，其特征在于，将薄膜受阻塞地输送给拉伸装置(2)。
6.按照权利要求1所述用于调节薄膜厚度的方法，其特征在于，在一侧或两侧切开和展开管状薄膜(6)，并且将其输送给拉伸装置。
7.用于实施按照上述权利要求1至6之一项所述的方法的设备，其特征在于，该设备包括薄膜吹塑装置(1)、至少一个紧接着的拉伸装置(2)以及至少一个卷绕机(3)，所述薄膜吹塑装置具有薄膜厚度断面调节***和回转输出装置(9)，薄膜厚度断面调节***包括多个分段的调节区域(7)、至少两个用于薄膜厚度的测量装置(10、11)，其中一个测量装置用于测量管状薄膜(6)在薄膜吹塑头(5)之后和在拉伸装置(2)之前的实际厚度断面，另一个测量装置用于测量在拉伸装置(2)之后的已拉伸的薄膜的实际厚度断面，所述调节***还包括调节和评价装置(12)。
8.按照权利要求7所述的设备，其特征在于，各分段的调节区域集成在吹塑头、固定的或转动的冷却环或紧接着设置的厚度调节装置中，所述厚度调节装置与回转输出装置同步运动。
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