DE1779515B1

DE1779515B1 - Verfahren zum verdicken der raender eines bandes aus molekularorientiertem, polymerem, thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE1779515B1
Application number: DE19681779515
Authority: DE
Inventors: Spencer Arthur William
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1967-08-24
Filing date: 1968-08-22
Publication date: 1972-05-31
Also published as: CH477969A; FR1577741A; US3502765A; BE719919A; GB1217257A

Description

und thermofixiert wurde, kann durch das örtliche Erhitzen und das Prägen der Ränder eine Gesamtdicke dieser Ränder erzielt werden, die um 50% höher liegt als die normale Folienstärke.

Die Formänderung und das plastische Fließen, das durch den Prägevorgang hervorgerufen wird, wirkt der Schrumpfung, die bei dem Verfahren nach der Erfindung in den Rändern der molekularorientierten Folie durch Erhitzen erfolgt, genau entgegen.

Obwohl im folgenden die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung bei der Folienherstellung molekularorientierter und thermofixierter PoIyäthylenterephthalat-Folien beschrieben werden soll, ist das Verfahren natürlich auch gleichermaßen für jede Art molekularorientierter, thermoplastischer Folien anwendbar. Das Verfahren kann dabei mit Geräten verschiedener Art oder sogar von Hand durchgeführt werden. In der Praxis ist jedoch eine in geeigneter Weise ausgebildete Vorrichtung vorzuziehen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivisch dargestellte schematische Ansicht einer thermoplastischen Folie, deren Ränder durch einen herkömmlichen Kaltprägevorgang deformiert worden sind,

F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer Folie, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde,

F i g. 3 eine perspektivisch und abgebrochen dargestellte schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung,

F i g. 4 und 5 je einen Vertikalschnitt durch mehrere Lagen einer aufgewickelten Folie in übertrieben dargestelltem Maßstab, wobei die Distanzwirkung zweier verschiedener Arten verdickter Ränder dargestellt ist.

Ein thermoplastisches Bandmaterial 10, das sich, wie durch den Pfeil angedeutet ist, von rechts nach links bewegt, ist in einem nicht dargestellten, vor dem beschriebenen Arbeitsgang liegenden Richt-Arbeitsgang während des Erhitzens mindestens in Längsrichtung nach einer der bekannten Arbeitsweisen gereckt worden.

Die Ränder der Folie werden im Anschluß daran mit einer Prägung K versehen. Diese Prägung wird im Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, daß die Ränder der Folie zwischen zwei Prägerollenpaaren 12 und 12' einer Prägevorrichtung hindurchgeführt werden. Die Welle der Prägerolle 12' ist gegen eine Verschiebung gesichert, während das ihr gegenüberliegende Prägerollenpaar 12 pneumatisch von einem pneumatischen Zylinder 14, der über einen Halter 15 mit einer Welle 16 des Rollenpaares 12 verbunden ist, gegen das Rollenpaar 12' gedrückt werden kann. Der pneumatische Zylinder 14 erzeugt den Druck, der erforderlich ist, um die gewünschte Dicke der Prägung zu erreichen. Während die Prägung durch Verdicken der Ränder der Folie in Form von Vorsprüngen, die sich nur auf einer Fläche der Folie befinden, erzielt werden kann (F i g. 4), sind diese Vorsprünge bei dem in F i g. 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel auf beiden Flächen der Folie vorhanden. Dadurch entspricht die gesamte Dicke der Prägung der Summe der beiden Vorsprünge.

Dieser Prägevorgang an sich ist bei der Herstellung polymerer, thermoplastischer Folien nicht neu; er wurde jedoch bisher immer erst dann angewandt, wenn die Folie bis unter den Erweichungspunkt des Kunststoffes oder bis unter die Temperatur abgekühlt worden war, bei der die vorhergehende Ausrichtung der Folie erzielt wurde. Es ist oben bereits erwähnt worden, daß dieses »Kaltprägen« eine Deformation der Ränder der Folie verursacht, die die Fähigkeit der geprägten Ränder, die Handhabungseigenschaften der Folie zu verbessern, beeinträchtigt. In F i g. 1 ist diese unerwünschte örtliche Deformation der Ränder der Folie beispielsweise dargestellt, wobei diese Deformation die Form einer längs gerichteten Riffelung längs des den Rändern der Folie benachbarten Bereiches annimmt. In anderen Fällen ist der geprägte Bereich der Folie seitlich gewölbt oder wellenförmig ausgebuchtet. Die beiden Deformationsarten können jedoch auch gleichzeitig auftreten.

Erfindungsgemäß werden die Teilbereiche der Ränder der Folie unmittelbar vor dem Durchgang zwischen den Prägerollen örtlich erhitzt. In F i g. 3 ist dargestellt, wie dieses Erhitzen durch eine Infrarotheizung 20 erfolgen kann, die unterhalb des Folienrandes und vor den Prägerollen angeordnet sind. Es versteht sich, daß dieser Heizvorgang durch jedes andere geeignete Mittel, wie z. B. Heißluftströme, geheizte Rollen usw., ebenfalls erzielt werden kann.

Das örtliche Erhitzen der Teilbereiche der Ränder der Folie verursacht eine geringe Schrumpfung auf Grund der Entspannung der gerichteten Molekularteile. Durch Veränderung des Maßes der Erwärmung kann diese örtliche Schrumpfung in einer einwandfrei steuerbaren Art und Weise vergrößert oder verkleinert werden. Eine derartig behandelte Folie, die jedoch noch nicht geprägt ist, würde einen gestrafften oder gekürzten Randbereich aufweisen. Dazu kommt, daß das Erhitzen der Teilbereiche der Ränder die Kraft reduziert, die erforderlich ist, um die gewünschte Dicke der Prägung zu erreichen. Krafteinsparungen von 20 bis 80 °/o sind dabei erzielt worden. Dabei ist die Kraft, die zum Erzielen einer geeigneten Prägungsdicke erforderlich ist, natürlich auch von der Größe des Erhitzens abhängig.

Es wurde festgestellt, daß bei einer geeigneten Kombination der Heiztemperatur und der Prägekraft die gewünschte Dicke der Prägung erzielbar ist und daß dabei die entstehende Folie einwandfrei flache Ränder und keine Riffelung aufweist. Im allgemeinen wirkt der Schrumpfung, die durch das Erhitzen der Ränder entstanden ist, die Formveränderung und das plastische Fließen der Folie, das aus dem Prägevorgang resultiert, genau entgegen, wodurch das gewünschte Ergebnis erzielt wird. Es hat sich z. B. herausgestellt, daß bei einem Erhitzen der Randbereiche einer etwa 6 μπι dicken Polyäthylenterephthalat-Folie, die in Längsrichtung und in Querrichtung gerichtet sowie thermofixiert wurde, auf 95° C, und zwar genau vor Durchgang zwischen etwa 15 mm breiten Prägerollen mit einem Durchmesser von etwa 80 mm ein vollkommen flacher, unverformter, geprägter Rand auf der Folie erzielbar ist (F i g. 2). Die Prägerollen waren bei diesem Versuch auf eine Prägekraft für die Ränder der Folie von etwa 9 kg bis etwa 15 kg eingestellt. Unter diesen Arbeitsbedingungen können die Ränder der

Folie auf eine Gesamtdicke geprägt werden, die etwa 50 % über der Foliendicke liegt.

Im allgemeinen muß, um die gewünschte Dicke der Prägung zu erzielen, die Prägekraft um so geringer sein, je höher die Erwärmungstemperatur ist. Der Erwärmungsbereich ist durch eine untere Grenze, bei der die Erhitzung ausreicht, um die notwendige Entspannung der gerichteten, thermoplastischen Folie zu erreichen, und eine obere Grenze definiert, über der die Folie zu weich ist, um das Aufbringen einer Prägung ohne Beseitigung der gesamten Randsteifigkeit und/oder Formveränderung zu ermöglichen. Dieser Temperaturbereich ist bei den verschiedenen thermoplastischen Folien, wie oben erwähnt, verschieden. Bei Polyäthylenterephthalat beträgt der Temperaturbereich für diesen Erhitzungsvorgang, wenn er bei gerichteten thermofixierten Folien mit einer Folienstärke von 2 bis 25 μΐη Anwendung findet, 70 bis 140° C. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die Verformung der Ränder der Folie beschränkt ist, die durch einen Prägevorgang der beschriebenen Art erzielt wird, sondern auch bei jeder anderen Art mechanischer Verformung des Randes ebenfalls anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Stellen, an denen sie weiterbearbeitet werden sollen, Patentansprüche: aufgewickelt werden. Manchmal müssen sie auch, ehe eine weitere Bearbeitung erfolgt, für eine be-

1. Verfahren zum Verdicken der Ränder eines trächtliche Zeit gelagert werden. Die Oberflächen Bandes aus molekularorientiertem, polymerem, 5 dieser in der Regel langen Materialbahnen sind thermoplastischem Kunststoff durch Prägen, häufig von solcher Beschaffenheit, daß sich Fehler dadurch gekennzeichnet, daß unmittel- einstellen können, wenn sie mit einem anderen bar vor dem Prägen die Randbereiche des Bandes Körper in Berührung gebracht werden. Fehler können auf eine, ein Schrumpfen dieser Bereiche durch besonders dann auftreten, wenn die Berührung länger Auflösen der Orientierungsspannungen bewir- io oder unter großem Druck erfolgt.

kende Temperatur erhitzt werden. Bei der Herstellung von im Lösungsmittel gelöster

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Kunststofffilmträger, wie z. B. Celluloseacetat, Cellukennzeichnet, daß das Erhitzen in Abhängigkeit losenitrat usw., ist es allgemein üblich, die Ränder der von der Prägekraft erfolgt. Folie vor dem Aufwickeln kaltzuprägen. Dabei dienen

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, 15 die von der Folie abstehenden Vorsprünge, die durch dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen bei das Prägen entstehen, dazu, daß die einzelnen Wineinem mit 9 bis 70 kp Prägekraft zu prägenden düngen der langen Folienbahnen in einem ausreichen-2 bis 25 μηι dicken Band aus Polyäthylentere- den Abstand voneinander gehalten werden. Ein derphthalat bis auf 70 bis 140° C erfolgt. artiges Verfahren nach der eingangs genannten Art ist

20 in der USA.-Patentschrift 1 659 744 beschrieben.

Bei der Herstellung molekular-orientierter, polymerer, thermoplastischer Folien, wie Polyamiden,

Polykarbonaten und Polyestern, insbesondere PoIy-

äthylenterephthalat, ist es allgemein üblich, die Rän-25 der der Folie kaltzuprägen, um die Wickeleigenschaften der Folie und die Handhabungseigen-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum schäften dieser Folie während nachfolgender Arbeits-Verdicken der Ränder eines Bandes aus molekular- gänge, z. B. beim Beschichten und Zuschneiden, zu orientiertem, polymerem, thermoplastischem Kunst- verbessern. Es hat sich herausgestellt, daß bei den stoff durch Prägen. 30 molekular-orientierten, polymeren, thermoplastischen

Bei der Herstellung thermoplastischer Folien ist Folien die Kräfte und das durch den Prägevorgang es allgemein üblich, die Ränder des Materials wäh- verursachte plastische Fließen zu örtlich verformten rend eines Arbeitsganges im Herstellungsprozeß zu Bereichen entlang der geprägten Ränder der Folie verdicken oder zu verformen. Dadurch sollen die führen. Dadurch wird die Fähigkeit der geprägten Wickeleigenschaften der Folie während des Auf- 35 Ränder, die Handhabungseägenschaften der Folie zu wickelns und ihre Handhabung während nachfolgen- verbessern, beeinträchtigt.

der Arbeitsgänge verbessert werden. Ein allgemein Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

gebräuchliches Mittel zum Verformen der Ränder Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, ist z. B. das Prägen. Dazu werden kleine Rollen, die durch das Deformationen vermieden werden können, ein fein ausgebildetes Muster von Vorsprüngen 40 die die Handhabungseigenschaften der Folie beeinaufweisen, auf die Randbereiche der thermoplasti- trächtigen.

sehen Folie aufgedrückt, um auf der Rückseite der Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der einFolie einen Vorsprung zu erzielen und dadurch gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch geeinen verdickten, tragfähigen Rand auszubilden. In löst, daß unmittelbar vor dem Prägen die Randden meisten Fällen werden zwei einander zugekehrte 45 bereiche des Bandes auf eine ein Schrumpfen dieser Prägerollen verwendet, so daß sich die Vorsprünge Bereiche durch Auflösen der Orientierungsspannunan den Rändern der Folie nach beiden Seiten gen bewirkende Temperatur erhitzt werden. Dadurch erstrecken. wird erreicht, daß sich örtlich deformierte Bereiche

Es wurde festgestellt, daß die Kräfte, die zur in den Rändern der Folie auf Grund des Präge-Erzielung geprägter Vorsprünge in den Rändern 50 Vorganges nicht bilden können. Das Erhitzen der der Folie erforderlich sind, eine allgemeine Deforma- Randbereiche kann dabei mit jedem dazu geeigneten tion der Folienränder herbeiführen. In manchen Mittel, wie z. B. einer Infrarotheizung, einem Heiß-Fällen nimmt diese Deformation die Form einer luftstrahl usw., erfolgen.

längsgerichteten Riffelung an, die sich in dem dem Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist

Rand der Folie benachbarten Teilbereich ausbildet. 55 vorgesehen, daß das Erhitzen in Abhängigkeit von In anderen Fällen führen diese Kräfte und das durch der Prägekraft erfolgt. Damit sind durch eine Komden Prägevorgang verursachte plastische Fließen zu bination der Heiztemperatur und der Prägekraft das einem örtlich verformten Bereich, wie z. B. zu einem Maß der Schrumpfung und die Dicke der Prägung wellenförmigen Muster. Während nachfolgender, für steuerbar. Dabei wird eine Folie erzielt, die volldie Folie erforderlicher Arbeitsgänge, die auch das 60 kommen flache Ränder besitzt und die frei von Riffe-Aufwickeln auf einer Rolle einschließen können, wird lungen, wellenförmigen Ausbuchtungen, Wölbungen die Fähigkeit der geprägten Ränder, die Hand- usw. ist.

habungseigenschaften der Rolle zu verbessern, Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsschwerwiegend durch Ausbildung einer Riffelung beispiel nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das und/oder eines wellenförmigen Ausbuchtens im 65 Erhitzen bei einem mit 9 bis 70 kp Prägekraft zu Prägebereich beeinträchtigt. prägenden 2 bis 25 iim dicken Band aus Polyäthylenin verschiedenen Stufen ihrer Herstellung müssen terephthalat bis auf 70° bis 140 C erfolgt. Im Falle viele Folienmaterialien für einen Transport zu den des Polyäthylenterephthalats, das molekularorientiert