DE2324345C2 - Vorrichtung zum elektrostatischen Anpinnen eines extrudierten Polymerfilms an eine elektrisch geerdete Gießoberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Anpinnen eines extrudierten Polymerfilms an eine elektrisch geerdete Gießoberfläche gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs. Eine solche Vorrichtung ist du>-ch das DE-GM 7017571 bekannt.

Bei der Herstellung eines Polymerfilms wird üblicherweise eine Extrusion aus einer Schlitzdüse auf eine sich drehende Gießtrommel vorgenommen, wo der Film sich in eine Form verfestigt, die sich für eine nachfolgende Filmherstellung eignet. Im Falle von gewissen kristallisierbaren polymeren Materialien, wie z. B. Polyäthylenterephthalat, ist es wichtig, den extrudierten Film rasch auf eine Temperatur unter seiner Glasübergangstemperatur zweiter Ordnung abzuschrecken, um die Bildung einer übermäßigen Kristallinität im Film zu verringern, welche eine Versprödung verursachen und eine Störung der nachfolgenden Filmherstellung hervorrufen würde. Das Abschrecken kann dadurch ausgeführt werden, daß man den Film auf eine geeignet abgekühlte Gießtrommel extrudiert. Zur Erzielung eines guten Kontakts zwischen dem Film und der Gießtrommeloberfläche und zur Verhinderung eines Gleitens auf der Trommeloberfläche dient die im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs näher beschriebene und aus der DE-GM 70 17 571 bekannte Vorrichtung. Mit ihrer Hilfe können elektrostatische Ladungen auf dem geschmolzenen Film erzeugt werden, bevor er die Gießtrommel erreicht.

Beim Verstrecken des Films bildet der geschmolzene Film zwischen der Extrusionsdüse und der Gießtrommel einen Hals aus. Der Grad der Halsausbildung kann während der Filmherstellung variieren. Dies kann zur Folge haben, daß die dielektrischen Isolatoren auf der Pinndrahtelektrode verschoben werden müssen, um einen Funkenüberschlag von der Eiektrode auf die Gießtrommel zu vermeiden. Gemäß dem DE-GM 70 17 571 kann eine solche Verschiebung der dielektrischen Isolatoren auf der Pinndrahtelektrode von Hand ausgeführt werden. Dazu soll gemäß diesem DE-GM mit einem Stäbchen gearbeitet werden. Es liegt auf der Hand, daß eine solche Nachstellung wegen der hohen auf der Pinndrahtelektrode liegenden Spannungen nicht ganz ungefährlich ist. Da außerdem die Elektrode verhältnismäßig nahe am extrudierten Film angeordnet ist, muß dabei auch darauf geachtet werden, den Film nicht zu beschädigen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß die Nachstellung der dielektrischen Isolatoren entsprechend der Breite des extrudierten Films automatisch erfolgt

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des vorstehenden Hauptanspruchs.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die Ortsveränderungen der Filmränder in Querrichtung proportional zu den Änderungen der Lineargeschwindigkeit des Films während der Bewegung der Isolatoren sind.

Die Messung der Lineargeschwindigkeit des Films und die Einstellung der dielektrischen Isolatoren entsprechend der Geschwindigkeit des Films erfolgt vorzugsweise so, wie es im vorstehenden Patentanspruch 2 beschrieben ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Anpinnen von allen möglichen Polymermaterialien verwendet werden, die in einen flachen Film extrudiert werden können.

Die Gießoberfläche kann jede zweckmäßige Form aufweisen. Neben einer Gießtrommel kommen auch sich kontinuierlich bewegende Metallbänder in Frage.

Die dielektrischen Isolatoren besitzen in zweckmäßiger Weise die Form von rohrförmigen Teilen, durch welche die Drahtelektrode hindurchgeht und welche annähernd den äußeren Abmessungen der Drahtelektrode entsprechen, aber lose genug litzen, daß sie auf der Drahtelektrode bewegt werden können, um Änderungen der Filmbreite auszukompensieren. Es kann jedes geeignete dielektrische Material für die Herstellung der Isolatoren verwendet werden, jedoch wird ein Fluorkohlenstoffpolymer, wie z. B. Polytetrafluoräthylen, bevorzugt, und zwar wegen seines niedrigen Reibungskoeffizientens, der ein Gleiten auf der Drahtoberfläche ermöglicht, und auch wegen seiner außergewöhnlichen dielektrischen Eigenschaften.

Die dielektrischen Isolatoren können auf Trägern befestigt sein, die um die richtige Strecke auf Führungen bewegt werden können, um die Änderung der Filmbreite auszukompensieren. Die Träger können mit einer Zahnstange ausgerüstet sein, welche in ein angetriebenes Zahnrad eingreift, wobei der Antrieb zweckmäßig durch einen Elektromotor erfolgt.

Der gegossene Film kann anschließend irgendeiner bckannien Filmherstellung unterworfen werden, wie z. B. Recken in eine oder mehrere Richtungen zwecks molekularer Orientierung des Films, Thermofixierung und Beschichtung.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Bahn eines geschmolzenen Films, der gerade auf eine Oberfläche einer rotierenden Gießtrommel gegossen wird;

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsforni der Vorrichtung.

F i g. 1 zeigt das Gießen eines geschmolzenen Polyäthylenterephthalatfilms 1 auf eine rotierende polierte Oberfläche 2 einer Gießtrommel aus Stahl, welche dadurch auf eine Temperatur unterhalb 80°C gekühlt wird, daß ein Abschreckmedium durch den Eintritt 3 und den Austritt 4 hindurchgeführt wird, welche mit der Achse zusammenfallen, um welche die Trommel rotiert Der abgeschreckte Film 6 wird über eine Rolle (in F i g. 1 durch die Trommel verdeckt) von der Gießoberfläche 2 abgehoben und zu einer üblichen Molekularorientierungs- und Thermofixierungseinheit (nicht gezeigt) geführt.

Eine Pinndrahtelektrode 8 ist dicht über der Fiimoberfläche gespannt, und zwar in der Nachbarschaft aber kurz vor dem Bereich der Berührung des geschmolzenen Films 1 mit der Gießoberfläche 2. Die Pinndrahtelektrode 8 besteht aus einer Nickel/Chrom-Legierung und hat einen Durchmesser von annähernd 0,18 mm, einen spezifischen Widerstand von 32 Microohm/cm³ und einen gemessenen Widerstand zwischen 30 und 35 Ohm, je nach der Arbeitstemperatur der Pinndrahtelektrode.

Die Pinndrahtelektrode 8 ist mit einem Hochspan- jo nungsgenerator (nicht gezeigt) verbunden, der eine Spannung von 4,5 kV und einen Strom von 720 μΑ zur Pinndrahtelektrode liefert. Durch die Pinndrahtelektrode 8 werden auf dem geschmolzenen Film 1 elektrostatische Entladungen niedergeschlagen, welche den Film zur Gießoberfläche 2 der Gießtrommel ziehen, welche auf Erdpotential gehalten wird.

Der geschmolzene Film 1 ist nicht so breit wie die Gießoberfläche 2, so daß nackte Ränder 9 und 10 der Oberfläche der Stahlgießtrommel unterhalb der Pinndrahtelektrode 8 frei liegen. Demgemäß sind die Endabschnitte der Pinndrahtelektrode 8, die über diesen freien Rändern 9 und 10 liegen, mit Polytetrafluoräthylenrohrisolatoren 12 und 13 isoliert, welche gerade die Ränder des geschmolzenen Films 1 überlappen und auf der Pinndrahtelektrode 8 bewegt werden können, um Ortsveränderungen der Filmränder 9,10 auszugleichen.

F i g. 2 zeigt eine Form eines Mechanismus, der zur Bewegung der Isolatoren 12 und 13 verwendet werden kann. Der Einfachheit halber wurde aus F i g. 2 der Rahmen weggelassen, welcher die Komponenten der Vorrichtung trägt. Die in den F i g. 1 und 2 gleichen Komponenten sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Die Pinndrahtelektrode 8 wird zwischen zwei festen Punkten 15 und 16 unter leichter Spannung gehalten, wobei diese festen Punkte 15, 16 mit dem Hochspannungsgenerator (nicht gezeigt) verbunden sind. Die rohrförmigen Isolatoren 12 und 13 werden durch Halter 18 bzw. 19 festgehalten, die aus einem dielektrischen Material, wie z. B. ein verstärktes Harnstoff/ oder Phenol/Formaldehyd-Harz, besteher, und auf Trägern 20 bzw. 21 befestigt sind. Die Träger 20 und 21 befinden sich jeweils in einem festen Führungskanal (nicht gezeigt), der sich parallel zur Pinndrahtelektrode 8 erstreckt, wobei sie darin frei beweglich sind. Die Träger 20 und 21 sind jeweils mit einer Zahnstange 22 bzw. 23 ausgerüstet, welche mit eine.n angetriebenen Zahnrad 24 bzw. 25 kämmen. Der Antrieb der Zahnräder 24 bzw. 25 erfolgt durch elektrische Motoren (nicht gezeigt). Der Betrieb der elektrischen Motoren wird durch eine elektrische Relaisschaltung gesteuert, welche mit den stromaufwärts der Gießtrommel angeordneten Randfühlern verbunden ist, welche an den Rändern 9, 10 des Films anliegen und die Ortsveränderungen der Ränder 9, 10 abtasten. Die Relaisschaltung dient dazu, die elektrischen Motoren zu betätigen, so daß die Träger 20 und 21 in ihren entsprechenden Führungskanälen bewegt werden, damit die rohrförmigen Isolatoren 12 und 13 um eine Strecke bewegt werden, die der Ortsveränderung des Filmrands 9, 10 und auch der Richtung dieser Ortsveränderung des Für rands entspricht Demgemäß ist also die Bewegung der rohrförmigen Isolatoren 12 und 13 mit der Filmrandortsveränderung synchronisiert, so daß die Enden der Isolatoren 12, 13 in bezug auf die Filmränder in einer leichten Überlappung bleiben. So wird also durch die Einstellung der Lage der rohrförmigen Isolatoren 12 und 13 eine Funkenbildung zwischen der Pinndrahtelektrode 8 und den nackten Rändern 9 und 10 der Gießtrommel vermieden.

Bei einer Abwandlung der obigen Vorrichtung wird die Bewegung der Isolatoren 12 und 13 durch den Vergleich der Ausgangssignale aus den Potentiometern gesteuert, welche mit dem Antrieb für die Gießtrommel und dem Antrieb für die Träger 20 und 21 gekoppelt sind, da gefunden wurde, daß die Ortsveränderungen der Filmränder 9,10 proportional zu den Änderungen in der Lineargeschwindigkeit des Films 1 sind. Ein Potentiometer, der über ein Zahnrad mit dem Antrieb für die Gießtrommel verbunden ist, erzeugt eine Bezugsspannung, welche die Lineargeschwindigkeit des Films 1 repräsentiert. Ein anderer Potentiometer ist über ein Zahnrad mit dem Antrieb für die Zahnräder 24 und 25 verbunden, wodurch eine Bezugsspannung erzeugt wird, welche den Betrag darstellt, um welchen die Zahnräder 24 und 25 gedreht worden sind, um die Träger 20 und 21 und damit die Isolatoren 12 und 13 zu bewegen. Ein durch Vergleich der Bezugsspannungen aus den Potentiometern erzeugtes Signal wird dazu verwendet, die Bewegung der elektrischen Motore zu steuern, welche die Zahnräder 24 und 25 antreiben, so daß die Isolatoren 12 und 13 den Ortsveränderungen der Filmränder 9, 10 folgen. Wenn die Bezugsspannungen außer Balance sind, dann verursacht das durch den Vergleich erzeugte Signal, daß die Motoren angetrieben werden, um die Lage der Isolatoren 12 und 13 einzustellen, bis die Bezugsspannungen wieder in Balance sind. Die Isolatoren 12 und 13 sind in bezug auf die Filmränder 9, 10 in der richtigen Lage, wenn ausgewogene Bedingungen erreicht sind und keine weitere Bewegung der Isolatoren 12 und 13 erforderlich ist, bis eine erneute Ortsverändc-rung der Filmränder 9, 10 stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Anpinnen eines extrudierten Polymerfilms an eine elektrisch geerdete Gießobertläche, welche eine Pinndrahtelektrode aufweist, die sich quer über die Gießoberfläche erstreckt und mit einer elektrischen Hochspannungsquelle verbunden ist, wobei die Pinndrahtelektrode in einem Abstand vom extrudierten Film angeordnet ist, so daß in der Nähe der Gießoberfläehe oder vor dem Bereich des ersten Kontakts des Films mit der Gießoberfläche elektrostatische Ladungen auf den Film aufgebracht werden, und wobei die Pinndrahtelektrode durch dielektrische Isolatoren, die verschiebbar auf der Pinndrahtelektrode außerhalb der Filmränder angeordnet sind, elektrisch isoliert ist, und die verschiebbaren Ifolatoren die Einregelung der effektiven Breite der Elektrode zur Filmbreite ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur MessungderLineargeschwindigkeitdesFilmsilJund ein Antrieb (20 bis 25) für die Verschiebung der Isolatoren (12,13) vorgesehen ist, wobei das von der Meßeinrichtung erhaltene Signal zur Betätigung des Antriebs für die Isolatoren (12,13) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung aus einem mit dem Antrieb für die Gießoberfläche (2) gekoppelten Potentiometer besteht, der eine die Lineargeschwindigkeit des Films (1) repräsentierende Bezugsspannung erzeugt, und daß mit dem Antrieb (20 bis 25) für die Verschiebung der Isolatoren (12, 13) ein zweiter Potentiometer gekoppelt ist, wobei der Antrieb (20 bis 25) durch Vergleich der von den Potentiometern gelieferten Spannungen betätigt wird.