DE2420286A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines zweiachsig gestreckten schlauchfoermigen kunststoffilms - Google Patents

Description

PATENTANWALT
HANS-JOACHIM KANTNER

DIPLOM-INGENIEUR 6079 SPRENDLINGEN, 22.4.1974

Kt/

HEGELSTRASSE 49/51 /

TELEPHON; (O6103) 62283 .

PATENTANWALT D.PL.-1NG. H.-J. KANTNER ^% * TELEGRAMM: KANTNERPATENTE

6079 SPRENDLINCEN. HEGELSTRASSE 49/51 ^SPii 2 A 2 U 2'8 D

Showa Eenko Kabushiki Kaisha

13-9 Shiba-Daimon 1-chome, Minato-ku

.1 oky ο - Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten schlauchförmigen Kunststoffilms

Die Erfindung "bezieht sich nach einem ersten übergeordneten Erfindungsgedanken auf ein Verfahren zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten schlauchförmigen Kunststoffilms und betrifft insbesondere ein solches Verfahren , bei dem der schlauchförmige Eunststoffilm in den Baum, zwischen einem oberen Klemmrollenpaar und einem unteren Klemmrollenpaar, das mit höherer Geschwindigkeit angetrieben wird als das obere Klemmrollenpaär, eingeführt und der schlauchförmige Film auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt wird, während er sich in einem

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Zustand befindet, in dem sich in seinem Inneren komprimiertes Gas "befindet, wodurcli der UIm einem Streckvorgang gleichzeitig in Längs- und in Querrichtung unterworfen wird. .

Nach einem zweiten übergeordneten Erfindungsgedjanken bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten Eunststoffilms und betrifft dabei insbesondere eine solche Vorrichtung mit einem oberen Paar Klemmrollen, mittels derer ein schlauchförmiger Eunststof film ein- und weiterführbar ist, einem unteren Paar mit einer höheren Drehgeschwindigkeit als die oberen Kfemmrollen angetriebener E-lemmrollen- und einer ßtabilisierungsplatte V-förmiger Kontur sowie einer Gäseinfunreinheit, wobei, diese Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach dem erstgenannten übergeordneten Erfindungsgedanken geeignet sein soll·

Es ist ein solches Verfahren zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten schlauchförmigen films bekannt, bei dem der schlauchforaige Film in den Baum zwischen zwei Paaren von Klemmrollen, nämlich einem oberen Paar Klemmrollen und einem mit höherer Drehgeschwindigkeit als diese oberen Kleamrollen angetriebenen unteren Klemmrollenpaar, eingeführt und, während er sich in einem Zustand befindet, in welchem er in seinen Inneren unter Druck stehendes bzw. komprimiertes Gas enthält, aufgeheizt wird, bis er eine temperatur erreicht, bei welcher sich sein Material zu strecken beginnt, wobei dann bei dieser Temperatur der Film in seitlicher Bichtung durch die Wirkung des komprimierten Gases und gleichzeitig in Längsrichtung zufolge des Unterschiedes der Drehgeschwindigkeiten zwischen oberem und unterem Klemmrollenpaar gestreckt wird. Der so erhaltene zweiachsig gestreckte schlauchföraige PiIm wird gekühlt, längs einer Stabilisierungsplatte V-förmiger Kontur geführt und mittels des unteren Klemmrollenpaars in flachen Zustand verbracht und schließlich als fertiger Artikel aufgehaspelt«

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Von größter Wichtigkeit für diese Herstellungsmethode-ist, daß der gestreckte PiIm die erforderliche Wanddicke, "bzw. Wandstärke aufweist und daß diese Wandstärke über der gesamten Filmoberfläche gleichmäßig ist. Zum Strecken verfügbares schlauch-

* förmiges Filmmaterial/ welches im folgenden als Ausgangsmaterial mit "Rollfilm¹¹ bezeichnet wird, leiden jedoch häufig an. Ungleichmäßigkeiten der Wandstärke und unterlieget! damit ungleichmäßiger Kühlung, durch welche die Gleichmäßigkeit· der inneren Kristallstruktur des Films gestört wird· Es ist äußerst schwierig, solche Ungleichheiten der Wandstärke und als Folge dayoh: der Kühlung auszuschalten. . _; .-"..·

Wenn das Aufheizen und Strecken des schlaüchförmigen Films nach dem bekannten Verfahren bewirkt wird, beginnt deshalb der Streck-Vorgang des Filmes nicht gleichzeitig, auf dem gesamten Umfang .■ des Eohfilms und ist die im Film aufgebaute Spannung in Umfangsrichtung ungleichmäßig verteilt, was zur Folge *hat, daß der sich in der Streckung befindliche Film anfängt zu vibrieren, während er sich in seiner Vorschubbewegung befindet. Ba diese Vibration die relative Ungleichmäßigkeit in der Wandstärke des Rohfilms noch weiter steigert, während der Eohfilm der Streckbehandlung unterzogen wird, ist es schwierig, ein Qualitätsprodukt zu erhalten, welches nur geringfügige Ungleichmäßigkeit-der Wandstärke aufweist.

Man könnte möglicherweise daran denken, einen Ring oder Bollen hilfsweise vorzugehen, mittels welcher verhinderbar ist, daß * der Film eine solche Vibration erzeugt* Um eine solche Hilfsvorrichtung an einem solchen Teil anzuordnen, wo sie hinsichtlich der Verhinderung der Filmvibration besonders wirkungsvoll ist, muß sie unausweichlich dort angeordnet werden, so der Film eine erhöhte Temperatur besitzt. Auf diese Weise hat sie aber die Tendenz, den Film zu beschädigen, oder sie gerät in Kontakt mit einem Teil des Films und außer Kontakt mit dem verbleibenden Teil desselben, was dazu führt, daß in erhöhtem. Maße thermische

• Hysterese-Erscheinungen im Film auftreten, welche ein gleich-

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mäßiges Strecken desselben behindern.

Wenn "diese Hilfsvorrichtung dort angeordnet wird, wo sie absolut keinen solchen nachteiligen Effekt auf den Film aufbringen kann, dann ist diese Stellung unausweichlich entfernt von der Stellung, bei welcher das Strecken des Films beginnt» Auf diese Veise aber wird bewirkt, daß die Vibration des Filmes sich momentan steigert, wodurch der erstrebte Effekt völlig zunichte gemacht wird. Bei der Herstellung eines zweiachsig gestreckten Films mittels eines auf Schlauchbasis arbeitenden Verfahrens ist es deshalb extrem schwierig, eine mechanische Einrichtung zur wirkungsvollen Verhinderung der Filmvibration, vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausschaltung der Nachteile des bekannten Verfahrens mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln eine Möglichkeit zu schaffen, einen zweiachsig gestreckten schlauchförmigen Kunststoffilm mit praktisch verschwindender Ungleichmäßigkeit und excellenter Stabilität der Streckerweichungsstelle aus einem Rohfilm zu schaffen.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung gemäß ihrem ersten übergeordneten, auf ein Verfahren gerichteten Erfindungsgedanken vor, daß bei einem Verfahren zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten schlauchförmigen Kunststoffilms durch Einführen eines schlauchförmigen Kunststoffilms in den Raum zwischen einem oberen Klemmrollenpaar und einem unteren Klemmrollenpaar, das mit höherer Geschwindigkeit angetrieben wird als das obere Klemmrollenpaar, und Aufheizerides schlauchförmigen Films auf eine erhöhte Temperatur, während er sich-in einem Zustand befindet, in dem sich in seinem Inneren komprimiertes Gas befindet, wodurch der Film einem Streckvorgang gleichzeitig in Längs- und in Querrichtung unterworfen wird, der schlauchförmige Kunststoffilm über einen Einlaufkopf, mittels dessen der Durchtritt von Gas verhinderbar ist, in eine Vorheizkammer, deren Außenwandung ein indirekt . arbeitendes Heizelement aufweist und sich in Richtung nach unten

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schrittweise im Durchmesser vergrößert, eingeführt und durch das Innere der Vorheizkammer nach unten hindurchbewegt wird, während er mit praktisch der von der Außenwandung abstrahlenden Wärme so aufgeheizt wird, daß sich seine iDemperatur allmählich erhöht, daß ferner der schlauchförmige Film'danach in das Innere einer sich an das unterste Ende der Vorheizkammer anschließenden Hauptheizkammer im Vergleich zu dem der Innenseite des untersten Endes der Vorheizkammer größeren Durchmessers eingeführt und in .dieser ihm eine solche Temperaturerhöhung vermittelt wird, bei welcher der I¹Um beginnt, sich zu strecken, so daß das komprimierte Gas ein. Strecken des aufgeheizten Films auf einen erforderlichen Durchmesser "bewirkt, während zu gleicher Zeit .der Unterschied in der Drehgeschwindigkeit zwischen dem oberen .und dem unteren Klemmrollenpaar zu einem Strecken des Films in Längsrichtung führt, und daß der schlauchförmige Film in seinem, gestreckten Zustand mittels eines Wasserkühlungsmantels, der um den Vorschubpfad des schlauchförmigen Films herum angeordnet ist, einer abrupten Kühlung unterworfen wird, um die von der Außenwandung auf ihn einwirkende Strahlungswärme abzufangen.

In weiterer zweckmäßiger Fortbildung dieses übergeordneten Erfindungsgedankens kann ferner nach dem abrupten Kühlen der Film einer weiteren Kühlbehandlung mittels eines längs seiner Oberfläche entlanggeführten Gasstromes unterworfen werden. Weiterhin hat es sich als für verschiedene Hohschlauchmaterialien zweckmäßig erwiesen, wenn der Film vor seiner Wärmebehandlung in der Vorheizkammer einer einleitenden bzw. vorbereitenden zusätzlichen Wärmezufuhr unterzogen wird. Insbesondere können mit Vorzug Bereiche des Rohfilmschlauches mit unterschiedlicher Dicke einer örtlichen Wärmebehandlung unterworfen werden, ebenso wie es sich für die QuäLität des Endproduktes und die Steigerung der Durchsatzkapazität überraschend als vorteilhaft erwiesen hat, wenn Bereiche des schlauchförmigen Films, welche .im Verlauf der Wärmebehandlung npch unterschiedliche Dicke aufweisen, einer örtlichen Wärmebehandlung unterzogen werden.

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Der auf eine Vorrichtung und insbesondere einen Hei gerichtete weitere übergeordnete Erfindungsgedanke kennzeichnet sich dadurch, daß eine Torrichtung zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten Kunststoffilms mit einem oberen Paar Klemmrollen, mittels derer ein schlauchförmiger Kunststoffilm ein- und weiterführbar ist, einem unteren Paar mit einer höheren Drehgeschwindigkeit als die oberen Klemmrollen angetriebener Klemmrollen und -einer Stabilisierungsplatte V-förmiger Kontur sowie einer Gas einführ einheit eine Vorheizkammer, welche einen Einlaufkopf, der so ausgebildet ist, daß.er den Durchtritt des schlauchförmigen Films gestattet und gleichzeitig ein Austreten von Gas zumindest be-, vorzugsweise verhindert, und eine im Innendurchmesser im Vergleich zum Durchmesser des schlauchförmigen Films größere Wandung aufweistr, die sich in Richtung nach unten schrittweise im Durchmesser vergrößert und auf ihrer Außenseite ein indirekt wirkendes Heizelement aufweist, ferner eine sich an das unterste Ende der Vorheizkaamer anschließende und mit- einem Innendurchmesser ihrer Wandung, der größer als der des schlauchförmigen Films, ausgeführte und ein indirekt wirkendes Heizelement aufweisende Streckkammer und einen unterhalb der halben Höhe der Streckkammer um den Vorschubpfad des gestreckten schlauchförmigen Films zur Bewirkung einer abrupten Kühlung des schlauchförmigen Films durch Abfangen der von der Außenwandung der Streckkammer in Richtung auf den schlauchförmigen Film abstrahlenden Wärme angeordneten Wasserkühlungsmantel aufweist.

In weiterer zweckmäßiger Fortbildung dieses Erfindungsgedankens kann der Einlaufkopf der Vorheizkammer als Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines Luftvorhanges ausgebildet sein. Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann zweckmäßig aber auch der Einlaufkopf eine Vielzahl von kreisförmigen Blättern aus gummiartigem oder gummihaltigem Material aufweisen, von denen jedes von der Mitte zum Umfang hin verlaufende Schnitte aufweist, wobei diese kreisförmigen Blätter derart übereinander gelagert sind, daß die Schnitte einer

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folgenden Lage gegenüber denen der vorhergehenden

Falls zum Zwecke der Produktivitätsverbesserung erforderlich, kann gemäß einer weiteren erfinderischen Fortbildung zusätzlich unterhalb des Wasserkühlungsmantels ein Zugrohr angeordnet sein, das einen Luftkühlungsring aufweist, mittels dessen eine Gas- saugwirkung derart erzielbar ist, daß längs der unterhalb des Wasserkühlungsmantels gelegenen Oberfläche des schlauchfömigen Films ein Gasstrom aufreeht—erhältbar ist.'

Falls es die Verfahrensparameter beispielsweise im Hinblick auf die Eigenschaften des zu behandelnden Rohmaterials oder konstruk-" tive Eigenheiten der Heizapparatur oder die Durchsatzgeschwindigkeit oder dergleichen erfordern sollten, kann in weiterer Portbildung der Erfindung bewegungsstromaufwärts von der Vorneiakammer eine Einrichtung zur Durchführung einer ,einleitenden bzw·. vorbereitenden Wärmebehandlung des Hohfilms angeordnet sein., und zwar dies zwischen dem oberen Klemmrollenpaar und dem Einlfiufkopf der Vorheizkammer. Zum Zwecke noch weitergehender Ausschaltung " örtlicher Dickenungleichheiten im die Streckkammer verlassenden Endprodukt kann nach einem die Erfindung zweckmäßig fortbildenden weiteren untergeordneten Erfindungsgedanken bewegungsstromaufwärts von der Vorneizkammer eine Vielzahl von Schiitzheizungen angeordnet sein, mittels derer eine Anpassung der Filmdicke bewirkbar ist. Ferner können mit Vorzug solche Schlitzheizunge.il auch bewegungsstromaufwärts von der Streckkammer angeordnet sein, so daß dann, wenn eüwa infolge außerordentlich schlechter Qualität des zur Verwendung kommenden Filmrohmaterials hinsichtlich dessen Wandstärkengenauigkeit über dem Umfangsort im in die Vorheizkammer einlaufenden wärmevorbehandelten Film diese Ungenauigkeiten noch nicht völlig ausgeschaltet sein sollten, durch solche zusätzlich , zu der von der Vorheizkammerwandung abstrahlenden Wärme wirkende, in der Vorheizkammer an geeigneter Stelle angeordnete Schlitz- ' heizungen hier weitestgehend Abhilfe geschaffen werden kann.

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ORlGlNAL INSPECTED

Falls erforderlich, können in weiterer zweckmäßige!? ForwLxau.ng zum Zwecke noch, akkuraterer Begelung des Temperaturgradienten innerhalb der Hämmern innerhalb der Vorheizkammer und/oder der Streckkammer vorzugsweise an deren Innenoberflächen angeordnete Schutzschildplatten vorgesehen sein. . ■ "

Im folgenden wird die Erfindung auch hinsichtlich weiterer untergeordneter Aufgabenstellungen und der diese lösenden. Merkmale sowie der dadurch erzielten Vorteile anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, rein beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. "1 in rein schematischer Darstellung ein Erläu

terungsdiagramm, in welchem der Zustand des Films dargestellt ist, wenn er sich gerade im Augenblick des Streckfließens befindet,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Gesamtheit

eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen jeweils eines bevorzugten Ausführungsbeispi^Lls einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines oberhalb der Vorheizkammer zu erstellenden Isiftvorhanges, .

Fig. 5 eine Draufsicht mit teilweise weggebroßtienen

Bereichen eines Gummidichtungssystems,-welches oberhalb der Vorheizkammer gebildet ist,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Dichtungssystem

.gem. Fig. 5,

Fig. 7 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung des

gleichen Dichtungssystems, wobei der Zustand

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gezeigt ist, daß ein flachgefaltetes Schlauchstück im Verlaufe des erfindungsgemäßen Verfahrens durch dieses Gummidichtungssystem gem. Fig. 4 hindurchtritt,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Dichtungssystem.

gem. Fig. 7,

Fig. 9 in der Darstellung gem. Fig. 5 und 7 entsprechen

der Darstellung das gleiche Dichtungssystem, dieses jedoch in einem Zustand, in welchem durch es ein durch in seinem Inneren enthaltenes komprimiertes Gas in ausgedehntem Zustand gehaltener schlauchförmiger Kunststoffilm hindurchtritt, ■ --.

Fig. 10 einen Längsschnitt durch das ,Dichtungssystem

gem. Fig. 9,

Fig. 11 in der Darstellung gem. Fig. 2 entsprechender

Darstellung ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, "bei welchem in Yorheizkammer und Streckkammer jeweils Schutzschildplatten vorgesehen sind,

Fig. 12 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht und

teilweise eine Schnittansicht des schlauchförniigen Films mit einem im Längsschnitt dargestellten diesem benachbarten Schlitzheizelement,

Fig. 13 ein dimensionsloses Diagramm der Temperatur-Verteilung des Eohfilms über der Höhe der Schlitzheizelemente einer vor bzw. oberhalb des Einlaufkopfes der Vorheizkammer angeordneten ' Vielzahl von Schlitzheizelementen, welche aus dem Einsatz dieser Schlitzheizelemente resultiert, und

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Mg. 14 eine Qaerschnittsdarstellung einer Vielzahl

um einen schlauchförmigen Film herum angeordneter Schlitzheizungen. " - ■

Über das obere Klemmrollenpaar wird ein Rohfilm eingeführt und einem Vorheizvorgang unterworfen, während.er sich in einem Zustand befindet, in welchem, er in seinem Innenraum komprimiertes Gas enthält. Diese Wärmebehandlung muß so ausgeführt werden, daß die möglichen Temperaturvariationen in Richtung der Wanddicke und in Umfangsrichtung des Rohfilms so viel wie nur irgend möglich minimiert werden. ; .

Um dies zu erreichen, wird nach der Erfindung das Bohf!immaterial in eine Vorheizkammer eingeführt, die einen Einführkopfbereich aufweist, der konstruktiv so ausgebildet ist, daß er eine Durchtrittsmöglichkeit für den Rohfilm gewährt und gleichzeitig den Durchtritt bzw. Austritt von Gas zumindest weitgehend behindert, wenn nicht sogar verhindert, und die aus einer Wandung gebildet ist, deren Innenoberfläche sich in Richtung nach unten schrittweise im Durchmesser vergrößert, wobei diese Vorheizkammerwandung ein indirekt wirkendes Heizelement aufweist und deshalb das Vorheizen des in ihr enthaltenen Films bewirkt. In diesem Falle wird die mögliche Temperaturungleichmäßigkeit innerhalb der Vorheizkammer geringer, und es verringert sich als Folge davon auch die Ungleichmäßigkeit, der Temperaturverteilung in Umf angsrichtung des Rohfilms in dem Verhältnis, wie der Durchmesser der Wandungsinnenoberfläche der Vorheizkammer, welche das indirekt wirkende Heizelement aufweist, im Verhältnis zum Durchmesser de3 schlauchformigen Filmmaterials zunimmt. In Anbetracht des thermischen Wirkungsgrades, der Ausrüstungskosten und anderer Faktoren ist es jedoch nicht vorteilhaft, den Durchmesser der Wandungsinnenoberfläche der Vorheizkammer über der gesamten Kammerlänge zu vergrößern. Deshalb sieht die Erfindung vor, daß der Rohfilm in Richtung nach unten über einen Einlaufkopfbereich ins Innere einer Vorheizkammer eingeführt wird, die in Richtung nach unten nur schrittweise im Durchmesser gewinnt. Wenn zum Beispiel

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eine -Vorheizkammer betrachtet wird, deren obere Hälfte einen Durchmesser von etwa dem 2,0 bis 3_i5-i¹achen des Durchmessers des Rohfilmschlauches und deren untere Half te einen noch, größeren Durchmesser aufweist, kann eine mögliche Ungleichmäßigkeit der Temperatur, die im Kohfilm während dessen Durchgang durch die obere Hälfte der Kammer auftritt, in ausreichendem Maße wieder behoben werden, während der Pilmschläuch sich nach, unten durch, die untere Hälfte der Kammer hindurchbewegt, die ein vergrößertes Volumen besitzt. In Abhängigkeit von der Art des für den 3?ilm verwandten Kunst stoff materials und den 'Streckbedingungen wird die Form des im Streckzustand befindlichen Films manchmal einfacher bequemer und schneller stabilisiert als auf andere weise, wenn der "Film einer abrupten Aufheizung unterworfen wird, und zwar dies an einer Stelle unmittelbar bevor er seine Strecktemperatur erreicht. Die Tatsache, daß die Wärmekapazität für den Aufheizzweck mit der Durchmessergröße ansteigt, führt gleichfalls zur Notwendigkeit eines größeren Kammerdurchmessers.

Das Verfahren nach der Erfindung ist u.a. durch die Tatsache gekennzeichnet, daß der Einlaufkopfbereich der Vorheizkammer, in denitohfilm eingeführt wird, eine solche Ausbildung besitzt, daß der Austritt bzw. Durchtritt von Gas aus dem Inneren der Vorheizkammer praktisch ausgeschlossen ist. Wäre dieser Einlaufkopfbereich, konstruktiv so ausgebildet, daß der Gasdurehtritt möglich wäre, dann würde das Gas im Inneren der Vorheizkammer durch das indirekt wirkende Heizelement so aufgeheizt werden, daß ein aufsteigender Luftstrom erzeugt wird. Dieser, aufsteigende Luftstrom könnte zum Beispiel eine Strömungsgeschwindigkeit von 3 m/sec haben.

Versuche haben erwiesen, daß die Intensität der Vibration der Blase (für den im Streckzustand befindlichen schlauehfönaigen Film benutzter Ausdruck) proportional so zunimmt, wie der ' Luftstrom in seiner Größe innerhalb der Vorheizkammer zunimmt, · und zwar insbesondere in der Nachbarschaft des Punktes, bei welchem der Film seine Strecktemperatur erreicht. Das "Auftreten

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des -aufsteigenden Luftstroms führt unausweichlich zur Anwesenheit eines "beträchtlichen Luftstroms in der Nachbarschaft des Punktes, von dem ab der J¹Um seine Strecktemperatur erreicht, und induziert dadurch eine Vibration der Blase.

Diese Titration der Blase ist einer der wichtigsten Gründe für die ungleichmäßige Temperaturverteilung im Film und als Folge davon das ungleichmäßige Strecken. Weiterhin führt der aufsteigende Luftstrom dazu, daß Wärme an Teile, wie "beispielsweise das obere Klemmrollenpaar, abgegeben und deren Temperatur erhöht wird, welche bewegungsstromaufwärts von der Vorheizkammer angeordnet sind, und die von diesen auf diese Weise aufgeheizten Einrichtungen abgegebene Wärme führt dazu, daß die Temperatur des in Bewegung befindlichen Eohfilms in Umfangsrichtung ungleichmäßig abgegeben wird, wodurch eine Ungleichmäßigkeit der Temperaturverteilung im Film nicht nur erzeugt, sondern eine etwa bereits bestehende Ungleichförmigkeit dieser Art noch erheblich verstärkt wird* Um diesen Nachteil auszuschalten, sieht die Erfindung vor, daß der Einlaufkopfbereich der Vorheizkammer in Form einer Einrichtung für einen Luftvorhang ausgebildet ist, und zwar beispielsweise so, daß der Durchtritt des Eohfilms gestattet, hingegen der Durchtritt eines aufsteigenden Luftstroms be-,vorzugsweise aber vollständig verhindert wird. Entsprechend wird der Eohfilm der Vorheizkammer zugeführt, ohne daß vorher eine Einwirkung durch den aufsteigenden Luftstrom auf ihn genommen worden wäre, wobei er allmählich und in Umfangsrichtung praktisch gleichmäßig durch die sanfte Wärmezufuhr aufgeheizt wird, die durch die Außenwandung, welche das -indirekt wirkende Heizelement aufweist, bewirkt wird, wobei etwaige Ungleichmäßigkeiten der Temperaturverteilung ausgeglichen werden, während der Film seine Durchlaufbewegung von oben nach unten durch das Kammerinnere hindurch fortsetzt, wonach dann der Film in eine Streckkammer überführt wird, die einen größeren Durchmesser aufweist als die Vorheizkammer und deren äußere Wandung gleichfalls ein indirekt wirkendes Heizelement aufweist. In

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-dieser Streckkammer wird der Rollfilm auf eine lemperatur aufgeheizt, bei welcher das Strecken des Films "beginnt. An diesem Punkt ist jegliche Ungleichmäßigkeit der Temperaturverteilungin TJmfangsrichtung des Eohfilms vollständig ausgeschaltet, und es wird der Temperaturgradient in Dichtung der Filmdicke des Eohfilms wegen der milden bzw. sanften Wärmezufuhr, die durch die Yorheizkammer bewirkt wird, welche das genannte indirekt wirkende Heizelement aufweist, besonders langsam.

EFachdem der Sohfilm seine !Temperatur erreicht hat, wird er biaxial gestreckt, und zwar einerseits durch die Wirkung des in ihm enthaltenen komprimierten Gases und andererseits durch die gleichzeitig auftretende Wirkung der oberen' und unteren Klemmrollenpaare. In diesem !Falle wird der I¹IIm sehr sanft und gleichmäßig gestreckt, weil er praktisch von jeglicher Ungenauigkeit der Temperaturverteilung entlastet ist, wie oben bereits beschrieben. ■#"·■_

Dann tritt der PiIm in den Wasserkühlungsmantel ein. Da dieser Mantel dem Zwecke dient, die von der Wandung der Streckkammer · ausgehende Strahlungswärme anzufangen, hat der PiIm die Möglichkeit, abrupt abzukühlen, so daß der Streckvorgang des Eohfilms in einer nur kurzen Zone "bewirkt wird. Zusätzlich dazu wird die Form der Blase unveränderbar und der Punkt, an welchem das Strecken des Eohfilms beginnt, fixiert. Auf diese Weise, wird der Film unter stabilisierten Fließbedingungen gestreckt.

In Fig. 1 bezeichnet 4 eine Vorheizkammer, 8 eine Streckkammer und 1 einen Film. Die Bezugszeichen 1" bzw. 1¹ bezeichnen einen Film, der erfindungsgemäß unter stabilisierten Fließbedingungen gestreckt ist, bzw. einen Film, der in Abwesenheit eines Wasserkühlungsmantels nach der Erfindung gestreckt ist. Da der Wasserkühlungsmantel zusätzlich in der Lage ist, einen möglichen Einfluß der auf der Außenseite strömenden Luft zu unterdrücken,

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besteht praktisch keinerlei Möglichkeit, daß der Eohf ilm eine ungleiche iDemperaturverteilung annehmen könnte.

Obgleich der Wasserkühlungsmantel in geeigneter Weise höhenmäßig in der unteren Hälfte der Streckkammer angeordnet sein kann, hat sich die Auswahl seiner Stellung zwischen dem gestreckten Film und der Wandungsinnenoberfläche der Streckkammer als besonders-vorteilhaft erwiesen, wie sie im folgenden noch beschrieben wird.

Der Eohf ilm erreicht die höchste temperatur an dem. Punkt, an welchem der Streckvorgang im Eohf ilm beginnt. Die Luft in der Nachbarschaft dieses Punktes bewegt sich der Filmbewegung folgend. Ein Luf tvolumen, das der gerade aus dieser Kachbarschaft herausbewegten Luft gleich ist, wird dazu gebracht, durch die „ Öffnung zwischen dem Wasserkühlungsmantel und der Wandungsoberfläche der Streckkammer aufzusteigen, während es" durch das indirekt arbeitende Heizelement aufgeheizt wird, das in bzw. auf der Außenwandung angeordnet ist. Die innere Wandungsoberfläche im unteren Haltrereich der Streckkammer, welche dem Wasserkühlungsmantel gegenüberliegt, hat somit die Funktion, die in die Streckkammer einströmende Luft aufzuheizen. Diese Erwärmung ist ganz wirkungsvoll, um den Beginn des Streckvorganges des Filmes sehr sanft anlaufen zu lassen.

Der Wasserkühlungsmantel ermöglicht es, daß der Film gekühlt wird, ohne daß dabei durch die von der Wandung der Streckkammer ausgehende Strahlungswärme Einwirkung auf ihn genommen wird. Dieses Kühlen ist erforderlich, um die Temperatur des Films praktisch um etwa 10 bis 80 ⁰G unterhalb des Erweichungspunktes des Filmes herabzukühlen. Im Anschluß an diese Behandlung durch den Wasserkühlungsmantel kann ein gewünschter biaxial gestreckter schlauchförmiger Film dadurch erhalten werden, daß die übrigen Verfahrensschritte nach dem Stande der iDechnik durchgeführt werden.

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Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren, welches zusätzlich «inen Kühlschritt beinhaltet, bei dem ein Luftstrom dazu gebracht wird,, längs der Oberfläche des Films'zu fließen^, die aus dem ' . vorangegangenen Verfahrensschritt des abrupten Abkühlens hervorgeht, bei welchem der Wasserkühlungsmantel zum Einsatz kommt. . Wenn dieser zusätzliche Kühlschritt eingesetzt wird, wird durch .. ■ ihn die' Streckfließstabilität des gestreckten Films weiter erhöht, und es wird eine Steigerung der. Streckgeschwindigkeit. und als Folge davon eine Verbesserung der Produktivität zulässig· Der längs der Filmoberfläche fließende Luftstrom dient dem ' Zweck, die den Film umgebende Luf tlvon möglichen Störungen und Verwirbelungen freizuhalten· Wenn diese Kühlung mittels einer Einrichtung bewirkt würde, die geeignet wäre, in die umgebende Luft Störungen einzubringen, wie beispielsweise durch bloßes ' Einblasen von Luft, würde der Film beispielsweise Vibrationen * aufgeprägt erhalten, und es würde die Blasluft in solcher Weise aufsteigen, daß die den Punkt* an welchem der Streckvorgang des Films beginnt, umgebende Luft verquirlt werden würde* All-.:. diese Wirkungen stören eine gleichförmige Wärmezufuhr in den

Eohfilm. . ·

. " ■ . '--'I Nach der Erfindung kann ein biaxial gestreckter schlauchförmiger Film mit sehr geringer Dickenvariation einfach hergestellt werden, und zwar mit einem hohen Wirkungsgrad, und dies dadurch, daß für das Kunst stoff material, aus welchem der Bonfilm gemacht ist, geeignete Streckbedingungen unabhängig von der Art des Kunststoff materials ausgewählt werden. Das Verfahren nach der Erfindung kann auf die Herstellung eines weiten Spektrums ■ I thermoplastischer Kunststoff- bzw· Kunstharzfilme Anwendung finden. Es ist insbesondere geeignet für die Herstellung von . in ihrer Konstruktion einfachen oder komplexen Filmen aus Polyäthylen-Harz, Polypropylen-Harz, Polyvinylchlorid-Harz, . ■ ,. Polyamid-Harz und Polyester-Harz. . .-

Nunmehr schließt sich eine Beschreibung der Vorrichtung nach der Erfindung an. Diese Vorrichtung ist dafür 'bestimmt, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Erläuterung

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erfolgt anhand der Fig. 2, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Rollfilm und 2 ein oberes Klemmrollenpaar, welches dazu dient, den Rohfilm 1 dem Apparat bzw. der Vorrichtung nach der Erfindung zuzuführen, und zwar dies im Zusammenwirken mit unteren Klemmrollen 14, welche die im Inneren des schlauchförmigen Films enthaltene komprimierte Luft nach unten hin abdichten. Mit 4- ist eine Außenwandung bezeichnet _y welche in Richtung nach unten schrittweise in ihrem Durchmesser gewinnt, d.h. in Richtung nach unten schrittweise im Durchmesser größer wird, und ein indirekt arbeitendes Heizelement 3 ist auf der Außenseite dieser Wandung 4- angeordnet, die in Verbindung mit dem Einlaufkopfbereich 5 eine Vorheizkammer bildet. Der Einlauf kopf bereich der Vorheizkammer ist so konstruiert, daß er den Durchtritt des Rohfilms zuläßt, hingegen den Austritt von Gas behindert. Er ist beispielsweise nach Art eines Luftvorhanges oder aber als Gummidichtung ausgebildet. Eine Führungsrolle 6 hält den Rohfilm in seiner Lage. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet eine Außenwandung, deren Innenoberfläche einen größeren Durchmesser aufweist, als die Wandungsinnenoberfläche der Vorheizkammer, und auch diese Außenwandung 8 weist auf ihrer Außenseite ein indirekt arbeitendes Heizelement 7 auf und bildet eine. Streckkammer zur weiteren Erhöhung der Rohfilmtemperatur auf deren der Streckbarkeit des Rohfilms entsprechenden Wert. Ein Wasserkühlungsmantel 9 ist rund um den Filmschlauch so angeordnet, daß er die von dem indirekt arbeitenden Heizelement in bzw. auf der Außenwandung ausgehende Strahlungswärme abfängt und als Folge davon das erwünschte Kühlen des Films bewirkt. Unterhalb des Mantels sind eine Stabilisierungsplatte 12 V-förmiger Kontur, ein unteres Klemmrollenpaar 14-, eine Düse 13 zum Einblasen eines Gases in den Filmschlauch und Gasdichtungsrollen 15 in ähnlicher Weise wie bei einem bekannten Apparat angeordnet.

Der Wasserkühlungsmantel kann mit Rippen oder Finnen und ähnlichen Einrichtungen zur Verbesserung des Kühlwirkungsgrades versehen sein. Eine wirksame Kühlung kann dadurch erzielt werden,

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daß solche Kühlmittel wie Freongas oder Amoniak durch den Mantel anstelle von Wasser zirkuliert werden. Der Mantel kann in Tuch so eingehüllt sein, daß mögliche schädliche Beein-. , flussungen auf Grund von Eontakt nahmen mit dem gestreckten Film ausgeschaltet werden-, "

Es ist offenbar, daß das Verfahren nach der Erfindung mit dem erfindungsgemäßen Apparat vorteilhaft in die Praxis umgesetzt werden kann.

Wie weiterhin aus der Zeichnung entnehabar, ist ein Zugrohr vorgesehen, welches zusätzlich in sich eingebaut einen Luftkühlungsring 10 besitzt, der so ausgebildet ist, daß er eine Gassaugwirkung aufrecht-erhält. Dieses Zugrohr 11 ist unterhalb des Wasserkühlungsmantels 9 angeordnet. Das Zugrohr 11 dient dem Zweck, eine Luftströmung längs der Oberfläche des Filmschlauches herzustellen und aufrechtzuerhalten. Die durch den Luftkühlungsring hervorgerufene Saugwirkung führt dazu, daß ein Luftstrom innerhalb des Zugrohres längs der Oberfläche' des Films fließt, und zwar dies mit dem Ergebnis, daß der Film einer zusätzlichen Kühlung unterworfen wird. Das Zugrohr wird immer dann zusätzlich in der Vorrichtung nach der Erfindung eingesetzt, wenn es die Umstände erfordern, und es wird von der vorliegenden Erfindung mit-umfaßt. Eine Stabilisierungsplatte 12 V-förmiger Kontur, ferner ein unteres Klemmrollenpaar 14, eine Gaseinleitungsdüse 13 und Gasdichtungsrollen 15 sind unterhalb dieses Zugrohres angeordnet, wie bereits durch den Stand der Technik bekannt. Der zusätzliche Einsatz dieses Zugrohres nach der Erfindung führt zu einer weiteren Erhöhung der Streckfließstabilität des Films, zu einer Erhöhung der Streckgeschwindigkeit und insgesamt zu einer Verbesserung der Produktivität.

Falls für den Zweck der Steigerung der Wirkung der sanften Wärmezufuhr innerhalb der Streckkammer erforderlich, können im

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Ealimeii der Erfindung unterschiedliche Formen des Vorheizens
auf dem Wege von dem oberen Klemmrollenpaar zur Vorheizkammer
Anwendung finden.

Bei der Vorrichtung gem. Fig. 2 ist erkennbar, daß sie mit einer mit Heißluftumwälzung arbeitenden Heizeinheit 23 und Schlitzheizungen 24 ausgerüstet ist. Die Heizeinheit 23 mit Heißluftzirkulation ist. dafür bestimmt, die Großauf heizung zum Zwecke
des Vorwärmens zu bewirken. Zu diesem Zwecke weist die Heizeinheit eine solche Struktur auf, daß vorher bereits aufbereitete bzw. vorbereitete V/arm- bzw. Heißluft in die .Hei ζ einheit über
deren eines Ende eingeführt wird, um" dem Rollfilm eine Großaufheizung zu vermitteln, und daß dann die verbrauchte Heißluft
über das gegenüberliegende Ende der Einheit abgegeben, auf die frühere Temperatur wieder aufgeheizt und der Heizeinheit zum
wiederholten Gebrauch rückzirkuliert wird. Die Schlitzheizungen 24- dienen dem Zweck, mögliche Ungleichmäßigkeiten bzw- Unebenhexten der Dicke des schlauchförmigen Filmmaterials zu verringern, welche aus der ungleichmäßigen Eohfilmdicke resultieren. Diese Heizungen sind so ausgebildet, daß sie Bereichen des Eohfilms mit einer größeren Dicke örtliche gesteigerte Wärmezufuhr
vermitteln. Sie besitzen eine einen Schlitz aufweisende Struktur, durch welchen die im Inneren erzeugte Hitze abgestrahlt wird.
Sie können in geeigneter Weise rund um den Vorschubpfad des
Eohfilmschlauchs herum angeordnet sein.

Falls es die Geigenheit erfordert, können diese Schlitzheizungen auch innerhalb der Vorheizkammer angeordnet sein.

Nun wird eine typische Struktur eines Einlaufkopfbereiches 5
der vorgenannten Vorrichtung nach der Erfindung erläutert.
Fig. 3 und 4- zeigen jeweils eine bevorzugte Ausführungsform
eines Luftvorhanges, der in dieser zu bilden ist. In den schematischen Darstellungen gem. Fig. 3 und 4 bezeichnet 1 wiederum den Eohfilm und 19 die Heißluft. In Fig. 3 wird die über einen Einlaß 16 der Luftvorhangseinheit eingeführte Heißluft 19

409846/0995 -19-

.« ■ - 19 -

durch einen Auslaß 17 gegen den Rollfilm 1 ausgeblasen. In !Fig. 4-wird die über den Einlaß 16 eingeführte Heißluft·19 durch den Auslaß 17 gegen den fiohfilm 1 ausgeblasen und danach über einen Saugeinlaß 18 wieder eingesaugt. Der Luftvorhang des Ausführungsbeispiels gem. Fig. 3 &at lediglich die Punktion, Luft so gegen , den JiIm- zu blasen, daß die verbrauchte Luft die Möglichkeit hat, sich nach allen Sichtungen verteilend abzugehen. In dieser. Beziehung ist die Verxvendung des Luftvorhanges des Ausführungsbeispiels gem. Fig. 4- zu bevorzugen. -

Die in gleicher Weise zur Verwendung bringbare Gummidichtungseinheit für den Einlaufkopfbereich wird unter Bezugnahme auf die I¹Ig. 5 t»is 10 erläutert. Fig. 5 und 6 stellen eine Draufsicht bzw. einen Längsschnitt der Gummidichtungseinheit in einem Zustand dar, in welchem ihr noch nicht der Bohfilm zugeführt ist. Fig. 7 und 8 stellen eine entsprechende Draufsicht bzw. einen entsprechenden Längsschnitt dar, in welchem die Gummidichtungseinheit in einem Verfahrensschritt gezeigt ist, in welchem ihr der Bohfilm in flachgelegtem Zustand zugeführt wird. Fig. 9 und 1Q gehen wiederum in ähnlicher Darstellung eine Draufsicht bzw. einen Längsschnitt wieder, in welchem die Gummidichtungseinheit in einem Verfahrens schritt gezeigt ist, in welchem ihr im Verlaufe des Streckvorganges der Eohfilm in durch das in ihm enthaltene komprimierte Gas aufgeblasenem Zustand hindurchgeführt wird. Die o.g. Draufsichten weisen jeweils Teilbereiche auf, welche weggeschnitten sind, um die Sicht auf die Kontur der unterhalb angeordneten Gummiblätter freizugeben. In den genannten Darstellungen bezeichnet 1 den Sohfilm, 4 eine Heizkamaer, 20 ein Gummiblatt, 21 einen Bolzen zum Halten des Gummiblattes in dessen Stellung und 22 eine Rahmenplatte. Das Dichtungssystem ist durch die Formgebung der Gummiblätter gekennzeichnet. Wie in den Darstellungen gezeigt, sind in jeder Gummidichtungs einheit zwei Lagen kreisförmiger Gummiblätter gebildet, bei denen jede Gummiblattlage aus vier gleichmäßige Teilung aufweisenden Sektoren zusammengesetzt ist, wie gezeigt. Die zwei Gummiblattlagen sind

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- 20 -

relativ zueinander so angeordnet, daß die Sektoren der oberen Lage sieb, in versetzter Stellung in Bezug auf gene der unteren Lage-befinden. Wenn der flachgelegte Rollfilm durch diese Dichtungseinheit hindurchgeführt wird, werden die Gimmiblätter auf die in Pig. 4- und 8 dargestellte Form deformiert. Venn der Rollfilm zu einem Zeitpunkt, in welchem er gerade seinem Streckvorgang unterzogen wird, durch die Dichtungseinheit hindurchgeführt wird, werden die Gummüätter auf die in Fig. 9 und 10 gezeigte Form verformt. In beiden Fällen gestattet die Gummidichtung den Durchgang des fiohfilms, und da diese Gummiblätter elastisch genug sind, um sich dicht am Eohfilm zur Anlage zu bringen, wenn dieser durch die Dichtung hindurchgeht, wird das innerhalb der Heizkammer enthaltene Gas durch diese Gummisektoren daran gehindert, aufzusteigen und aus dem Inneren der Heizkammer auszuströmen. Die Formgebung und Konturierung der Gummiblätter ist nicht auf die dargestellte beschränkt. Der zu errreichende Zweck kann erfüllt werden, sofern eine Vielzahl von kreisförmigen Gummiblättern, von denen jedes regelmäßig vom Mittelpunkt zum Umfang hin verlaufende Schnitte eingeformt hat, in Lagen derart angeordnet ist, daß in jeder folgenden Lage die Gummiblätter sich in einer bezüglich der vorangegangenen Lage versetzten Stellung befinden.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann, wie in Fig. 11 gezeigt, eine Schutzschildplatte 25 aufweisen, welche im Inneren der Vorheizkammer 4 oder aber im Inneren der Vorheizkammer 8 angeordnet ist. Vorzugsweise sind, wie in Fig. 11 erkennbar, solche Schutzschildplatten 25 sowohl in der Vorheizkammer, als auch in der Streckkammer angeordnet, und zwar mit Vorzug an deren Innenwandung festgelegt. Diese Schutzschildplatten 25 sind vorgesehen, um die Regelung des lemperaturgradienten in den genannten Kammern zu erleichtern. Als Folge kann der Eohfilm einer abrupten Aufheizung zu einem Zeitpunkt unterworfen werden, der unmittelbar vor dem liegt, wenn er die Temperatur erreicht, bei welcher der Streckvorgang im Film beginnt. Zur gleichen Zeit dienen die Schutzschildplatten 25 dazu, die Luftlagen in der Vorheizkammer

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- 21 -

und der Streckkammer unabhängig voneinander örtlich und zeitlich strömungsmäßig zu blockieren und dadurch eine verbesserte Unterdrückung der Gesamtbewegung der Luft innerhalb der Gesamtlänge beider Kammern zu bewirken. Dies hat nicht nur zur Folge eine erhöhte Stabilität des Streckfließzeitpunktes bzw. Streckfließortes, sondern auch eine wesentlich verringerte Ungleichmäßigkeit der Filmdicke bzw. Wandstärke des Films- Solche Faktoren wie Menge, Größe, Formgebung und örtliche Anordnung der Schutzschildplatten können in geeigneter Weise dadurch ausgewählt werden, daß die Art des zur Verwendung kommenden Kunststoffmaterials, aus welchem.das Rohmaterial hergestellt ist, ferner die Streckbedingungen und dergleichen, in Erwägung gezogen werden.

Falls es die Umstände erfordern, kann die Wirkung der Verhinderung von Disturbancen und Verwirbelungen der umgebenden Luft weiterhin noch dadurch gesteigert werden, daß eine Schutzmembran unterhalb der Streckkammer in solcher Weise angeordnet wird, daß sie den Wasserkühlungsmantel abdeckt. Diese Schutzmembran kann.beispielsweise aus Polyvinylchlorid-Harz hergestellt sein. Die Wirkungder vorgenannten Schlitzheizungen wird im folgenden anhand einer typischen Ausbildung derselben erläutert.

Fig. 12 stellt eine Schlitzheizung dar, wobei 1 den Eohfilm, 26 die äußere Wandung der Heizung, 27 einen Schlitz, 28 einen extremen Infrarot-Heizer oder dergleichen und 29 ein elektrisches Kabel bezeichnet. Die durch den extremen Infrarot-Heizer aufgeheizte Luft strömt aus dem oberen Bereich des Schlitzes 27 aus, läuft auf den Film auf und verteilt sich. Zur gleichen Zeit fließt Kaltluft durch den unteren Bereich des Schlitzes in das Innere des Heizelementes ein. Fig. 13 zeigt eine typische Temperaturverteilung, wie diese bei einer Schlitzheizung gem. Fig. 12 erhalten wird, bei welcher ein Heizelement für extreme Infrarot-Abgabe zur Verwendung kommt, das für 200 V und 750 Watt bei einem Spannungspotential von 150 Volt ausgelegt ist« Die durch dieses Heizelement aufgeheizte Luft erzeugt einen aufsteigenden Luftstrom, welcher die Temperatur an dem verdickten

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- 22 -

- 22 - -.■■·■-■

Bereich des gegenüber dem Schlitz vorbeigeführten Rohfilms örtlich erhöht. Diese örtliche Aufheizung ist hochwirksam für das Ausschalten von Ungleichmäßigkeiten der Dicke des gestreckten Films. Ohne die Wirkung dieses aufsteigenden Luftstromes könnte die erforderliche örtliche Aufheizung nicht durch die Strahlungswärme allein erreicht werden, wenn nicht das Potential übermäßig gesteigert werden würde. Fig. 14 zeigt eine Vielzahl von. Schlitzheizungen, wobei diese Schlitzheizungen rund um den. Vorschubpfad des schlauchförmigen Films 1 herum angeordnet sind, wobei 27 jeweils einen Schlitz, 26 eine Hsizelementenwandung und 28 eine Heizung für extreme Infrarot-Strahlung einer jeden einzelnen Schlitzheizung bezeichnet. Wenn eine Vielzahl von Schlitzheizungen um den Vorschubpfad des Filmschlauches herum angeordnet ist, wie das in Fig. 14 dargestellt ist, kann jegliche Ungleichmäßigkeit bzw. Unebenheit der Filmdicke einfach und bequem dadurch ausgeschaltet werden, daß diese Schlitzheizungen in Wirkung gebracht werden, die jeweils in_t dem,Bereich des Filmes mit vergrößerter Dicke gegenüberliegender Stellung angeordnet sind. Eine geringere Anzahl von Schlitzheizungen kann, falls diese beweglich angeordnet sind, den gleichen Effekt erzielen.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung klar wird, kann einfach, schnell, bequem und wirtschaftlich ein biaxial gestreckter schlauchförmiger Film aus Kunststoffmaterial mit einer äußerst geringen Variation seiner Dicke und ausgezeichneter Stabilität seines Streckfließverhaltens bzw. Streckfließzeitpunktes bei .einer hohen Produktivität dadurch hergestellt werden, daß das Verfahren nach der Erfindung in der Form in die Praxis umgesetzt wird, daß die entsprechende Vorrichtung nach der Erfindung zur Verwendung kommt. Die vorliegende Erfindung wird nun weiterhin hinsichtlich einiger Einzelheiten im folgenden noch weiter beschrieben, indem Bezug genommen wird auf bevorzugte Durchführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche jedoch für die Erfindung lediglich beispielhaft und in keiner Weise einschränkend sind.

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Beispiel 1:

Der hiaxiale Streckvorgang wurde unter Verwendung einer Vorrichtung bzw. Apparatur nacli der Erfindung, wie diese in Pig. 2 dargestellt ist, unter den im folgenden aufgezeigten Bedingungen durchgeführt: .'

Verwandtes Kunststoffmaterial:

Bohfilmdicke

Eohfilmbreite im flachgelegten Zustand

Streckverhältnis
Geschwindigkeit

Rohfilmzuführungsgeschwindig- , keit

Innendruck im gestreckten Film T emp eraturb edingungen:

Heizeinheit mit Heißluftzirkulation

Oberstufe in Vorheizkammer mittlere Stufe in Vorheizkammer Unterstufe in Vorheiakammer Streckkamer
Wasser des Wasserkühlungsmantels

Luftgeschwindigkeit am oberen Luftvorhang
Luftgeschwindigkeit am Zugrohr Polypropylen (MB¹I 2,0)
"Shoallomer PA12O"

750 ^

'Ip^ mm	}.D. 6,30	*	Films	Filmoberfläche
M.D.6,25 x 3	15,0 m/min Geschwindigkeit des		100 0C
2,4 m/min	gestreckten	Im Vorriehtungs-	110 0O
	99 mm Aq.	inneren	126 0G
140 0G	140 0G
201 0G	145 0C
229 0O	75 °0
250 0G
132 0C
20 0C

7 m/sec

2 m/sec (Filmoberflächentemperatur 30 ⁰G)

Diese Behandlungsparameter erzeugten einen gestreckten Film der folgenden Beschreibung:

409846/0995 - 24 - .

Druchschnittliche Dicke des gestreckten 3?ilms
Dickenverteilung

19 p.

T.D. ±1,3 u (+ 6,8 % relativ zur durchschnittlichen Dicke).

Beispiel 2:

Der Streckvorgang wurde auch, durchgeführt unter Verwendung der Vorrichtung bzw. Apparatur nach, der Erfindung, wie diese in Jig.· 2 dargestellt ist, jedocJb. unter Ausschluß der Verwendung des Luftkühlungsringes und des Zugrohres,sonst jedoch unter den im folgenden aufgezeigten Bedingungen:

Verwandtes Kunststoffmaterial:

Rohfilmdicke

Rohfilmbreite im flachgelegten Zustand

Streckverhältnis

Geschwindigkeit

Innendruck im gestreckten Film T emp eraturbedingungen: Heizeinheit mit Heißluftzirkulation

Oberstufe in Vorheizkammer mittlere Stufe in Vorneizkammer Unterstufe in Vorheizkammer Streckkammer

Wasser des Wasserkühlungsmantels Luftgeschwindigkeit am oberen Luftvorhang

Polypropylen (MB¹I 2,0) "Shoallomer FA120"
750 ρ

154-

M.D. 6,20 χ ϊ.ΰ. 6,30 2,1 m/min Rohfilm-Zuführgeschwindigkeit

13»0 m/min Pilmgeschwindigkeit des gestreckten Films 100 mm Aq»
Im Inneren der Vorrichtung

135	0C
196	0C
225	0G
243	0O
127	°σ
20	°σ

7 m/sec

409846/0995 -25 -

2420266

Diese Verfahrensführung erzeugte einen gestreckten Film der folgenden Beschreibung:

Durchschnittliche Dicke des gestreckten Films
Dickenverteilung

19 ρ

'I.D. +1,35 u (+ 7,1 % relativ zur durchschnittlichen Dicke). .

Beispiel 3·

Der Streckvorgang wurde weiterhin unter den im folgenden aufgezeigten Bedingungen durchgeführt, und zwar wiederum unter Verwendung der Vorrichtung bzw. Apparatur gem. Fig. 2, dabei jedoch unter zusätzlicher Verwendung einer Schutzschildplatte, wie in Fig. 11 dargestellt: ' . ;

Verwandtes Kunststoffmaterial:.

Rohfilmdicke

Rohfilmbreite in flachgelegtem Zustand

Streckverhältnis
Geschwindigkeit
Rohfilm-Zuführgeschwindigkeit Geschwindigkeit des gestreckten Films

Innendurck im gestreckten Film Temperaturbedingungen: Heizeinheit mit Heißluftzirkulation

Oberstufe in Vorheizkammer mittlere Stufe in Vorheizkammer Unterstufe (1) in Vorheizkammer Unterstufe (2) in'Vorheizkammer Mittelstufe in Streckkammer Polypropylen (MFI2,0) "Shoallömer FA120"
750 μ

154	mm	mm Aq.	0O
M.D.	. 6,25 χ I.D. 6,30	Im Vorrichtungennneren	0C
2,4	m/min	140	0C
15,0 m/min	200	0C
101·	230	0G
240	0G
250
150

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2420280

Unterstufe in Streckkammer 100 ⁰C.

Wasser des Wasserkühlungsmantels 21 ⁰C

Luftgeschwindigkeit am Luft- '

vorhang 7»5 m/sec Luftgeschwindigkeit am unteren .

Ende des Zugrohrs . 2,0 m/sec

Diese Verfahrensführung erbrachte einen"gestreckten Film folgender Beschreibung:

Durchsdnittliche Dicke des gestreckten . . Films 19 ρ

Dickenverteilung T.D. ± 0,95 u (± 5 % relativ .

zur durchschnittlichen Dicke).

Bei den Beispielen 1, 2 und 3 waren jeweils die Verfahrensführungen und die zur Verwendung kommenden Apparaturen auseinander unterschiedlich, während die verwandten Kunststoffmaterialien, die Hohfilmdicken, die Eohfi Imbreit en in zusammengefaltetem Zustand und die Streckverhältnisse praktisch gleich waren. Beim Beispiel 1 wurde der Streckvorgang dadurch durchgeführt, daß die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung bzw. Apparatur zum Einsatz kam. Beim Beispiel 2 wurde der Versuch durchgeführt unter Verwendung der Vorrichtung bzw. Apparatur gem. Fig. 2, dies jedoch unter Verzicht auf ein Zugrohr und den .Luftkühlungsring. Beim Beispiel 3 beinhaltete die Verfahrensführung die Verwendung der Vorrichtung bzw. Apparatur gem. Fig. 2 mit zusätzlichem Einsatz einer Schutzschildplatte.

Obgleich die durchschnittliche Dicke des gestreckten Films unverändert 19 μ betrug, verringerte sich die Dickenverteilung in der Eeihenfolge Beispiel 2, Beispiel 1 und Beispiel 3· Bei den Beispielen 1 und 3 war die Zuführungsgeschwindigkeit des Rohfiles und die Geschwindigkeit des gestreckten FiLns größer »ls in Beispiel 2. Dies zeigt auf, daß die Produktivität ei&er solchen Verfahrensführung in den beiden erstgenannten Beispielen größer

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- 27 -

2420288

igt als "bei &m letztgenannten Beispiel. Der Vergleich, zeigt ganz klar, daß die zusätzliche Verwendung des "besagten Zugrohrs und des Luftkühlungsringes und weiterhin zusätzlich auch noch einer Schutzschildplatte sich in einer Steigerung der Produktivität und ,in·"einer Verringerung der Ungleichmäßigkeit der !Filmdicke äußerten.

Beispiel 4; . ·

Weiterhin wurde der Streckvorgang unter weiterhin "beibehaltener Verwendung der in 3?ig. 2 gezeigten Vorrichtung "bzw. Apparatur unter den im folgenden aufgezeigten Bedingungen durchgeführt:

Verwandtes Kunststoffmaterial:

■Rohfilmdicke

Itohfilmbreite in flachgelegtem Zustand

Str e ckverhält ni s

Ge s chwindi gk eit

Innendruck im gestreckten PiIm Temperaturbedingungen: Heizeinheit mit Heißluftzirkulation

Oberstufe in Vorheizkammer mittlere Stufe in Vorheizkammer Unterstufe in Vorheizkammer Streckkammer
Vasser des Wasserkühlungsmantels

Iiuftgeschwindigkeit am' oberen

Luftvorhang ' 7»5 m/sec

Luftgeschwindigkeit am unteren

Ende des Zugrohrs 2,0 m/sec

Hochdichtes Polyäthylen (MIO,25) "Sholex 3502" 355/1

154- mm »

M.D. 6,25 x T.D. 6,30 3,97 m/min Eohfilm-Zuführgeschwindigkeit

25₅0 m/min Geschwindigkeit des gestreckten Films 85 mm Aq.

Im Vorrichtungsinneren·

153	0G
170	°σ
185	0G
205	0G
100	0G
20	0C

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- 28 -

242028$

Diese Verfahrensführung erzeugte einen gestreckten EiIm folgender Beschreibung:

Durchschnittliche Dicke des gestreckten Films Dickenverteilung

T.D. £-0,6 u (+ 6,67 % relativ zur Durchschnittsdicke)

Beispiel 5:

Die "beim Strecken dann, wenn einerseits der obere Bereich der Vorheizkammer offengelassen und andererseits derselbe obere Bereich mit einem Luftvorhang verschlossen worden war, erhaltenen Ergebnisse wurde«miteinander verglichen.

Der Kohfilm und die Strecfcbedingungen waren denen des Ba^espiels 1 identisch. ,

Verwandter Luftvorhang (identisch mit Beispiel 1)

ohne Luftvorhang (oberer Bereich der Vorheizkammer des Beispiels 1 offen gelassen)

Temperaturdifferenz des Rohfilms in Umfangsrichtung am Vorhei zkammer-Einlaß

max

. )
in^y

2 ⁰C

8 ⁰C

Durchschnittliche Dicke des gestreckten

19/1

19 /i

Dickenverteilung des Films (T.D.)

±•1,3

& 2,3 μ.

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- 29 -

242028S

Prozentsatz der Verteilung ;

relativ zur durchsclinittliclien

Dicke ■ + 6,8 % . + 12 °/o

Es ist aus dem vorangegangenen Vergleich offenbar, daß der Einsatz des Luftvorhanges in den o"beren Bereich, der Vorheizkammer sehr wirkungsvoll dabei war, die Temperaturdifferenz des Bohfilms am Einlaß der Vorheizkammer zu verringern und dadurch die Variation der Filmdicke zu senken.

Beispiel 6:

Weiterhin wurde ein Vergleich durchgeführt hinsichtlich der Ergebnisse des Streckvorganges, welche dann erhalten wurden, wenn einerseits die Vorrichtung bzw. Apparatur mit einem Wasserkühlungsmantel im unteren Bereich der Streckkammer versehen und andererseits ein solcher Wasserkühlungsmantel nicht vorhanden war.

Wie bereits vorstehend ausführlich erläutert, hat der Wasserkühlungsmantel seine besondere Wirksamkeit in der Verbesserung der Ifließstreckstabilität des gestreckten Films.

Diese !Fließstreckstabilität wird in Werten der Varisbionsamplitude in der Bewegungsenergie des Antriebsmotors für das untere Klemmrollenpaar ausgedrückt. Es wurde auf experimentellem Wege Gewißheit geschaffen darüber, daß die genannte Stabilität sich mit sich verringernder Amplitude dieser Variation vergrößert.

Beim vorliegenden Beispiel wurde die Amplitude der Variation, der Bewegungsenergie des Antriebsmotors für das untere Klemmrollenpaar dadurch bestimmt, daß die auf einem Amperemeter abgelesene Angabe des diesem Motor zugeführten elektrischen Stroms mittels eines Transducers in einen entsprechenden Spannungswert umgewandelt und dieser Spannungswert auf einem

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- 50 τ

MlUivoltmeter aufgezeigt wurde. Abgesehen von dem Wasserkühlungsmantel waren, die Bedingungen hinsichtlich des zur Verwendung kommenden Kunststoffmaterials für den Rohfilm und die Streckbedingungen identisch mit denen von Beispiel 1. ■

Mitverwendung eines Wasserkühlungsmantels (sonst identisch Beispiel 1)

Durchschnittliche Dicke des gestreckten Films 19 M-Filmdickenverteilung

(T.D.) ± 1,3 Ji ■

Prozentsatz der Verteilung relativ zur durchschnittlichen Dicke + 6,8 %

am Millivoltmeter abgelesene durchschnittliche Spannung 9 mV Variationsamplitude der elektrischen

Spannung

+0,2 mV

Ohne Verwendung eines Wasserkühlungsmantels

■+ 2,5

± 13 %

9 mV

+ 0,4 mV

Der Vergleich zeigt auf, daß die zusätzliche Verwendung des Wasserkühlungsmantels die Variation der Antriebsenergie ganz merkbar verringerte.

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Claims (12)

1. 242028Θ

   DIPLOM-INGENIEUR 6079SPREHDLINGEN, 22.4.1974-

   ^ HEGELSTRASSE 49/51 /

   TELEPHON: (06103) 62283 TELEGRAMM:KANTNERPAteNTE SPRENDLINGEN, HEGELSTRASSE 49/51

   PATENTANWALTD₁PtHNCH-J-KANTNER *

   SPRENDLINGEN/HESSEN

   Ansprüche

   . 1.)) Verfahren zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten

   \ / schlauchf örmigen Kunst st of films durch Einführen eines

   schlauchf örmigen Kunststoffxlms in den Raum zwischen einem oberen Klemmrollenpaar und einem unteren Klemmrollenpaar, das mit höherer Geschwindigkeit angetrieben wird als das obere Klemmrollenpaar, und Aufheizen des schlauchförmigen Films auf eine erhöhte Temperatur, während er sich in einem Zustand "befindet, in dem sich in seinem Inneren komprimiertes Gas befindet, wodurch der Film einem Streckvorgang gleich-■ -zeitig in Längs- und in Querrichtung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der schlauchförmige Kunststofffilm (1) über einen Einlaufkopf (5), mittels dessen der Durchtritt von Gas verhinderbar ist, in eine Vorheizkamnier (4-), deren Außenwandung ein indirekt arbeitendes Heizelement (5) aufweist und sich in Richtung nach unten schrittweise im Durchmesser vergrößert, eingeführt und durch das Innere der Vorheizkammer (4) nach unten hindurchbewegt wird, während er mit praktisch der von der Außepwandung abstrahlenden Wärme so aufgeheizt wird, daß sich seine Temperatur

   409846/0995 ·

   _ ρ —

   2420288

   allmählich erhöht, daß der schlauchförmige Film (1) danach in das Innere einer sich an das unterste Ende der Vorheizkammer (4·) anschließenden Hauptheizkammer (8) im Vergleich zu dem der Innenseite des untersten Endes der Vorheizkammer (40 größeren Durchmessers eingeführt und in dieser ihm eine solche Temperaturerhöhung vermittelt wird, "bei welcher der Film (1) beginnt, sich zu strecken, so daß das komprimierte Gas ein Strecken des aufgeheizten Films (1) auf einen erforderlichen Durchmesser "bewirkt, während zu gleicher Zeit der Unterschied in der Drehgeschwindigkeit zwischen dem oberen und dem unteren Klemmrollenpaar (2 bzw. .14·) zu einem Strecken des Films (1) in Längsrichtung führt, und daß der schlauchförmige Film (1) in seinem gestreckten Zustand mittels eines Wasserkühlungsmantels (9)j der um den Vorschubpfad des schlauchförmigen Films (1) herum angeordnet ist, einer abrupten Kühlung unterworfen wird, um die von der Außenwandung auf ihn einwirkende Strahlungswärme abzufangen.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem abrupten Kühlen der Film (1) einer weiteren Kühlbehandlung mittels eines längs seiner Oberfläche entlanggeführten Gasstroms unterworfen wird.
3. 3·) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (1) vor seiner Wärmebehandlung in der Vorheizkammer (4·) einer einleitenden bzw. vorbereitenden zusätzlichen Wärmezufuhr unterzogen wird.
4. 4·.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche des Rohfilmschlauches (1) mit unterschiedlicher Dicke einer örtlichen Wärmebehandlung unterworfen werden.

   _ 3 _ 409846/0995

   2420288
5. 5.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche des schlauchförmigen Films (1), welche im Verlauf der Wärmebehandlung noch unterschiedliche Dicke aufweisen, einer örtlichen Wärmebehandlung unterzogen werden.
6. 6.) Vorrichtung zur Herstellung eines zweiachsig gestreckten - Kunststoffilms mit einem oberen Paar Klemmrollen, mittels derer ein schlauchförmiger Kunststoffilm ein- und weiterführbar ist, einem unteren Paar mit einer höheren Drehgeschwindigkeit als die oberen Klemmrollen angetriebener Klemmrollen und· einer Stabilisierungsplatte V-förmiger Kontur sowie einer Gaseinführeinheit, Rekennzeichnet durch eine Vorheizkammer (4·), welche einen Einlaufkopf (5)» der so ausgebildet ist, daß. er den Durchtritt des schlauchförmigen Films (1) gestattet und gleichzeitig ein Austreten von Gas zumindest be-, vorzugsweise verhindert, und eine im Innendurchmesser im Vergleich zum Durchmesser des schlauchförmigen Films (1) größere Wandung aufweist, die sich in Richtung nach unten schrittweise im Durchmesser vergrößert und auf ihrer Außenseite ein indirekt wirkendes Heizelement (3) aufweist, eine sich an das unterste Ende der Vorheizkammer (4) anschließende und mit einem Innendurchmesser ihrer Wandung, der größer ist als der des schlauchförmigen Films (1), ausgeführte und ein indirekt wirkendes Heizelement (7) aufweisende Streckkammer (8), und eine auf halber Höhe der Streckkammer (8) um den Vorschubpfad des gestreckten schlauchförmigen Films (1) zur Bewirkung einer abrupten Kühlung des schlauchförmigen Films (1) durch Abfangen der von der Außenwandung der Streckkammer (8) in Richtung auf den schlauchförmigen Film (1) abstrahlenden Wärme angeordneten Wasserkühlungsmantel (9)· , .

   - 4- 409846/0995

   Vi
7. 7·) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkopf (5) der Vorheizkammer (4) als Einrichtung (16, 17, 18, 19) zur Aufrechterhaltung eines Luftvorhanges ausgebildet ist.
8. 8.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von kreisförmigen Blättern (.20) aus gummiartigem oder gummihaltigem Material, von denen jedes von der Mitte zum Umfang hin verlaufende Schnitte aufweist, derart übereinander gelagert sind,, daß die Schnitte einer folgenden Lage gegenüber denen der vorhergehenden Lage versetzt sind. .
9. 9.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich unterhalb des Wasserkühlungsmantels (9) ein Zugrohr (11) angeordnet ist, das einen Luftkühlungsring (10) aufweist, mittels dessen»eine Gassaugwirkung derart erzielbar ist, daß längs der Oberfläche des schlauchförmigen Films (1) ein Gasstromjauf recht-erhaltbar ist.
10. 10.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß .bewegungsstromaufwärts von der Vorheizkammer (4) eine Einrichtung (23) zur Durchführung einer einleitenden bzw. vorbereitenden Wärmebehandlung des Rohfilms (1) angeordnet ist. .
11. 11.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bewegungsstromaufwärts von der Vorheizkammer (4) eine Vielzahl von Schlitzheizungen (24 bzw. 26 bis 29) angeordnet ist, mittels derer eine Anpassung der Filmdicke bewirkbar ist.
12. 12.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bewegungsstromaufwärts von der Streckkammer (8) eine Vielzahl von Schlitzheizungen (26 bis 29)

    409846/0995 _

    2420288

    angeordnet ist, mittels derer eine Anpassung der Filmdicke. . bewirkbar ist. ' ..·

    13·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Vorheizkammer (4) und/oder der Streckkammer (8) Schutzschildplatten (25) angeordnet sind.

    Patentanwalt

    409846/0995