DE2431385A1 - Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des produktionsausstosses bei der herstellung von gestreckten flachfolienbahnen aus thermoplastischen kunststoffen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des produktionsausstosses bei der herstellung von gestreckten flachfolienbahnen aus thermoplastischen kunststoffen

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Description

K 2310/Gbm 6981 FP-Dr.Kn-df 26. Juni 1974
Beschrei bung
zur Anme!dung der
KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebri ch
für ein Patent auf
Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Produkt!onsausstosses bei der Herstellung von gestreckten Flachfolienbahhen aus thermoplastischen Kunststoffen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von wenigstens in der Breite gestreckten Flachfolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polyestern oder Polypropylen sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorri chtung.
Verfahren und Vorrichtungen zum Strecken von flachen Kunststoff-Folien in wenigstens einer Richtung gehören seit langem zum Stand der Technik. So sind zahlreiche
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Längs- oder Querstreckverfahren, Verfahren zur Längs-Quer- und Quer-Längs-Streckung sowie Simultanstreckverfahren bekannt.
Bei den sogenannten Stenterverfahren wird dabei die Schmelze aus einer Breitschlitzdüse ausgepreßt, auf einer Kühltrommel zum Vorfilm verfestigt und anschließend wie gewünscht in Längs- und/oder Querrichtung gestreckt und gegebenenfalls eine Thermofixierung nachgeschaltet, bevor die Flachfolienbahn aufgewickelt wird.
Der Streckprozeß ist durch die Breite des Breitstreckrahmens, die heute etwa bei 5 m liegt, sowie die Maschinengeschwindigkeit, die heute bei etwa 200 m/min endet, begrenzt, wodurch auch der Produktionsausstoß begrenzt wird.
Die Begrenzungen sind im wesentlichen durch Bauabmessungen gegeben. Um die notwendige Verweilzeit der Folien in den Streckfeldern und bei der Thermofixierung zu gewährleisten, müßten bei noch höheren Laufgeschwindigkeiten die baulichen Abmessungen unerträglich groß gewählt werden.
Aus der DT-PS 1 704 764 ist auch ein Verfahren zur Herstellung gestreckter Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen bekannt geworden, wobei mehrere übereinanderliegende Folienbahnen gestreckt werden, wobei durch Pressen und/oder Erwärmen vor dem Strecken die Haftung
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der einzelnen Folienbahnen aneinander so eingestellt wird, daß die Folienbahnen einerseits beim Strecken unverrückbar aneinanderhaften, sie sich aber andererseits nach dem Strecken voneinander trennen lassen. Die Aufgabenstellung dieser Patentschrift liegt darin, ein Streckverfahren zu schaffen, das es möglich macht, auch solche Folienbahnen zu strecken, deren elastische Eigenschaften einen in bekannter Weise durchgeführten Streckprozeß entweder überhaupt nicht oder nur unter ungünstigen Bedingungen zulassen. Wenn auch hier mehrlagige Verbundfolien Streckprozessen zugeführt werden, so dient dieses vorgenannte Verfahren von der Aufgabenstellung her keinesfalls der Produktionserhöhung bei der Herstellung wenigstens in Querrichtung gestreckter Kunststoff-Folien.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Produktionsausstoß bei der Herstellung von wenigstens in Querrichtung gestreckter Flachfolienbahnen aus thermoplastischem Material wesentlich zu erhöhen.
Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Verfahren, wobei man aus einer Breitschlitzdüse die Schmelze des thermoplastischen Kunststoffes extrudiert, den Schmelzefilm zur Folie verfestigt, die Folie einer Querstreckung unterwirft, die gestreckte Folienbahn gegebenenfalls einer Thermofixierung und einer Auftrennung in 509883/0826
schmalere Bahnen unterwirft und anschließend aufwickelt, dessen kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß man aus einer Breitschlitzdüse extrudiert, die breiter ist als sie zur Herstellung der dem gewählten Breitstreckrahmen normalerweise entsprechenden Vorfolie und anschliessender Querstreckung gebräuchlich ist, bevorzugt die Schmelze in Längsrichtung in wenigstens zwei Filme aufteilt, die verfestigten Folienbahnen vor der Querstreckung übereinanderführt und die übereinanderliegenden Folienbahnen gemeinsam einer Querstreckung unterwirft.
Die erheblichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen auf der Hand, da man unter Verwendung herkömmlicher Streckrahmen, ohne daß diese baulich verändert werden müssen ,'wenigstens die doppelte Menge an Folienausstoß erreicht, wobei man lediglich dann eine doppelt so breite Düse mit entsprechender Extrudereinrichtung und eine Einrichtung zum übereinanderführen der Folienbahnen vor der Querstreckung benötigt.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gleichzeitige Querstreckung von zwei Folienbahnen beschränkt, sondern kann auch auf die gleichzeitige Querstreckung von mehr als zwei Folienbahnen ausgedehnt werden, wobei entsprechend breite Breitschlitzdüsen mit mehreren Längstei1ungsstellen sowie eine entsprechende Anzahl der Einrichtungen zum
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übereinanderführen der Folien vorgesehen sein müssen. Begrenzt ist die Anzahl lediglich von der Breite herstellbarer Breitschlitzdüsen und von der Dicke der querzustreckenden Folien, die im Querstreckrahmen gleichen Bedingungen unterworfen sein sollen.
Bei der Herstellung von dünnen Folien im Bereich von etwa 2 bis 12,u können durchaus mehrere Folienbahnen gleichzeitig gestreckt werden, während man bei dickeren Folienbahnen bis etwa 100,u bevorzugt mit nur zwei Folienlagen arbeitet.
Wenn man auch die Längsteilung grundsätzlich auch am abgekühlten Vorfilm, z.B. mittels Trennmessern, vornehmen kann, so hat es sich in der Praxis als besonders günstig und betriebssicher erwiesen, die Schmelze zu teilen. Als sehr 'vortei 1 haft hat es sich gezeigt, die Schmelze in der Düsenlippe zu teilen, was bevorzugt durch sogenannte Trennkeile erfolgt.
Bei dem Verfahren ist selbstverständlich zu berücksichtigen, daß jeder bereits geteilte Vorfilm für sich volumenmäßig der Materialmenge entsprechen muß, die für einen fertigen Film - nach der Trennung der beiden Lagen erforderlich ist. Das heißt, der Extruderausstoß ist dementsprechend zu erhöhen, z.B. zu verdoppeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt für die Produktion von dünnen Folien, etwa 2 bis 12,u Stärke, be-
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stimmt. Es ist aber auch bei Folien von 12 bis 100.u Stärke und mehr anwendbar. Bei den dünnen Folien bereitet es insbesondere keine Probleme den Extruderausstoß anzupassen. Der Fachmann kann auch hinsichtlich der Breitenverhältnisse eine Angleichung vornehmen. Es ist anzustreben, zunächst die maximal mögliche Breite des extrudierten Vorfilms auszunutzen und die noch restliche Breite durch ein modifiziertes Breitstreckverhältnis zu ergänzen, um die maschinenspezifische Endbreite zu erhalten.
Das Verfahren nach der Erfindung bringt jedoch neben der gewünschten Produktionssteigerung noch zwei weitere erhebli ehe Vorteile.
Zum einen wird die Laufsicherheit der Maschine erhöht, da es unwahrscheinlich ist, daß alle übereinanderliegenden Folienbahnen gleichzeitig reissen, so daß bei einer gerissenen Folienbahn die anderen als Transportunterstützung fungieren.
Der weitere Vorteil zeigt sich, wenn man die gemeinsam quergestreckten Folienbahnen auch gemeinsam aufwickelt.
Infolge der durch die Düsenlippe hervorgerufenen immer vorhandenen, gleichmäßig über viele 10 000 m an der gleichen Stelle verlaufenden Dick- und Dünnstellen, werden beim Aufwickeln nur einer Flachfolie diese Dick- und Dünnstellen alle übereinandergewiekelt, wodurch es zu Ver-
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Prägungen und Verdehnungen kommt, die die Folie für Weiterverarbeitungsvorgänge unbrauchbar machen. Wenn man nun die erfindungsgemäß behandelten Folienbahnen übereinanderwiekelt, liegen die Dick- und Dünnstellen nicht mehr übereinander, da jede Folienbahn eine eigene Profilverteilung aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht nur zur Herstellung nur quergestreckter Folien einsetzbar, vielmehr kann der Querstreckung bevorzugt eine Längsstreckung vorgeschaltet werden, wobei die parallel nebeneinanderliegenden Flachfolienbahnen gleichzeitig mittels mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufenden Walzen längsgestreckt werden.
Es ist selbstverständlich, daß die Walzen des Längsstreckwerkes sowie die Kühlwalze für die Schmelzefilme der Breite der eingesetzten Breitschlitzdüse angepaßt sein müssen.
Die erfindungsgemäß übereinanderliegenden gestreckten Folienbahnen können je nach dem angestrebten Verwendungszweck auch einer an sich bekannten Thermofixierung unterworfen werden, wobei diese ebenfalls bei übereinanderliegenden Folienbahnen erfolgt.
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Die Folienbahnen werden üblicherweise nach der Gesamtbehandlung auf Nutzungsbreiten geschnitten, was bevorzugt ebenfalls noch im übereinanderliegenden Zustand durchgeführt wird.
Nach dem bevorzugten Schneidvorgang können die Folienbahnen wahlweise voneinander getrennt und separat aufgewickelt werden oder wie weiter vorne beschrieben zusammen aufgewickelt oder aber gleich einer Weiterbehandlung, z.B. einer Beschichtung oder Bedruckung, zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Sie besteht im einfachsten Fall aus einem Extruder mit angeschlossener Breitschlitzdüse, einer Kühlwalze zur Abkühlung-der Schmelze und einem Breitstreckrahmen, gegebenenfalls einem Thermofi xi erungsrahmen , sowie einer Einrichtung zur Auftrennung in Einzelbahnen sowie einer Aufwicklungseinrichtung und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, 'daß eine Einrichtung zur Teilung, bevorzugt der Schmelze, in wenigstens zwei Längsbahnen sowie eine Einrichtung zum kantengeraden übereinanderlegen der Einzelbahnen vor dem Querstreckrahmen angeordnet ist.
Der Extruder, die Breitschlitzdüse sowie die Kühlwalze sind dabei in der Ausstoßleistung bzw. der Breite derart ausgelegt, daß wenigstens die doppelte Menge des sonst
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für den verwendeten Breitstreckrahmen hergestellten Vorfilms produziert wird.
Die Einrichtung zur Auftrennung in wenigstens zwei Längsbahnen kann grundsätzlich an irgendeiner Stelle vor dem Querstreckrahmen und vor der Einrichtung zum übereinanderlegen der Einzelbahnen angeordnet sein und aus entsprechenden Trennmessern, Klingen, Bandsägen, induktiv beheizten Trennwerkzeugen, Lasereinrichtungen oder dergl, bestehen.
In der Praxis hat es sich jedoch als besonders zweckmäßig erwiesen, die Schmelze vor dem Auflaufen auf die Kühltrommel zu teilen, was bevorzugt in der Düse erfolgt. Hierzu bedient man sich mit besonderem Vorteil sogenannter Trennkeil-e.
Die Einrichtung zum übereinanderlegen der Einzelbahnen besteht in besonders zweckmäßiger Ausführung aus schräggestellten, drehbaren Walzen, über die die Einzelbahnen geführt und so kantengerade übereinandergelegt werden, um anschließend gemeinsam dem Querstreckrahmen zugeführt zu werden.
Falls eine biaxiale Streckung der Folien vorgesehen ist, so ist zweckmäßigerweise das Längsstreckwerk, das aus unter-
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schiedlich schnell laufenden Walzen besteht, dem Querstreckrahmen vorgeschaltet, wobei die parallel nebeneinanderliegenden geteilten Bahnen in Längsrichtung gleichzeitig durch die entsprechend breiten Walzen gestreckt werden,
Ist eine Thermostabi1isierung der Folien vorgesehen, so ist ein Thermostabi1isierungsrahmen dem Querstreckrahmen nachgeschaltet.
Vor der Aufwicklung können die gestreckten übereinanderliegenden Folien gemeinsam zu entsprechenden Nutzungsbreiten aufgeteilt werden und gemeinsam oder getrennt auf Wickelkerne aufgewickelt werden.
Die vorliegende Erfindung soll nun nochmals anhand der beigefügten Figuren 1 und 2 erläutert werden, ohne daß jedoch eine Einschränkung auf das gezeigte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bestehen soll.
Figur 1 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung, Figur 2 eine Vorderansicht eines Teiles der Vorrichtung.
In Figur 1 tritt die aus dem Extruder 1 kommende Schmelze über die Breitschlitzdüse 2 aus. In der Breitschlitzdüse befindet sich ein Trennkeil 18 (Fig. 2), der die Schmelze
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in diesem Fall in zwei Schmelzeströme 4, 41 aufteilt, die auf der Kühlwalze 3 zu Vorfilmen verfestigt werden. Die Vorfilme 4, 41 laufen über die Walze 20 in ein Längsstreckwerk, das aus den Eingangs- und Ausgangstrios 5a und 5b sowie den Führungswalzen 5c, 5d, 5e und 5f besteht. Die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetriebenen Walzen strecken die parallel nebeneinanderlaufenden Vorfilme in der Länge.
Anschließend sind die Umlenkwalzen 6 und 7 angeordnet, die von den längsgestreckten Bahnen teilweise umschlungen werden. Die Bahn 4 wird nun über die Walzen 8 und 11, die in den Lagern 13 und 15 befestigt sind, geführt. Die Walzen 8 und 11, welche in allen Richtungen einstellbar sind, sind dabei so ausgerichtet, daß die Wölbung der Richtungsänderung unterstützt wird und der seitliche Versatz in eine neue gemeinsame Mittelachse mit der Bahn 41 hergestellt wird. Entsprechend wird die Bahn 41 über die in den Lagern 14 und 16 gehalterten Walzen 9 und 10 umgelenkt. Dabei wird jeweils die Wölbung der Bahn 4 nach unten und die Wölbung der Bahn 41 nach oben ausgeweitet. Die kantengerade übereinanderliegenden Bahnen werden gleichzeitig von den Kluppenketten 17 des Breitstreckrahmens erfaßt, der mit einer Heizkammer 19 versehen ist. Da der Breitstreckrahmen allgemein bekannt ist, wurde auf eine vollständige Darstellung dieses Teiles verzichtet, da sich hierdurch nichts am Rahmen der Erfindung ändert.
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In Figur 2 ist die mit dem Trennkeil 18 versehene Breitschlitzdüse 2 zu erkennen, die die Schmelze vor dem Auflaufen auf die Kühlwalze 3 und die beiden Schmelzebahnen 4 und 41 auftei1t.
Neben der beschriebenen Umlenkung sind auch noch andere Umlenkungen möglich. So kann man an den Umlenkpunkten der Bahnen paarweise über- oder nebeneinander angeordnete Walzen verwenden, die von jeweils einer Bahn S-förmig umschlungen werden.
Während das erste Paar durch eine bestimmte Schrägstellung mit der Achse in der Winkelhalbierenden verlaufend - den Ablenkungswinkel der Bahn herbeiführt, wird durch die entgegengerichtete Verstellung des zweiten Walzenpaares, nach dem Erreichen des gewünschten Versatzes, die parallele Laufrichtung wieder hergestellt.
Alternativ zu der Verwendung einer entsprechend breiten Breitschlitzdüse ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zu sehen, bei der wenigstens zwei Breitschlitzdüsen nebeneinander angeordnet sind, wobei man die entsprechende Anzahl von Schmelzeströmen extrudiert. Entscheidend bleibt der Grundgedanke der Erfindung, die Bahnen nebeneinander herzustellen, zunächst nebeneinander zu führen und gegebenenfalls einer Längsstreckung zu unter-
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werfen und vor dem Eintritt in die Breitstreckung übereinander zu führen und in der mehrlagigen Formation den Kluppenketten zu übergeben.
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Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    .1.J Verfahren zur Erhöhung des Produktionsausstosses bei der Herstellung von gestreckten Flachfolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen, wobei man aus einer Breitschlitzdüse die Schmelze des thermoplastischen Kunststoffes extrudiert, den Schmelzefilm zur Folie verfestigt, die Folie einer Querstreckung unterwirft, die gestreckte Folienbahn gegebenenfalls einer Thermofixierung und einer Auftrennung in schmalere Bahnen unterwirft und sie anschließend aufwickelt, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einer Breitschlitzdüse extrudiert, die breiter ist als sie zur Herstellung der dem gewählten Breitstreckrahmen normalerweise entsprechenden Vorfolie und anschließender Querstreckung gebräuchlich ist, bevorzugt die Schmelze in Längsrichtung in wenigstens zwei Filme aufteilt, die verfestigten Folienbahnen vor der Querstreckung übereinanderführt und die übereinanderliegenden Folienbahnen gemeinsam einer Querstreckung unterwirft.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in der Düse teilt.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Abkühlung der Schmelze-
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    filme die Folienbahnen nebeneinanderliegend einer Längsstreckung unterwirft,
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Extruder und einer damit verbundenen Breitschlitzdüse, einer Kühlwalze und einem Breitstreckrahmen, gegebenenfalls einem Thermof i xi erungsrahmen , sowie einer Einrichtung zur Auftrennung in Einzelbahnen sowie einer Aufwiekel einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Teilung, bevorzugt der Schmelze, in wenigstens zwei Längsbahnen sowie eine Einrichtung zum kantengeraden übereinanderlegen der Einzelbahnen vor dem Querstreckrahmen angeordnet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Teilung in der Düse angeordnet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Teilung Trennkeile (18) sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum kantengeraden übereinanderlegen der Einzelbahnen schrägliegende freilaufende Walzen (8, 9, 10, 11) sind. ·
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  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dal3 nach der Einrichtung zur Teilung ein an sich bekanntes Längsstreckwerk (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f), bestehend aus unterschiedlich schnell laufenden Walzen, angeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Breitstreckrahmen mit divergierend geführten Kluppenketten (17, 171) ausgerüstet ist.
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DE2431385A 1974-06-29 1974-06-29 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von verstreckten Flachfolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen Expired DE2431385C3 (de)

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