WO2009068200A2 - Method for producing thermoplastic films - Google Patents

Method for producing thermoplastic films Download PDF

Info

Publication number
WO2009068200A2
WO2009068200A2 PCT/EP2008/009693 EP2008009693W WO2009068200A2 WO 2009068200 A2 WO2009068200 A2 WO 2009068200A2 EP 2008009693 W EP2008009693 W EP 2008009693W WO 2009068200 A2 WO2009068200 A2 WO 2009068200A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
ups
stretching
power supply
power
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/009693
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2009068200A3 (en
Inventor
Christian Peters
Detlef Busch
Stefan Winternheimer
Original Assignee
Treofan Germany Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Treofan Germany Gmbh & Co. Kg filed Critical Treofan Germany Gmbh & Co. Kg
Priority to BRPI0819728A priority Critical patent/BRPI0819728B1/en
Priority to CN200880118001.9A priority patent/CN101878102B/en
Priority to RU2010126081/05A priority patent/RU2486057C2/en
Publication of WO2009068200A2 publication Critical patent/WO2009068200A2/en
Publication of WO2009068200A3 publication Critical patent/WO2009068200A3/en
Priority to ZA2010/03340A priority patent/ZA201003340B/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/252—Drive or actuation means; Transmission means; Screw supporting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0018—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with shaping by orienting, stretching or shrinking, e.g. film blowing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
    • B29C48/0021—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations combined with joining, lining or laminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/06—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique parallel with the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/08—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique transverse to the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/10—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial
    • B29C55/12—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets multiaxial biaxial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04—Polymers of ethylene
    • B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids
    • B29K2067/046—PLA, i.e. polylactic acid or polylactide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25—Solid
    • B29K2105/253—Preform
    • B29K2105/256—Sheets, plates, blanks or films

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of films from thermoplastic materials.
  • thermoplastic materials have found widespread use for a wide variety of applications.
  • the biaxially stretched polypropylene films can no longer be dispensed with today in the field of food packaging.
  • the polymers of the individual layers are first melted in an extruder and the melts are extruded through a flat die.
  • the shaped melt film is cooled on a take-off roll, solidified and then optionally biaxially stretched.
  • the stretching in the longitudinal direction by rolls running at different speeds is generally carried out first.
  • stenter transverse stretching frame
  • the orientation in the transverse direction and finally the fixation and winding.
  • the biaxial stretching can also take place simultaneously. Biaxial stretching ensures important performance characteristics such as mechanical strength, stiffness, transparency and a uniform thickness profile.
  • the foil may only be subjected to mechanical stress in these stretching processes to the extent that it can withstand these forces and must not tear off during this process. Demolition always results in disruption of the production process, long downtime and major economic damage.
  • the web must be constantly maintained by a certain tension in the longitudinal and transverse directions to keep the running web smooth and wrinkle-free. It is just as important that these tensile stresses do not exceed the mechanical strength of the film, otherwise it will break again.
  • the film may have locally limited mechanical weaknesses due to an uneven thickness profile. Contaminations of the raw material, e.g. Speckling can create such vulnerabilities, uneven heating can have similar effects.
  • Speckling can create such vulnerabilities
  • uneven heating can have similar effects.
  • it often proves to be very difficult to assign an outline of a clear cause and to eliminate this cause reliably. Targeted investigations in this regard are difficult because it is always the goal to avoid demolitions on the production facilities. The repetition of faulty situations is too costly. So it often remains with unclear foil breaks, which are accepted as a statistical phenomenon, without the causes are ever determined.
  • the present invention is based on the object to reduce the number of breaks in the production of a film web, ie to provide a method with which a film can be produced process safe and without or with the lowest possible number of breaks per unit time ,
  • the method is intended to ensure that the material web can be guided and transported without wrinkles and distortion and, if appropriate, can be stretched sufficiently high in the longitudinal and transverse directions.
  • the process should be used equally successfully at different running speeds of the material web, as well as for different materials.
  • This object is achieved by a method for the production of films of thermoplastic materials, in which one or more driven / s element / s is connected to a first power source for power supply /, characterized in that by means of a second power source, an uninterruptible power supply (UPS ) of these driven elements is ensured.
  • UPS uninterruptible power supply
  • mains voltage and mains frequency are subject to permanent fluctuations due to the fluctuating power consumption of consumers on the one hand, but also due to network disturbances on the other hand.
  • Network disturbances can be caused both by unwanted reactions of the consumers of the current and by accidental events such as e.g. weather-related disturbances are caused.
  • short circuits caused by lightning strikes during a thunderstorm or by construction machinery in earthworks but also the switching on and off of larger electric motors or electric arc furnaces, and even the switching on and off of consumer loads and power plant units cause voltage drops or voltage boosts.
  • Such induced voltage drops are referred to as short breaks in a short period of time, which generally, e.g. with bulbs, go unnoticed.
  • the breaks during the short breaks are most likely caused indirectly by the different inertia of the various components.
  • the extrusion of the polymer melts is influenced by the short interruptions.
  • the individual components of the film are melted and mixed via a screw, which simultaneously promotes the melt along the extruder.
  • the worm is thus also a driven element in the sense of the present invention.
  • Short-term interruptions in the extrusion area for example, have an effect on pressure fluctuations, which can impair the thickness profile and thus indirectly lead to weak spots where breaks occur.
  • a UPS is within the meaning of the present invention, a device according to EN-50091-1, which comprises an energy storage device, generally in conjunction with power converters and electronic control and regulation that compensates for these fluctuations in variations in the voltage or the frequency of the primary power source until the fault is over so that a steady supply of the load is ensured.
  • Films are in the context of the present invention sheet-like material webs that are flexible and generally have a thickness of less than 1000 ⁇ m. Films can be constructed as single-layered or multi-layered. Films in the context of the present invention comprise undrawn films, monoaxially oriented films and biaxially oriented films.
  • thermoplastics are polymers which become soft and plastically deformable at elevated temperatures, for example polyesters, polycarbonate, polyamides, polyolefins, such as polyethylenes, polypropylenes, cycloolefin polymers, polylactic acid, etc.
  • the longitudinal direction is the direction in which the material web runs; This direction is also referred to as the machine direction.
  • the transverse direction in the sense of the present invention is that direction which is at an angle of 90 °, i. runs transversely to the machine direction.
  • the biaxial stretching (orientation) can be carried out simultaneously or sequentially.
  • stretching is generally first longitudinal (in the machine direction) and then transverse (perpendicular to the machine direction).
  • the polymers of the individual layers are compressed and liquefied in an extruder, wherein any additives added may already be present in the polymer or in the polymer mixture.
  • the melts are then pressed and shaped simultaneously through a flat die (slot die), and the monolayer or multilayer film is peeled off on one or more take-off rolls, thereby cooling and solidifying.
  • the temperature of the take-off rolls is in a range of 10 to 120 0 C, preferably 20 to 80 0 C.
  • the prefilm is stretched longitudinally with the aid of two rolls, which run in different directions according to the desired draw ratio.
  • the longitudinal aspect ratios for polypropylene films are in the range of 3 to 8, the temperature is 80 to 150 ° C.
  • Both drafting rollers have their own drive, which controls the peripheral speed of each roller and thus the stretching factor.
  • the transverse stretching is carried out with the help of a clip frame, for polypropylene films at a temperature of 120 to 180 0 C and a transverse stretch ratio of 5 to 10.
  • the film web is heated in the heating fields to the required transverse stretching temperature, for example by hot air from nozzle boxes , which are mounted below and above the film web or by a convection heating or IR emitter.
  • the film When entering the heating fields, the film is grasped on both edges by the clips of a driven circumferential clip chain.
  • the clips guide the film through the entire cross-stretch frame. After passing through the heating fields, the film enters the drafting field. Due to the divergent guidance of the clip chain, the film is pulled continuously on the way through the drafting field in the width until it has reached the intended width at the end.
  • the temperature can be varied by means of appropriate devices in the running direction. After stretching in the drawing field, the film passes through the fixation. In this area, the film is held by means of the clips at a constant width and at a constant or decreasing temperature in the running direction in order to fix the orientation achieved by transverse stretching.
  • convergence can also be performed in the fixation in order to partially reduce the stresses introduced by orientation.
  • the clips open and the film is continued on rotating rollers, while cooled to room temperature, optionally plasma-treated on the surface to be treated, corona or flame-treated and finally wound up.
  • biaxially oriented films can be prepared by the simultaneous stretching process.
  • the film is stretched simultaneously in the longitudinal and transverse directions after cooling to the prefilm by suitable devices.
  • suitable devices for carrying out the method are known in the art
  • LISIM or MESIM method mechanical simultaneous stretching
  • LISIM methods are described in detail in EP 1 112 167 and EP 0 785 858, to which express reference is hereby made.
  • An MESIM method is described in US 2006/0115548, to which reference is also expressly made.
  • the simultaneous stretching takes place according to a continuous simultaneous stretching method.
  • the film is in this case in a similar to the transverse stretching frame, transported drawing furnace with a transport system that operates according to the WEL ches LISIM ® process.
  • the film edges are also detected by clips, which, however, are driven individually by means of a linear motor.
  • Individual clips for example, every third, are equipped with permanent magnets and also serve as a secondary part of a linear motor drive. Over almost the entire circulating transport path, the primary parts of the linear motor drive are arranged parallel to the guide rail.
  • the non-driven clips serve only to absorb film forces across the direction of travel and to maintain the tension between the breakpoints.
  • the prefilm passes through, in an analogous manner, a heating zone in which the guide rails of the clips run substantially parallel.
  • the prefilm is heated by a suitable heater from the inlet temperature to the stretching temperature.
  • the simultaneous stretching process begins by accelerating the mutually independent clip-on carriages in the film direction and thus separating them, ie increasing their distance from one another. In this way, the film is stretched in length.
  • a transverse extension is superimposed on this process, specifically in that the guide rails diverge in the area of the claw acceleration.
  • the film is fixed as known from the sequential stretching in principle.
  • the film is optionally in the longitudinal or transverse direction controlled slightly relaxed in the clamped state. Particularly advantageous may be the simultaneous relaxation in the longitudinal and transverse directions.
  • the clip-on wagons are decelerated, reducing their distance from each other.
  • the guide rails of the transport system are easily converged.
  • the simultaneous stretching is carried out according to a principle equivalent to the LISIM method.
  • the film is also transported here in a stretching oven with a transport system of clips on guide rails.
  • the scissors joint By the scissors joint, the distance between the clips can be varied. In which the scissors joint is pulled apart, the distance of the clips to each other increases. Conversely, the distance is reduced when moving the joint.
  • the two guide rails of the respective pair of rails are arranged converging, whereby the scissors joint is pulled apart and accelerate the clips in the running direction of the film and increase their distances from each other.
  • the film is stretched in length.
  • a simultaneous transverse extension takes place by the divergent arrangement of the rail pairs at each edge of the film, a simultaneous transverse extension.
  • the blown film process is known per se in the art.
  • the melt is extruded through a ring die to a hose which is squeezed at the lower end by rolling and pulled in the length.
  • the compressed air inflates the tube to a certain extent, whereby a biaxial stretching takes place in principle simultaneously.
  • All these processes have in common that are driven elements for the extrusion of the melts, for guiding and possibly stretching the film and supplied by a primary power source.
  • Driven elements are, for example, extrusion screws, all driven rollers over which the films are guided, possibly stretched and wound, the clip chain in the sequential drawing or the linear motor-equipped clips in the LISIM method and the scissors link in the MESIM method.
  • These driven devices are collectively referred to as elements below.
  • a UPS that these elements are supplied trouble-free for the extrusion of the melts and for guiding, stretching or winding a film web.
  • the UPS used according to the invention is designed such that undervoltages, overvoltages, frequency changes and harmonics of the primary energy source are compensated or bridged.
  • the UPS includes an energy storage, power converters and electronic control and regulation.
  • the UPS used should provide a peak power of up to 10MW, with continuous power much lower.
  • the maximum bridging time depends on the capacity of the energy storage and the currently required power and can be between a few 100ms and several minutes depending on the requirement.
  • capacitors in the form of double-layer capacitors so-called supercaps.
  • foil breaks or quality variations are not only caused by prolonged disturbances in the power grid, but many of the previously considered as statistical errors breaks can be explained by the short-term interruptions of the primary energy source, in which the disturbances less than 1s, For example, 10 to 500ms persist. The disturbances are generally not perceived by other consumers and usually do not cause any disturbing effects.
  • UPS are in the context of the present invention, only those of the category VFI particularly suitable.
  • VFD, VFI and VI have the meaning defined in the product standard IEC 62040-3.
  • VFI Voltage and Frequency Independent
  • the input is routed directly to a rectifier that feeds the second energy source.
  • the output is supplied exclusively by an inverter which, in normal operation, ie when the mains voltage at the UPS input is present, obtains the necessary energy via the rectifier (GR) and is supplied with power via the second energy source.
  • GR rectifier
  • the UPS is installed between the US side transformer outlet and the load terminals (L1, L2, L3) (see Fig. 1).
  • VFI UPSs have a so-called bypass circuit, which is connected in parallel with the rectifier / inverter combination. If there is an overload on the UPS output or if an internal error occurs in the GR / WR branch, the connected consumer is switched to this bypass branch "without interruption" and thus supplied further.
  • the energy storage is installed on the DC bus of the UPS and supports it when the voltage at the input fails.
  • VFI UPS not only protect against the consequences of power failure, undervoltage and overvoltage, but also against fluctuations in the frequency and before harmonics. They are also referred to by the terms “online”, “double conversion”, “continuous operation” or “double conversion”.
  • the consumers such as DC drives, require a DC system with variable output voltage, the input rectifier, the DC link and the energy storage of the UPS are required.
  • the variable DC voltage is then generated via DC / DC converter from the DC voltage of the DC link (Fig. 3).
  • the energy store can be connected either directly (FIG. 3 and FIG. 4) or via a DC / DC converter (FIG. 5) to the voltage intermediate circuit. All the circuit variants have in common that the energy is buffered via an intermediate circuit capacitor.
  • the capacitance of this capacitor is on the order of a few mF (0.1 - 1OmF) and is not sufficient to bridge short interruptions of up to 3s. This energy storage must be used with a higher energy density.
  • accumulators are generally suitable as energy storage and have a relatively high energy density.
  • their power density is not sufficient for the application [Bine Informationsdienst Zarinfo 11/03] This means that for the high power application very many accumulator cells have to be used which consume a lot of space at the same time. Often, this space is then not available in a system for film production.
  • a solution with accumulators also provides an amount of energy that could supply the system for more than 10 minutes. However, since most disturbances in the power grid are shorter than 3s, the amount of energy provided is much too large.
  • a solution with a capacitor bank with double-layer capacitors requires significantly less space for the same power, the volume is about 100 times smaller than that of a comparable accumulator. Since the energy density of such double-layer capacitors is about 100 times smaller than that of accumulators, only one time can be given for the same volume be bridged by about 10s. This is exactly the time required to bridge short breaks.
  • the double-layer capacitor has an approximately 3 times longer life of about 10 years compared to the accumulator. Its state of aging, and therefore the time to replace the capacitors, can also be determined by the capacitance.
  • the Doppel fürkondensa- tor is the preferred solution to overcome the problems caused by short breaks in systems for film production.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing thermoplastic films in which one or more driven elements are connected to a first energy source for supplying power. An uninterrupted power supply (USV) of said driven elements is guaranteed by a second power source.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Herstellung von Folien aus thermoplastischen KunststoffenProcess for the production of thermoplastic films
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen.The present invention relates to a process for the production of films from thermoplastic materials.
Orientierte Folien aus thermoplastischen Kunststoffen haben eine weite Verbreitung für verschiedenste Anwendungen gefunden. Insbesondere auf die biaxial verstreckten Polypropylenfolien kann man heute im Bereich der Lebensmittelverpackung nicht mehr verzichtet werden. Noch heute, 40 Jahre nach der Einführung als Verpackungsmaterial, verzeichnet man wachsende Mengen und eine immer weiter fortschreitende Entwicklung, um die Eigenschaften der Folien kontinuierlich zu verbessern und das Anwendungsspektrum zu erweitern.Oriented films made of thermoplastic materials have found widespread use for a wide variety of applications. In particular, the biaxially stretched polypropylene films can no longer be dispensed with today in the field of food packaging. Even today, 40 years after its introduction as packaging material, growing quantities and an ever-advancing development are being made in order to continuously improve the properties of the films and to expand the range of applications.
Nach dem üblichen Herstellverfahren (Flachfolienverfahren oder Stenterver- fahren) werden die Polymeren der einzelnen Schichten zunächst in einem Extruder aufgeschmolzen und die Schmelzen durch eine Flachdüse extru- diert. Der geformte Schmelzefilm wird auf einer Abzugswalze abgekühlt, verfestigt und anschließend gegebenenfalls biaxial verstreckt. Die Verstreckung in Längsrichtung durch verschieden schnell laufende Walzen wird im allgemeinen zuerst durchgeführt. Anschließend erfolgt in einem sogenannten Querstreckrahmen (Stenter) die Orientierung in Querrichtung und abschließend die Fixierung und Wicklung. In einer weiteren Verfahrensvariante kann die biaxiale Verstreckung auch simultan erfolgen. Die biaxiale Verstreckung stellt wichtige Gebrauchseigenschaften wie mechanische Festigkeit, Steifigkeit, Transparenz und ein gleichmäßiges Dickenprofil sicher.After the usual production process (flat film process or stenter process), the polymers of the individual layers are first melted in an extruder and the melts are extruded through a flat die. The shaped melt film is cooled on a take-off roll, solidified and then optionally biaxially stretched. The stretching in the longitudinal direction by rolls running at different speeds is generally carried out first. Subsequently, in a so-called transverse stretching frame (stenter), the orientation in the transverse direction and finally the fixation and winding. In a further variant of the method, the biaxial stretching can also take place simultaneously. Biaxial stretching ensures important performance characteristics such as mechanical strength, stiffness, transparency and a uniform thickness profile.
In diesen Herstellverfahren ist es essentiell, daß bestimmte Temperaturen beim Abkühlen der Vorfolie, bei der Längsverstreckung, sowie beim Querstrecken und der Fixierung eingehalten werden. Aus diesem Grund sind an jeder Anlage Vorrichtungen zum Erwärmen, bzw. zum Abkühlen der Folie vorgesehen. Vor der Längsverstreckung erfolgt eine Erwärmung beispielsweise über beheizte Walzen, auch ein die Folie umschließender Luftheizkasten ist möglich. Nach der Längsstreckung wird die Folie wieder abgekühlt. Dann erfolgt eine erneute Erwärmung auf die gewünschte Querstrecktemperatur. Die so erwärmte Folie wird durch die sogenannten Streckfelder des Querstreckrahmens geführt und durch divergente Führung der Kluppenkette in Laufrichtung der Folie kontinuierlich verbreitert. Um eine möglichst gleichmäßige Verstre- ckung der Folie zu erzielen, wird eine gleichmäßige Temperatur über Heizelemente im Streckrahmen aufrechterhalten.In these manufacturing processes, it is essential that certain temperatures during cooling of the prefilm, during the longitudinal stretching, as well as during transverse stretching and fixation. For this reason, devices for heating or for cooling the film are provided on each system. Prior to the longitudinal stretching takes place, for example, heated by heated rollers, also a film enclosing Luftheizkasten is possible. After longitudinal stretching, the film is cooled again. Then, a renewed heating to the desired transverse stretching temperature. The thus heated film is guided by the so-called stretching fields of the transverse stretching frame and continuously widened by divergent guidance of the clip chain in the running direction of the film. In order to achieve as uniform a stretching of the film as possible, a uniform temperature is maintained by means of heating elements in the stretching frame.
Die Folie darf bei diesen Streckprozessen nur soweit mechanisch belastet werden, wie sie diesen Kräften standhält und darf dabei nicht abreißen. Abrisse haben immer eine Unterbrechung des Produktionsprozesses, lange Ausfallzeiten und einen großen wirtschaftlichen Schaden zur Folge.The foil may only be subjected to mechanical stress in these stretching processes to the extent that it can withstand these forces and must not tear off during this process. Demolition always results in disruption of the production process, long downtime and major economic damage.
Auch bei der Verarbeitung der Folien, muß die Materialbahn ständig durch eine gewisse Zugspannung in Längsrichtung und Querrichtung gehalten werden, um die laufende Materialbahn glatt und faltenfrei zu halten. Hierbei ist es genauso wichtig, daß diese Zugspannungen die mechanische Festigkeit der Folie nicht überschreiten, da es sonst erneut zu Abrissen kommt.Also in the processing of the films, the web must be constantly maintained by a certain tension in the longitudinal and transverse directions to keep the running web smooth and wrinkle-free. It is just as important that these tensile stresses do not exceed the mechanical strength of the film, otherwise it will break again.
Im Herstellungsprozeß muß auch berücksichtigt werden, daß sich die Zugoder Streckspannung, welche die Folie aushält, mit der Dicke und den Temperaturen ändert. Auch die Zusammensetzung und die Struktur der Folie beeinflussen die mechanische Festigkeit. Die richtige Einstellung der Bahnspannung und der Verhältnisse beim Verstrecken hängt von vielen verschie- denen Faktoren ab und ist somit per se eine schwierige Aufgabe. Die richtige Bahnspannung ist essentiell, da bei einer zu geringen Bahnspannung Falten, Verwerfungen, Säbelbogen, Verdehnungen und andere Defekte entstehen. Die ausreichende Verstreckung ist für die mechanische Festigkeit der Folie, ein gleichmäßiges Dickenprofil und viele andere Gebrauchseigenschaften wichtig. Leider kommt es im Herstellungsprozeß häufig zu Abrissen, wodurch die Herstellung der Folien unwirtschaftlich wird. Insbesondere Abrisse im Bereich des Querstreckrahmens ziehen aufwendige Reinigungsmaßnahmen nach sich, da nach dem Abriß die nachlaufende Folienbahn mit den Heizelementen des Querstreckrahmens in Kontakt kommt, aufschmilzt und mit diesen Elementen verklebt. Die Folgen sind mehrstündige Produktionsausfallzei- ten und schwerwiegende wirtschaftliche Verluste.In the manufacturing process, it must also be considered that the tensile or yield stress that the film endures varies with thickness and temperatures. The composition and the structure of the film also influence the mechanical strength. Proper adjustment of web tension and draw ratios depends on many different factors and is thus per se a difficult task. The correct web tension is essential, since at too low web tension wrinkles, Distortions, saber arches, dilations and other defects arise. Sufficient stretching is important for the mechanical strength of the film, a uniform thickness profile, and many other performance properties. Unfortunately, it often breaks down in the manufacturing process, making the production of films uneconomical. In particular, cracks in the area of the transverse stretching frame entail complex cleaning measures, since after the demolition the trailing film web comes into contact with the heating elements of the transverse stretching frame, melts and adheres to these elements. The consequences are several hours of production downtime and serious economic losses.
Viele verschiedene Ursachen können zu einem Abriß während der Folienherstellung führen. Beispielsweise kann die Folie durch ein ungleichmäßiges Dickenprofil lokal begrenzte mechanische Schwachpunkte aufweisen. Verunrei- nigungen des Rohstoffs, z.B. Stippen können derartige Schwachstellen erzeugen, eine ungleichmäßige Erwärmung kann ähnliche Effekte haben. In der Praxis erweist es sich häufig als sehr schwierig einen Abriß einer eindeutigen Ursache zuzuordnen und diese Ursache zuverlässig zu beseitigen. Gezielte Untersuchungen in dieser Hinsicht gestalten sich schwierig, da es immer Ziel ist Abrisse auf den Produktionsanlagen zu vermeiden. Die Wiederholung von fehlerbehafteten Situationen ist zu kostspielig. So bleibt es oftmals bei ungeklärten Folienabrissen, die als statistisches Phänomen in Kauf genommen werden, ohne daß die Ursachen dafür jemals ermittelt werden.Many different causes can lead to a break during film production. For example, the film may have locally limited mechanical weaknesses due to an uneven thickness profile. Contaminations of the raw material, e.g. Speckling can create such vulnerabilities, uneven heating can have similar effects. In practice, it often proves to be very difficult to assign an outline of a clear cause and to eliminate this cause reliably. Targeted investigations in this regard are difficult because it is always the goal to avoid demolitions on the production facilities. The repetition of faulty situations is too costly. So it often remains with unclear foil breaks, which are accepted as a statistical phenomenon, without the causes are ever determined.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Anzahl der Abrisse bei der Herstellung einer Folienbahn zu reduzieren, d.h. ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Folie verfahrenssicher und ohne bzw. mit einer möglichst geringen Anzahl von Abrissen pro Zeiteinheit hergestellt werden kann. Das Verfahren soll sicherstellen, daß die Materialbahn falten- und verdehnungsfrei geführt und transportiert werden kann und gegebenenfalls in Längs- und Querrichtung ausreichend hoch verstreckt werden kann. Das Verfahren soll bei unterschiedlichen Laufgeschwindigkeiten der Materialbahn, sowie für verschiedene Materialien gleichermaßen erfolgreich eingesetzt werden.The present invention is based on the object to reduce the number of breaks in the production of a film web, ie to provide a method with which a film can be produced process safe and without or with the lowest possible number of breaks per unit time , The method is intended to ensure that the material web can be guided and transported without wrinkles and distortion and, if appropriate, can be stretched sufficiently high in the longitudinal and transverse directions. The process should be used equally successfully at different running speeds of the material web, as well as for different materials.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen, bei welchem ein oder mehrere angetriebene/s Element/e an eine erste Energiequelle zur Stromversorgung angeschlossen ist/sind, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer zweiten Energiequelle eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) dieser angetriebenen EIe- mente sichergestellt wird.This object is achieved by a method for the production of films of thermoplastic materials, in which one or more driven / s element / s is connected to a first power source for power supply /, characterized in that by means of a second power source, an uninterruptible power supply (UPS ) of these driven elements is ensured.
Es ist grundsätzlich bekannt, daß die Elektroenergieversorgung aus öffentlichen Stromnetzen zwar selten vollständig unterbrochen wird, jedoch Netzspannung und Netzfrequenz durch den schwankenden Strombedarf der Verbraucher einerseits, aber auch durch Netzstörungen andererseits, permanenten Schwankungen unterliegen. Netzstörungen können sowohl durch ungewollte Rückwirkungen der Stromverbraucher als auch durch zufällige Ereignisse wie z.B. witterungsbedingte Störungen verursacht werden. Zum Beispiel rufen Kurzschlüsse durch Blitzeinschläge während eines Gewitters oder durch Baumaschinen bei Erdarbeiten, aber auch das Ein- und Ausschalten größerer Elektromotoren oder Lichtbogenöfen und sogar das Zu- und Abschalten von Verbraucherlasten und Kraftwerkseinheiten Spannungsabsenkungen bzw. Spannungsanhebungen hervor. Derartig verursachte Spannungsabsenkungen werden bei kurzer Zeitdauer als Kurzunterbrechungen bezeichnet, die im allgemeinen, z.B. bei Leuchtmitteln, unbemerkt bleiben.Although it is generally known that the electric power supply from public power grids is rarely completely interrupted, mains voltage and mains frequency are subject to permanent fluctuations due to the fluctuating power consumption of consumers on the one hand, but also due to network disturbances on the other hand. Network disturbances can be caused both by unwanted reactions of the consumers of the current and by accidental events such as e.g. weather-related disturbances are caused. For example, short circuits caused by lightning strikes during a thunderstorm or by construction machinery in earthworks, but also the switching on and off of larger electric motors or electric arc furnaces, and even the switching on and off of consumer loads and power plant units cause voltage drops or voltage boosts. Such induced voltage drops are referred to as short breaks in a short period of time, which generally, e.g. with bulbs, go unnoticed.
Die Energieversorger regeln Netzspannung und Netzfrequenz an den Einspeiseknoten des Stromnetzes zwar ständig nach, gleichen dadurch aber nur die Summe der Störungen zur Einhaltung eines über eine längere Zeitdauer berechneten Sollwertes aus. Die oben beschriebenen Kurzunterbrechungen werden durch diese Regelungsmaßnahmen nicht behoben, insbesondere wenn der beeinträchtigte Stromverbraucher in lokalen Netzen mit niedriger Nennspannung angeschlossen ist. Beispielsweise sind in Westeuropa ca. 97% der Störungen im Stromnetz weniger als 3 Sekunden lang. Eine der wesentlichen Ursachen für derartige Kurzunterbrechungen stellen witterungsbe- dingte Blitzeinschläge dar, die sowohl zeitlich wie örtlich unvorhersehbar sind.Although the utility companies constantly regulate the grid voltage and grid frequency at the grid's grid feed-in nodes, they only compensate for the sum of the disturbances required to maintain a setpoint value calculated over a longer period of time. The short interruptions described above are not remedied by these regulatory measures, in particular if the affected power consumer is connected in local low-voltage networks. For example, in Western Europe, approximately 97% of mains disturbances are less than 3 seconds long. One of the main causes of such short interruptions is weather-related lightning strikes, which are unpredictable both in terms of time and place.
Es wird im Stand der Technik beschrieben, daß elektronische Datenverarbeitungssysteme vor derartigen Schwankungen geschützt werden müssen, um Datenverluste zu vermeiden. Oftmals wird auch in allgemeiner Form auf Problerne mit sensiblen Stromverbrauchern hingewiesen. Es gibt jedoch im Stand der Technik keine Hinweise darauf, daß derartige lokale Schwankungen in der Stromversorgungen die Anlagen zur Herstellung von Folien beeinflussen könnten, insbesondere wurde den kurzzeitigen Störungen von beispielsweise weniger als 3s bisher keinerlei Beachtung geschenkt.It is described in the prior art that electronic data processing systems must be protected from such fluctuations in order to avoid data loss. Often it is also pointed out in general form on problem with sensitive power consumers. However, there is no indication in the prior art that such local fluctuations in the power supplies could affect the equipment for the production of films, in particular, the short-term disturbances of, for example, less than 3s previously paid no attention.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend gefunden, daß Folienabrisse während der Herstellung einer Folie häufig zeitgleich oder zeitnah mit derartigen kurzzeitigen Schwankungen in der Stromversorgung auftreten. Insbesondere eine Vielzahl der bisher als unerklärlich in Kauf ge- nommenen Abrisse sind auf diese Kurzunterbrechungen als Ursache indirekt zurückzuführen. Des weiteren wurde ein Zusammenhang zwischen gewissen Qualitätsschwankungen und den Kurzunterbrechungen festgestellt.In the context of the present invention, it has surprisingly been found that film breaks during the production of a film frequently occur at the same time or in a timely manner with such short-term fluctuations in the power supply. In particular, a large number of the previously considered inexplicable breaks are due indirectly to these short interruptions as the cause. Furthermore, a connection between certain quality fluctuations and the short breaks was found.
Überraschenderweise ist es möglich, die Qualität und die Stabilität der Pro- duktionsanlagen hinsichtlich Abrissen durch die Sicherstellung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung der angetriebenen Elemente deutlich zu verbessern. Es wurde gefunden, daß sowohl kurzzeitige Spannungseinbrüche als auch Kurzunterbrechungen, beispielsweise ausgelöst durch Blitzeinschläge in der Nähe, die Abrisse und Qualitätsschwankungen auslösen können.Surprisingly, it is possible to significantly improve the quality and stability of the production facilities with regard to demolition by ensuring an uninterruptible power supply to the driven elements. It has been found that both short-term voltage dips and short interruptions, for example caused by lightning strikes in the vicinity, can trigger the breaks and quality fluctuations.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß die Abrisse während der Kurzunterbrechungen sehr wahrscheinlich indirekt durch die unterschiedlichen Massenträgheiten der verschiedenen Bauteile verursacht werden. Dies gilt insbesondere für Verfahren bei denen die Folien biaxial verstreckt werden. Während die Walzen zur Längsverstreckung beim Span- nungsausfall wegen ihres relativ hohen Massenträgheitsmomentes noch für einige 100ms weiter rotieren, bleibt die Kette im Querstreckrahmen bereits nach einigen 10ms stehen. Durch die hohe Bahnspannung beim Querstrecken reißt die Folie dann beim Stillstand der Kette unmittelbar ab und fällt auf die Heizelemente. Die vorgelagerten Antriebe transportieren die Folie noch weiter bis zum Streckrahmen, der diese aber nicht weitertransportiert. Dadurch entsteht zusätzlich ein Folienstau vor dem Streckrahmen.In the context of the present invention, it has been found that the breaks during the short breaks are most likely caused indirectly by the different inertia of the various components. This applies in particular to methods in which the films are biaxially stretched. While the rollers for longitudinal stretching in case of power failure continue to rotate for some 100ms due to their relatively high mass moment of inertia, the chain in the transverse stretching frame stops after only a few 10ms. Due to the high web tension during transverse stretching, the film then tears immediately when the chain is stationary and falls onto the heating elements. The upstream drives transport the film even further to the stretching frame, which does not transport it further. This also creates a foil rope in front of the stretching frame.
Des weiteren wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung gefunden, daß die Extrusion der Polymerschmelzen durch die Kurzunterbrechungen beeinflußt wird. Im Extruder werden die einzelnen Komponenten der Folie aufgeschmolzen und über eine Schnecke vermischt, welche gleichzeitig die Schmelze entlang des Extruders fördert. Die Schnecke ist somit auch ein angetriebenes Element im Sinne der vorliegenden Erfindung. Kurzzeitunterbrechungen wirken sich im Extrusionsbereich beispielsweise durch Druck- Schwankungen aus, die das Dickenprofil beeinträchtigen können und so indirekt zu Schwachstellen führen, an denen Abrisse auftreten.Furthermore, it has been found in the context of the present invention that the extrusion of the polymer melts is influenced by the short interruptions. In the extruder, the individual components of the film are melted and mixed via a screw, which simultaneously promotes the melt along the extruder. The worm is thus also a driven element in the sense of the present invention. Short-term interruptions in the extrusion area, for example, have an effect on pressure fluctuations, which can impair the thickness profile and thus indirectly lead to weak spots where breaks occur.
Überraschenderweise treten nach Einbau einer USV, welche die Kurzunterbrechungen bei einem oder mehreren angetriebenen Elementen überbrückt, unter sonst gleichen Produktionsbedingungen wesentlich weniger Abrisse auf, insbesondere läuft der Prozeß auch bei benachbarten Blitzeinschlägen stabil und ohne Abrisse oder Schwankungen in der Qualität weiter. Diese Modifikation in der Stromversorgung der angetriebenen Elemente ermöglicht eine stabile Bahn- und Streckspannung während des Herstellprozesses gleichmäßig aufrechtzuerhalten, so daß beispielsweise für die verbesserte Laufsicherheit beim Verstrecken keine reduzierten Streckfaktoren oder ein schlechtes Di- ckenprofil oder vermehrte Faltenbildung oder Verdehnungen in Kauf genommen werden müssen.Surprisingly occur after installation of a UPS, which bridges the short interruptions in one or more driven elements, under otherwise identical production conditions significantly fewer breaks, in particular, the process continues to run stable even with adjacent lightning strikes and without interruptions or fluctuations in quality. This modification in the power supply of the driven elements enables a stable web and yield stress to be maintained uniformly during the production process, so that, for example, for the improved running reliability during stretching, no reduced stretching factors or a poor dielectric strength are obtained. profile or increased wrinkling or stretching must be accepted.
Eine USV ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung gemäß EN-50091-1 , welche einen Energiespeicher, im allgemeinen in Verbindung mit Stromrichter und elektronischer Steuerung und Regelung umfaßt, die bei Schwankungen der Spannung oder der Frequenz der primären Stromquelle diese Störungen ausgleicht, bis die Störung vorbei ist, so daß eine beständige Versorgung der Last sichergestellt wird.A UPS is within the meaning of the present invention, a device according to EN-50091-1, which comprises an energy storage device, generally in conjunction with power converters and electronic control and regulation that compensates for these fluctuations in variations in the voltage or the frequency of the primary power source until the fault is over so that a steady supply of the load is ensured.
Folien sind im Sinne der vorliegenden Erfindung flächenförmige Materialbahnen, die flexibel sind und im allgemeinen eine Dicke von unter 1000μm aufweisen. Folien können einschichtig oder mehrschichtig aufgebaut sein. Folien umfassen im Sinne der vorliegenden Erfindung unverstreckte Folien, mono- axial orientierte Folien und biaxial orientierte Folien.Films are in the context of the present invention sheet-like material webs that are flexible and generally have a thickness of less than 1000μm. Films can be constructed as single-layered or multi-layered. Films in the context of the present invention comprise undrawn films, monoaxially oriented films and biaxially oriented films.
Thermoplastische Kunststoffe sind im Sinne der vorliegenden Erfindung Polymere, die bei erhöhten Temperaturen weich und plastisch verformbar werden, beispielsweise Polyester, Polycarbonat, Polyamide, Polyolefine, wie Po- lyethylene, Polypropylenen, Cycloolefin-Polymere, Polymilchsäure etc.For the purposes of the present invention, thermoplastics are polymers which become soft and plastically deformable at elevated temperatures, for example polyesters, polycarbonate, polyamides, polyolefins, such as polyethylenes, polypropylenes, cycloolefin polymers, polylactic acid, etc.
Die Längsrichtung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung die Richtung, in welche die Materialbahn läuft; diese Richtung wird auch als Maschinenlaufrichtung bezeichnet. Die Querrichtung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung diejenige Richtung, die in einem Winkel von 90°, d.h. quer zur Maschinenlaufrichtung verläuft.For the purposes of the present invention, the longitudinal direction is the direction in which the material web runs; This direction is also referred to as the machine direction. The transverse direction in the sense of the present invention is that direction which is at an angle of 90 °, i. runs transversely to the machine direction.
Verfahren zur Herstellung von Folien sind an sich bekannt. Allen Verfahren ist gemeinsam, daß Polymere in einem Extruder aufgeschmolzen, durch eine Flachdüse extrudiert und zur Verfestigung auf einer gekühlten Walze abgezogen werden. Im Falle der biaxial verstreckten Folien wird die Vorfolie an- schließend monoaxial oder biaxial gestreckt (orientiert), thermofixiert, optional oberflächenbehandelt und aufgewickelt. Die Erfindung kann des weiteren vorteilhaft zur stabilen Stromversorgung von angetriebenen Teilen in einem Blasfolienprozeß eingesetzt werden.Processes for the production of films are known per se. All processes have in common that polymers are melted in an extruder, extruded through a flat die and drawn off for solidification on a cooled roll. In the case of the biaxially stretched films, the prefilm subsequently monoaxially or biaxially stretched (oriented), heat-set, optionally surface-treated and wound up. The invention can be further advantageously used for stable power supply of driven parts in a blown film process.
Die biaxiale Streckung (Orientierung) kann simultan oder sequentiell durchgeführt werden. Bei sequentieller Streckung im Flachfolienprozeß wird im allgemeinen zuerst längs (in Maschinenlaufrichtung) und dann quer (senkrecht zur Maschinenlaufrichtung) gestreckt.The biaxial stretching (orientation) can be carried out simultaneously or sequentially. In sequential stretching in the flat film process, stretching is generally first longitudinal (in the machine direction) and then transverse (perpendicular to the machine direction).
Nachstehend wird als Beispiel zunächst eine Flachfolienextrusion mit anschließender sequentieller Streckung beschrieben.The following is an example of a flat film extrusion with subsequent sequential stretching described as an example.
Zunächst werden wie beim Extrusionsverfahren üblich die Polymeren der ein- zelnen Schichten in einem Extruder komprimiert und verflüssigt, wobei gegebenenfalls zugesetzte Additive bereits im Polymer bzw. in der Polymermischung enthalten sein können. Die Schmelzen werden dann gleichzeitig durch eine Flachdüse (Breitschlitzdüse) gepreßt und geformt, und die ein- oder mehrschichtige Folie wird auf einer oder mehreren Abzugswalzen abgezogen, wobei sie abkühlt und sich verfestigt. Bei Polypropylenfolien liegt die Temperatur der Abzugswalzen in einem Bereich von 10 bis 1200C, vorzugsweise 20 bis 800C.First, as is customary in the extrusion process, the polymers of the individual layers are compressed and liquefied in an extruder, wherein any additives added may already be present in the polymer or in the polymer mixture. The melts are then pressed and shaped simultaneously through a flat die (slot die), and the monolayer or multilayer film is peeled off on one or more take-off rolls, thereby cooling and solidifying. For polypropylene films, the temperature of the take-off rolls is in a range of 10 to 120 0 C, preferably 20 to 80 0 C.
Die Vorfolie wird mit Hilfe zweier, entsprechend dem angestrebten Streckver- hältnis, verschieden schneilaufender Walzen längsgestreckt. Die Längsstre- ckverhältnisse für Polypropylenfolien liegen im Bereich von 3 bis 8, die Temperatur beträgt 80 bis 150°C. Beide Streckwalzen verfügen über einen eigenen Antrieb, über den die Umfangsgeschwindigkeit jeder Walze und somit der Streckfaktor geregelt wird. Nach der Längsstreckung erfolgt das Querstrecken mit Hilfe eines Kluppenrahmens, für Polypropylenfolien bei einer Temperatur von 120 bis 1800C und einem Querstreckverhältnis von 5 bis 10. Für diese Querstreckung wird die Folienbahn in den Aufheizfeldern auf die erforderliche Querstrecktemperatur aufgeheizt, beispielsweise durch Heißluft aus Düsenkästen, die unter- und oberhalb der Folienbahn angebracht sind oder durch eine Konvektionshei- zung oder IR-Strahler. Beim Einlaufen in die Aufheizfelder wird die Folie an beiden Rändern von den Kluppen einer angetriebenen umlaufenden Kluppenkette erfaßt. Die Kluppen führen die Folie durch den gesamten Quer- streckrahmen. Nach Durchlaufen der Aufheizfelder tritt die Folie in das Streckfeld ein. Durch die divergierende Führung der Kluppenkette wird die Folie auf dem Weg durch das Streckfeld kontinuierlich in die Breite gezogen, bis sie am Ende die vorgesehene Breite erreicht hat. Im Bereich des Streckfeldes kann die Temperatur durch entsprechende Vorrichtungen in Laufrichtung vari- iert werden. Nach der Verstreckung im Streckfeld durchläuft die Folie die Fixierung. In diesem Bereich hält man die Folie mittels der Kluppen bei einer gleichbleibenden Breite und bei einer in Laufrichtung konstanten oder abnehmenden Temperatur, um die durch Querstreckung erzielte Orientierung zu fixieren. Je nach den gewünschten Schrumpfeigenschaften kann in der Fixie- rung auch konvergierend gefahren werden, um die durch Orientierung eingebrachten Spannungen teilweise abzubauen. Beim Verlassen des Fixierfeldes öffnen sich die Kluppen und die Folie wird über rotierende Walzen weitergeführt, dabei auf Raumtemperatur abgekühlt, gegebenenfalls an der zur Behandlung vorgesehenen Oberfläche plasma-, Corona- oder flammbehandelt und abschließend aufgewickelt.The prefilm is stretched longitudinally with the aid of two rolls, which run in different directions according to the desired draw ratio. The longitudinal aspect ratios for polypropylene films are in the range of 3 to 8, the temperature is 80 to 150 ° C. Both drafting rollers have their own drive, which controls the peripheral speed of each roller and thus the stretching factor. After the longitudinal stretching, the transverse stretching is carried out with the help of a clip frame, for polypropylene films at a temperature of 120 to 180 0 C and a transverse stretch ratio of 5 to 10. For this transverse stretch, the film web is heated in the heating fields to the required transverse stretching temperature, for example by hot air from nozzle boxes , which are mounted below and above the film web or by a convection heating or IR emitter. When entering the heating fields, the film is grasped on both edges by the clips of a driven circumferential clip chain. The clips guide the film through the entire cross-stretch frame. After passing through the heating fields, the film enters the drafting field. Due to the divergent guidance of the clip chain, the film is pulled continuously on the way through the drafting field in the width until it has reached the intended width at the end. In the area of the drafting field, the temperature can be varied by means of appropriate devices in the running direction. After stretching in the drawing field, the film passes through the fixation. In this area, the film is held by means of the clips at a constant width and at a constant or decreasing temperature in the running direction in order to fix the orientation achieved by transverse stretching. Depending on the desired shrinkage properties, convergence can also be performed in the fixation in order to partially reduce the stresses introduced by orientation. When leaving the fixing field, the clips open and the film is continued on rotating rollers, while cooled to room temperature, optionally plasma-treated on the surface to be treated, corona or flame-treated and finally wound up.
Alternativ können biaxial orientierte Folien nach dem Simultanstreckverfahren hergestellt werden. Hierbei wird im Unterschied zum sequentiellen Streckverfahren die Folie nach der Abkühlung zur Vorfolie durch geeignete Vorrichtun- gen gleichzeitig in Längs- und Querrichtung verstreckt. Derartige Verfahren und Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens sind im Stand der Technik beispielsweise als LISIM- oder als MESIM- Verfahren (Mechanische Simultan Verstreckung) bekannt. LISIM Verfahren sind im Einzelnen in der EP 1 112 167 und EP 0 785 858 beschrieben, auf weiche hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Ein MESIM Verfahren wird in der US 2006/0115548 be- schrieben, auf weiche gleichfalls ausdrücklich Bezug genommen wird.Alternatively, biaxially oriented films can be prepared by the simultaneous stretching process. In contrast to the sequential stretching method, the film is stretched simultaneously in the longitudinal and transverse directions after cooling to the prefilm by suitable devices. Such methods and apparatus for carrying out the method are known in the art For example, as LISIM or MESIM method (mechanical simultaneous stretching) known. LISIM methods are described in detail in EP 1 112 167 and EP 0 785 858, to which express reference is hereby made. An MESIM method is described in US 2006/0115548, to which reference is also expressly made.
Nach dem LISIM® Verfahren erfolgt die Simultanverstreckung nach einem kontinuierlichen Simultanreckverfahren. Die Folie wird hierbei in einem, dem Querstreckrahmen ähnlichen, Reckofen mit einem Transportsystem befördert, wel- ches nach dem LISIM® -Verfahren arbeitet. Dabei werden die Folienränder gleichfalls von Kluppen erfaßt, welche jedoch einzeln mittels eines Linearmotors angetrieben werden. Einzelne Kluppen, beispielsweise jede Dritte, sind mit Permanentmagneten bestückt und dienen gleichzeitig als Sekundärteil eines Linearmotorantriebes. Über nahezu den ganzen umlaufenden Transportweg sind parallel zur Führungsschiene die Primärteile des Linearmotorantriebes angeordnet. Die nicht-angetriebenen Kluppen dienen lediglich dazu, Folienkräfte quer zur Laufrichtung aufzunehmen und die Zugspannung zwischen den Haltepunkten aufrecht zu erhalten.According to the LISIM ® method, the simultaneous stretching takes place according to a continuous simultaneous stretching method. The film is in this case in a similar to the transverse stretching frame, transported drawing furnace with a transport system that operates according to the WEL ches LISIM ® process. The film edges are also detected by clips, which, however, are driven individually by means of a linear motor. Individual clips, for example, every third, are equipped with permanent magnets and also serve as a secondary part of a linear motor drive. Over almost the entire circulating transport path, the primary parts of the linear motor drive are arranged parallel to the guide rail. The non-driven clips serve only to absorb film forces across the direction of travel and to maintain the tension between the breakpoints.
Nachdem die Folienränder von den Kluppen erfaßt sind, durchläuft die Vorfolie, in analoger Weise eine Aufheizzone in der die Führungsschienen der Kluppen im wesentlichen parallel verlaufen. In diesem Bereich wird die Vorfolie durch eine geeignete Heizvorrichtung von der Einlauftemperatur auf die Recktemperatur erwärmt. Danach beginnt der Simultanreckprozess, indem die voneinan- der unabhängigen Kluppenwagen in Folienrichtung beschleunigt werden und somit separieren, d.h. ihren Abstand zueinander vergrößern. Auf diese Weise wird die Folie in die Länge gestreckt. Gleichzeitig wird diesem Prozeß eine Querstreckung überlagert und zwar dadurch, daß die Führungsschienen im Bereich der Kluppenbeschleunigung divergieren. Danach wird die Folie wie von der sequentiellen Streckung im Prinzip bekannt fixiert. Bei erhöhter Temperatur wird die Folie gegebenenfalls in Längs- oder Querrichtung kontrolliert im eingespannten Zustand geringfügig relaxiert. Besonders vorteilhaft kann das simultane Relaxieren in Längs- und Querrichtung sein. Hier werden die Kluppenwagen verzögert, wodurch sich deren Abstand zueinander reduziert. Gleichzeitig läßt man die Führungsschienen des Transportsystems leicht konvergieren.After the film edges are detected by the clips, the prefilm passes through, in an analogous manner, a heating zone in which the guide rails of the clips run substantially parallel. In this area, the prefilm is heated by a suitable heater from the inlet temperature to the stretching temperature. Thereafter, the simultaneous stretching process begins by accelerating the mutually independent clip-on carriages in the film direction and thus separating them, ie increasing their distance from one another. In this way, the film is stretched in length. At the same time, a transverse extension is superimposed on this process, specifically in that the guide rails diverge in the area of the claw acceleration. Thereafter, the film is fixed as known from the sequential stretching in principle. At elevated temperature, the film is optionally in the longitudinal or transverse direction controlled slightly relaxed in the clamped state. Particularly advantageous may be the simultaneous relaxation in the longitudinal and transverse directions. Here the clip-on wagons are decelerated, reducing their distance from each other. At the same time, the guide rails of the transport system are easily converged.
Nach dem MESIM® Verfahren erfolgt die Simultanverstreckung nach einem dem LISIM Verfahren äquivalenten Prinzip. Die Folie wird hierbei ebenfalls in einem Reckofen mit einem Transportsystem aus Kluppen auf Führungsschienen befördert. Es gibt an jedem Folienrand ein Schienenpaar auf dem gegenüberliegende Kluppen und kluppenähnliche Elemente angeordnet und über ein Scherengelenk miteinander verbunden sind. Durch das Scherengelenk kann der Abstand der Kluppen zueinander variiert werden. In dem das Scherengelenk auseinander gezogen wird vergrößert sich der Abstand der Kluppen zueinander. Umgekehrt wird beim Zusammenfahren des Gelenkes der Abstand verringert. Im Reckofen sind die beiden Führungsschienen des jeweiligen Schienenpaares (mit Scherengelenk) konvergierend angeordnet, wodurch das Sche- rengelenk auseinandergezogen wird und die Kluppen in Laufrichtung der Folie beschleunigen und ihre Abstände zueinander vergrößern. Hierdurch wird die Folie in die Länge gestreckt. Gleichzeitig erfolgt durch die divergierende Anordnung der Schienenpaare an jedem Folienrand eine gleichzeitige Querstreckung.According to the MESIM® method, the simultaneous stretching is carried out according to a principle equivalent to the LISIM method. The film is also transported here in a stretching oven with a transport system of clips on guide rails. There are at each edge of the film a pair of rails on the opposite clips and arranged like a doll-like elements and connected to each other via a scissors joint. By the scissors joint, the distance between the clips can be varied. In which the scissors joint is pulled apart, the distance of the clips to each other increases. Conversely, the distance is reduced when moving the joint. In the stretching furnace, the two guide rails of the respective pair of rails (with scissor joint) are arranged converging, whereby the scissors joint is pulled apart and accelerate the clips in the running direction of the film and increase their distances from each other. As a result, the film is stretched in length. At the same time takes place by the divergent arrangement of the rail pairs at each edge of the film, a simultaneous transverse extension.
Der Blasfolienprozeß ist an sich im Stand der Technik bekannt. Hierbei wird die Schmelze durch eine Ringdüse zu einem Schlauch extrudiert der am unteren Ende durch Walzen abgequetscht und in die Länge gezogen wird. Die Druckluft bläst den Schlauch bis zu einem gewissen Umfang auf, wodurch eine biaxiale Verstreckung im Prinzip simultan erfolgt. Allen diesen Prozessen ist gemeinsam, daß Elemente zur Extrusion der Schmelzen, zum Führen und gegebenenfalls Verstrecken der Folie angetrieben und von einer primären Stromquelle versorgt werden. Angetriebene Elemente sind beispielsweise Extrusionsschnecken, alle angetriebenen Walzen, über welche die Folien geführt, gegebenenfalls verstreckt und gewickelt werden, die Kluppenkette bei der sequentiellen Verstreckung oder die mit einem Linearmotor versehenen Kluppen beim LISIM Verfahren sowie das Scherengelenk beim MESIM-Verfahren. Diese angetriebenen Vorrichtungen werden nachstehend zusammengefaßt als Elemente bezeichnet.The blown film process is known per se in the art. Here, the melt is extruded through a ring die to a hose which is squeezed at the lower end by rolling and pulled in the length. The compressed air inflates the tube to a certain extent, whereby a biaxial stretching takes place in principle simultaneously. All these processes have in common that are driven elements for the extrusion of the melts, for guiding and possibly stretching the film and supplied by a primary power source. Driven elements are, for example, extrusion screws, all driven rollers over which the films are guided, possibly stretched and wound, the clip chain in the sequential drawing or the linear motor-equipped clips in the LISIM method and the scissors link in the MESIM method. These driven devices are collectively referred to as elements below.
Erfindungsgemäß wird durch eine USV sichergestellt, daß diese Elemente zur Extrusion der Schmelzen und Führen, Verstrecken oder Wickeln einer Folienbahn störungsfrei versorgt werden. Die erfindungsgemäß verwendete USV ist derart ausgelegt, daß Unterspannungen, Überspannungen, Frequenzände- rungen und Oberschwingungen der primärem Energiequelle ausgeglichen, bzw. überbrückt werden. Prinzipiell umfaßt die USV einen Energiespeicher, Stromrichter und eine elektronischen Steuerung und Regelung.According to the invention, it is ensured by a UPS that these elements are supplied trouble-free for the extrusion of the melts and for guiding, stretching or winding a film web. The UPS used according to the invention is designed such that undervoltages, overvoltages, frequency changes and harmonics of the primary energy source are compensated or bridged. In principle, the UPS includes an energy storage, power converters and electronic control and regulation.
Im allgemeinen sollten die verwendeten USV eine Spitzenleistung von bis zu 10MW bieten, wobei die Dauerleistung wesentlich geringer ist. Die maximale Überbrückungszeit hängt von der Kapazität des Energiespeichers und der aktuell benötigten Leistung ab und kann je nach Anforderung zwischen einigen 100ms und mehreren Minuten betragen.In general, the UPS used should provide a peak power of up to 10MW, with continuous power much lower. The maximum bridging time depends on the capacity of the energy storage and the currently required power and can be between a few 100ms and several minutes depending on the requirement.
Als Energiespeicher können grundsätzlich Akkumulatoren, supraleitende Spulen und Kondensatoren eingesetzt werden. Diese verschiedenen Speicher unterscheiden sich signifikant hinsichtlich Energiedichte und Leistungsdichte und Leistungsdauer, so daß unterschiedliche Arten von Störungen durch die individuelle Auswahl der jeweiligen Speicher abgedeckt werden. Überra- schenderweise sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung Kondensatoren in Form von Doppelschichtkondensatoren, sogenannten Supercaps, be- sonders vorteilhaft. Es hat sich gezeigt, daß Folienabrisse oder Qualitätsschwankungen nicht nur durch länger andauernde Störungen im Stromnetz verursacht werden, sondern viele der bisher als statistische Fehler in Kauf genommenen Abrisse lassen sich durch die kurzzeitigen Unterbrechungen der primären Energiequelle erklären, bei denen die Störungen weniger als 1s, beispielsweise 10 - 500ms andauern. Die Störungen werden im allgemeinen von anderen Verbrauchern gar nicht wahrgenommen und verursachen normalerweise auch keinerlei störende Effekte. Überraschenderweise wurde gefunden, daß derartige Störungen sowohl die Stabilität des Folienherstellungspro- zesses als auch die Qualität der hergestellten Folien beeinflussen. Überraschenderweise zeigen insbesondere die angetriebenen Elemente zur Querverstreckung der Folie, wie beispielsweise die Kluppenkette oder die angetriebenen Kluppen des LISIM-Verfahrens eine hohe Sensibilität gegenüber diesen Kurzunterbrechungen. Erfindungsgemäß kann insbesondere die An- zahl der Abrisse im Bereich der Querstreckung durch Einbau einer auf Super- caps basierenden USV wirksam reduziert werden. Es zeigt sich, daß insbesondere die Stabilität des Verfahrens auch bei Gewitter deutlich verbessert ist.As an energy storage batteries can be used in principle, superconducting coils and capacitors. These various memories differ significantly in terms of energy density and power density and power duration, so that different types of interference are covered by the individual selection of the respective memories. Surprisingly, for the purposes of the present invention, capacitors in the form of double-layer capacitors, so-called supercaps, are known. especially advantageous. It has been shown that foil breaks or quality variations are not only caused by prolonged disturbances in the power grid, but many of the previously considered as statistical errors breaks can be explained by the short-term interruptions of the primary energy source, in which the disturbances less than 1s, For example, 10 to 500ms persist. The disturbances are generally not perceived by other consumers and usually do not cause any disturbing effects. Surprisingly, it has been found that such disturbances influence both the stability of the film production process and the quality of the films produced. Surprisingly, in particular the driven elements for transverse stretching of the film, such as the clip chain or the driven lugs of the LISIM process, show a high sensitivity to these short interruptions. According to the invention, in particular, the number of breaks in the region of the transverse extent can be effectively reduced by incorporating a super-cap-based UPS. It turns out that in particular the stability of the process is significantly improved even during thunderstorms.
Als USV sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung nur solche der Kategorie VFI besonders geeignet. Die Begriffe VFD, VFI und VI haben im Sinne der vorliegenden Erfindung die in der Produktnorm IEC 62040-3 festgelegte Bedeutung.As UPS are in the context of the present invention, only those of the category VFI particularly suitable. For the purposes of the present invention, the terms VFD, VFI and VI have the meaning defined in the product standard IEC 62040-3.
Bei USV der Kategorie VFI (Voltage and Frequency Independent) ist der Eingang direkt auf einen Gleichrichter geführt, der die zweite Energiequelle speist. Bei einem Drehstromsystem wird der Ausgang ausschließlich von einem Wechselrichter versorgt, der im Normalbetrieb, also bei vorhandener Netzspannung am USV-Eingang, die notwendige Energie über den Gleich- richter (GR) bezieht und bei Netzausfall über die zweite Energiequelle versorgt wird. Benötigen die Verbraucher am Ausgang der USV ein Wechsel- oder Drehstromsystem, wird die USV zwischen dem Transformatorabgang der US-Seite und den Verbraucheranschlüssen (L1 , L2, L3) installiert (s. Fig. 1). Die Wechsel- oder Drehspannung am Ausgang wird in jedem Fall - unabhängig von der Qualität der Eingangsspannung - über einen nachgeschalteten Wechselrichter (WR) aus der Gleichspannung des sogenannten Zwischenkreises erzeugt. Zur Erhöhung der Versorgungssicherheit verfügen VFI-USV über eine sogenannte Bypass-Schaltung, die parallel zur Gleichrichter/Wechselrichter-Kombi geschaltet ist. Bei Überlasten am USV-Ausgang oder Auftreten eines internen Fehlers im GR/WR-Zweig, wird der angeschlos- sene Verbraucher "unterbrechungsfrei" auf diesen Bypasszweig umgeschaltet und somit weiter versorgt. Der Energiespeicher ist am Zwischenkreis der USV installiert und stützt diesen, wenn die Spannung am Eingang ausfällt.For VFI (Voltage and Frequency Independent) UPS, the input is routed directly to a rectifier that feeds the second energy source. In the case of a three-phase system, the output is supplied exclusively by an inverter which, in normal operation, ie when the mains voltage at the UPS input is present, obtains the necessary energy via the rectifier (GR) and is supplied with power via the second energy source. Do consumers need a change-over at the output of the UPS? or three-phase system, the UPS is installed between the US side transformer outlet and the load terminals (L1, L2, L3) (see Fig. 1). The AC or three-phase voltage at the output is generated in any case - regardless of the quality of the input voltage - via a downstream inverter (WR) from the DC voltage of the so-called DC link. To increase the security of supply, VFI UPSs have a so-called bypass circuit, which is connected in parallel with the rectifier / inverter combination. If there is an overload on the UPS output or if an internal error occurs in the GR / WR branch, the connected consumer is switched to this bypass branch "without interruption" and thus supplied further. The energy storage is installed on the DC bus of the UPS and supports it when the voltage at the input fails.
VFI-USV schützen nicht nur vor den Folgen eines Stromausfalls, Unterspan- nung und Überspannung, sondern auch vor Schwankungen der Frequenz und vor Oberschwingungen. Sie werden auch mit den Begriffen "Online", "Double- Conversion", "Dauerbetrieb" oder "Doppelwandler" bezeichnet.VFI UPS not only protect against the consequences of power failure, undervoltage and overvoltage, but also against fluctuations in the frequency and before harmonics. They are also referred to by the terms "online", "double conversion", "continuous operation" or "double conversion".
Benötigen die Verbraucher, wie z.B. Drehstromantriebe, ein Gleichstromsys- tem mit einem Spannungs-Zwischenkreis, wird nur der Energiespeicher der USV in das bestehende System eingebaut. Dieser kann entweder direkt (Fig. 2 und Fig. 4) oder über einen DC/DC-Wandler (Fig. 5) an den Spannungs- Zwischenkreis angeschlossen sein.Do consumers, such as Three-phase drives, a DC system with a DC link, only the energy storage of the UPS is installed in the existing system. This can be connected either directly (FIG. 2 and FIG. 4) or via a DC / DC converter (FIG. 5) to the voltage intermediate circuit.
Fordern die Verbraucher, wie z.B. Gleichstromantriebe, ein Gleichstromsystem mit variabler Ausgangsspannung, benötigt man den Eingangsgleichrichter, den Spannungs-Zwischenkreis und den Energiespeicher der USV. Die variable Gleichspannung wird dann über DC/DC-Wandler aus der Gleichspannung des Zwischenkreises erzeugt (Fig. 3). Der Energiespeicher kann entweder direkt (Fig. 3 und Fig. 4) oder über einen DC/DC-Wandler (Fig. 5) an den Spannungs-Zwischenkreis angeschlossen sein. Allen Schaltungsvarianten gemeinsam ist, daß die Energie über einen Zwi- schenkreiskondensator gepuffert wird. Die Kapazität dieses Kondensators liegt in der Größenordnung von einigen mF (0,1 - 1OmF) und reicht nicht aus, um Kurzunterbrechungen von bis zu 3s zu überbrücken. Dazu müssen Energiespeicher mit einer höheren Energiedichte verwendet werden.If the consumers, such as DC drives, require a DC system with variable output voltage, the input rectifier, the DC link and the energy storage of the UPS are required. The variable DC voltage is then generated via DC / DC converter from the DC voltage of the DC link (Fig. 3). The energy store can be connected either directly (FIG. 3 and FIG. 4) or via a DC / DC converter (FIG. 5) to the voltage intermediate circuit. All the circuit variants have in common that the energy is buffered via an intermediate circuit capacitor. The capacitance of this capacitor is on the order of a few mF (0.1 - 1OmF) and is not sufficient to bridge short interruptions of up to 3s. This energy storage must be used with a higher energy density.
Akkumulatoren sind als Energiespeicher zwar grundsätzlich geeignet und weisen eine relativ hohe Energiedichte auf. Jedoch ist deren Leistungsdichte nicht ausreichend für die Anwendung [Bine Informationsdienst Projektinfo 11/03] Das bedeutet, daß für die Anwendung mit hoher Leistung sehr viele Akkumulatorzellen verwendet werden müssen, die zugleich sehr viel Platz verbrauchen. Oft ist dieser Platz dann in einer Anlage zur Folienherstellung nicht vorhanden. Bei der hohen geforderten Leistung stellt eine Lösung mit Akkumulatoren zugleich eine Energiemenge bereit, welche die Anlage für eine Dauer von mehr als 10min versorgen könnte. Da die meisten Störungen im Stromnetz jedoch kürzer als 3s sind, ist die damit bereitgestellte Energiemenge viel zu groß.Although accumulators are generally suitable as energy storage and have a relatively high energy density. However, their power density is not sufficient for the application [Bine Informationsdienst Projektinfo 11/03] This means that for the high power application very many accumulator cells have to be used which consume a lot of space at the same time. Often, this space is then not available in a system for film production. At the high demanded power, a solution with accumulators also provides an amount of energy that could supply the system for more than 10 minutes. However, since most disturbances in the power grid are shorter than 3s, the amount of energy provided is much too large.
Ein weiteres Problem einer Lösung mit Akkumulatoren ist die Tatsache, daß diese nach ca. 3-4 Jahren nicht mehr funktionsfähig sind und dementsprechend komplett ausgetauscht werden müssen. Der Alterungszustand der Akkumulatoren kann zudem im Betrieb nicht zufrieden stellend erfaßt werden.Another problem with a solution with accumulators is the fact that they are no longer functional after about 3-4 years and must therefore be completely replaced. The aging state of the accumulators can also be detected during operation is not satisfactory.
Demgegenüber benötigt eine Lösung mit einer Kondensatorbatterie mit Doppelschichtkondensatoren bei gleicher Leistung wesentlich weniger Platz, das Volumen ist ca. 100 mal kleiner als das eines vergleichbaren Akkumulators. Da die Energiedichte solcher Doppelschichtkondensatoren ca. 100 mal klei- ner als die von Akkumulatoren sind, kann bei gleichem Volumen nur eine Zeit von ca. 10s überbrückt werden. Dies entspricht genau der Zeit, die zur Überbrückung von Kurzunterbrechungen erforderlich ist.In contrast, a solution with a capacitor bank with double-layer capacitors requires significantly less space for the same power, the volume is about 100 times smaller than that of a comparable accumulator. Since the energy density of such double-layer capacitors is about 100 times smaller than that of accumulators, only one time can be given for the same volume be bridged by about 10s. This is exactly the time required to bridge short breaks.
Des weiteren hat der Doppelschichtkondensator gegenüber dem Akkumulator eine ca. 3 mal höhere Lebensdauer von ca. 10 Jahren. Sein Alterungszustand und damit der Zeitpunkt zum Austausch der Kondensatoren kann außerdem anhand der Kapazität festgestellt werden.Furthermore, the double-layer capacitor has an approximately 3 times longer life of about 10 years compared to the accumulator. Its state of aging, and therefore the time to replace the capacitors, can also be determined by the capacitance.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist daher der Doppelschichtkondensa- tor die bevorzugte Lösung zur Beseitigung der Probleme, die durch Kurzunterbrechungen in Anlagen zu Folienherstellung verursacht werden. In the context of the present invention, therefore, the Doppelschichtkondensa- tor is the preferred solution to overcome the problems caused by short breaks in systems for film production.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von Folien aus thermoplastischen Kunststoffen bei welchem ein oder mehrere angetriebene Elemente an eine ers- te Energiequelle zur Stromversorgung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer zweiten Energiequelle eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) dieser angetriebenen Elemente sichergestellt wird.1. A process for the production of films of thermoplastic materials in which one or more driven elements are connected to a first power source for power supply, characterized in that by means of a second energy source, an uninterruptible power supply (UPS) of these driven elements is ensured.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die USV einen Energiespeicher, einen Stromrichter und eine elektronische2. The method according to claim 1, characterized in that the UPS an energy storage, a power converter and an electronic
Steuerung und/oder Regelung umfaßt.Control and / or regulation includes.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die USV eine Unterbrechung der Stromversorgung für eine Dauer von >0 bis 3 Minuten, vorzugsweise 100 bis 500ms überbrückt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the UPS bridges an interruption of the power supply for a period of> 0 to 3 minutes, preferably 100 to 500ms.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der USV >0 bis 10MW, vorzugsweise 0,5 bis 8MW, insbesondere 1 bis 3MW beträgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the power of the UPS> 0 to 10MW, preferably 0.5 to 8MW, in particular 1 to 3MW.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher Akkumulatoren, supraleitende Spulen oder Kondensatoren eingesetzt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that are used as energy storage batteries, superconducting coils or capacitors.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die USV eine solche der Kategorie VFI nach IEC 6204-3 ist.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the UPS is one of the category VFI according to IEC 6204-3.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die USV Stromausfall, Unterspannungen, Überspannungen, Fre- quenzschwankungen oder Oberschwingungen ausgleicht.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the UPS balances power failure, undervoltages, overvoltages, Frequency fluctuations or harmonics.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher ein Doppelschichtkondensator ist.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the energy store is a double-layer capacitor.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der in Reihe und/oder parallel geschalteten Doppelschicht- kondensator bei einer Spannung zwischen 100 und 1000V, vorzugsweise 400 bis 800V eine Kapazität von 1 bis 10000F, vorzugsweise 3 bis 5000F haben.9. The method according to claim 8, characterized in that the totality of the connected in series and / or parallel double-layer capacitor at a voltage between 100 and 1000V, preferably 400 to 800V, a capacity of 1 to 10000F, preferably 3 to have 5000F.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung der Stromversorgung für eine Dauer von >0 bis 3s, vorzugsweise 100 bis 500ms, überbrückt wird. 10. The method according to claim 8 and / or 9, characterized in that the interruption of the power supply for a period of> 0 to 3s, preferably 100 to 500ms, bridged.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrschichtige Folie hergestellt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a multilayer film is produced.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine einschichtige Folie hergestellt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a single-layer film is produced.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich- net, daß eine monoaxial orientierte Folie hergestellt wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized marked, that a monoaxially oriented film is produced.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine biaxial orientierte Folie hergestellt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a biaxially oriented film is produced.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die biaxiale Orientierung zuerst in Längsrichtung und anschließend in Quer- richtung verstreckt wird.15. The method according to claim 14, characterized in that is stretched for the biaxial orientation first in the longitudinal direction and then in the transverse direction.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die biaxiale Orientierung simultan in Längsrichtung und Querrichtung erfolgt16. The method according to claim 14, characterized in that for the biaxial orientation takes place simultaneously in the longitudinal direction and transverse direction
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die biaxiale Orientierung zuerst in Längsrichtung und anschließend in Quer- richtung verstreckt wird.17. The method according to claim 14, characterized in that is stretched for the biaxial orientation first in the longitudinal direction and then in the transverse direction.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei der simultanen Orientierung die Geschwindigkeit der angetriebenen Kluppen durch Linearmotoren gesteuert wird.18. The method according to claim 17, characterized in that the speed of the driven clips is controlled by linear motors in the simultaneous orientation.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Klup- pen bei der simultanen Orientierung mittels eines Scherengelenks in19. The method according to claim 17, characterized in that the clops in the simultaneous orientation by means of a scissors joint in
Maschinenlaufrichtung beschleunigt werden.Machine direction can be accelerated.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folie aus Polyester, Polycarbonat, Polyamide, Polyolefi- ne, wie Polyethylene, Polypropylenen, Cycloolefin-Polymere oder Po- lymilchsäure hergestellt wird. 20. Process according to one of claims 1 to 19, characterized in that a film of polyester, polycarbonate, polyamides, polyolefins, such as polyethylenes, polypropylenes, cycloolefin polymers or polylactic acid is produced.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Element eine Extrusionsschnecke, Walze, Kluppenkette, Linearmotor oder ein Scherengelenk ist.21. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the driven element is an extrusion screw, roller, clip chain, linear motor or a scissors joint.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß für eines oder für mehrere oder für alle der genannten Elemente eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sichergestellt wird. 22. The method according to claim 21, characterized in that for one or more or all of said elements an uninterruptible power supply is ensured.
PCT/EP2008/009693 2007-11-28 2008-11-15 Method for producing thermoplastic films WO2009068200A2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0819728A BRPI0819728B1 (en) 2007-11-28 2008-11-15 Method for making films from thermoplastic materials
CN200880118001.9A CN101878102B (en) 2007-11-28 2008-11-15 Method for producing thermoplastic films
RU2010126081/05A RU2486057C2 (en) 2007-11-28 2008-11-15 Method of making films from thermoplastic polymers
ZA2010/03340A ZA201003340B (en) 2007-11-28 2010-05-12 Process for the production of thermoplastic films

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007057592 2007-11-28
DE102007057592.2 2007-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009068200A2 true WO2009068200A2 (en) 2009-06-04
WO2009068200A3 WO2009068200A3 (en) 2009-10-15

Family

ID=40577808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/009693 WO2009068200A2 (en) 2007-11-28 2008-11-15 Method for producing thermoplastic films

Country Status (5)

Country Link
CN (1) CN101878102B (en)
BR (1) BRPI0819728B1 (en)
RU (1) RU2486057C2 (en)
WO (1) WO2009068200A2 (en)
ZA (1) ZA201003340B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2745944C1 (en) * 2020-08-31 2021-04-05 Общество с ограниченной ответственностью «АМТ» 3d printer extruder with convection heating

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1112167B1 (en) * 1998-09-08 2003-01-29 Brückner Maschinenbau GmbH Method for producing a biaxially oriented opaque film from a foamed orientable thermoplastic polymer
DE202004017545U1 (en) * 2004-10-15 2005-02-10 Seh Computertechnik Gmbh Emergency power supply device or uninterruptible power supply for a data processing system, has first and second power sources, the second of which, or backup, is a double layer capacitor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94034101A (en) * 1994-09-19 1996-07-20 Акционерное общество закрытого типа "НоваКом" Method of emergency power supply
CA2536367C (en) * 2003-11-12 2010-01-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Multi-layered blown film forming apparatus and multi-layered blown film forming method
US20050285313A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Ward Phillip D Gel/cure unit
US20070001333A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Ashwit Dias System and method for forming textured polymeric films

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1112167B1 (en) * 1998-09-08 2003-01-29 Brückner Maschinenbau GmbH Method for producing a biaxially oriented opaque film from a foamed orientable thermoplastic polymer
DE202004017545U1 (en) * 2004-10-15 2005-02-10 Seh Computertechnik Gmbh Emergency power supply device or uninterruptible power supply for a data processing system, has first and second power sources, the second of which, or backup, is a double layer capacitor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FORTENBERY B ED - GODOY R B; PINTO J O P; GALOTTO L: "Designing industrial processes for PQ resiliency" ELECTRICAL POWER QUALITY AND UTILISATION, 2007. EPQU 2007. 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 9. Oktober 2007 (2007-10-09), Seiten 1-5, XP031225973 ISBN: 978-84-690-9441-9 *
LAWRENCE R G; CRAVEN K L; NICHOLS G D: "Energy storage for industrial processes" INDUSTRY APPLICATIONS SOCIETY 48TH ANNUAL PETROLEUM AND CHEMICAL INDUSTRY CONFERENCE. ( PCIC ). RECORD OF CONFERENCE PAPERS. TORONTO, ONTARIO, SEPT. 24 - 26, 2001;, Bd. CONF. 48, 24. September 2001 (2001-09-24), - 26. September 2001 (2001-09-26) Seiten 209-216, XP010565306 NEW YORK, NY : IEEE, US ISBN: 978-0-7803-7183-5 *

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0819728B1 (en) 2018-10-30
WO2009068200A3 (en) 2009-10-15
RU2486057C2 (en) 2013-06-27
RU2010126081A (en) 2012-01-10
CN101878102A (en) 2010-11-03
CN101878102B (en) 2014-09-24
ZA201003340B (en) 2011-04-28
BRPI0819728A2 (en) 2015-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69737965T2 (en) Uninterruptible power supply
DE102007021089B3 (en) Method for controlling parallel-connected backup power sources and device with parallel-connected backup power sources
DE102012106466B4 (en) Control of equipment by influencing the mains voltage
WO2019170479A1 (en) Method for operating an energy generating system, and inverter for an energy generating system
DE102017108562A1 (en) Charging station for charging a plurality of electric vehicles, in particular electric automobiles
EP3646430B1 (en) Method for operating an island network, and island network
EP1851027B1 (en) Device and method for driving a preheating roll assembly in a calender unit
EP0651004A1 (en) Biaxially oriented polyolefinfilm, process for its preparation and use
CH667884A5 (en) DEVICE FOR OPERATING A SPINNING OR TWINING MACHINE.
DE3633627C2 (en) Method and device for operating a machine producing textile threads and / or winding the threads on winding cores
DE2642685A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PREPARING A DIELECTRIC SUBSTRATE FOR A BENEFICIAL ADHESION OF PLASTIC
EP3194144B1 (en) Linear-motor-driven simultaneous stretching installation
WO2009068200A2 (en) Method for producing thermoplastic films
DE102018128735A1 (en) Substation of an energy supply network and a method for operating a substation
EP2099113A1 (en) Method and device for controlling a printer should an electrical supply network be interrupted or fail
DE4033444A1 (en) Overcurrent protection for network fed from emergency supply - has shunt for measuring current through fuse link, and breaks circuit by controlled semiconductor switch operation
WO2020002656A1 (en) Inverter with direct voltage source and control unit
EP3297115B1 (en) Assembly with an energy storage device and energy converter for absorbing electrical energy from a power network and discharge of electrical energy to the power network
AT410184B (en) DRIVE DEVICE FOR ROLLING TOWERS
EP3545601A1 (en) Method for controlling a wind turbine
DE102007039915B4 (en) Method and device for stopping a printing press in the event of a power failure
DE102006000741B4 (en) Printing machine with at least two arranged along its longitudinal machine units with at least one electrical equipment
DE102019101048A1 (en) Wind turbine for feeding electrical power into an electrical supply network
DE102021125875B4 (en) Method for operating an electrolyser and a fuel cell via a common converter, device and electrolysis system
DE19645013B4 (en) Control of wire saws

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880118001.9

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3164/CHENP/2010

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010126081

Country of ref document: RU

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08853403

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08853403

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01E

Ref document number: PI0819728

Country of ref document: BR

Free format text: SOLICITA-SE A REGULARIZACAO DA PROCURACAO, TENDO EM VISTA QUE A APRESENTADA ESTA DATADA DE 02/06/2010, SENDO QUE A PETICAO DE ENTRADA NA FASE NACIONAL OCORREU EM 28/05/2010, E O TEXTO DA MESMA NAO POSSUI CLAUSULA QUE RATIFICA OS ATOS PRATICADOS ANTERIORMENTE.

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0819728

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20100528