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DE2431385C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von verstreckten Flachfolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von verstreckten Flachfolienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen

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DE2431385C3
DE2431385C3 DE2431385A DE2431385A DE2431385C3 DE 2431385 C3 DE2431385 C3 DE 2431385C3 DE 2431385 A DE2431385 A DE 2431385A DE 2431385 A DE2431385 A DE 2431385A DE 2431385 C3 DE2431385 C3 DE 2431385C3
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Willi Johann 6204 Taunusstein Schmidt
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Folienbahnen aus thermoplastischem Kunststoff, h' bei dem wenigstens zwei Folienbahnen übereinandergeführt und übereinanderliegend einem Breiistreckrahmen zugeführt werden, gemeinsam in Querrichtung verstreckt werden und nach der Verstreckung voneinander getrennt werden, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Verfahren und Vorrichtung zum Strecken von flachen Kunststoff-Folien in wenigstens einer Richtung gehören seit langem zum Stand der Technik. So sind zahlreiche Längs- oder Querstreckverfahren, Verfahren zur Längs-Quer- und Quer-Längs-Streckung sowie Simultanstreckverfahren bekannt Bei den sogenannten Stenterverfahren wird dabei die Schmelze aus einer Breitschlitzdüse ausgepreßt, auf einer Kühltrommel zu einer Vorfolie verfestigt und anschließend wie gewünscht in Längs- und/oder Querrichtung gestreckt und gegebenenfalls eine Thermofixierung nachgeschaltet, bevor die Flachfolienbahn aufgewickelt wird.
Der Streckprozeß ist durch die Breite des Breitstreckrahmens, die heute bei etwa 5 m liegt, sowie die Maschinengeschwindigkeit, die heute bei etwa 200 m/min endet, begrenzt, wodurch auch der Produktionsausstoß begrenzt wird.
Die Begrenzungen sind im wesentlichen durch Bauabmessungen gegeben. Um die notwendige Verweilzeit der Folien in den Streckfeldern und bei der Thermofixierung zu gewährleisten, müßten bei noch höheren Laufgeschwindigkeiten die baulichen Abmessungen unerträglich groß gewählt werden.
Aus der DE-OS 17 04 764 ist auch ein Verfahren zur Herstellung gestreckter Folienbahnen aus thermoplastischen Kunststoffen bekannt geworden, wobei mehrere übereinanderliegende Folienbahnen gestreckt werden, wobei man einen Folienverbund herstellt, bei dem die Haftung der einzelnen Folienbahnen aneinander so eingestellt wird, daß die Folienbahnen einerseits beim Strecken unverrückbar aneinanderhaften, sie sich aber andererseits nach dem Strecken wieder voneinander trennen lassen. Die Aufgabenstellung dieser Anmeldung liegt im wesentlichen darin, ein Streckverfahren zu schaffen, das es möglich maclvt, auci. solche Folienbahnen zu strecken, deren elastische Eigenschaften einen in bekannter Weise durchgeführten Streckprozeß entweder überhaupt nicht oder nur unter ungünstigen Bedingungen zulassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Produktionsausstoß bei der Herstellung von wenigstens in Querrichtung gestreckter Flachfolienbahnen aur, thermoplastischem Material wesentlich zu erhöhen, ohne daß die Folienbahnen z. B. durch einen vorher durchgeführten Trennprozeß eine Schädigung erleiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs dargelegten Verfahren dadurch gelöst, daß die Folienbahnen nebeneinanderverlaufend hergestellt und kontinuierlich dem Breitstreckrahmen zugeführt werden.
Die erheblichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß man unter Verwendung herkömmlicher Querstreckrahmen, ohne daß diese baulich verändert werden müssen, wenigstens die doppelte Menge an Folienausstoß erreicht, wobei man lediglich dann eine doppelt so breite Düse mit entsprechender Extrudereinrichtung und eine Einrichtung zum Übereinanderführen der Folienbahnen vor der Querstreckung benötigt.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gleichzeitige Querstreckung von zwei Folienbahnen beschränkt, sondern kann auch auf (lic gleichzeitige Querstreckung von mehr als zwei Folienbahnen ausgedehnt werden, wobei entsprechend breite Breitschiitzdüsen mit mehreren Längsteilungsstellen sowie eine entsprechende
Anzahl der Einrichtungen zum Übereinanderführen der Folien vorgesehen sein müssen.
Begrenzt ist die Anzahl lediglich von der Breite herstellbarer Breitschlitzdüsen und von der Dicke der querzustreckenden Folien, die im Querstreckrahmen gleichen Bedingungen unterworfen sein sollen.
Bei der Herstellung von dünnen Folien im Bereich von etwa 2 L:s 12 μπι können durchaus mehrere Folienbahnen gleichzeitig gestreckt werden, während man bei dickeren Folienbahnen bis etwa 100 μπι ίο bevorzugt mit nur zwei Folienlagen arbeitet
Wenn man auch die Längsteilung grundsätzlich an einer abgekühlten Vorfolie, z. B. mittels Trennmessern, vornehmen kann, so hat es sich in der Praxis als besonders günstig und betriebssicher erwiesen, die Schmelze zu teilen. Als sehr vorteilhaft hat es sich gezeigt, die Schmelze in der Düsenlippe zu teilen, was bevorzugt durch sogenannte Trennkeile erfolgt Bei dem Verfahren ist selbstverständlich zu berücksichtigen, daß jede bereits geteilte Vorfolie für sich volumenmäßig der Materialmenge entsprechen muß, die für ei.ie fertige Folie — nach der Trennung, d. h. voneinander Abheben, der Lagen — erforderlich ist. Das heißt der Extruderausstoß ist dementsprechend zu erhöhen, z. B. zu verdoppeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt für die Produktion von dünnen Folien, etwa 2 bis 12 μπι Dicke, bestimmt Es ist aber auch bei Folien vcn 12 bis 100 μπι Dicke und mehr anwendbar. Bei den dünnen Folien bereitet es insbesondere keine Probleme den Extruderausstoß anzupassen. Der Fachmann kann auch hinsichtlich der Breitenverhältnisse eine Angleichung vornehmen. Es ist anzustreben, zunächst die maximal mögliche Breite der extrudierten Vorfolie auszunutzen und die noch restliche Breite durch ein modifiziertes Breitstreckverhältnis zu ergänzen, um die maschinenspezifische Endbreite zu erhalten.
Das Verfahren nach der Erfindung bringt jedoch neben der gewünschten Produktionssteigerung noch zwei weitere erhebliche Vorteile.
Zum einen wird die Laufsicherheit der Maschine erhöht da es unwahrscheinlich ist, daß alle übereinanderliegenden Folienbahnen gleichzeitig reißen, so daß bei einer gerissenen Folienbahn die anderen als Transportunterstützung fungieren.
Ein weiterer Vorteil zeigt sich, wenn man die gemeinsam quergestreckten Folienbahnen auch gemeinsam aufwickelt und erst zu einem späteren Zeitpunkt voneinander trennt
Infolge der durch die Düsenlippe hervorgerufenen immer vorhandenen, gleichmäßig über viele 10 000 rn an der gleichen Stelle verlaufenden Dick- und Dünnstellen, werden beim Aufwickeln nur einer Flachfolie diese Dick- und Dünnstellen alle übereinandergewickelt. wodurch es zu Verprägungen und Verdehnungen kommt, die die Folie für Weiterverarbeitungsvorgänge unbrauchbar machen.
Wenn man nun die erfindungsgemäß behandelten Folienbahnen übereinanderwigkelt, liegen die Dick- und Dünnstellen nicht mehr direkt übereinander, da jede b0 Folienbahn eine eigene Profilverteilung aufweist.
Das erfindungsgemäBe Verfahren ist jedoch nicht nur zur Herstellung von lediglich quergestreckten Folien einsetzbar, vielmehr kann der Querstreckung bevorzugt eine Längsstreckung vorgeschaltet werden, wobei die b'; parallel nebeneinanderlegenden Flachfolienbahnen gleichzeitig mittels mit unterschiedlicher Geschwindigkeit laufenden Walzen langgestreckt werden.
Es ist selbstverständlich, daß die Walzen des Längssstreckwerkes sowie die Kühlwalze für die Schmelzefilme der Breite der eingesetzten Breitschlitzdüse angepaßt sein müssen.
Die übereinanderliegenden gestreckten Folienbahnen können je nach dem angestrebten Verwendungszweck auch einer an sich bekannten Thermofixierung unterworfen werden, wobei diese ebenfalls bei übereinanderliegenden Folienbahnen erfolgt
Die Folienbahnen werden üblicherweise nach der Gesamtbehandlung auf Nutzungsbreiten geschnitten, was bevorzugt ebenfalls noch im übereinanderliegenden Zustand durchgeführt wird. Nach dem bevorzugten Schneidvorgang können die Folienbahnen wahlweise vereinzelt und separat aufgewickelt werden oder wie weiter vorne beschrieben zusammen aufgewickelt oder aber gleich einer Weiterbehandlung, z. B. einer Beschichtung oder Bedruckung, zugeführt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine '.■;-!eignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren! men Anspruch, mit einer Zuführvorrichtung für mindestens zwei Folienbahnen, einer Einrichtung zum Übereinanderführen der Folienbahnen, mit einem Breitstreckrahmen zum Verstrecken der übereinandergeführten Folienbahnen und mit einer Trennvorrichtung zum Trennen der gemeinsam verstreckten Folienbahnen, deren kennzeichnendes Merkmal darin besteht, daß eine Einrichtung zur Herstellung der Folienbahnen in nebeneinander verlaufendem Zustand vorgesehen ist.
Der Extruder, die Breitschlitzdüse sowie die Kühlwalze sind dabei in der Ausstoßleistung bzw. der Breite derart ausgelegt, daß wenigstens die doppelte Menge des sonst für den verwendeten Breitstreckrahmen hergestellten Vorfilms produziert wird.
Die Einrichtung zur Auftrennung in wenigstens zwei Längsbahnen kann grundsätzlich an irgendeiner Stelle vor dem Querstreckrahmen und vor der Einrichtung zum Übereinanderlegen der Einzelbahnen angeordnet sein und aus entsprechenden Trennmessern, Klingen, BarJsägen, induktiv beheizten Trennwerkzeugen, Lasereinrichtungen od. dgl. bestehen. In der Praxis hat es sich jedoch, wie bereits dargelegt, als besonders zweckmäßig erwiesen, die Schmelze vor dem Auflaufen auf die Kühltrommel zu teilen, was bevorzugt in oder unmittelbar an der Düse erfolgt.
Die Einrichtung zum Übereinanderlegen der Einzelbahnen besteht in besonders zweckmäßiger Ausführung aus schräggestellten, drehbaren Walzen, über die die Einzelbahnen geführt und so kantengerade übereinandergeiegt werden, um anschließend gemeinsam dem Querstreckrahmen zugeführt zu werden.
FaI1I eine biaxiale Streckung der Folien vorgesehen ist, so ist zweckmäßigerweise das Längsstreckwerk, das aus unterschiedlich schnell laufenden Walzen besteht, dem Querstreckrahmen vorgeschaltet, wobei die parallel nebeneinanderliegenden geteilten Bahnen in Längsrichtung gleichzeitig durch die entsprechend breiten Walzen gestreckt werden.
Im folgenden ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung /oigt
F i g. 1 schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und
Fig. 2 eine Vorderansicht eines Teiles der Vorrichtung.
In Fig. 1 tritt die aus einem Extruder 1 kommende Schmelze über eine Breitschlitzdüse 2 aus. In der Breitschlitzdüse 2 befindet sich eine Trennvorrichtung
18 in Form eines Trennkeils (Fig. 2), der die Schmelze, in diesem Fall in zwei Schmelzeströme 4 aufteilt, die auf einer Kühlwalze 3 zu Vorfolien 4, 4' verfestigt weiden. Die Vorfolien 4, 4' laufen über eine Walze 20 in ein Längsstreckwerk, das aus Eingangs- und Ausgangstrios 5a und 5b sowie Führungswalzen 5c, 5d, 5c und 5( besteht. Die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetriebenen Walzen strecken die parallel nebeneinanderlaufenden Vorfolien 4, 4' in der Länge. Anschließend sind Umlenkwalzen 6 und 7 angeordnet, die von den längsgestreckten Vorfolien 4,4' teilweise umschlungen werden. Die Vorfolie 4 wird nun über Walzen 8 und 11. die in Lagern 13 und 15 befestigt sind, geführt. Die Walzen 8 und 11, welche in allen Richtungen einstellbar sind, sind dabei so ausgerichtet, daß die Wölbung der Richtungsänderung unterstützt wird und der seitliche
Vorfolie 4' hergestellt wird. Entsprechend wird die Vorfolie 4' über die in den Lagern 14 und 16 gehalterten Walzen 9 und 10 umgelenkt. Dabei wird jeweils die Wölbung der Vorfolie 4 nach unten und die Wölbung der Vorfolie 4' nach oben ausgeweitet. Die kantengerade übereinanderliegenden Vorfolien 4, 4' werden gleichzeitig von Kluppenketten 17 eines Breitstreckrahmens erfaßt, der mit einer Heizkamnier 19 versehen ist. Da der Breitstreckrahmen allgemein bekannt ist, wurde auf eine vollständige Darstelking dieses Teils verzichtet.
In Fig. 2 ist die mit dem Trennkeil versehene
Breitschlitzdüse 2 zu erkennen, die die Schmelze vor dem Auflaufen auf die Kühlwalze 3 in die beiden Schmelzströme aufteilt.
in Neben der beschriebenen [ mlenkung sind auch noch andere Umlenkungen möglich. So kann man an den Umlcnkpunkten der Vorfolien paarweise über- oder nebeneinander angeordnete Walzen verwenden, die von jeweils einer Bahn S-förmig umschlungen werden.
π Während das erste Paar durch eine bestimmte .Schrägstellung — mit der Achse in der Winkelhalbie-
Vorfolien herbeiführt, wird durch clic ''ntgegengerichtete Verstellung des zweiten Walzenpaares, nach dem 2n Erreichen des gewünschten Versatzes, die parallele Laufrichtung wieder hergestellt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Folienbahnen aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem wenigstens zwei Folienbahnen übereinandergeführt und übereinanderliegend einem Breitstreckrahmen zugeführt werden, gemeinsam in Querrichtung verstreckt werden und nach der Verstreckung voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahnen nebeneinanderverlaufend hergestellt und kontinuierlich dem Breitstreckrahmen zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahnen durch Auftrennung einer Einzelbahn vor dem Zusammenführen der Folienbahnen hergestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbahnen als Einzelfolienbahnen hergestellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsstreckung vor dem Übereinanderführen der Folienbahnen erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Zuführvorrichtung für mindestens zwei Folienbahnen, einer Einrichtung zum Übereinanderführen der Folienbahnen, mit einem Breitstreckrahmen zum Verstrecken der übereinandergeführten Folienbahnen und mit einer Trennvorrichtung zum Trennen der gemeinsam J" verstreckten Folienbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Herstellung der Folienbahnen in nebeneinander verlaufendem Zustand vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- )5 zeichnet, daß die Einrichtung zur Herstellung der Folienbahnen eine Breitschlitzdüse (2) und eine Trennvorrichtung (18) zum Aufteilen in die Folienbahnen umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (18) unmittelbar ander Breitschlitzdüse (2) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (18) an irgend einer Stelle vor der Einrichtung zum Übereinanderführen der Folienbahnen angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Herstellung der Folienbahnen mindestens zwei Breitschlitzdüsen (2) umfaßt. M
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Übereinanderführen der Folienbahnen aus schrägliegenden freilaufenden Walzen (8,9,10,11) besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis " 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnlaufrichtung gesehen vor der Einrichtung zum Übereinanderführen dei Folienbahnen ein Längsstreckwerk (5a bis 5f) vorgesehen ist.
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