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Verfahren zur Behandlung von aus organischem thermoplastischen Material bestehenden Filmen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von aus organischen, thermoplastischen Material bestehenden Filmen.
Es ist bekannt, dünne Filme aus organischem thermoplastischem Material in Form von nahtlosen Schläuchen in der Weise herzustellen, dass das Material durch ein ringförmiges Mundstück ausgepresst und einer Ausdehnung oder einer Streckung unterzogen wird, zu welchem Zweck ein innerer Überdruck durch ein Druckmedium in einem Abschnitt des Schlauches aufrechterhalten wird, wobei auf der ablaufenden Seite des Schlauches dieser z. B. mit Hilfe eines Quetschwalzenpaares flachgequetscht wird.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, einen durch Auspressen eines polymeren Materials hergestellten Schlauch in stark. gekühltem Zustand zunächst durch Quetschwalzen od. ähnl. Verengungsmittel flach zu pressen, vertikal aufwärts zu führen und dann durch Füllung mit Flüssigkeit radial zu dehnen und gleichzeitig in der Längsrichtung zu strecken und den Schlauch. am oberen Ende offen zu halten, während er aufwärts bewegt wird, worauf der Schlauch schliesslich geschlitzt wird.
Ein solches Aufblasen des Schlauches kann angewendet werden, um ihn radial zu dehnen, solange er sich noch in plastischem Zustand befindet oder um bei einem orientierbarenFilmschlauch durch radiale Dehnung bei einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes eine molekulare Ausrichtung herbeizuführen oder um ein radiales Schrumpfen zu vermeiden oder zu vermindern, wenn der Film unmittelbar nach einer solchen Orienterungsbehandlung einer stabilisierenden Wärmebehandlung unterzogen wird.
Es zeigt sich, dass der Weg verschiedener Punkte am Umfang des Filmes bei der Wanderung über die Druckblase verschieden lang ist, wenn der Film zuerst aufgeblasen und dann auf die angegebene Weise flachgedrückt wird. Infolgedessen variiert die Dehnung oder Schrumpfung des Films in seiner Längsrichtung an verschiedenen Umfangsstellen des Filmes im gewissen Grade, was, wie sich gezeigt hat, zu kleinen Durchbiegungen und in weiterer Folge zur Bildung von Runzeln führt, wenn der fertige Film endgültig flachgedrückt wird. Diese Runzelbildung auf der Oberfläche des Films gewinnt an Bedeutung, wenn der Film aufgespult wird und korrespondierende Abschnitte des Films aufeinanderliegen, da in der Regel eine Faltung des Films die Folge ist.
Zur Beseitigung dieser Mängel wurde bereits vorgeschlagen, den Film einer Wärmebehandlung zu unterziehen, während er unter Spannung gehalten wird. Bei einem solchen bekannten Verfahren wird eine flache Folie an den Seitenkanten seitlich auseinandergezogen. Nach einem ändern bekannten Verfahren wird der Film in voll aufgeblasenem Zustand der Wärmebehandlung unterzogen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von aus organischem thermoplastischem Material bestehenden Filmen, die in Rohrform durch Auspressen des Materials als Schlauch und Aufblasen des Schlauches mittels eines Druckmediums in Form einer Blase hergestellt werden, worauf der unter Spannung gehaltene Film einer Wärmebehandlung unterzogen wird, die hinreicht, um eine Schrumpfung des Films im entspannten Zustand zu bewirken.
Gemäss der Erfindung erfolgt die Wärmebehandlung des Filmes, während er durch inneren Überdruck in Form einer flachgedrückten Blase aufgeblasen gehalten wird, bevor er in bekannter Weise zwischen den Durckwalzen durchläuft.
Die gegenüberliegenden ebenen Wände des Filmes sind in der Behandlungszone vorzugsweise parallel zueinander und ihr Abstand voneinander ist nicht grösser als 1/10 der Länge des grösseren Durchmessers des
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Filmes in diesem Abschnitt. Der Abstand der parallelen Wände voneinander ist in diesem Abschnitt vorzugsweise so klein, als es sich mit der Aufrechterhaltung eines positiven und gleichmässigen Druckes im Inneren des Filmschlauches vereinbaren lässt. Die Unterschiede der Weglängen verschiedener Punkte des Filmes beim Übergang von der teilweise aufgeblasenen zu der vollständig aufgeblasenen Form werden dann vernachlässigbar und Durchbiegungen und Falten können vollkommen aus dem Film entfernt werden.
Wenn auch die Wärmebehandlung ausreicht, um eine Schrumpfung des Filmes zu bewirken, wenn dieser in entspanntem Zustand gehalten wird, so wird die Beseitigung von Durchbiegungen und von Runzeln in Teilen des Films beim erfindungsgemässen Verfahren infolge des inneren Druckes im Filmschlauch entweder durch leichtes Schrumpfen oder Dehnen von Teilen des Filmes, oder durch gleichzeitiges örtliches Schrumpfen und Dehnen des Filmes vervollständigt.
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird die Wärmebehandlung vorzugsweise durchgeführt, bevor der Film aufgespult wird, wenn er, wie eingangs erwähnt, von einer Vorbehandlung kommt, die ihm in voll aufgeblasenem Zustand zuteil wurde, z. B. einer Streckung oder stabilisierenden Wärmebehandlung. Im Rahmen der Erfindung kann aber auch der Film nach der Behandlung in aufgeblasenem Zustand zuerst in Schlauchform aufgespult und erst dann der erfindungsgemässen Wärmebehandlung unterzogen werden, um Verwerfungen oder Falten während eines weiteren Aufspulvorganges zu verhüten für welchen schwacher innerer Druck auf geeignete Weise angewendet wird. Der so behandelte Film kann, wenn es gewünscht wird, schliesslich geschlitzt werden, um eine oder mehrere Längen eines flachen Filmes zu erhalten.
Die anzuwendende Wärmemenge soll zweckmässigerweise derart gewählt werden, dass Durchbiegungen des Filmes beseitigt werden (das Vorhandensein von Durchbiegungen zeigt sich deutlich durch das Auftreten von Runzeln oder Falten im aufgespulten Film) und die Spannung desselben soll während der Wärmebehandlung vorzugsweise auf einem eine wesentliche Allgemeinschrumpfung des Filmes verhindernden Ma- sse gehalten werden. Das Ausmass der anzuwendenden Wärme wird erhöht, bis Runzeln oder Falten in dem aufgewmdenenfilm nicht mehr auftreten und der innere Druck wird so weit verstärkt, dass eine Verringerung der Breite des aufgewundenen Films verhindert wird. Die günstigsten Werte für Wärme und Spannung können daher leicht durch Versuche bestimmt werden.
Ein beispielsweises Verfahren gemäss der Erfindung zur Behandlung des Filmes ist schematisch in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser Figur ist der schlauchförmige Film mit 1 bezeichnet, der sich in vertikaler Richtung nach unten bewegt und zunächst z. B. für eine stabilisierende Wärmebehandlung in voll aufgeblasenem Zustand gehalten wird. 2 und 3 sind Quetschwalzenpaare, durch welche der erforliche Überdruck im Inneren des Schlauches aufrechterhalten wird und 4 sind Führungswalzen in Gruppenanordnungen, welche den Film allmählich zu einer flachen Blase verformen. Eine weitere Gruppe von Führungswalzen 9 formt den Filmschlauch zu einer flachgedrückten Blase, deren ebene Wände zueinander parallel verlaufen und einander eng benachbart sind.
In diesem Abschnitt wird der Film auf die gewünschte Schrumpfungstemperatur durch Infrarotheizkörper 7 erwärmt, die sich zu beiden Seiten des flachen Schlauches befinden. Schliesslich wird der Film durch die Quetschwalzen 3 völlig flachgedrückt, worauf er entweder als Filmschlauch aufgespult oder in üblicher Weise längs der beiden Faltkanten aufgeschlitzt werden kann, um fortlaufende flache Filmstreifen zu erhalten.
Die zur Verhütung einer übermässigen Schrumpfung während der Wärmebehandlung erforderliche Spannung wird durch die Quetschwalzenpaare 2 und 3 in der Längsrichtung hervorgebracht und in der Querrichtung durch den inneren Überdruck. In Abhängigkeit von der Fortschreitgeschwindigkeit des Filmes werden die Heizkraft und der Abstand der Heizkörper 7 von dem Film so eingestellt, dass der Film geradegenügend erwärmt wird, um das Verschwinden irgendwelcher Durchbiegungen und Falten aus dem Film zu bewirken, welche durch Kontrolle der aufgespulten Filmrollen festgestellt werden können.
Organische, thermoplastische Filme, welche in schlauchförmige Filme verformt und auf die beschriebene Weise behandelt werden können, sind z. B. die linearen Polyester der Terephthalsäure, insbesondere Polyäthylenterephthalat, Polyäthylen, Vinylpolymere, wie z. B. Polystyrol, Polyvinylchlorid und Vinylchlorid, Vinylidenchlorid-Copolymere, thermoplastische Celluloseester und Gummihydrochloride. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar bei der Herstellung von Filmen aus Poly- äthylenterephthalat, da diese Filme ein besonders gutes Aussehen und grosse Klarheit besitzen, weshalb schon kleine Oberflächenfehler von besonderer Bedeutung sind.
Ein spezifisches Verfahren zur Durchführung des in der Zeichnung veranschaulichten Vorganges ist in dem folgenden Beispiel beschrieben.
Beispiel : Ein biaxial orientierter schlauchförmiger Film aus Polyäthylenterephthalat mit einer Stärke von 0, 00254 cm (0, 001") und einer flachen Breite von 50, 8 cm (20") wurde kontinuierlich durch
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die Quetschwalzen 2 einer Vorrichtung gemäss der Zeichnung der Aufblasezone zugeführt. Im oberen Teil der Aufblasezone wurde der Film einer stabilisierenden Wärmebehandlung unterworfen, bei welcher er mittels nicht dargestellter Infi : arotheizkörper auf ungefähr 1800 C erhitzt wurde. Durch die erste Grup- pe von Führungswalzen 4 wurde sodann der Film in die Form einer flachen Blase gebracht, wobei bei Erreichung der zweiten Walzengruppe 9 die ebenen Wände des Filmes voneinander einen Abstand von nur 0, 629 cm hatten.
Der Film wurde mit einer Geschwindigkeit von 12, 2 m/min fortbewegt und die Heizkörper 7, die als Infrarotstrahler ausgebildet waren, hatten eine Maximalleistung von je 3 kW. Der Film wurde während der Zeit von 11/2 Sekunden auf eine Temperatur von 1600 C erwärmt und die Heizleistung der beiden Heizkörper wurde erhöht, bis sie gerade ausreichte, um Durchbiegungen des Filmes zu beseitigen, wie dies das Ausbleiben von Falten in dem aufgewundenen Film anzeigt. Hierauf wurde der schlauchförmige Film durch die Quetschwalzen 3 vollständig flachgedrückt, längs der beiden Faltkanten geschlitzt und auf zwei Spulen als flacher Film aufgespult.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von aus organischem thermoplastischen Material bestehenden Filmen, dieinRohrform durchAuspressendesMaterialsatsSc llauchund Aufblasendesselben mittels eines Druckmediums in Form einer Blase hergestellt werden, worauf der unter Spannung gehaltene Film einer Wärmebehandlung unterzogen wird, die hinreicht, um eine Schrumpfung des Filmes im entspannten Zustand zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung des Filmes erfolgt, während er durch inneren Überdruck in Form einer flachgedrückten Blase aufgeblasen gehalten wird, bevor er in bekannter Weise zwischen den Druckwalzen durchläuft.