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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strecken von Folien aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen, mit einer Anzahl von Förderwalzen, Führungswalzen, Heizwalzen und geerdeten Streckwalzen, wobei im Abstand zu den Streckwalzen Elektroden zur elektrostatischen Aufladung der Folien angeordnet sind.
Folien aus thermoplastischem Kunststoff, wie Polyäthylen oder Polypropylen, werden zur Verbesserung ihrer Festigkeit in Längsrichtung gestreckt. Solche monoaxial gestreckte Folien werden in zunehmendem Masse zur Herstellung von Folienbändchen verwendet, die in einem Web- oder Wirkverfahren zu
Verpackungsmaterialien verarbeitet werden. Der Vorteil der Verwendung monoaxial gestreckter Folien für die
Herstellung solcher Bändchen besteht darin, dass sie durch einfache Schneideinrichtungen, z. B. in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete Messerspitzen, in Bändchen der gewünschten Breite aufspaltbar sind, wobei die Charakteristik der hergestellten Bändchen über ihre ganze Breite vollständig gleichmässig ist, und zum Aufspalten bzw. Schneiden keinerlei Führungseinrichtungen erforderlich sind.
Ein besonderer Vorteil bei der
Herstellung von Folienbändchen aus monoaxial gereckten Folien ist darin zu sehen, dass das Aufspalten bei niedriger Geschwindigkeit, z. B. der Webstuhlgeschwindigkeit, erfolgen kann, so dass man die Möglichkeit hat, an
Stelle eines Kettbaumes eine monoaxial gestreckte Folienbahn zusammen mit einer Schneideinrichtung dem
Webstuhl vorzulegen. Obwohl dieser jüngst entwickelte Zweig der Technologie der Herstellung von
Folienbändchengeweben sich durch vielseitige Anwendbarkeit und leichte Bedienbarkeit auszeichnet, sind doch noch einige Probleme ungelöst geblieben.
Im besonderen geht das Bestreben dahin, ein sehr hohes
Streckverhältnis anwenden zu können, weil die Aufspaltung der Folie in einzelne Bändchen umso leichter vor sich geht, je höher der Orientierungsgrad der Folie ist, und gleichzeitig auf diese Weise auch die höchsten
Festigkeitswerte erzielt werden.
Es ist bekannt, bei einer Anlage zum Strecken von Folien mit einer Vielzahl von Streckwalzen an der ersten und an der letzten Streckwalze Elektroden zur elektrostatischen Aufladung der Folienbahn vorzusehen, wodurch die Folienbahn besser an diesen Streckwalzen haftet. Derartige Vorrichtungen mit vielen Streckwalzen sind jedoch schwer und aufwendig.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Streckvorrichtungen besteht darin, dass im Streckspalt die Folienbahnen einspringen, d. h., dass im Streckspalt die Breite der Folienbahn geringer und ihr Rand verdickt wird, was zu Materialverlusten führt, weil diese Randteile beschnitten werden müssen.
Die Erfindung vermeidet die erwähnten Nachteile und bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung, mit deren Hilfe Folien auf einfache Weise ohne Verlust gestreckt werden können und die Werkstoffeigenschaften, insbesondere Dicke und Festigkeit, über die gesamte Bahnbreite völlig gleichmässig bleiben.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass sich der Emissionsbereich der Elektroden auf der Oberfläche der Streckwalzen über einen Umschlingungswinkel von mindestens 300 erstreckt.
In Verbindung mit der Verwendung geheizter Walzen ergibt sich dabei ein wesentlicher Vorteil : Die Luft wird durch die geheizten Walzen vor und in der Reckzone getrocknet, wodurch infolge Verhinderung des Ableitens der Ladungsträger durch feuchte Luft die Wirkung der elektrostatischen Beladung anhält. Somit wird erreicht, dass die Folie sehr fest an den Walzen haftet und ein Schlupf vermieden wird.
Vorzugsweise sind im Abstand von der Oberfläche der ersten Streckwalze zwei Elektroden vorgesehen, deren Emissionsbereiche auf der Walzenoberfläche einander teilweise überdecken, wobei deren Gesamtemissionsbereich sich über einen Umschlingungswinkel von etwa 1800 erstreckt.
Der Streckspalt zwischen der ersten und zweiten Streckwalze ist zweckmässig auf eine Breite von der 7, 5bis 10fachen Dicke der unverstreckten Folie eingestellt und es wird ein Streckverhältnis von 1 : 6 bis 1 : 14 angewendet. Bei einer Folie aus Polyäthylen mit einer Dicke von 200 Il beträgt die Breite des Streckspaltes, d. i. der Abstand der Oberflächen der Streckwalzen in der Verbindungslinie der Mittelpunkte ihrer Querschnitte, 1, 5 bis 2 mm.
Um einen sehr gleichmässigen Reckzustand zu erhalten, wird die Folie vor dem Recken erwärmt und während des Reckens auf einer Temperatur von 2 bis 50C unter ihrer Schmelztemperatur gehalten. Durch die Verwendung von Streckwalzen mit gerauhter, insbesondere sandgestreuter Oberfläche kann vermieden werden, dass Luftbläschen zwischen der Folie und der Walzenoberfläche eingeschlossen werden, die den Reckzustand ungünstig beeinflussen würden. Die Temperatur der Walze hinter dem Streckspalt soll zweckmässig auf einer um 2 bis 50C höheren Temperatur gehalten werden als jene der Walze vor dem Streckspalt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l eine Vorrichtung zum Strecken von Folien in Seitenansicht und Fig. 2 ein Streckwalzenpaar in vergrösserter Darstellung.
Die Folie--l--wird von oben dem Streckgerüst--2--zugeführt. Das Streckgerüst enthält eine Anzahl von Walzen, sowie ein Getriebe und einen Motor. Die Folie gelangt über eine Umlenkwalze--3--auf eine Gruppe von Heizwalzen--4, 5, 6 und 7--, die mit langsamer Geschwindigkeit angetrieben werden. Von diesen Heizwalzen wird die Folienbahn auf Strecktemperatur aufgeheizt. Hinter den Heizwalzen sind zwei Haltewalzen-8 und 9--mit kleinerem Durchmesser angeordnet und hinter der letzten Haltewalze-9-ist die erste Walze des aus den Streckwalzen-10 und 10'-- bestehenden, den Streckspalt einschliessenden
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Streckwalzenpaares.
Die beiden Streckwalzen sind mit Elektroden--11, 11'--ausgestattet, die als Sprühelektroden ausgebildet sein können. Die Streckwalze--10'--wird mit höherer Geschwindigkeit betrieben als die Streckwalze-10--, so dass ein Streckverhältnis von 1 : 6 bis 1 : 14 erreicht wird. Hinter der aus Elektroden gebildeten Halteeinrichtung folgen Haltewalzen-12 und 13-sowie eine Kühlwalze - -14--. Die gestreckte Folie-l-wird von der Kühlwalze über eine Umlenkrolle --15-- abgezogen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.
In Fig. 2 sind die Streckwalzen-10, 10'-- des Streckwalzenpaares sowie die Elektroden, die als Nadelsprühelektroden ausgebildet sein können, in vergrösserter Darstellung gezeigt. Zweckmässig werden als Elektroden Stangen oder Drähte verwendet, die in einem Abstand von etwa einem halben Walzendurchmesser oberhalb der Walzenoberfläche angeordnet sind. Die Stangen oder Drähte erstrecken sich über die gesamte Walzenbreite. Sie weisen in Abständen von 5 bis 10 mm Nadelspitzen auf, die radial zur Walze gerichtet sind.
Die Höhe dieser Spitzen beträgt zweckmässig 2 bis 4 mm. Jeder Walze des Streckwalzenpaares können eine oder mehrere solcher Elektroden zugeordnet sein. In Fig. 2 ist die Streckwalze --10-- mit zwei Elektroden-11 und 11"--, die Streckwalze --10'-- nur mit einer Elektrode ausgestattet. Die Emissionsbereiche der Elektroden-11, 11"- überdecken sich derart, dass der Gesamtemissionsbereich der Elektroden einem Umschlingungswinkel der Streckwalze --10-- von etwa 1800 entspricht. Der Emissionsbereich der Elektrode entspricht einem Umschlingungswinkel der Streckwalze--10'--von mindestens 300. Der Streckspalt hat eine Breite von 1, 5 mm ; die Folie ist 190 dick.
Die angewendete Gleichspannung für die Aufbringung der elektrostatischen Beladung kann 2 bis 30 KV, bei Niederdruckpolyäthylenfolien vorzugsweise 25 KV betragen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Strecken von Folien aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen, mit einer Anzahl von Förderwalzen, Führungswalzen, Heizwalzen und geerdeten Streckwalzen, wobei im Abstand zu den Streckwalzen Elektroden zur elektrostatischen Aufladung der Folie angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Emissionsbereich der Elektroden (11, 11', 11") auf der Oberfläche der Streckwalzen (10,10') über einen Umschlingungswinkel von mindestens 300 erstreckt.
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