Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer gleichzeitig zweiachsig orientierten thermoplastischen Folie
Bekanntlich wird eine gleichzeitig zweiachsig orientierte Folie hergestellt, indem eine schlauchförmige Folie aus thermoplastischem Kunstharz nach unten geführt und dabei zwischen zwei Paaren von übereinander angeordneten, einen Spalt bildenden Walzen gehalten wird, auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der die Folie zwischen den beiden Walzenpaaren orientierbar wird, und gleichzeitig zweiachsig sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gereckt wird, wobei Druckgas in die rohrförmige Folie eingeblasen und die Umfangsgeschwindigkeit der beiden Walzenpaare gesteuert wird.
Es besteht jedoch eine enge Beziehung zwischen der kristallinen Eigenschaft und der gleichzeitig zweiachsigen Streckfähigkeit einer schlauchförmigen Folie aus thermoplastischem Kunstharz, die nach Extrusion aus einem Extruder abgekühlt und verfestigt worden ist; dabei besteht die Tendenz, dass der Schlauch umso leichter gleichzeitig zweiachsig streckfähig wird, je geringer die Kristallisation der rohrförmigen Folie ist. Es ist deshalb erforderlich, dass die aus dem Extruder extrudierte geschmolzene rohrförmige Folie einer raschen Abkühlung unterworfen wird, um zu erreichen, dass die Folie weniger stark kristallisiert.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine kontinuierliche und stabile Herstellung einer gleichzeitig zweiachsig orientierten gleichförmigen Folie durch Verwendung einer Vorrichtung, bei der in einer vorteilhaften Ausführung eine innere Führung an einer unterhalb eines Extruders angebrachten ringförmigen Strangpressform hängt; diese innere Führung umfasst in ihrem oberen Teil eine Einrichtung zur Kontrolle des Durchmessers der rohrförmigen Folie und in ihrem unteren Teil einen Zylinder, der dazu dient, den Abkühlvorgang mit Hilfe von an seiner Oberfläche vorgesehenen Nuten zu beschleunigen; ferner ist die innere Führung von einem Bad umgeben, das eine äussere Kühlflüssigkeit enthält.
Auf diese Weise wird erreicht, dass sowohl eine innere als auch eine äussere Kühlflüssigkeit mit den Aussen- und Innenseiten der schlauchförmigen Folie direkt in Berührung kommt und gleichzeitig der Rohrdurchmesser kontrolliert wird, so dass die schlauchförmige Folie äusserst rasch abkühlt, dabei nur wenig kristallisiert und dann einem gleichzeitig zweiachsigen Streckvorgang zugeführt wird.
Für diesen anschliessenden Streckvorgang gilt folgendes: Läuft die rohrförmige thermoplastische Folie abwärts und wird sie dabei zwischen zwei Paaren von übereinander angeordneten, jeweils einen Spalt bildenden Walzen gehalten, auf eine Temperatur aufgeheizt, bis der Film zwischen den Walzen orientierbar wird, und wird die Folie gleichzeitig sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gereckt, indem ein in der schlauchförmigen Folie eingeschlossenes Druckgas angewandt und die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzenpaare kontrolliert wird, um so eine zweiachsig orientierte Folie herzustellen, so werden hinsichtlich der Stabilität und der Gleichförmigkeit der Rechnung unzureichende Ergebnisse erzielt, wenn im wesentlichen nur eine Luft-Aufwärtsströmung angewandt wird, wie dies bei den herkömmlichen Verfahren der Fall ist.
Dies kommt daher, dass insbesondere an der Halspartie der Reckblase, d. h. um die Partie, an der die Querreckung beginnt, die Strömungsgeschwindigkeit der an der Folie entlang strömenden Luft abnimmt, sowie dass aufgrund der Ungleichförmigkeit des Wärmeaustauschs in Umfangsrichtung des Schlauches die Temperaturverteilung in dieser Richtung der Folie insbesondere um die Anfangsstelle der Querreckung herum leicht weiter wird.
Es ist deshalb von Vorteil, wenn zur Erzielung einer stabilen Reckung sowie zur Erzeugung einer gleichförmigen thermoplastischen schlauchförmigen Folie, die Folientemperatur im Reckbereich sowie in den davor und dahinter liegenden Bereichen, insbesondere an der Anfangsstelle der Querreckung, derart geregelt wird, dass sie in Umfangsrichtung der schlauchförmigen Folie im wesentlichen gleichmässig ist.
Bei einer schlauchförmigen Folie, die durch Strahlungswärme von an ihrer Aussenseite angeordneten ringförmigen Heizelementen auf die orientierfähige Temperatur aufgeheizt, gereckt und dann durch irgendein geeignetes Verfahren abgekühlt wird, ist es am wichtigsten, dass der Wärmeaustausch zwischen der Folie und der umgebenden Luft in geeigneter Weise kontrolliert wird, um Zustände aufrecht zu erhalten, unter denen, wie oben erwähnt, die Folientemperatur in Umfangsrichtung des Schlauches gleichmässig ist.
Mit anderen Worten heisst dies, dass unabhängig davon, wie gleichmässig die Strahlungswärme von den Ringheizelementen in Umfangsrichtung der schlauchförmigen Folie ist, die Folientemperatur in dieser Richtung unmöglich in einem im wesentlichen gleichmässigen Zustand gehalten werden kann, wenn nicht der Wärmeaustausch mit der umgebenden Luft in Umfangsrichtung gleichförmig gemacht wird. Um die Folientemperatur in der besagten Richtung gleich aufrecht zu erhalten, ist es daher zweckmässig, die Luft in der Umgebung des Reckbereichs sowie der davor und dahinter liegenden Bereiche vollständig gleichmässig und konstant längs der Folie in Umfangsrichtung des Schlauches zu bewegen.
Die Erfinder haben die Wichtigkeit der erwähnten Bewegung der umgebenden Luft erkannt, verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Luftumwälzung studiert und gefunden, dass es wirksam ist, eine bestimmte zwangläufige Luftströmung zu erzeugen, um die Folientemperatur in Umfangsrichtung des Rohrs im wesentlichen gleichmässig zu erhalten.
Ferner haben sie festgestellt, dass es zur Erzielung einer stabilisierten und gleichförmigen Reckung einen merklichen Effekt hat, die Luftströmung im Reckbereich sowie in den davor und dahinter liegenden Bereichen gleichförmig und konstant zu machen, indem in einem Vorgang zwangläufiger Luftbewegung ein zwangläufiger Luftstrom gegen die Anfangsstelle der Querreckung über den Umfang der gereckten Folie (d.h. gegen die Bewegungsrichtung der Folie) und ein weiterer zwangläufiger Luftstrom gegen die Anfangsstelle der Querreckung längs dem Umfang der ungereckten schlauchförmigen Folie (d.h. in Bewegungsrichtung der Folie) geleitet wird.
Mit einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist es daher möglich, eine zweiachsig orientierte gleichförmige thermoplastische Folie stabil und kontinuierlich herzustellen, indem eine schlauchförmige Folie kontinuierlich zugeführt wird, auf Temperaturen, die zur Orientierung geeignet sind, aufgeheizt wird, wobei ein oder mehrere Infrarot-Heizelemente beim Orientieren in zweiachsigen Richtungen durch Aufblasen und Recken verwendet werden, und indem Luft über den äusseren Umfang der Folie zwangläufig aus entgegengesetzten Richtungen geblasen wird, und zwar von dem den Aussenumfang sowohl der ungereckten als auch der gereckten Teile der Folie umgebenden Luftring aus auf die Anfangsstelle der Reckung zu. Es ist ferner allgemein bekannt, eine zweiachsig gereckte Folie nach dem Recken unter Hitze erstarren zu lassen, um ihre zweidimensionale Stabilität zu verbessern.
Wird jedoch eine gleichzeitig zweiachsig gereckte schlauchförmige Folie im gefalteten Zustand einer herkömmlichen Wärmeaushärtvorrichtung des Spannrahmentyps zugeführt, so bleiben gegenüberliegende Teile der gefalteten Folie aneinander kleben; dies rührt von einer von der Schrumpfbeanspruchung beaufschlagten Spannung sowie daher, dass Bestandteile der Folie, wie weniger polymerisierte Teile und Zusätze auf die Folienoberfläche austreten. Dieses Austreten beruht auf der Tatsache, dass die Folie, die praktisch im Zweischichten-Zustand vorliegt, in dem Spannrahmen bei Temperaturen oberhalb der normalen Recktemperatur, jedoch unterhalb ihrem Schmelzpunkt aushärtet.
Daher ist es schwierig, diese aneinanderklebenden Schichten nach der Wärmeaushärtung voneinander zu trennen.
Beim Wärmeaushärten nach einem herkömmlichen Verfahren ist es daher erforderlich, dass beispielsweise eine gleichzeitig zweiachsig gereckte schlauchförmige Folie einem Spannrahmen zugeführt und dabei durch Aufschneiden der Schlauchfolie in Längsrichtung zu einer Bahn geöffnet wird.
Auf diese Weise wird die Folie doppelt so breit, als wenn sie im gefalteten Zustand zugeführt oder als wenn eine gleichzeitig zweiachsig gereckte schlauchförmige Folie an beiden Kanten aufgeschnitten und somit vollständig in zwei Folienbahnen getrennt wird, die jeweils einem getrennten Spannrahmen zugeführt werden. Die vorliegende Erfindung überwindet die oben erwähnten Nachteile und ist in der Lage, Kapital- und Arbeitskosten zu verringern und gleichzeitig das Problem des Zusammenklebens beim Wärmeaushärten auszuschalten.
Gemäss einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung, wird eine gleichseitig zweiachsig gereckte rohrförmige Folie längs mindestens einer Kante aufgeschlitzt und einem Spannrahmen zugeführt, so dass zwischen den einander gegenüberliegenden Folienschichten ein Zwischenraum aufrechterhalten wird, diese beiden Schichten durch die gleichen Klemmvorrichtungen zusammengehalten werden und gleichzeitig aushärten.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine erfindungsgemässe Arbeitsweise,
Fig. 2 eine erfindungsgemässe Folienherstellungs-Vorrichtung,
Fig. 3 den Reckvorgang,
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung der Wärmeaushärt Vorrichtung und
Fig. 5, 6 und 7 den Zustand der Folie an den Querschnitten B-B', A-A' bzw. C-C' nach Fig. 4.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine schlauch- bzw. rohr förmige Folie aus thermoplastischem Kunstharz, die geschmolzen und aus einem Extruder extrudiert, danach abge kühlt und verfestigt worden ist, einer gleichzeitig zweiachsigen
Reckung unterworfen und danach wärmeausgehärtet.
Um aus der geschmolzenen rohrförmigen Folie aus dem Extruder durch rasche Abkühlung eine weniger kristallisierte rohrförmige Folie zu erzeugen, wird die geschmolzene Folie 4, die durch ein Schlitzmundstück 3 aus einer Harzzuführung 2 in einer kreisförmigen Spritzgussform 1 gemäss Fig. 1 und 2 nach unten extrudiert worden ist, hinsichtlich ihres Rohrdurchmessers kontrolliert, um diesen durch Verwendung eines Luftzuführungsrohres 14 dem Aussendurchmesser einer inneren Führung 5 etwa gleich zu machen; dabei wird die Folie unter die Oberfläche einer Kühlflüssigkeit in einem äusseren Kühlbad 15 bewegt. Die Kühlflüssigkeit wird über ein Zuleitungsrohr 16 eingeführt und fliesst über einen über- lauf 17. Die innere Führung 5, die an der kreisförmigen Spritzgussform 1 hängt, ist so angeordnet, dass sie durch den Mittelpunkt des äusseren Kühlbades 15 führt.
Der Zwischenraum zwischen der inneren Führung und der runden Öffnung in der Bodenplatte des äusseren Kühlbades ist mit elastischem Material 18 verschlossen, das verhindert, dass die äussere Kühlflüssigkeit durch diesen Zwischenraum hindurch leckt.
Die unter die Oberfläche des äusseren Kühlbades geführte rohrförmige Folie gleitet an den Aussenflächen eines Kontrollteils 19 zur Kalibrierung des Rohrdurchmessers, wird dabei von aussen durch die äussere Kühlflüssigkeit und gleichzeitig von innen durch eine innere Kühlflüssigkeit gekühlt, die von einem Schlitz 9 an der Oberseite des Kontrollteils 19 über ein Rohr 8 zugeführt wird. Die innere Kühlflüssigkeit erreicht dann einen Zylinder 20 mit einer Schraubenliniennut 10, der den unteren Teil der inneren Führung 5 bildet. An dieser Stelle kommt die Folie mit ihrer Innenfläche mit der kalten inneren Kühlflüssigkeit in Berührung, die mit beträchtlicher Geschwindigkeit schraubenlinienförmig an der Innenfläche der rohrförmigen Folie entlangfliesst, wodurch diese auch innen rasch abkühlt.
Die Nuten 10 des Zylinders 20, die in einer Gruppe oder in mehr als zwei Gruppen angeordnet sind, stehen an ihren Anfängen (am oberen Ende) mit einem Zuführungsrohr 11 für die innere Kühlflüssigkeit in Verbindung. Das Rohr 11 verläuft im Mittelbereich der kreisförmigen Spritzgussform.
Die innere Kühlflüssigkeit, die von der Oberseite zur Unterseite des Teils 20 durch die Nut 10 fliesst, strömt an deren Ende 12 in den Raum unterhalb der inneren Führung, wonach die Kühlflüssigkeit, die sich innerhalb der rohrförmigen Folie gesammelt hat, über ein Rohr 13 aus der Form abgeführt wird.
Die somit vollständig abgekühlte rohrförmige Folie wird dann in den Bereich unterhalb der inneren Führung 5 geführt, durch eine Gruppe von Falzwalzen 6 allmählich zusammengefaltet, von der restlichen inneren Kühlflüssigkeit befreit, von zwei einen Spalt miteinander bildenden Walzen 7 aufgenommen und dann einem Teil zur gleichzeitig zweiachsigen rohrförmigen Reckung zugeführt.
Es ist somit möglich geworden, eine gleichförmige gleichzeitig zweiachsig orientierte Folie kontinuierlich und stabil herzustellen, da eine weniger kristallisierte Folie bei höheren Geschwindigkeiten als durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden kann; dies beruht auf der extrem raschen Abkühlung durch Verwendung einer Kühlflüssigkeit sowohl an der Innen- als auch an der Aussenfläche, wobei eine spezielle innere Führung mit einem äusseren Kühlbad kombiniert und gleichzeitig der Rohrdurchmesser der geschmolzenen rohrförmigen Folie nach dem Extrudieren aus dem Schlitzmundstück einer kreisförmigen Strangpressform kontrolliert wird.
Die rohrförmige Folie wird dann dem Anlageteil zum rohrförmigen gleichzeitig zweiachsigen Recken zugeführt; dieser Teil enthält eine Vorrichtung zur Aufnahme der rohrförmigen Folie, die mittels zweier Paare von übereinander angeordneten, einen Spalt miteinander bildenden Walzen zugeführt worden ist, sowie zum anschliessenden kontinuierlichen Recken dieser Folie; eine Heizeinrichtung zum Aufheizen der rohrförmigen Folie auf Temperaturen, die zum Orientieren geeignet sind; eine Einrichtung, die zwangläufig Luft auf den Anfangspunkt der Querreckung, und zwar in entgegengesetzter Richtung von dem ungereckten und von dem gereckten Teil der rohrförmigen Folie aus bläst;
sowie eine Einrichtung, die dazu dient, Schwankungen im Foliendurchmesser nach beendigter Reckung zu ermitteln und diese einem Antriebsmechanismus zu übertragen, der seinerseits eine Drucksteuerungs- und Flachliege-Vorrichtung in Betrieb setzt, um somit den Gasdruck in der rohrförmigen Folie zu steuern.
Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, wird die thermoplastische rohrförmige Folie 22 nach Aufnahme mittels der Walzen 7 senkrecht nach unten zwischen zwei mit niedriger Geschwindigkeit laufenden, einen Spalt miteinander bildenden Walzen 21 hindurchgeführt. Wie in diesen Figuren gezeigt, wird die Folie auf eine orientierfähige Temperatur durch Strahlungswärme von den Ring-Heizelementen 23 und 24 beim Hindurchlaufen durch diese Elemente aufgeheizt, während gleichzeitig Druckgas durch ein geeignetes Verfahren in diese Folie 22 zu ihrer Reckung eingeleitet wird. Die Folie wird dann mittels der Drucksteuerungs-Vorrichtung 25 in einen flachen Zustand gebracht und zwischen mit hoher Geschwindigkeit laufenden, einen Spalt miteinander bildenden Walzen 26 abgeführt.
Die Ringheizelemente 23 und 24 sind Infrarot-Heizungen, die jeweils aus einem oder mehreren Chromnickel-Drähten bestehen, welche mit Quarzröhren überzogen sind. Der Luftring 27, der Luft gegen die Bewegungsrichtung der Folie bläst, ist an der sogenannten Endreckstelle angeordnet, die von derjenigen Stelle, an der die rohrförmige Folie ihren Maximaldurchmesser erreicht, bis zu der Führungsvorrichtung reicht, an der die Folie zusammengefaltet wird. Da es unerwünscht ist, irgendwelche Hindernisse in der Nähe des Schlitzes anzuordnen, der die auf die Anfangsstelle der Reckung zu geblasene Luftströmung unterbricht, befindet sich der Luftring 27 gemäss Fig. 1 zwischen dem Ringheizelement 24 und der Drucksteuerungs-Vorrichtung 25.
Der Luftring 28, der Luft in der Bewegungsrichtung der Folie bläst, ist zwischen den mit niedriger Geschwindigkeit laufenden Walzen 21 und der Anfangsstelle der Reckung in Querrichtung der rohrförmigen Folie angeordnet.
Die Öffnungen der beiden Luftringe zur Zuführung der Luft haben die Form von ringförmigen Schlitzen und weisen eine Vorrichtung auf, durch die sich das durch die Ringe geleitete Luftvolumen mit Hilfe verstellbarer Öffnungsgrössen steuern lässt; der Luftdruck und die für jeden der beiden Luftringe gewählte Öffnungsgrösse bestimmen die entsprechende Geschwindigkeit und das Volumen für die aus den Öffnungen austretende Luft und bilden eine Luftströmung, die in Umfangsrichtung des Rohres vollständig gleichförmig und konstant ist und auf die gesamte Folienoberfläche in dem Reckreich sowie den davor und dahinter liegenden Bereichen auftrifft;
auf diese Weise lässt sich ein Zustand schaffen, in dem die Folientemperatur in Umfangsrichtung der rohrförmigen Folie im Reckbereich sowie in den davor und dahinter liegenden Bereichen, insbesondere um den Anfangspunkt der Querreckung, im wesentlichen gleich ist; auf diese Weise ist eine kontinuierliche und stabile Herstellung einer gleichmässig gereckten Folie möglich geworden; diese Ergebnisse, die sich bei Verwendung nur einer der Luftringe 27 oder 28 kaum erreichen lassen, werden erstmals durch kombinierte Verwendung beider Luftringe 27 und 28 erzielt.
Die Temperatur der Luftströmung, die keinen bestimmten Beschränkungen unterliegt, soll möglichst weder so hoch sein, dass die Folie schmilzt, noch so niedrig, dass der Film abkühlt und nicht mehr reckbar wird.
Falls anstelle der kombinierten Verwendung der beiden Luftringe 27 und 28 nur der Luftring 27 verwendet wird, beträgt der Unterschied in der Temperaturverteilung in Umfangsrichtung der Folie, insbesondere an der Anfangsstelle der Querreckung der rohrförmigen Folie, bis zu mehr als einigen 100 C, selbst wenn als optimal angenommene Arbeitsbedingungen gewählt werden. Dies hat eine Dicken-Ungleich- heit der gereckten Folie von über 40 % zur Folge, so dass es schwierig wird, eine gleichförmig gereckte Folie stabil und kontinuierlich herzustellen.
Mit 29 ist ein Lichtprojektor bezeichnet, der aus einer Lampe als Lichtquelle und einer Licht-Sammellinse besteht, während 30 eine Photozelle (Lichtempfänger) bezeichnet.
Die beiden Elemente 29 und 30 sind an der Endstelle der Reckung zwischen dem Ringheizelement 24 und der Anordnung 25 vorgesehen. Die Photozelle 30 ist über ein Zählerrelais und eine Steuerschaltung mit einem Antriebsgerät verbunden; die Kombination aus dem Lichtprojektor 29, der Photozelle 30, dem Zählerrelais und der Steuerschaltung dient dazu, Schwankungen in dem aufgeblasenen Durchmesser der gereckten Folie festzustellen und zu übertragen, sowie in Abhängigkeit davon, die Drucksteuerungs-Einrichtung in Betrieb zu setzen.
Die Elemente 29 und 30 sind einander zugewandt an Stellen tangential zu einem horizontalen Abschnitt der rohrförmigen Folie 31 angeordnet. Ein von dem Projektor 29 ausgehender Lichtstrahl weist innerhalb eines Bereiches gegen über der Folie 31 eine feste Breite auf. Die Photozelle 30 erfasst jegliche Schwankungen in der Lichtintensität, die aus Streuungen, sphärischen oder sonstigen Reflexionen an der Oberfläche der gereckten rohrförmigen Folie 31 resultieren, und überträgt sie über das Zählerrelais und die Steuerschaltung auf die Antriebseinrichtung, die die Einrichtung 25 in Betrieb setzt.
Die Einrichtung 25 besteht aus mehreren losen Folien, die parallel aufgereiht und so angeordnet sind, dass sie Platten bilden. Diese beiden plattenartigen Rollengruppen sind V-förmig angeordnet und nach rechts und links um ihre unte ren Enden als Drehpunkt schwenkbar, begrenzen oder entspannen die rohrförmige Folie bei Veränderung des vertikalen Winkels der V-Form, steuern damit automatisch den Druck in dem Rohr und halten die aufgeblasene Folie konstant auf einem eingestellten Durchmesser.
Bei grossem Rollwiderstand kann ausserdem jede Rolle so angetrieben werden, dass sie sich mit der Bewegungsrichtung und entsprechend der Geschwindigkeit der Folie dreht, wobei auch raupenförmige angetriebene endlose Riemen verwendet werden können.
Die auf diese Weise stabil und kontinuierlich hergestellte gleichförmige gereckte Folie wird dann wärmeausgehärtet, um ihre Dimensionsstabilität zu verbessern.
Sodann wird die zweiachsig gereckte rohrförmige Folie, die durch die mit grosser Geschwindigkeit laufenden, einen Spalt bildenden Walzen während des Reckvorgangs zu Doppelfolien gefaltet wird, an mindestens einer Kante aufgeschlitzt und einem Spannrahmen derart zugeführt, dass zwischen den oberen und den unteren Folien ein Abstand zur Zuführung der Aushärtwärme an beide Folien besteht.
Als Mittel, den Abstand zwischen den oberen und unteren Folien zu halten, können schnurförmige, riemenartige oder sonstige fortlaufende oder unterbrochene Mittel verwendet werden. Das heisst, jedes Mittel lässt sich verwenden, solange es gewährleistet, dass die Folien dem Spannrahmen mit einem Abstand zugeführt wird, der zwischen den oberen und unteren Folien eine Luftschicht hält.
Wie in Fig. 1 und 4 gezeigt, wird der gefaltete Film 32 nach Verlassen der mit hoher Drehzahl laufenden Walzen 26 mittels eines Kantenwerkzeugs 33 an beiden Kanten aufgeschlitzt, wobei die Kantenabschnitte 34 durch geeignete Vorrichtungen von der Maschine entfernt werden. Sodann wird die Folie 35, die an beiden Kanten beschnitten und zu zwei übereinanderliegenden Bahnen geformt worden ist, dem Einlass des Spannrahmens zugeführt. Auf dem Weg von dem Kantenwerkzeug 33 zu diesem Einlass wird die Folie dem im folgenden beschriebenen Prozess unterzogen.
Nachdem die Folie 35 an den Kanten beschnitten und zu zwei übereinanderliegenden Folien geformt worden ist, wird sie, wie in Fig. 5 gezeigt, von einer Fangfolie zwischen einem Paar von Druckrollen 36 gepresst. Nachdem der Abstand zwischen den beiden Folienbahnen mit Hilfe von Rollen 37 und 38 erweitert und ein schnurförmiges Material 39 dazwischengelegt worden ist, werden die Folienbahnen wieder an beiden Enden zwischen Druckrollen 40 gepresst und als zwei übereinanderliegende Bahnen mit einem Abstand dazwischen dem Sapnnrahmen zugeführt.
Das endlose schnurförmige Material 39, das in der Nähe beider Folienränder eingefügt wird, läuft um den äusseren Umfang einer ringförmigen Bahn von ringförmigen Ketten 42, durch die Folgen von Spannklammern 41 aneinander gehängt werden; das schnurförmige Material 39 läuft dabei in der gleichen Richtung und mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit wie die ringförmigen Ketten 42, und sind durch Führungsrollen 43 geführt.
Innerhalb des Spannrahmens wird die Folie durch die Klammern an beiden Enden festgehalten, wobei der Abstand zwischen den beiden Folienbahnen mittels der Schnurmaterialien, wie in Fig. 6 gezeigt, aufrecht erhalten wird.
Die auf diese Weise in den Spannrahmen eingeführten übereinanderliegenden Folienbahnen werden sowohl von oben als auch von unten durch geeignete Wärmequellen, etwa Heissluft oder Infrarot-Heizelemente auf geeignete Temperaturen aufgeheizt, die über der Recktemperatur, jedoch unter dem Schmelzpunkt liegen. Nach dem Abkühlen durch Luft in der Nähe des Spannrahmen-Ausgangs werden die Bahnen von den Klammern abgelöst und wie eine einzige Bahn den Druckwalzen 44 zugeführt, wo sie mittels Walzen 45 und 46 in obere und untere Bahnen getrennt und dann auf ein Paar von oberen und unteren Rollen aufgewickelt werden.
Währenddessen werden die schnurförmigen Materialien 39 zwischen den Rollen 45 und 46 aus der Folie herausgenommen.
Die schnurförmigen Materialien, die normalerweise zweifach, jeweils nahe einem Rand der Folie, verwendet werden, sind weder hinsichtlich der Anzahl noch der Einfügungsstellen beschränkt; vielmehr genügt es, dass die Folie dem Spannrahmen zugeführt wird, nachdem sie einer Schmelz Schneid-Versiegelung an den Rändern unterzogen wurde, was durch geeignete Mittel, wie eine umlaufende beheizte Scheibe, unmittelbar nach Einfügung der schnurförmigen Substanzen erfolgt. Die Dicke des einzufügenden schnurförmigen Materials wird als ausreichend betrachtet, wenn sie mehr als etwa 2 mm beträgt.
Es ist zu vermerken, dass es im Bereich der Erfindung liegt, anstelle der Einfügung von schnurförmigen Materialien den Abstand beim Einführen der Folie in den Spannrahmen durch Bildung einer Luftschicht zwischen den oberen und unteren Folienbahnen aufrecht zu erhalten. Dazu wird zwangläufig eine Luftströmung in den Bereich zwischen den Rollen 36 und 40 gemäss Fig. 1, d.h. in den Bereich zwischen den vollständig getrennten Folienbahnen, in Bewegungsrichtung der Folie eingeleitet. Ferner liegt es im Bereich der Erfindung, dass bei hoher Transportgeschwindigkeit der Folie das von dieser mitgeführte Luftvolumen allein ohne eine zwangläufige Luftströmung wirksam genug ist.
Es wird somit ermöglicht, eine wärmegehärtete, gleichförmige, gleichzeitig zweiachsig orientierte Folie kontinuierlich und mit stabiler Leistungsfähigkeit zu erzeugen.
Beispiel 1
Eine geschmolzene, rohrförmige Polypropylenfolie 4, die gemäss Fig. 1 und 2 von dem Extruder extrudiert wird und nach Passieren der Kunstharz-Durchführung 2 der an dem Extruder befestigten ringförmigen Spritzgussform 1 durch den Schlitz 3 nach unten austritt, wurde mittels Luft-Zuführungsrohren 14 in seinem Rohrdurchmesser so gesteuert, dass dieser etwa dem Aussendurchmesser einer inneren Führung gleich war. Die Folie wurde dann nach unten unter die Kühlflüssigkeits-Oberfläche eines äusseren Kühlbades geführt.
Während die Folie von aussen durch die äussere Kühlflüssig- keit und gleichzeitig auch von innen durch die innere Kühlflüssigkeit gekühlt wurde, die durch das Rohr 3 zugeführt und durch Schlitze 9 an der Oberseite des oben an der inneren Führung 5 angeordneten Rohrdurchmesser-Kontrollteils 19 eingeblasen wurde, glitt sie über die Aussenfläche des Kon- trollteils 19 abwärts. Dann wurde sie über den Zylinder 20 mit Schraubennuten 10 am unteren Teil der inneren Führung geführt und rasch von innen abgekühlt, indem die Innenseite der Folie mit der inneren Kühlflüssigkeit in Berührung kam, die schraubenlinienförmig längs der Innenseite der rohrförmige gen Folie mit erheblicher Geschwindigkeit strömte.
Die rohrförmige Polypropylenfolie, die somit durch innere Abkühlung mittels der inneren Kühlflüssigkeit und gleichzeitig äussere Abkühlung mittels der äusseren Kühlflüssigkeit abgekühlt und rasch durch und durch verfestigt worden war, wurde dann unter den inneren Kühlrahmen 5 weitergeleitet, zwischen einer Gruppe von Faltrollen allmählich zusammengefaltet und zwischen den einen Spalt bildenden Walzen aufgewickelt.
Die so hergestellte gleichmässige rohrförmige Polypropylenfolie mit 216 mm Innendurchmesser, 625 8 Dicke und geringer Kristallinität wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 1 m pro Minute einem Gerät zugeführt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Nach Einleitung von Druckluft wurde die rohrförmige Folie von einem aus 4 Infrarot-Heizelementen von 8 Kilowatt bestehenden Heizsystem 23 sowie einem aus 4 Infrarot-Heizelementen von 15 Kilowatt bestehenden Heizsystem 24 aufgeheizt. Dann wurde die Folie einer Reckung um das Sfache in Längsrichtung und um das Sfache in Querrichtung unterzogen, während Luft von Zimmertemperatur mit einer Geschwindigkeit von 20 bzw. 260 1 pro Sekunde aus einem Luftring 28 mit einem ringförmigen Schlitz von 270 mm Durchmesser bzw. einem Luftring 27 mit einem ringförmigen Schlitz von 1400 mm Durchmesser darauf geblasen wurde.
Gleichzeitig wurde aus einer direkt unterhalb des Luftrings 27 angeordneten Lichtquelle mit 8 Watt bei 6 Volt ein paralleler Lichtstrahl mit fester Breite und bestimmter Phase durch eine konvexe Linse mit einer Brennlänge von 20 mm erzeugt und so gerichtet, dass er mindestens teilweise tangential die aufgeblasene Folie traf. Die Zu- oder Abnahme der Lichtmenge wurde von einer Kadmiumsulfid-Photozelle erfasst, wobei der bewegbare Zeiger eines Zählerrelais ausschlug.
Die oberen und unteren Grenzen der vorbestimmten Folienabmessung wurden an festen Anzeigen in dem Zählerrelais eingestellt; die elektrischen Signale, die der bewegbare Zeiger beim Überschreiten der eingestellten Anzeigen erzeugte, wurden über einen Magnetschalter auf einen Motor übertragen und in Abhängigkeit davon der Motor in der einen oder anderen Richtung angetrieben oder abgebremst; dieser Antrieb wurde dann auf eine Druckverminderungs-Einrichtung übertragen, die dazu diente, den Durchmesser der gereckten Folie durch Öffnen und Schliessen während der Wärmeaushärtung zu steuern; die Schwankung der im ausgebreiteten Zustand vorhandenen Breite der auf diese Weise hergestellten gereckten Folie lag in einem Bereich von 0,2%, während die Dickenabweichung 20 % betrug;
auf diese Weise wurde es möglich, eine gleichzeitig zweiachsig gereckte Polypropylenfolie derartiger Gleichförmigkeit kontinuierlich herzustellen.
Beispeil 2
Eine Polypropylenfolie von 20 # Dicke, die zwischen den mit hoher Geschwindigkeit laufenden, einen Saplt bildenden Walzen 26 hindurchgeführt, einer gleichzeitig zweiachsigen Rohrreckung unterworfen und gefaltet worden war, wurde an beiden Kanten durch ein Kantenwerkzeug abgeschnitten und zu zwei übereinanderliegenden Folienbahnen geformt; an einer mittleren Stelle zwischen den Kantenwerkzeugen und dem Einlass des Spannrahmens wurden zwei Baumwollschnüre von 5 mm Durchmesser jeweils im Abstand von 4 cm von den beiden Folienkanten zwischen die Bahnen kontinuierlich in Bewegungsrichtung der Folie eingelegt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, um somit einen Abstand zwischen den beiden Folienbahnen herzustellen;
nach Aufwenden eines leichten Drucks ausschliesslich auf die beiden Kanten wurden die beiden übereinanderliegenden Folien, die so mit einem Raum zur Aufnahme von Luft versehen worden waren, dann einem konventionellen Spannrahmen zugeführt, wo heisse Luft von etwa 160 C sowohl von der Unter- als auch von der Oberseite der beiden übereinandergelegten Folienbahnen zugeführt wurde; nachdem die Folien etwa 6 Sekunden lang derart behandelt worden waren, wurden sie luftgekühlt, von den Spannklammern freigegeben und jeweils wiederum mit einem Kantenwerkzeug etwa 2 cm innerhalb der Stellen, an denen die schnurförmigen Materialien eingelegt worden waren, aufgeschlitzt und dann in zwei getrennte Bahnen geöffnet, die auf ein Paar von oberen und unteren Rollen aufgewickelt wurden.
Es zeigt sich, dass die beiden übereinanderliegenden Folienbahnen nach dem Wärmeaushärten nicht aneinander kleben blieben. Um die Wirkung der Wärmeaushärtung, d. h.
die Dimensionsstabilität, der Folie zu prüfen, wurde ein kleines Stück der Folie in ein Glycerinbad von 100" C geworfen, wobei sich herausstellte, dass die Wärmeschrumpfung weniger als 1% betrug. Dies zeigte, dass sich diese Folie bezüglich ihrer Wärmeschrumpfung überhaupt nicht von einer Folie unterschied, die unter den gleichen Bedingungen in dem gleichen Spannrahmen nach herkömmlicher Art und Weise als einzelne Bahn wärmebehandelt wurde.
Wie oben erwähnt, stellte es sich in ähnlicher Weise als wirksam heraus, wenn in geeigneter Weise in Bewegungsrichtung der Folie Luft mit einem Durchsatz von 0,1 Kubikmeter pro Minute in den Raum zwischen den beiden Folienbahnen zwangläufig eingeführt wurde, die an der in Fig. 5 gezeigten Stelle, d.h. an der Stelle zwischen dem Kantenwerkzeug und dem Einlass des Spannrahmens, vollständig getrennt worden waren.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar hervorgeht, umfasst die Erfindung die Schritte des Abkühlens einer rohrförmigen Folie, des zweiachsigen Reckens und der Wärmehärtung. Ein oder zwei der obigen drei Schritte können jedoch auch nach herkömmlichen Verfahren oder mit herkömmlichen Vorrichtungen ausgeführt werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung einer gleichzeitig zweiachsig orientierten thermoplastischen Folie, dadurch gekennzeichnet, dass eine schlauchförmige Folie extrudiert und danach abgekühlt wird; dass die abgekühlte schlauchförmige Folie unter Erwärmung längs und quer gereckt wird; und dass die gereckte Folie aufgeschlitzt und wärmeausgehärtet wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, mit den Schritten des Abkühlens einer geschmolzenen rohrförmigen Folie, des zweiachsigen Reckens und des Wärmeaushärtens dieser Folie, wobei der Abkühlschritt dadurch gekennzeichnet ist, dass eine geschmolzene schlauchförmige Folie (4) aus thermoplastischem Kunstharz, die von einem Extruder na#ch unten extrudiert wird, hinsichtlich ihres Rohrdurchmessers einerseits durch eine innere Führungseinrichtung (5), bestehend aus einem Rohrdurchmesser-Kontrollteil (19), der oben an seinem oberen Teil mit Auslässen (9) für eine innere Kühlflüssigkeit versehen ist, während sein unterer Teil einen Zylinder (20) bildet, der an seiner Oberfläche schraubenlinienförmige Nuten (10) zur Leitung der inneren Kühlflüssigkeit aufweist,
und anderseits durch ein die innere Füh rungseinrichtung aussen umgebendes äusseres Kühlbad (15) kontrolliert wird, das an seiner Bodenplatte von der inneren Führungseinrichtung durchsetzt wird, wobei der Zwischenraum zwischen dem Loch in der Bodenplatte für die schlauchförmige Folie und der inneren Führungseinrichtung mit einem elastischen Material (18) verschlossen ist, so dass die rohrförmige Folie auf diese Weise durch direkten Kontakt ihrer Innen- und Aussenflächen mit inneren und äusseren Kühlflüssigkeiten äusserst rasch abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, wobei der Schritt des Reckens dadurch gekennzeichnet ist, dass die rohrförmige Folie (22) zwischen zwei Paaren von übereinander angeordneten, einen Spalt miteinander bildenden Walzen (21) hindurchgeführt wird und um gleichzeitig zweiachsig in Längsund in Querrichtung sowohl mittels des Drucks eines in dem Rohr eingeschlossenen Gases als auch durch Steuerung der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen gereckt zu werden, durch ringförmige Heizelemente (23, 24) auf eine zur Orientierung geeignete Temperatur aufgeheizt und einer gleichzeitig zweiachsigen rohrförmigen Reckung durch zwangläufiges Zuführen von Luft in einander entgegengesetzten Richtungen durch zwei Luftringe (27, 28), die an den äusseren Umfängen des
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.