BESCHREIBUNG
Bei der Herstellung oder Verarbeitung von kontinuierlichen Polymerfolienbahnen werden die laufenden Bahnen im allgemeinen auf eine Folge von Hülsen, meist in Form von rohrförmigen Gebilden aus Karton, Kunststoff, Holz oder Metall, gewickelt, ohne dass die Bahnbewegung dabei unterbrochen werden darf.
Eine bekannte Methode, dies zu erreichen, beruht darauf, dass die Hülsen in einer ersten Position bzw. Halterung angewickelt, dann ohne Unterbrechung des Wickelvorgangs in eine zweite Position bzw. Halterung überführt und dort fertig bewickelt werden.
Zum Anwickeln der nächsten Hülse, die wieder in der ersten Position bereitgestellt wird, muss zunächst die laufende Bahn quer bzw. schräg getrennt werden, so dass an der Trennstelle einerseits das hintere , d. h. auf der fertig bewickelten Hülse aussen liegende Ende des vorangehenden Bahnabschnitts (der sich auf der fertig bewickelten Hülse befindet) und andererseits das vordere , d. h. auf dem nachfolgenden Wickel innen an der Hülse anliegende Ende des nachfolgenden Bahnabschnitts gebildet wird, der auf die nachfolgende Hülse gewickelt werden soll.
Dieses vordere Ende muss zum Anwickeln der noch leeren Hülse auf dieser befestigt werden, was gemäss Stand der Technik mit Hilfe von Klebstoff, z. B. in Form von Klebstreifen, geschieht, die auf der leeren Hülse angebracht werden.
Das Aufbringen von Klebstoff bzw. Klebstreifen erfordert einen besonderen Arbeitsgang bei der Herstellung oder Vorbereitung der Wickelhülsen und hat ausserdem den Nachteil, dass die Klebfähigkeit beim Lagern oder Handhaben der Wickel vermindert wird, z. B.
durch Verstauben oder ungewollte Kontakte. Ein weiterer Nachteil ist das schlagartige Einsetzen der Mitnehmerwirkung von Klebschichten oder-streifen.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Anhaften des jeweils vorderen Bahnendes auf einer leeren Hülse beim Anwickeln derselben ohne die mit der Verwendung von Klebstoff bzw. Klebstreifen verbundenen Nachteile zu ermöglichen und darüber hinaus ein einfaches, wirksames, sanftes, d. h. praktisch ruckfreies und gut kontrollierbares Anhaften des Vorderendes einer laufenden Bahn auf einer Wikkelhülse üblicher Art, d. h. ohne besondere Veräderungen der Wikkelhülsen, zu bieten.
Es wurde erfindungsgemäss gefunden, dass diese Aufgabe in überraschend einfacher Weise gelöst werden kann bei Bahnen aus einem flexiblen, glatten Material, das mindestens eine elektrisch isolierende Oberfläche besitzt bzw. auf mindestens einer Seite eine elek- trisch isolierende Schicht trägt oder vorzugsweise aus elektrisch isolierendem Material besteht, wie dies für Polymerfolienbahnen typisch ist, insbesondere wenn die Bahnen mit typischen Bahngeschwindigkeiten, z. B. im Bereich von 10 bis 200 Meter pro Sekunde, laufen.
Erfindungsgemäss wird beim Aufwickeln solcher Bahnen auf eine Folge von Wickelhülsen anstelle der bekannten Haftmittel in Form von auf den jeweils leeren Hülsen angeordneten Klebschichten oder -streifen nunmehr ein elektrostatisches Feld zwischen der leeren Hülse und der Bahn mindestens im Bereich des auf die Hülse zu führenden Vorderendes der Bahn verwendet.
Das elektrostatische Feld kann durch elektrostatische Aufladung der Bahn bzw. Polymerfolie oder/und der Hülse erzeugt werden, soweit letztere mindestens an der Oberfläche ebenfalls aus einem elektrisch nichtleitenden Material (z. B. aus Karton oder elektrisch isolierendem Kunststoff) besteht.
Die aufzuwickelnde Bahn bzw. Polymerfolie muss mindestens eine elektrisch isolierende Oberfläche besitzen, wobei diese Bereich nung eine metallische Leitfähigkeit, nicht aber halbleitende Eigenschaften ausschliesst. Im allgemeinen liegt die Raumtemperatur Leitfähigkeit von hier geeigneten organischen Bahnmaterialien bzw.
Polymeren bei Werten unter etwa 1 10-1 (Ohm-1 .cm-1). cm Die elektrostatische Ladung kann vor oder kurz nach dem Vorbeilaufen der Bahn bzw. Folie an der leeren Hülse erzeugt werden, und zwar auf der Bahn und/oder der Aussenfläche der leeren Hülse.
Im allgemeinen kann das elektrostatische Feld mit allen Mitteln bzw. Einrichtungen erzeugt werden, die zur Erzeugung solcher Felder geeignet sind. Hierzu gehören auch die elektrostatische Aufladung und die Polarisierung von elektrischen Isolatoren, wie sie bei typischen elektrostatischen Haftungsphänomenen auftreten.
Für das erfindungsgemässe Verfahren geeignete elektrostatische Felder können allgemein dadurch gebildet werden, dass auf der einen Systemkomponente, d. h. der Bahn bzw. Folie oder der Hülse, eine elektrostatische Ladung erzeugt wird, die zur Polarisierung der anderen Komponente ausreicht; man kann die Felder aber auch durch gezielte Aufladungsunterschiede der Komponenten erzeugen.
Einrichtungen zum Erzeugen von elektrostatischen Aufladungen bzw. Feldern sind in zahlreichen Formen bekannt; vorzugsweise werden für die Erfindung relativ einfache bzw. betriebssichere Methoden verwendet; so sind Elektrodensysteme geeignet, die sich zur Erzeugung von dunklen oder Korona-Entladungen eignen und z. B.
aus der Selenografie bekannt sind. Auch triboelektrische Methoden sind geeignet.
Allgemein muss das erzeugte elektrostatische Feld ausreichend stark sein, um das in der Nähe, z. B. in einem Abstand von einigen Millimetern bis maximal etwa 500 mm, der Hülse befindliche Vorderende des gerade abgetrennten neuen Bahnabschnitts zur leeren Hülse hin und zum Anliegen an diese zu bringen. Dies kann für ein gegebenes Bahnmaterial anhand weniger und einfacher Versuche optimiert werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Aufwickeln von kontinuierlichen Bahnen der genannten Art, insbesondere aus Polymerfolien, auf eine Folge von Wickelhülsen, z. B. aus Karton oder Kunststoff, mit je einer Wickeltrommel pro Bahn, je einer Trenneinrichtung zum Abtrennen des hinteren Endes der auf eine Wickelhülse auflaufenden Bahn und zur Bildung des vorderen Endes der auf eine leere Hülse auflaufenden Bahn, wie z. B. in Figur 7 von EP 17277 beschrieben.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Felds zwischen dem vorderen Ende der Bahn und der leeren Hülse, z. B. in Form eines Geräts zur Erzeugung einer elektrostatischen Aufladung der Bahn oder/und der leeren Hülse, wie einem Gerät zur Erzeugung einer Korona-Entladung, das z. B. nahe der laufenden Bahn bzw. Folie angeordnet und so betrieben wird, dass mindestens im Augenblick des Trennvorgangs ein Feld entsteht, welches das beim Trennen entstandene Vorderende der Bahn zum Anliegen an die leere Hülse bewegt, oder eine einfache Vorrichtung zur Aufladung der Bahn ist, z. B. ein Reibstreifen oder eine Bremse für das Umlaufen der an der Bahn anliegenden leeren Hülse.
Die Einrichtung kann beweglich zur Positionierung zwischen der Trenneinrichtung und einer Halterung ausgebildet oder/und mit der Trenneinrichtung beweglich ausgebildet sein.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer ersten allgemeinen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 2 die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, und
Fig. 3 die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
Im Schema der Fig. 1 läuft eine Bahn 10, z. B. aus Polymerfolie, von einer Herstellungs- oder Abgabevorrichtung 11 in Richtung des Pfeils A über die leere Hülse 12 in der Anwickelhalterung 13 zum fertigen Wickel 14 in der Hauptwickelstation 15. Bei Betätigung der Trenneinrichtung 16 wird die Bahn 10 zerschnitten, wobei das hintere Ende 101 des bereits auf dem Wickel 14 liegenden Bahnabschnitts und das Vorderende 102 des auf die leere Hülse 12 noch zu wickelnden Bahnabschnitts entsteht.
Die Vorrichtung 17 erzeugt eine elektrostatische Aufladung der Bahn 10 mindestens im Bereich des Vorderendes 102; wenn die Aufladung ausreichend hoch ist, induziert sie auf der Oberfläche der leeren Hülse 12 eine elektrostatische Ladung entgegengesetzter Polarität; hierdurch kann zwischen der Bahn 10 und der Hülse-12 ein elektrostatisches Feld erzeugt werden, welches das beim Trennvorgang entstehende Vorderende 102 der Bahn 12 auf die in Richtung des Pfeils B umlaufende Hülse 12 führt und anwickelt.
Die Haftung zwischen dem Vorderende 102 der Bahn 10 und der Hülse 12 muss ausreichen, um die Bahn einmal um die Hülse 12 zu führen und beim weiteren Umlaufen der Hülse 12 zunehmend fester mit der Hülse zu verbinden. Ein gewisser Schlupf in dieser ersten
Phase des Anwickelns mit elektrostatischer Haftung gemäss der Er findung ist vorteilhaft, weil dadurch das bei Verwendung von Kleb stoff bzw. Klebstoffband praktisch unvermeidbare ruck- bzw.
schockartige Anspannen der Bahn beim Anwickeln der leeren Hülse ausgeschaltet wird und dies insbesondere bei dünnen Polymerfolien wesentliche Vorteile bietet.
Die Einrichtung 17 der Fig. 1 kann eine elektrisch betriebene, d. h. mit einer (nicht dargestellten) Stromzuführung verbundene oder aber eine zur elektrostatischen Aufladung durch triboelektri sche Phänomene geeignete mechanische Einrichtung, z. B. ein Samt streifen, sein.
Fig. 2 zeigt das Schema der elektrostatischen Aufladung bzw.
Felderzeugung mit Hilfe einer Korona-Entladung. Die ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt und in Richtung des Pfeils A aus einer Folienerzeugungs- oder -abwickelstation 21 über die in der Anwickelstation 23 in Richtung des Pfeils B umlaufende Hülse 23 laufende Bahn 20 läuft nahe an der Einrichtung 27 vorbei, die ein Gehäuse 270 mit zwei Bahnumlenkkanten oder -rollen 272, 273 und eine gegen das Gehäuse 270 elektrisch isolierte, z. B. drahtförmige Elektrode 274 besitzt, die über die Zuleitung 276 mit elektrischem Strom zur Ausbildung und Erhaltung einer Korona-Entladung versorgt wird. Entsprechende Schaltungen und Betriebsbedingungen sind bekannt und daher hier nicht weiter erläutert.
Bei Betätigung der Trenneinrichtung 26 wird das entstehende Vorderende 202 der Bahn auf die leere Hülse 22 geführt und von dieser angewickelt.
Fig. 3 zeigt das Schema einer erfindungsgemässen Vorrichtung 3, die einen Teil einer Wickelwalze 38 zeigt, welche in Richtung des Pfeils C umläuft. Der fertige Wickel 34, auf den die Folie 30 bis zur Betätigung der Trenneinrichtung 36 aufläuft, ist nicht dargestellt; er kann separat angetrieben werden oder/und an der Wickelwalze 38 anliegen. Die leere Hülse 32 liegt im Augenblick der Betätigung der Trenneinrichtung 36 bereits in der Anwickelstation 35 und wird durch Kontakt mit der Folie 30 zum Umlaufen in Richtung des Pfeils A gebracht.
Die Einrichtung zur elektrischen Aufladung der Folie 30 oder/und Hülse 32 kann eine Bremse 37 sein, welche die Achse 320 des die Hülse 32 tragenden Dorns 321 so weit abbremst, dass durch Reibung der gebremsten Hülse 32 an der Folie 30 eine elektrostati sche Aufladung entsteht, die ausreicht, um bei Betätigung der Trenneinrichtung 36 das dann entstehende Vorderende 302 (wie durchbrochen angedeutet) in Richtung des Pfeils D auf die Hülse 32 zu führen. Das hintere Ende 301 der auf den (nicht dargestellten) fertigen Wickel 34 auflaufenden Bahn 30 läuft wie letztere um die Umlenkrolle 39.
Anstelle der Bremse 37 oder ergänzend kann ein Reibstreifen 375 aus einem Material verwendet werden, das bei Reibung an der Bahn bzw. Folie 30 eine elektrostatische Aufladung erzeugt.
Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt eine Vorrichtung 3, bei welcher die Einrichtung zur Erzeugung des elektrostatischen Felds ein Feld- bzw. Ladungsgenerator 371 ist, der z. B. in einem Hohlbalken 372 angeordnet wird, welch letzterer gegebenenfalls zur Positionierung mit der Trenneinrichtung verbunden ist. Eine allfällige Stromversorgung kann mit einer (nicht gezeigten) Zuleitung erfolgen oder von einem friktionsbetriebenen Generator erzeugt werden.
DESCRIPTION
In the production or processing of continuous polymer film webs, the running webs are generally wound onto a series of sleeves, usually in the form of tubular structures made of cardboard, plastic, wood or metal, without the web movement being allowed to be interrupted.
A known method of achieving this is based on the fact that the sleeves are wound in a first position or holder, then transferred to a second position or holder without interrupting the winding process and are then completely wound there.
To wind up the next sleeve, which is again provided in the first position, the running web must first be cut transversely or obliquely, so that on the one hand the rear, ie. H. on the finished wound sleeve the outer end of the preceding web section (which is located on the finished wound sleeve) and on the other hand the front, i. H. end of the subsequent web section, which is to be wound on the subsequent sleeve, is formed on the subsequent winding on the inside of the sleeve.
This front end must be attached to the still empty sleeve on this, which according to the prior art with the help of adhesive, for. B. happens in the form of adhesive tape, which are attached to the empty sleeve.
The application of adhesive or adhesive tape requires a special operation in the manufacture or preparation of the winding tubes and also has the disadvantage that the adhesiveness is reduced when storing or handling the winding, z. B.
due to dust or unwanted contacts. Another disadvantage is the sudden onset of the driving action of adhesive layers or strips.
The object of the invention is to allow each front end of the web to adhere to an empty tube when it is being wound up without the disadvantages associated with the use of adhesive or adhesive strips, and moreover a simple, effective, gentle, ie. H. practically jerk-free and easily controllable adherence of the front end of a running web to a winding sleeve of the usual type, d. H. without special changes in the winding sleeves.
It has been found according to the invention that this object can be achieved in a surprisingly simple manner in the case of webs made of a flexible, smooth material which has at least one electrically insulating surface or carries an electrically insulating layer on at least one side, or preferably made of electrically insulating material exists, as is typical for polymer film webs, especially if the webs with typical web speeds, e.g. B. in the range of 10 to 200 meters per second.
According to the invention, when such webs are wound onto a sequence of winding tubes instead of the known adhesives in the form of adhesive layers or strips arranged on the empty tubes, an electrostatic field between the empty tube and the web is at least in the region of the front end of the tube to be guided onto the tube Web used.
The electrostatic field can be generated by electrostatically charging the web or polymer film and / or the sleeve, provided that the latter also consists at least on the surface of an electrically non-conductive material (e.g. cardboard or electrically insulating plastic).
The web or polymer film to be wound up must have at least one electrically insulating surface, this region excluding metallic conductivity but not semiconducting properties. In general, the room temperature is conductivity of organic sheet materials or
Polymers at values below about 1 10-1 (Ohm-1 .cm-1). cm The electrostatic charge can be generated before or shortly after the web or film runs past the empty sleeve, namely on the web and / or the outer surface of the empty sleeve.
In general, the electrostatic field can be generated by all means or devices that are suitable for generating such fields. This also includes the electrostatic charging and the polarization of electrical insulators, as they occur in typical electrostatic adhesion phenomena.
Electrostatic fields suitable for the method according to the invention can generally be formed in that on one system component, i. H. the web or film or the sleeve, an electrostatic charge is generated which is sufficient to polarize the other component; the fields can also be generated by deliberate charging differences of the components.
Devices for generating electrostatic charges or fields are known in numerous forms; Relatively simple or reliable methods are preferably used for the invention; so electrode systems are suitable, which are suitable for generating dark or corona discharges and z. B.
are known from selenography. Triboelectric methods are also suitable.
In general, the generated electrostatic field must be strong enough to be able to use the nearby, e.g. B. at a distance of a few millimeters to a maximum of about 500 mm, the sleeve located front end of the just cut new web section to the empty sleeve and bring to rest against it. This can be optimized for a given web material using fewer and simple tests.
The invention also relates to a device for winding continuous webs of the type mentioned, in particular from polymer films, onto a sequence of winding tubes, e.g. B. made of cardboard or plastic, each with a winding drum per web, a separating device for separating the rear end of the web running onto a winding tube and for forming the front end of the web running onto an empty tube, such as. B. in Figure 7 of EP 17277.
The inventive device is characterized by at least one device for generating an electrostatic field between the front end of the web and the empty sleeve, for. B. in the form of a device for generating an electrostatic charge of the web and / or the empty sleeve, such as a device for generating a corona discharge, the z. B. is arranged near the running web or film and operated so that at least at the moment of the separation process a field is created which moves the front end of the web which has been created during the separation to abut the empty tube, or is a simple device for charging the web , e.g. B. a friction strip or a brake for circulating the empty sleeve adjacent to the web.
The device can be designed to be movable for positioning between the separating device and a holder and / or can be designed to be movable with the separating device.
The invention is explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
1 shows the schematic representation of a first general embodiment of the method according to the invention,
2 shows the schematic representation of a second embodiment of the method according to the invention, and
Fig. 3 shows the schematic representation of a device according to the invention.
In the diagram of Fig. 1, a web 10, z. B. from polymer film, from a manufacturing or dispensing device 11 in the direction of arrow A over the empty sleeve 12 in the winding holder 13 to the finished winding 14 in the main winding station 15. When the separating device 16 is actuated, the web 10 is cut, the rear end 101 of the web section already lying on the winding 14 and the front end 102 of the web section still to be wound on the empty sleeve 12 are formed.
The device 17 generates an electrostatic charge on the web 10 at least in the region of the front end 102; if the charge is sufficiently high, it induces an electrostatic charge of opposite polarity on the surface of the empty sleeve 12; in this way, an electrostatic field can be generated between the web 10 and the sleeve 12, which leads and winds up the front end 102 of the web 12 which arises during the cutting process onto the sleeve 12 rotating in the direction of the arrow B.
The adhesion between the front end 102 of the web 10 and the sleeve 12 must be sufficient to guide the web once around the sleeve 12 and to connect it more and more firmly to the sleeve as the sleeve 12 continues to circulate. A certain slip in this first
The winding phase with electrostatic adhesion according to the invention is advantageous because it makes the jerky or unavoidable use of adhesive or adhesive tape practically unavoidable.
shock-like tensioning of the web is switched off when the empty tube is wound up and this offers significant advantages, in particular in the case of thin polymer films.
The device 17 of FIG. 1 can be an electrically operated, i.e. H. connected to a (not shown) power supply or a suitable mechanical device for electrostatic charging by triboelectric phenomena, z. B. streak a velvet.
Fig. 2 shows the scheme of electrostatic charging or
Field generation with the help of a corona discharge. The web similar to that shown in FIG. 1 and in the direction of arrow A from a film production or unwinding station 21 via the sleeve 23 rotating in the winding station 23 in the direction of arrow B runs close to the device 27, which is a housing 270 with two web deflection edges or rollers 272, 273 and one electrically insulated from the housing 270, e.g. B. wire-shaped electrode 274, which is supplied via the lead 276 with electrical current to form and maintain a corona discharge. Corresponding circuits and operating conditions are known and are therefore not further explained here.
When the separating device 26 is actuated, the resulting front end 202 of the web is guided onto the empty sleeve 22 and wound up by the latter.
3 shows the diagram of a device 3 according to the invention, which shows part of a winding roller 38 which rotates in the direction of arrow C. The finished roll 34, on which the film 30 runs until the separation device 36 is actuated, is not shown; it can be driven separately and / or rest against the winding roller 38. When the separating device 36 is actuated, the empty sleeve 32 is already in the winding station 35 and is caused to circulate in the direction of arrow A by contact with the film 30.
The device for electrically charging the film 30 and / or sleeve 32 may be a brake 37 which brakes the axis 320 of the mandrel 321 carrying the sleeve 32 to such an extent that an electrostatic charge arises due to friction of the braked sleeve 32 on the film 30 which is sufficient to guide the front end 302 (as indicated by broken lines) in the direction of arrow D onto the sleeve 32 when the separating device 36 is actuated. The rear end 301 of the web 30 running onto the finished winding 34 (not shown) runs like the latter around the deflection roller 39.
Instead of the brake 37 or in addition, a rubbing strip 375 made of a material can be used which, when rubbed against the web or film 30, generates an electrostatic charge.
Also within the scope of the invention is a device 3 in which the device for generating the electrostatic field is a field or charge generator 371 which, for. B. is arranged in a hollow beam 372, the latter of which is optionally connected for positioning with the separating device. A possible power supply can take place with a supply line (not shown) or can be generated by a friction-operated generator.