CN1914025A - 用于纵向拉伸膜幅的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于拉伸膜幅的装置，该膜幅由热塑性塑料制造，其包括至少一个以速度V1驱动的从动滚筒(2)，以及至少一个以速度V2驱动的第二从动滚筒(3)，其中V1＜V2。串联地布置滚筒(2，3)，从而在两个滚筒(2，3)之间具有拉伸间隙(4)。在拉伸间隙(4)中设置宽度维持装置，其机械地夹紧该膜幅的两个边缘，从而使得在拉伸间隙(4)中纵向拉伸期间，基本上保持该膜幅的宽度。本发明还涉及一种用于纵向拉伸该薄膜的方法，通过所述装置拉伸该薄膜。

Description

用于纵向拉伸膜幅的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于在纵向上拉伸膜幅(film web)的方法和装置。该方法可被用于拉伸双轴取向薄膜，也可将之用于拉伸流延薄膜或预制膜。

背景技术

在现有技术中，双轴取向薄膜是已知的，并被用在许多不同的应用领域中。特别地，近年来，已经研制出双轴取向聚丙烯薄膜，在高温下，该薄膜在一个或其它方向程度或多或少地强烈收缩。收缩特性取决于各个层的成分和制造该膜期间的条件。特别地，拉伸期间的温度、拉伸系数以及随后的固定是决定性的。通过改变这些条件，双轴取向薄膜的收缩特性可在很宽的范围内变化。

对于一些应用而言，特别期望薄膜仅在一个方向有很大的收缩量，而同时在其它方向的收缩量尽可能地小。这样的应用例如为用于环形标签的收缩包装薄膜。对于环形标签而言，例如首先将平膜形成为软管或软管管段，该软管或软管管段被压在将被贴上标签的容器上面。随后，该软管在高温下收缩。根据可选择的方法，该膜的处理正好在该辊外发生。该辊首先将环绕该容器或模制主体并结合在一起。在随后的收缩过程期间，在所谓的滚轧收缩方法(“ROSO”)中，该膜紧紧地贴合。

显然，对于前面的方法而言，需要在横向具有很大收缩量的薄膜，同时该ROSO方法需要很大的纵向收缩量。为了不使这种环形标签的注记和装饰变形，尽可能使在各个相反方向上的收缩量等于零。

实践中，这样由聚丙烯制成的膜的制造产生相当大的困难。根据常规的制造方法(平膜方法)，首先挤压出该膜，接着冷却，随后将之双轴向拉伸。通常首先大体上通过辊在纵向上进行拉伸，所述辊以不同的速度运行。随后，在框架内进行横向上的定位。这种双轴向拉伸确保了重要的应用特性如机械强度、硬度、透光度、均匀厚度轮廓等。已经发现，基本上通过这种方法制备具有很大纵向收缩量和很小横向收缩量的膜是可能的；但是，在拉伸和固定期间，需要用常规的结构设备维持极高条件，特别是框架几何结构不能容易地达到该条件。通常，需要改进该设备。结果，生产中的转变很费时，最终，使得产品不经济或者质量不合格，特别是纵向收缩量太小，并且横向上的尺寸稳定性不好。

在现有技术中，已知可通过在双轴向拉伸之后，在纵向上进行进一步的拉伸(附加的纵向拉伸)来增加双轴向拉伸薄膜的纵向收缩量。但是，在涉及本发明的研究范围内，已经发现通过这种措施不可能同时确保该薄膜的横向收缩量保持等于零。已经发现，由于附加的纵向拉伸，也相当大地影响了该薄膜在横向上的特性。首先，已经发现，在第二次纵向拉伸期间，明显地减小了该膜的宽度，并且产生了负面的横向收缩量，即，该附加纵向拉伸的薄膜在高温下膨胀。作为纵向拉伸的结果，该宽度的减小是公知的，并且在该薄膜技术领域中还将之称为缩颈现象。但是，由于随后的横向拉伸，补偿了这种缩颈现象的负面影响，该横向拉伸通常在该缩颈现象之后。但是由于在环形标签的收缩应用期间，最后印刷图像因此产生了相似的变形，所以该“负面”横向收缩(横向膨胀)作为过多的横向收缩是不可接收的，该横向收缩由于附加纵向拉伸而产生。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一方法，根据该方法可制造定向的聚丙烯薄膜，该薄膜在高温下具有很高的纵向收缩量，并且同时在这种温度的影响下，不改变其在横向上的尺寸。该方法要求简单、经济有效且适用于各种薄膜材料，特别适用于双轴向拉伸聚丙烯薄膜。此外，该方法还应以高度灵活的方式适用于其它原材料。因此，一个目的在于说明用于纵向拉伸流延薄膜或预制膜的方法。

通过用于纵向拉伸至少单层的热塑性聚合物薄膜(1)的方法来实现这种目的，在拉伸单元的慢速工作部分中拉伸之前，将该薄膜加热至适于拉伸的温度，并将之传递到拉伸区域，该拉伸单元的慢速工作的部分包括从动滚筒(2)，该拉伸单元的快速工作部分包括从动滚筒(3)，该成对滚筒(2)/(3)以这样的方式设置，从而使得在这两个滚筒(2)/(3)之间形成拉伸间隙(4)，并将膜(1)传递到拉伸间隙(4)中，其特征在于，在拉伸间隙(4)的区域中拉伸期间，通过固定装置在边缘区域(10)中机械地夹紧膜(1)，拉伸间隙(4)在滚筒(2)/(3)之间，并将该膜以这样的方式固定，从而使得该膜的宽度在拉伸期间未显著改变，该宽度为该膜在进入拉伸间隙(4)时的宽度。

具体实施方式

图1以剖面示意图示出了用于维持宽度的装置。在慢速工作的滚筒(2)和快速工作的滚筒(3)(拉伸滚筒)之间拉伸薄膜(1)。在膜的进入点(17’)和退出点(17”)之间的区域形成拉伸间隙(4)，该进入点在滚筒(2)上，该退出点来自滚筒(3)。在拉伸间隙(4)中，在膜(1)的上方、下方设置两个托架(5a)和(5b)。托架(5)包括冲压缸或压力缸(7a)和(7b)以及固定辊(6a)和(6b)。通过压力缸(7)沿着该膜表面的方向按压托架(5)。以这种方式，将膜(1)夹紧在固定辊(6a)和(6b)之间，并将之固定。根据其结构，辊(6)在一个或几个接触点(8)处与膜表面接触。

图2示出了膜幅(1)的俯视图，其中固定装置在膜(1)的两个边缘区域(10)上。(9)为膜幅(1)的前进方向。分别示出了位于膜(1)上方的托架(5a)的辊(6a)。示出了辊(6a)设置在膜(1)的边缘区域(10)中。显然，还采用了由于在下面而未示出的辊(6b)。

图3为膜幅(1)的俯视图，膜幅1具有双排排列的固定辊。如可看到的，该固定辊被并排地设置成两排(19a)和(19b)，每排固定辊(9)的位置可彼此相对地移动。

图4图解示出了如果减小了该固定辊的直径，如何缩短在接触点(8)之间的距离(11)。固定辊(6)在接触点(8)、(8’)和(8”)与膜(1)接触。由于辊(6)的直径，在接触点(8)之间产生空间距离(11)。从辊(6)的给定直径d开始(比较图4a)，如果减小了该辊(6)的直径d，该距离从(11a)降低到(11b)(比较图4b)。

图5示出了在固定辊(6)直径有公差情况下的结果。在示意图中，示出了如果辊(6)并不是全部都正好具有相同的直径，在将辊(6)固定到托架(5)的刚性方法的情况下，为什么不是全部辊(6)与膜幅(1)接触。

图6/6a示出了使用非刚性，即挠性支承辊(6)的优选实施方案，由此解决了根据图5的问题。其示出了具有非单一直径的辊(6)如何以弹性或滑动的方式安装在托架(5)上。具有较大直径的辊压缩弹簧(13)。在这种实施方案中，所有的辊(6)与膜(1)接触，由于该设计，使得对于每一个固定辊(6)而言，具有一个或几个接触点(8)。

图7示出了具有托架(5)、挠性支承辊(6)以及拉伸滚筒(2)和(3)的装置。其示出了在第一固定辊(6’a)和(6’b)的接触点(8’)与进入点17’之间形成了保持自由的区域(14’)，膜(1)在该区域没有被固定。这些同样适用于最后的固定辊(6”a)和(6”b)与退出点(17”)之间的区域。

图7a示出了与图7相似的结构，在根据图7的保持自由的区域(14’)或(14”)中布置了附加滑杆(15)。滑杆(15)以这样的方式形成，即，使得膜(1)通过滑杆(15)进入区域(14)。为了这个目的，滑杆(15)具有朝着拉伸滚筒(2)/(3)以及朝着该第一或最后的固定辊逐渐变细的端部。与图7相比，保持自由的区域(14)相当短。

图8示出了与图7a相似的结构。在这种情况下，在膜(1)上方和滑杆(15)上方将附加固定辊(18)布置在托架(5a)上，固定辊18将膜(1)压在滑杆(15)上，因此在离开进入点或退出点(17)之后，立刻又将其固定。根据膜的性质，该滑杆是可选的特征，并可被省略。

图9a和图9b作为俯视图和剖视图示出了具有成形表面的固定辊。在所示的实施方案中，固定辊各自覆盖有4个O形圈(19)，因此形成了具有均匀的凸出区域(20)和凹槽(21)的轮廓。图中示出了如何以这样的方式使该成形辊位于膜幅的上方和下方，即，使得凸出区域和凹槽互相啮合(22)。作为与固定辊移动定位有关的轮廓的结果，图10示出了该膜幅如何以波浪形环绕该轮廓。

根据本发明的装置主要由两个部分组成，这两个部分被布置在与膜(1)相对的两个边缘区域10，即膜(1)上面和下面，下面这两个部分被称为托架(5)。每个托架(5a)和(5b)具有依次以单排(图1)或双排(图3)布置的多个辊(6a)和(6b)。排的长度大约对应于拉伸间隙(4)的长度。单排或双排内的辊(6)之间的距离应尽可能地小。辊(6)的直径被以这样的方式选择为拉伸间隙(4)的长度的一比率，即，可将几个辊(6)布置在拉伸间隙(4)中，例如每一侧和每个托架可布置至少3个，优选5-20个辊(6)，在双排设计的情况下，辊的数量相应地加倍。将辊(6)均匀地布置分布在拉伸间隙(4)的整个长度上。优选辊(6)具有双排布置的实施方案(图3)。由于这样的布置，相对于单排布置，在接触点(8)之间的距离减半，并且接触表面，即接触点(8)的数量整体增加或几乎加倍。为了使边缘(10)的宽度保持得尽可能小，应将该两排设置得尽可能地彼此接近。

在拉伸间隙(4)中将两个托架(5a)和(5b)以这样的方式设置在膜(1)的上方和下方，即，成排布置的辊(6)与膜前进的方向(9)平行排列，并与膜的边缘区域(10)接触，使得当膜(1)通过时，辊(6)沿着膜前进的方向(9)旋转。自该辊的平行排列的偏离高达±10°而不带来具有负面影响的固定作用是可能的，即，还可稍微成一角度地将辊设置在膜幅上。通过相应的装置如在两个托架(5a)和(5b)上的压力机7，可以这样的方式控制两个托架(5a)和(5b)上的接触压力，即，使得由布置在上方和下方的辊(6a)和(6b)组成的辊对以这样的方式类似地夹紧膜(1)，即将之固定，使得在纵向没有或仅有很少横向缩颈现象是可能的。通常，根据本发明，同纵向拉伸前的原始宽度相比，在纵向拉伸期间，膜的宽度最大降低20％，优选为0-15％，特别是2-12％。由于多个辊对(6a)和(6b)，特别是在双排的情况下，保证了相应数量的接触点(8)或固定点，在固定点处将膜(1)保持在上部辊(6a)和下部辊(6b)之间。辊(6)越小，越多的接触点(8)保证固定，在拉伸期间，在该拉伸间隙(4)的长度上，接触点8尽可能均匀。显然由于结构设计的原因，限制了辊(6)的尺寸减小。

在拉伸间隙(4)的长度上，膜幅(1)在其边缘区域(10)中通过上方和下方的托架(5a)和(5b)的成对辊(6a)和(6b)固定。以这样的方式选定成对的辊(6a)和(6b)中的辊(6)的尺寸，即，使它们的直径通常小于它们的宽度b_g，从而使得术语“辊”体现这种元件的特征比术语“滚筒”更适宜。但是，对于适宜尺寸的滚筒而言，满足同等目的也是可能的。为了达到更好的横向固定，首先使用这样的“滚筒”以拉伸更宽的膜幅。根据该固定辊的设计和宽度，接触区域由辊和膜边缘之间的接触产生，其在该薄膜卷的宽度上延伸。因此根据本发明的含意，在本说明书中反复提到的“接触点”还应包括大致线性的接触区域，该接触区域形成在辊等的宽度上。

技术人员将选择该元件的尺寸，即辊的直径以及辊的宽度，其作为该膜幅的厚度和宽度、拉伸速度、拉伸系数以及边缘区域的宽度的函数。辊(6)的直径特别取决于拉伸单元的尺寸，特别是拉伸间隙(4)的大小。与拉伸间隙(4)的长度相比，为了最大化接触点(8)的数量，技术人员将选择尽可能小的直径。辊的宽度取决于膜幅(1)的厚度和宽度以及为了纵向拉伸将施加的拉伸力。为了保证良好的固定，拉伸力越大，接触表面应越大。自然地，辊的宽度也将取决于是否实施单排或双排设计。双排实施方案自然具有更小的辊。膜幅宽度自身取决于材料的类型和预定的机器尺寸，因此其可在一宽度范围内变化。作为一个示例，膜幅(1)将不宽于5m，优选0.2-3m。拉伸间隙(4)应尽可能地短。

为了保证在拉伸间隙(4)的整个长度上均匀测定膜边缘(10)，从拉伸间隙(4)的起点到末端布置辊(6)以及所有的辊(6)具有相同的直径是必需的。显然，在这种情况下，应依据常规的制造公差设定范围限制。通常，在托架(5a)和(5b)内的辊的直径彼此偏差应不超过10％。这适用于辊自身以及全部辊直径，该辊含有可被施加的涂层。

基本上，辊(6)可由任何满足要求的所需材料或复合材料制成。表面可以这样的方式设计，即，在膜幅(1)和辊表面之间促进非滑动连接。应避免材料幅和辊表面之间的相对移动(滑动)。优选地，应将辊(6)的表面设置有橡胶覆盖层(例如橡胶环，比较图9和10)，该覆盖层确保了必要的粘附摩擦系数，从而避免了滑动。作为示例，还可用特殊金属如铜覆盖表面。根据膜幅，多种辊类型(金属在橡胶上)的组合是可能的。

根据另一种实施方案，以这样的方式设计表面和/或辊形状，即，进一步改善辊-膜-辊之间的非滑动连接。为了这个目的，证明具有成形表面的辊是有利的，即每个辊表面有均匀分布在辊的宽度上的凹槽和凸出区域。同时，这些成形的辊以这样的方式位于膜幅的上方和下方，即，使得下方的辊的凸出区域与上方的辊的凹槽相对(或反之亦然)，并且这些彼此之间的接合在辊上施加接触压力。结果，膜的边缘以波浪形环绕这种轮廓，并由增加的接触压力产生较大的接触表面。因此在膜的边缘区域中形成槽型图案。由于随后接合这种边缘区域，这种“变形”不是缺点。

这样的实施方案例如由固定辊组成，该辊覆盖有大量的O形圈。通过雕刻厚的金属或橡胶辊涂层也可达到相似的作用。作为一个选择，可将小块型涂层施加到该辊表面上。对于这样的成形辊表面而言，还可优选橡胶或合成树脂表面。

通常，辊(6)不具有单独的驱动器。辊(6)由前进的膜幅(1)驱动，并且圆周速度为V_R，该速度由与拉伸相关的膜幅(1)的幅速度调节。

在有关本发明的研究框架内，已经发现，通过辊对(6a)和(6b)均匀测定膜边缘(10)特别有利，该辊对可选择地成形且以移动的方式布置在拉伸间隙(4)的整个长度上。在理想情况下，为了阻止不期望的缩颈现象及其负面影响，必须使用恒定力将两个膜边缘连续保持在拉伸间隙(4)的长度上。通过大量尺寸很小的辊(6)尽可能连续地制造用于测定的公差，结果产生了许多位置接近的接触点(8)(图3)。辊(6)越小，在各个接触点(8)之间“保持自由”的区域(11)越短(图4)。但是，发现由于许多很小的辊(6)产生了另一个问题。使用相同的力不能将膜(1)固定在所有的接触点或接触区域(8)，即不能始终获得所有辊(6)的均匀接触压力。尽管大体上通过压力缸(7)将具有所有辊(6a)和(6b)的整个托架(5a)/(5b)向下或向上压向膜(1)，从而大体上使用相同的力将所有的辊(6)压在膜上和/或压在彼此上，但是发现由于该辊直径的制造公差和所施加的辊涂层如橡胶涂层的厚度的变化，使用相同的压力不能将所有的接触压力辊压在彼此之上。作为其结果，膜(1)以非滑动方式在所有区域没有夹紧，或者对每个辊对(6a)和(6b)而言，在各个接触点(8)的接触压力不是相同的(图5)。在根据图6的优选实施方案的情况下，可消除这种缺点。在这种实施方案中(图6)，将该辊挠性地而不是刚性地固定在托架(5)上，例如通过一圆柱形小螺栓(12)，且优选同时抵靠在一弹性压力元件上。通过其下放置弹簧的无头螺钉，可以最简单的情形实现这种弹性压力元件。辊(6)的挠性或弹性支承(13)允许整个托架(5)以这样的程度压在膜边缘上，使得所有的辊(6)与膜边缘(10)非滑动接触。现在通过辊沿着托架(5)方向的弹性压缩可补偿各个辊(6)的附加直径，由此使用相同的力将所有的辊(6)压在膜边缘(10)上(图6a)。

在根据图7a和8的另一个特别有利的实施方案中，以这样的方式修改托架(5)的设计，即，甚至在拉伸间隙(4)的整个长度上更好地保证了膜(1)均匀连续的测定。如上面的解释一样，在拉伸间隙(4)的长度上布置许多很小的辊(6)，以确保在接触点(8)之间的区域(11)保持得尽可能小。已经发现，尽管有这种措施，但在膜(1)进入拉伸间隙(4)和/或从其离开时，不能避免相对很大的“保持自由”的区域(14)。这种问题由固定辊对(6a)和(6b)以及拉伸滚筒(2)/(3)的直径不同所导致。当进入拉伸间隙(4)时，膜(1)被引导越过慢速工作的滚筒(2)，并仅在一距离(14’)之后就碰到两个托架(5a)和(5b)的第一固定辊对(6’a)和(6’b)。从结构设计的观点来看不能避免这个距离，这是因为即使第一辊对(6’a)和(6’b)最大程度地接近拉伸滚筒(2)，由于固定辊对(6’a)和(6’b)和拉伸滚筒的直径不同，仍留有间隙(14’)(图7)。在从拉伸间隙(4)退出时，应用的方式类似。膜(1)离开最后的固定辊对(62a)和(6”b)并保持自由，直到其碰到在(17”)处快速旋转的拉伸滚筒(3)。令人不满地是这些间隙(14)导致仅在进入和退出区域阻止宽度的减小。仅通过托架(5a)和(5b)的另一优选实施方案可消除这种缺点。

在根据图7a的托架(5)的优选设计情况下，给在进入和退出区域中的第一和最后的辊对(6’a/6”a)和(6’b/6”b)添加滑杆(15)，膜(1)被引导通过该滑杆。在固定辊和/或拉伸滚筒的相应形状的至少一侧，优选在两侧或端(16)上调节这种滑杆(15)，从而使得滑杆(15)朝着相应的接触点(8)和/或进入点(17)、朝着一侧或两侧变细。因此，膜(1)在点(17)处离开滚筒(2)，并在其不再与慢速的拉伸滚筒(2)接触之后，立刻碰到滑杆(15)的表面。膜(1)通过这种滑杆(15)，直到其被第一固定辊对(6’a)和(6’b)夹紧。根据图7a)，以这种方法将起初保持自由的区域(14’)缩短到几毫米(14)。从滑杆(15)的一个逐渐变细端(16)和拉伸滚筒(2)的退出点(17)之间的距离获得区域(14)。相同的情形以类似的方式应用于拉伸区域的端部。在这种情况下，滑杆跨接在最后的固定辊对(6”a/6”b)的接触点(8)和快速拉伸滚筒(3)的进入点(17”)之间的距离。

滑杆(15)的表面涂覆有适宜的涂层，另一方面，该涂层相对于膜材料显示出了足够的粘附力，但同时仍然允许膜(1)在这样表面上滑动。例如可使用抛光不锈钢或合成树脂涂层。由于在滑杆(15)的区域中，该膜宽度的固定特别地有效，相对的托架可在这样区域中显示附加固定辊(18)，使得膜(1)固定在滑杆(15)和附加辊(18)之间，结果还在这样区域中很大程度地阻止了宽度的减小(图8)。以如上所述相同的方式，优选以类似弹簧的支承方式将这些辊(18)压在滑杆(15)上，以便形成受控制且均匀的接触压力。

在纵向拉伸期间，借助于上述装置通过在上方和下方的托架(5a)和(5b)上的辊对(6a)和(6b)在其边缘区域(10)固定膜幅(1)，该辊对可选择地成形并以移动的方式布置，如果需要，以这样的方式与滑杆(15)和附加辊(18)结合，从而在拉伸期间，膜(1)的宽度基本上不变。为了这个目的，从上方和从下方将两个托架(5a)和(5b)压在膜的表面上，通过相应的气缸(7)控制接触压力是可能的。为了这个目的，以这样的方式在辊对(6a)和(6b)之间和/或滑杆(15)和辊(18)之间夹紧膜边缘(10)，即，有效地防止常规的宽度缩颈现象。同时，两个托架对(5b)的自由旋转辊(6)确保了膜幅(1)沿前进方向(9)的无阻碍传输。同膜幅的整个宽度相比，固定边缘区域(10)通常很小。这样的边缘区域(10)的确切宽度取决于材料的类型和膜幅的总宽度。通常，应将边缘区域(10)理解为幅的外部区域，其总共可达到总宽度的20％，即每一边缘区域(10)达到膜幅(1)的总宽度的1-10％。显然每一膜幅(1)具有两个边缘(10)，其与前进方向(9)平行地延伸。在本说明书中，所有关于“边缘区域(10)”的数据显然还以相同的方式应用于相对的边缘。

根据本发明的含意，纵向为膜幅(1)前进的方向；也将这个方向称为机器前进的方向。根据本发明的含意，横向为在90°角的方向，即与机器前进的方向横向。

根据本发明的方法极好地适用于双轴取向薄膜特别是聚丙烯薄膜的附加纵向拉伸，该薄膜先前以单独的生产过程制造，即优选离线操作根据本发明的用于附加纵向拉伸的方法。在相似的方式中，随后将用于拉伸流延薄膜的装置用于其制造。该流延薄膜实质上未拉伸，即由于已进行薄膜的拉伸，在挤出之后，未附加的措施就将其自滚筒取出。在另一种可能的变型方案中，在纵向拉伸期间，在线使用宽度维持装置也是可能的。在这种情况下，将根据本发明的纵向拉伸方法与膜的制造方法以这样的方式结合，从而根据本发明的制造和拉伸被组合在一起，而在单一、连续的方法中无缩颈现象，在该方法过程中，根据本发明的方法形成一个处理步骤。下面，进一步详细解释根据本发明方法的实施。

为了纵向拉伸，如果需要，该膜幅(1)未卷绕，并将之通过至少两个驱动拉伸滚筒(2)/(3)以及固定装置传递到根据本发明的纵向拉伸单元中。在旋转滚筒(2)/(3)之间以纵向拉伸比率f拉伸膜(1)，以及在这个过程期间，同时通过上述装置将之横向固定。拉伸滚筒(2)/(3)的速度为v1和v2。该速度一方面决定了膜(1)通过该过程的速度，另一方面决定了沿膜幅(1)纵向施加的拉伸张力。通过这种引入的拉伸张力，沿纵向发生流延薄膜或预制膜的取向或者已经双轴取向的薄膜(1)的附加定向(附加的纵向拉伸)。

在拉伸滚筒(2)/(3)和膜(1)之间非滑动接触的情况下，获得纵向拉伸比率f，该比率接近滚筒(3)和(2)的速度v2和v1的比率。在其它因素中，纵向拉伸比率f取决于所使用的原材料。在双轴向拉伸薄膜的附加纵向拉伸情况下，该纵向拉伸系数大于1且小于5，优选为1、2和3。在流延薄膜或预制膜的情况下，拉伸系数在2至7，优选在3至5之间变化。在拉伸之前，通过加热滚筒或通过大气加热箱加热膜。当到达拉伸区域(14)时，膜(1)采用高温TS，在该温度下，将其以相关的拉伸比率拉伸。根据原材料、膜厚、拉伸速度以及拉伸比率，拉伸期间的温度TS比相关聚合物的熔点低5-40℃，优选在80-160℃之间。通过在驱动滚筒(2)和膜表面以及驱动拉伸滚筒(3)之间的非滑动接触(粘附性摩擦)，将拉伸力FS传递到膜(1)上。如果该很小的固定辊有例如具有橡胶硬度为大约50-100肖氏硬度A的橡胶涂层，该力的传递特别有效。

如果必要，拉伸单元包括用于进一步提高膜(1)和拉伸滚筒(2)/(3)之间的非滑动接触的附加夹辊。可将夹辊另外布置在第一慢速和/或第二快速工作的滚筒上，并被自我驱动或不被驱动。膜(1)以这样的方式由拉伸滚筒(2)/(3)和在两侧的夹辊夹紧，使得其平放在拉伸滚筒(2)/(3)的表面上，并且保证了很好的非滑动接触。

在根据本发明的方法中，通过所需的加工速度来测定膜幅(1)的幅速度V_f。根据材料的类型，常规的幅速度达到1-1500m/min，优选为5-1000m/min。对于热塑性聚合物薄膜而言，通常使用10-500m/min的速度。

在根据本发明的纵向拉伸之后，以常规的方式将膜折边并将之卷绕起来。通常，按有关边缘区域的宽度将膜折边。在个别情况下，附加的纵向拉伸可与进一步的加工步骤如通过电晕或火焰或等离子体的表面处理结合。

根据本发明的用于附加纵向拉伸的方法基本上适合于所有由合成树脂，特别由热塑性合成树脂制成的膜。热塑性合成树脂膜例如为聚酯或聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、环烯、聚碳酸酯和聚酰胺等的膜。这样的膜可具有单层或多层结构。该方法特别适合于上述材料的双轴向拉伸膜幅，其具有5-100μm，优选为2-80μm。特别地，优选厚度为20-100μm的双轴向拉伸聚丙烯薄膜或厚度大于50μm，特别为80-200μm的未拉伸的聚丙烯流延薄膜。通常，聚丙烯薄膜包含一层或几层的丙稀均聚物或丙稀混合聚合物如丙烯-乙烯共聚物或乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物或这些丙稀聚合物的混合物。在该混合聚合物中共聚单体的比例达到重量百分比的1-10％。通常将这些丙稀聚合物用在boPP和PP流延薄膜中。

通常，在制造期间，以3-7的系数将双轴向拉伸薄膜纵向拉伸，以5-10的系数将其横向拉伸。基本上，单层和多层实施方案都可经受附加的纵向拉伸。对于技术人员而言，这样的双轴向拉伸聚丙烯薄膜和用于制造它们的方法以及它们的成分都是已知的。

对于根据本发明方法拉伸的流延薄膜或预制膜而言，厚度通常为20-500μm，优选为30-200μm。这些厚度数据显然与薄膜在其根据本方法纵向拉伸之前的厚度有关。

根据本发明的方法可为制造方法(沿纵向在线拉伸)的整体部分，或者优选在膜的制造和卷绕之后，以单独的操作步骤进行。

基本上，可根据常规已知的膜制造方法制造双轴向拉伸的原材料。通常，优选具有顺序纵向/横向拉伸的平膜方法。总体上，还可通过双泡方法(double bubble process)制造膜原材料。在现有技术中，这样的方法是已知的，并在许多专利说明书和专业文献中非常详细地公开。类似地，用于制造流延薄膜的方法也是有技术人员知识的一部分。

本发明提供一种在纵向拉伸期间用于固定薄膜的简单方式。以这种方式，防止了横向的缩颈现象，极好地控制了在横向的收缩特性。根据本发明的方法允许制造具有很大纵向收缩量的薄膜，并同时在横向上保持很好的尺寸稳定性。因此，可将根据本方法制造的产品以很好的方式用作环形标签，该标签用于环绕所使用的圆柱形容器、铸模主体或工件。

实施例1：

根据拉幅机方法制造双轴向拉伸的聚丙烯薄膜。薄膜由单层聚丙烯制成，并具有75μm的厚度。在制造期间，以为5的系数将薄膜纵向拉伸，并以为9的系数将其横向拉伸。在拉伸之后，固定膜以及随后将之卷绕。在130℃/5分钟下，这样制造的膜在循环空气炉中在两个方向上有大约3％的收缩量。

将这种膜按照权利要求1的方法进行纵向拉伸。在附加的纵向拉伸之前，膜的宽度等于大约490mm。在大约100-120℃的温度下，以拉伸系数为2.1进行附加的纵向拉伸。在拉伸期间，在两个边缘区域中，通过托架(5a和5b)的接触按压固定膜。

以这种方式，获得具有未折边宽度为大约400mm的膜幅。该膜在130℃/5分钟下，在纵向上有大约30％的收缩量和1.5％的负面横向收缩量(膨胀)。

实施例2：

根据拉幅机方法生产双轴向拉伸的聚丙烯薄膜。该薄膜由3层聚丙烯制成，并具有61μm的厚度。底层基本上由丙稀均聚物组成。两侧上的顶层每一个都具有大约1μm的厚度，其基本上由丙烯-乙烯共聚物组成，该共聚物具有大约4.5％重量百分比的乙烯含量。在制造期间，纵向以系数5且横向以系数9横向拉伸该膜。在拉伸之后，固定该膜，随后将之卷绕。这样产生的膜在130℃/5分钟下，在循环空气炉中，在两个方向有大约3％的收缩量。

将该膜按照权利要求1的方法进行附加的纵向拉伸。在附加的纵向拉伸之前，该膜的宽度等于大约580mm。附加的纵向拉伸在大约90-110℃的温度下发生，并且拉伸系数为1.3。在拉伸期间，该膜通过托架(5a和5b)的接触按压而固定在两个边缘区域中。在这个示例中，两个托架具有成形的固定辊，在每种情况下，其覆盖有4个O形圈(图9a和9b)。托架以这样的方式彼此相对地位于该膜幅的下方或上方，从而使得上方托架的凹槽面对下方托架的凸出区域，使得在附加的纵向拉伸之后，该膜在边缘区域有槽型图案。

以这种方式，获得具有48μm厚度和大约575mm未折边宽度的膜幅。该膜在130℃/5分钟下，在纵向上有大约24.5％的收缩量和0.4％的负面横向收缩量(膨胀)。

实施例3：

根据常规的铸造工艺，通过缝模(slit die)的挤压来制造3层未拉伸的聚丙烯流延薄膜。该膜为3层，并具有大约150μm的厚度。每个顶层大约为30μm厚，并基本上由烯-乙烯共聚物组成，该共聚物具有大约2％重量百分比的乙烯含量。该基底涂层由45％重量百分比的丙稀均聚物和55％重量百分比的丙稀共聚物的混合物的顶层组成。在制造的同时未拉伸该膜。由此，产生的该膜在150℃/5分钟下，在循环空气炉中，在两个方向上有大约0.5％的收缩量。

将这种膜按照权利要求1的方法进行纵向拉伸。在纵向拉伸之前，该膜的宽度大约为580mm。此外，在大约118℃的温度下发生附加纵向拉伸，并且拉伸系数为3.2。在拉伸期间，该膜通过托架(5a)和(5b)的接触按压而固定在两个边缘区域中。在这种实施例中，该两个托架具有成形的固定辊，在每个的情况下，其覆盖有4个O形圈(图9a和9b)。该托架以这样的方式彼此相对地位于该膜幅的下方或上方，从而使得上方托架的凹槽位于与下方托架的凸出区域相对，从而在纵向拉伸之后，使该膜在边缘区域具有槽型图案。

以这种方式，获得具有47μm厚度和大约570mm未折边宽度的膜幅。该膜在130℃/5分钟下，在纵向上有大约27％的收缩量和0.2％的负面横向收缩量(膨胀)。

收缩量测量：

在各个收缩处理Lo和Qo之前，该纵向和横向收缩量值与该膜的长度相关。使测试样本在循环空气炉中，在130℃的温度下，收缩5分钟。随后，测定该测试样本保留的长度和宽度为L1和Q1。同该测试样本的原始长度相比，将在长度测定中的变化表示为在纵向和横向上的收缩量：

纵向收缩量：Ls＝(Lo-L1)/Lo

横向收缩量：Qs＝(Qo-Q1)/Qo

Claims (28)

1.用于纵向拉伸至少单层的热塑性聚合物薄膜(1)的方法，在拉伸单元的慢速工作部分中拉伸之前，将该薄膜加热到适于拉伸的温度，并将之传递到拉伸区域(10)，该拉伸单元的慢速工作部分包括至少一个从动滚筒(2)，该拉伸单元的快速工作部分包括至少一个从动滚筒(3)，该对的滚筒(2)/(3)被以这样的方式布置，从而使得在这两个滚筒(2)/(3)之间形成拉伸间隙(4)，并将膜(9)传递到拉伸间隙(4)中，其特征在于，在滚筒(2)/(3)之间的拉伸间隙(4)的区域中拉伸期间，通过固定装置在边缘区域(10)中机械地夹紧膜(1)，并将该膜以这样的方式固定，使得该膜的宽度在拉伸期间未显著改变，该宽度为该膜在进入拉伸间隙(4)时显示的宽度。

2.用于拉伸热塑性聚合物膜幅的装置，其包括至少一个被以速度V1驱动的从动滚筒(2)和至少一个被以速度V2驱动的第二从动滚筒(3)，其中V1＜V2，滚筒(2)/(3)被以这样的方式布置，从而在两个滚筒(2)/(3)之间形成拉伸间隙(4)，其特征在于，在两个滚筒(2)/(3)之间布置宽度维持装置，该宽度维持装置以这样的方式机械地夹紧该膜幅的两个边缘区域，从而使得在拉伸间隙(4)中的纵向拉伸期间，该膜幅的宽度基本上维持不变。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该宽度维持装置由两对托架(5a)和(5b)，即共计4个托架组成，一对托架(5a)和(5b)位于一个薄膜边缘，并且4个托架中的每个都具有几个顺序排列的辊(6a)和(6b)，一个托架布置在每个薄膜边缘上方，一个托架相对地位于该膜幅下方，布置在薄膜边缘上方和下方的托架(5a)和(5b)以这样的方式彼此相对设置，从而使得辊(6a)和(6b)沿着该膜前进的方向(9)排列，成对的辊(6a)和(6b)彼此相对地放置，以夹紧/接触该膜幅，该膜幅位于边缘区域(10)之间。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，该排辊的长度大约对应于拉伸间隙(4)的长度，从而在该拉伸间隙的长度上布置托架(7)的辊(6)。

5.根据权利要求2-4中任一所述的装置，其特征在于，每个托架(5)具有双排布置的辊(6)，将双排的两排布置得相对彼此移动，从而使得与同样结构设计的单排装置相比，与该薄膜的接触点(8)之间的距离减半。

6.根据权利要求2-5中任一所述的装置，其特征在于，辊(6)可自由地旋转，并且未被驱动。

7.根据权利要求2-5中任一所述的装置，其特征在于，辊(6)在其表面上具有橡胶或金属涂层。

8.根据权利要求2-7中任一所述的装置，其特征在于，通过压力缸可使托架(5a)和(5b)离开该膜幅或朝向该膜幅移动，并且通过该压力缸可调节位于该膜幅上方或下方的成对的辊(6a)和(6b)的固定压力。

9.根据权利要求2-8中任一所述的装置，其特征在于，辊(6)可移动地与托架(5)连接。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，通过圆柱形滑动螺栓(12)使辊(6)与托架(5)连接。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，将辊(6)放置在弹簧型压力部件上。

12.根据权利要求2-11中任一所述的装置，其特征在于，在每个情况下，每对托架(5a)和(5b)中的一个托架另外具有一滑轨(15)，从而一对托架包括具有滑轨(15)的托架和没有滑轨(15)的托架，这些托架彼此相对地位于该膜幅上方和下方。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，滑轨(15)布置在拉伸区中的第一辊和慢速滚筒(2)之间的区域中，第二滑轨(15)布置在拉伸区中的最后的辊和快速工作的滚筒(3)之间。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，该滑轨具有朝着辊(6)和朝着滚筒(2)和/或(3)逐渐变细的端。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，没有滑轨(15)的托架具有附加辊(18)，该附加辊位于与滑轨(15)相对的位置。

16.根据权利要求3-15中任一所述的装置，其特征在于，辊(6)具有成形表面。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，该成形的辊覆盖有金属或橡胶的O形圈。

18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，该辊的表面通过雕刻成形。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，该辊具有成形的橡胶涂层。

20.由根据权利要求1的装置纵向拉伸膜幅的方法，其特征在于，首先在慢速旋转的滚筒(2)上引导该膜，随后使之通过拉伸间隙(4)，然后在快速工作的滚筒(3)上传递，其特征在于，在拉伸间隙(4)中的拉伸期间，将该膜的两个边缘固定在两对托架的辊(6)之间。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，通过根据权利要求3-19中任一所述的装置拉伸该膜。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，在纵向上拉伸该双轴向拉伸的薄膜。

23.根据权利要求20-22中任一所述的方法，其特征在于，在其制造期间，以在3-6范围内的系数纵向拉伸并以在5-12范围内的系数横向拉伸该双轴向拉伸的薄膜。

24.根据权利要求20-23中任一所述的方法，其特征在于，使用1至5的系数纵向拉伸该薄膜。

25.根据权利要求20-24中任一所述的方法，其特征在于，该薄膜为双轴向拉伸的聚丙稀薄膜，其具有22-100μm的厚度。

26.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，在纵向上拉伸流延薄膜。

27.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，在纵向上拉伸预制膜。

28.根据权利要求26或27所述的方法，其特征在于，以2-7的系数纵向拉伸该薄膜。

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