DE102011052771A1

DE102011052771A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Verschmutzungen auf profilierten Oberflächen ineinander greifender Streckwalzen

Info

Publication number: DE102011052771A1
Application number: DE102011052771A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weitkamp; Dipl.-Ing. Schönbeck Marcus
Original assignee: Nordenia Deutschland Gronau GmbH
Current assignee: Mondi Gronau GmbH
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2013-02-21
Also published as: ES2527832T3; EP2559519A1; CN103056781A; JP2013039560A; EP2559519B1; US20130206175A1; CN103056781B; PL2559519T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Verschmutzungen von Oberflächen ineinander greifender Streckwalzen (7). Die Streckwalzen (7) dehnen mittels Erhöhungen (13) und Vertiefungen (14) eine Materialbahn (5). Erfindungsgemäß werden während des laufenden Dehnprozesses Trockeneispartikel (9) auf die Oberfläche mindestens einer Streckwalze (7) geblasen, um diese zu säubern. Überschüssiges Trockeneis und die von der Walzenoberfläche gelösten Verschmutzungen werden abgesaugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Verschmutzungen auf Oberflächen ineinander greifender Streckwalzen, wobei die Oberflächen zur Dehnung einer Materialbahn Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen.
In der EP 1 321 288 B1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Folienlaminats beschrieben, bei dem mittels zweier ineinander greifenden Streckwalzen eine Materialbahn in Querrichtung gedehnt wird. Durch das Dehnen kann aus Schichten eines nichtgewebten Vlieses, das auch als Nonwoven bezeichnet wird, und einer elastomeren Schicht ein elastisches Laminat hergestellt werden. Durch die mittels der Streckwalzen erzeugte elastische Eigenschaft ist das Laminat bei Krafteinwirkung in Querrichtung dehnbar und kehrt nach Wegnahme der Kraft in seine Ausgangslage zurück.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft die Reinigung der Oberflächen von Streckwalzen, die zur Dehnung der Materialbahn Erhöhungen und Vertiefungen aufweisen. Dabei kann es sich beispielsweise um Profilscheiben und Rillen handeln. Die Streckwalzen greifen ineinander. Dabei greift eine Erhöhung der einen Streckwalze in eine Vertiefung der anderen Streckwalze.
Beim Streckprozess kommt es zur Ablagerung von Verschmutzungen auf der Oberfläche der Streckwalzen. Dabei handelt es sich unter anderem um Faseroder Kleberablagerungen, welche den Streckprozess behindern und auch die Materialbahn beschädigen können. Um diese Ablagerungen zu entfernen, ist es notwendig, die Anlage anzuhalten und mechanisch zu reinigen. Durch den Stillstand der Anlage geht wertvolle Produktionszeit verloren. Zudem fallen Personalkosten für den Reinigungsvorgang an.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Reinigung der Oberfläche von ineinander greifenden Streckwalzen anzugeben, bei dem die Produktionsanlage nicht angehalten werden muss und die Verschmutzungen zuverlässig während des laufenden Streckprozess entfernt werden.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 6. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß werden während des laufenden Streckprozesses Trockeneispartikel auf die Oberfläche mindestens einer Streckwalze geblasen und werden von der Profilfläche der Streckwalze abgelöste Verschmutzungen sowie überschüssiges Trockeneis abgesaugt.
Bei Trockeneis handelt es sich um festes Kohlendioxid, das unter Normalbedingungen bei –78,48 °C sublimiert, also direkt in die Gasphase übergeht, ohne vorher zu schmelzen. Die auf der Oberfläche der Streckwalze auftreffenden Trockeneispartikel führen zu einer schlagartigen Unterkühlung der Verschmutzungen. Da die Ablagerungen einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben als die Walzenoberfläche, entstehen thermische Spannungen, die zu einer Mikrorissbildung in der Schmutzschicht führen. Zerkleinerte Trockeneispartikel dringen in die Mikrorisse ein und sublimieren. Durch die schlagartige Volumenvergrößerung bei der Sublimation werden die Verschmutzungen von der Oberfläche abgelöst. Die gelösten Verschmutzungen und überschüssiges Trockeneis werden abgesaugt.
Generell sind Reinigungsprozesse mittels Trockeneispartikeln seit vielen Jahrzehnten bekannt. So sind beispielsweise spezielle mobile Geräte erhältlich, die zum Trockeneisstrahlen eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um ein Druckluftstrahlverfahren, bei dem als Strahlmittel Trockeneis eingesetzt wird.
Darüber hinaus wird in der WO 2007/105846 A1 eine Casting-Walze mit einer glatten Oberfläche beschrieben, auf die eine flüssige Polymermasse aufgebracht wird. Der Polymerfilm wird anschließend von der Walze abgelöst. Eine Reinigung der glatten Oberfläche der Casting-Walze erfolgt durch Aufblasen von Trockeneispartikeln.
In der JP 7186048 wird Trockeneisstrahlen zur Reinigung von Garnfilament-Transportrollen eingesetzt und die WO 2010/107543 A2 beschreibt das Entfernen von Kleberresten auf Releaselinern durch abrasive Partikel, wobei auch Trockeneispartikel eingesetzt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Technik des Trockeneisstrahlens in einen laufenden inkrematalen Stretchingprozess zur Aktivierung elastomerer Materialbahnen integriert und dabei zur Reinigung von ineinander greifenden, rotierenden Streckwalzen angewendet. Dies stellt einen erheblichen technischen Fortschritt gegenüber Streckverfahren nach dem Stand der Technik dar, da die Produktionsanlage nicht mehr für Reinigungsphasen angehalten werden muss. Die Produktivität wird durch die Integration einer Reinigungseinheit in die Produktionsanlage erheblich gesteigert. Da es sich bei den durch Anwendung des Streckprozesses hergestellten Artikeln um Massenartikel, wie beispielsweise elastische Taps für Babywindeln, handelt, führt dies zu einer erheblichen Einsparung an Betriebskosten.
Überraschenderweise führt das Aufblasen von Trockeneispartikeln zu sehr guten Reinigungseffekten der Streckwalzen, obwohl deren Oberflächen stark profiliert sind. Dies ist erstaunlich, da die dominant ausgebildeten Erhöhungen und Vertiefungen eine gleichmäßige Verteilung der Trockeneispartikel auf der Oberfläche erschweren. Eine Anwendung des Trockeneisstrahlens von stark profilierten Oberflächen während eines laufenden Produktionsbetriebes ist bisher nicht in Betracht gezogen worden.
Die Trockeneispartikel werden mittels Düsen auf die Oberfläche aufgeblasen. Vorzugsweise ist jeder Streckwalze mindestens eine Düse zugeordnet. Um trotz der Erhöhungen und Vertiefungen eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Trockeneispartikel auf der Oberfläche der Streckwalzen zu erreichen, werden die Trockeneispartikel vorzugsweise mittels einer Düse auf die Oberfläche geblasen, die mit einer traversierenden Stellbewegung parallel zur Drehachse der Streckwalze an den Erhöhungen und Vertiefungen vorbei bewegt wird. Die Düse kann an eine Bewegungsanordnung angeschlossen werden, die mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, die dazu eingerichtet ist, in periodischen Abständen die Düsen mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit entlang der Oberfläche zu verschieben und dabei Trockeneispartikel aufzublasen.
Bei einer anderen Variante der Erfindung sorgt eine Vielzahl von Düsen, die nebeneinander, parallel zur Drehachse jeder Streckwalze angeordnet sind, für eine gleichmäßige Verteilung der Trockeneispartikel.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn durch eine Beweganordnung auch der Winkel, unter dem die Trockeneispartikel auf die Oberfläche auftreffen, variiert werden kann. Die Steuereinrichtung kann diesen Vorgang so steuern, dass während die Düse parallel zur Drehachse der Streckwalze verfährt, gleichzeitig der Ausblaswinkel der Düse variiert wird.
Zudem erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen Düse und Oberfläche mittels einer Beweganordnung variierbar ist.
Zum Absaugen der von der Profilfläche der Streckwalzen gelösten Verunreinigungen kann eine Absauganordnung eingesetzt werden, die einen Unterdruck erzeugt und vorzugsweise hinter den Düsen, in Bezug auf die Rotationsrichtung der Streckwalzen, angeordnet ist. Durch das Absaugen der entfernten Verschmutzungen und des gasförmigen Kohlendioxids bzw. restlicher, noch nicht sublimierter Trockeneispartikel, wird eine Beeinträchtigung des Streckprozesses und folglich auch des Fertigungsprozesses bei der Herstellung aktivierter elastischer Materialbahnen vermieden.
Die Trockeneispartikel werden mittels eines Trägergasstroms auf die Oberflächen der Streckwalzen geblasen. Dabei eignet sich insbesondere Luft als Trägergasstrom. Bei bestimmten Anwendungen kann auch ein Inertgas als Trägergas eingesetzt werden, wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid.
Der Trägergasstrom wird mittels einer Fördereinrichtung, beispielsweise eines Gebläses erzeugt. Die Trockeneispartikel können dem Trägergasstrom auf unterschiedliche Weise beigemischt werden.
Bei einer Variante liegen die Trockeneispartikel bereits in Pelletform vor und werden mittels des Trägergasstroms aus einem Behältnis gefördert. Alternativ oder ergänzend kann auch flüssiges Kohlendioxid in den Trägergasstrom dosiert werden. Bei dieser Variante bilden sich die Trockeneispartikel in dem Trägergasstrom. Vorzugsweise erfolgt die Bildung der Trockeneispartikel in den Düsen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen. Es zeigen
1 ein Schema zur Herstellung eines Folienlaminats unter Anwendung eines inkrementalen Streckprozesses mit integrierter Trockeneisreinigung,
2 eine perspektivische Darstellung zweier ineinander greifender Streckwalzen mit integrierter Trockeneisreinigung.
1 zeigt ein Schema zur Herstellung eines elastischen Laminats, bei dem zunächst ein Folienstreifen 1 aus einem elastomeren Polymer mit zwei Schichten Nonwoven 2 nach Aufbringen eines Klebers 3 in einem Kaschierwerk 4 zusammengefügt werden. Anschließend erfolgt eine Streckung der Materialbahn 5 durch eine Streckeinheit 6. Die Streckeinheit 6 umfasst zwei ineinander greifende Streckwalzen 7.
Mittels zweier Düsen 8 werden Trockeneispartikel 9 von einem Trägergasstrom 10 auf die Oberflächen der Streckwalzen 7 geblasen. Die gelösten Verschmutzungen werden mittels einer Absauganordnung 11 abgezogen. Jeder Streckwalze 7 ist eine Düse 8 und eine Absauganordnung 11 zugeordnet.
In 2 sind zwei Streckwalzen 7 perspektivisch dargestellt. Die Streckwalzen 7 umfassen Erhöhungen 13 und Vertiefungen 14, die sich um den gesamten Umfang der Walzen erstrecken. Im Ausführungsbeispiel sind die Erhöhungen 13 als Profilscheiben ausgebildet zwischen denen rillenförmige Vertiefungen verbleiben. Die Erhöhungen 13 der einen Streckwalze 7 kämmen mit den Vertiefungen 14 der anderen Streckwalze. Dabei greift jeweils eine Erhöhung 13 der einen Streckwalze 7 in eine Vertiefung 14 der anderen Streckwalze 7 und umgekehrt.
In 2 ist aus Gründen einer vereinfachten Darstellung nur die Düse 8 und die Absauganordnung 11 der oberen Streckwalze 7 darstellt. Die Streckung erfolgt quer zur Bahnrichtung. Eine solche Streckeinheit 6 wird daher auch als CD-Streckeinheit (CD: cross direction, Querrichtung) bezeichnet.
Durch Düsen 8 werden Trockeneispartikel 9 auf die Oberflächen der Streckwalzen 7 geblasen. Jede Düse 8 kann mittels einer Beweganordnung 15 parallel zur Drehachse 12 der jeweiligen Streckwalze 7 verschoben werden. Die Beweganordnung 15 steht mit einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) in Verbindung, welche die Düse in bestimmten Zeitabständen mit einer in der Steuereinrichtung hinterlegten Verfahrgeschwindigkeit parallel zur Drehachse 12 verfährt. Die entfernten Verschmutzungen werden durch Absauganordnungen 11 abgezogen und stören daher nicht den Produktionsbetrieb.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1321288 B1 [0002]
WO 2007/105846 A1 [0010]
JP 7186048 [0011]
WO 2010/107543 A2 [0011]

Claims

Verfahren zur Entfernung von Verschmutzungen auf Oberflächen ineinander greifender Streckwalzen (7), wobei die Oberflächen zur Dehnung einer Materialbahn (5) Erhöhungen (13) und Vertiefungen (14) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass während des laufenden Streckprozesses Trockeneispartikel (9) auf die Oberfläche mindestens einer Streckwalze (7) geblasen werden und dass von der Profilfläche der Streckwalze (7) abgelöste Verschmutzungen sowie überschüssiges Trockeneis abgesaugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockeneispartikel (9) durch mindestens eine Düse (8) auf die Oberfläche geblasen werden, die mit einer traversierenden Stellbewegung parallel zur Drehachse (12) der Streckwalze (7) an den Erhöhungen (13) und Vertiefungen (14) der Streckwalze (7) vorbeibewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockeneispartikel (9) mittels eines Trägergasstroms auf die Oberfläche geblasen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilstrom des Trägergasstroms die Trockeneispartikel (9) aus einem Behältnis fördert.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiges Kohlendioxid in den Trägergasstrom dosiert wird und die Trockeneispartikel (9) im Trägergasstrom gebildet werden.
Vorrichtung zur Entfernung von Verschmutzungen auf Oberflächen ineinander greifender Streckwalzen (7), die zur Dehnung einer Materialbahn (5) Erhöhungen (13) und Vertiefungen (14) aufweisen, gekennzeichnet durch, a) eine Düse (8), durch die Trockeneispartikel (9) während des laufenden Streckprozesses auf die Profilfläche mindestens einer Streckwalze (7) blasbar sind, und b) eine Absauganordnung (11) zum Abtransportieren gelöster Verschmutzungen und überschüssigem Trockeneis.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Streckwalze (7) eine Düse (8) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (8) an eine Beweganordnung angeschlossen ist, wobei die Beweganordnung (15) mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, die dazu eingerichtet ist, die Position der Düse (8) parallel zur Drehachse (12) der Streckwalze (7) zu variieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch, eine Fördereinrichtung zur Erzeugung eines Trägergasstromes, der die Trockeneispartikel (9) transportiert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dosiereinrichtung vorgesehen ist, die flüssiges Kohlendioxid in den Trägergasstrom dosiert, wobei Trockeneispartikel (9) im Trägergasstrom gebildet werden.