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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage, eine Verwendung eines Verfahrens zum Betreiben einer Blasfolienanlage, eine Blasfolienanlage und eine Abquetschwalze.
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Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Blasfolienanlage einen Extruder, einen Blaskopf, eine Flachlegung, ein Abquetschwalzenpaar, eine Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einen Wickler aufweist, wobei aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit einem Foliendickenprofil zuläuft, und zwar mit einem inhomogenen Foliendickenprofil der Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit zwei Dünnstellen, insbesondere den Dünnstellen in einem Randbereich, eine Verwendung eines Verfahrens zum Betreiben einer Blasfolienanlage zum Herstellen einer Folienbahn, eine Blasfolienanlage, mit einem Extruder, einem Blaskopf, einer Flachlegung, einem Abquetschwalzenpaar, einer Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einem Wickler, wobei der Blaskopf eine Ringschlitzdüse mit einem Foliendickenprofilgeber aufweist, sodass im Betrieb aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung ein Foliendickenprofil aufweist, und eine Abquetschwalze für eine Blasfolienanlage, mit einem Extruder, einem Blaskopf, einer Flachlegung, einem Abquetschwalzenpaar, einer Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einem Wickler, wobei aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt.
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In der Blasfolienextrusion wird eine vom Extruder bereitgestellte Kunststoffschmelze mit Hilfe eines Blaskopfs durch einen Ringspalt zu einem Folienschlauch ausgeformt. Der Folienschlauch wird anschließend vom Kalibrierkorb geführt und in der Flachlegung zu einer doppelt flachgelegten Folienbahn zusammengelegt. Die doppelt flachgelegte Folienbahn wird über Umlenkwalzen einer Wickelvorrichtung oder direkt der Weiterverarbeitung zugeführt.
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Die Blasfolie wird zur Weiterverarbeitung in vielen Fällen vor der Wickelvorrichtung in zwei Bahnen getrennt. Dies geschieht häufig dadurch, dass die Folie in der Falzkante mit geeigneten Schneidvorrichtungen aufgeschlitzt wird. Insbesondere bei auf der Innenseite des Folienschlauchs besonders klebrigen Folien und/oder hohen Bahngeschwindigkeiten kann das Auftrennen der doppeltflachgelegten Folienbahn auch durch das Abführen von Randstreifen erfolgen.
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Der Qualität der aufgewickelten Folie, insbesondere der Qualität des Wickels, wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Zu den wichtigen Qualitätsmerkmalen zählt die Beschaffenheit des sogenannten Rollenspiegels, insbesondere das Erscheinungsbild der Stirnseite des Wickels. Eine möglichst ebene Stirnseite des Wickels spricht für eine hohe Qualität. Zur Erzielung höchster Qualitätsansprüche kann es demnach erforderlich sein, die Ränder der Folienbahn oder der doppelt flachgelegten Folienbahn vor dem Aufwickeln der Folie abzutrennen und abzuführen. Die Folie wird dabei an den gleichbleibenden Stellen der Schneidvorrichtungen auf eine konstante Breite geschnitten.
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Neben den beiden oben genannten Anwendungsfällen, bei denen der Randstreifen eigentlich Gutware wären und der Randstreifen folglich nur aus verfahrenstechnischen Gründen abgetrennt wird, sind Verarbeitungsprozesse in der Blasfolienextrusion bekannt, bei denen der Randstreifen abgeführt werden muss, da dieser nicht der geforderten Qualität der Folienbahn entspricht.
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Ein Beispiel für einen solchen Verarbeitungsprozess ist das monoaxiale inline Verstrecken von Blasfolie. Bei der Längsverstreckung in einer Reckanlage wird die Folie entsprechend des Reckgrades in Maschinenrichtung gedehnt, was eine Dickenreduzierung zur Folge hat. Eine weitere Folge ist das Einspringen der Folienränder, wodurch sich die Breite der Folie verringert. Diese Einschnürung hat ihre Ursache in einer geringeren Spannung in der Folie, da an den Rändern die jeweils rechten oder linken Nachbarpartikel fehlen. Diese geringere Spannung führt dazu, dass die Dicke der verstreckten Folie in Richtung der Folienränder zunimmt. Bei diesem Prozess entsteht somit an den Rändern der Folienbahn jeweils eine Dickstelle.
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Die Randstreifen der inline verstreckten Folie können in diesem Beispiel aus drei unterschiedlichen Gründen abgetrennt und abgeführt werden. Neben der Entfernung des den Dickenfehler in dem Foliendickenprofil aufweisenden Randbereichs und der Qualitätsverbesserung des Rollenspiegels hängt der dritte Grund mit den spezifischen Materialeigenschaften der verstreckten Folie zusammen.
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Beim Verstrecken der Folie wird die Anordnung der Moleküle und damit eine Eigenschaft des Materials beeinflusst. Ziel des Verstreckens ist es möglichst homogene Materialeigenschaften zu erzielen.
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Während im mittleren Segment der Folienbahn beim monoaxialen Verstrecken in Maschinenrichtung hauptsächlich Normalspannungen wirken, verändert sich das Schubspannungsniveau, aus der Folienmitte heraus betrachtet, zu den Rändern der Folienbahn kontinuierlich. Zu erkennen ist dies an der Querkontraktion der Folie beim Verstrecken in Längsrichtung. Die im Inneren der Folie wirkenden Spannungen werden zu den Rändern hin immer inhomogener und beeinflussen die Veränderung der Anordnung der Moleküle beim Verstrecken und damit auch die Materialeigenschaften.
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Der dritte Grund, weshalb die Randbereiche einer verstreckten Folienbahn abgetrennt und abgeführt werden können, ist somit mit der nicht erreichten Qualität der Materialeigenschaften verknüpft, insbesondere mit der Homogenität der Materialeigenschaften.
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Das Abführen von Randstreifen ist in der Regel unerwünscht, da dies Verlust von Produktivität bedeutet. Daher ist der Folienhersteller bestrebt, den Randstreifen so schmal wie möglich zu halten und diesen nach Möglichkeit wieder dem Prozess inline oder einem anderen Folienherstellungsprozess als Recyclat zuzuführen.
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Der Reduktion der Breite des Randstreifens und der Rückführung des Randstreifens als Recyclat sind heute Grenzen durch die Prozessstabilität bzw. die Anforderungen an die optische Qualität gesetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Blasfolienanlage einen Extruder, einen Blaskopf, eine Flachlegung, ein Abquetschwalzenpaar, eine Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einen Wickler aufweist, wobei aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit einem Foliendickenprofil zuläuft, und zwar mit einem inhomogenen Foliendickenprofil der Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit den zwei Dünnstellen, insbesondere den Dünnstellen in einem Randbereich.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
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Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.
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Die „Folienbahn“ kann entweder eine einlagige Folienbahn sein, oder es kann eine schlauchförmige Folienbahn sein, wobei der Schlauch aufgetrennt oder schlauchförmig belassen werden kann. Weiterhin kann auch ein zusammengelegter Schlauch als Folienbahn bezeichnet werden. Die Folienbahn kann einschichtig oder mehrschichtig sein.
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Ein „Folienschlauch“ ist eine schlauchförmig belassene Folienbahn.
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Ein „Foliendickenprofil“ bezeichnet den Verlauf der Foliendicke einer doppelt flachgelegten Folienbahn querab zur Maschinenrichtung oder den Verlauf der Foliendicke über den Umfang der Folienblase. Ein Foliendickenprofil einer doppelt flachgelegten Folienbahn wird üblicherweise reversierend an der flachgelegten Folienbahn gemessen. Ein Foliendickenprofil einer Folienblase wird üblicherweise mit einem umlaufenden Foliendickenmessgerät gemessen.
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„Gutware“ bezeichnet eine Folienbahn, die alle gewünschten Qualitätsparameter einhält und damit im Sinne der definierten Qualitätsparameter als gut charakterisiert werden kann.
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Eine „Dünnstelle“ bezeichnet einen Bereich im Foliendickenprofil einer Folienbahn, welcher gegenüber der Foliendicke der rechts und links angrenzenden Folie dünner ist.
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Eine „Dickstelle“ bezeichnet einen Bereich im Foliendickenprofil einer Folienbahn, welcher gegenüber der Foliendicke der rechts und links angrenzenden Folie dicker ist.
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Der „Randbereich“ bezeichnet eine symmetrisch zur Falz der doppelt flachgelegten Folienbahn orientierten Streifen in Maschinenrichtung der Folienbahn. Der Randbereich kann in Abhängigkeit diverser unterschiedlicher Faktoren wie beispielsweise der Gesamtbreite der Folienbahn und der Materialcharakteristik eine unterschiedliche Breite aufweisen.
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Eine „Falz“ ist eine Umlegestelle einer doppelt flachgelegten Folienbahn. Es ist eine Kante, an der die Folie geknickt und seitlich davon aufeinandergelegt ist. Nach dem Durchlaufen des Abzugswalzenpaars am Ende der Flachlegung weist eine doppelt flachgelegte Folienbahn zwei Falzen auf.
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Eine „Abtrennvorrichtung“ ist eine Vorrichtung, die einen Streifen einer Folienbahn abtrennt und abführt. Sie ist zumeist direkt vor dem Wickler sowie beidseitig der Folienbahn angeordnet.
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Der „Rollenspiegel“ bezeichnet die Stirnseite eines aufgewickelten Folienwickels. Der Qualität der aufgewickelten Folie, insbesondere der Qualität des Wickels, wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Zu den wichtigen Qualitätsmerkmalen zählt die Beschaffenheit des Rollenspiegels, insbesondere das Erscheinungsbild des Rollenspiegels. Die Stirnseite soll dabei möglichst eben sein und keine Verwerfungen aufweisen.
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Der Stand der Technik sah bislang vor, die Dicke der Folienbahn über die gesamte Breite so gleichförmig wie möglich einzuregeln. Dies zeigt sich gut an der
EP 2 277 681 B1 .
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Der Stand der Technik zeigt jedoch auch, dass die erzielbare Qualität des Rollenspiegels nicht optimal ist und Rollenspiegel oftmals genau nicht die gewünschte ebene Stirnseite aufweisen.
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Ausdrücklich abweichend von der
EP 2 277 681 B1 wird hier vorgeschlagen, für ein mögliches Abtrennen und Abführen eines Randstreifens die Foliendicke des Materials im Randstreifen so weit zu reduzieren, dass möglichst wenig Material abgetrennt und abgeführt werden muss.
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Es wird also abweichend vorgeschlagen, eine Folie mit einem möglichst gleichmäßigen Profil nicht über die gesamte Breite der Bahn, sondern nur über einen großen Teil der Breite der Bahn herzustellen, wobei die Foliendicke in den Randbereichen der Folienbahn im Folienschlauch so beeinflusst wird, dass nur vergleichsweise dünne Randstreifen entstehen, also dünnere Bereiche als im Teil mit dem gleichmäßigen Profil. Es müssen dann nur diese dünneren Randstreifen abgetrennt werden.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine besonders hohe Qualität des Folienspiegels erreicht werden kann und dabei nur wenig Material diesem Herstellungsprozess oder einem anderen Herstellungsprozess von Kunststoffendprodukten wieder zugeführt oder thermisch verwertet werden muss.
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Somit kann der Vorteil einer hohen Qualität des Rollenspiegels bei einer gleichzeitig optimal hohen Produktivität des Blasfolienprozesses erreicht werden.
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Bevorzugt weist die Blasfolienanlage einen reversierenden Wendeabzug auf, wobei die auf dem Folienschlauch gegenüberliegenden Dünnstellen hinsichtlich eines Umfangswinkels auf dem Folienschlauch entsprechend einem Reversierwinkel des reversierenden Wendeabzugs nachgeführt werden und die Falz im Bereich der Dünnstellen verläuft, wobei die Dünnstellen symmetrisch um die Falz verteilt sein kann.
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Der Stand der Technik sah bislang vor, dass ein reversierender Wendeabzug etwaige Fehler im Foliendickenprofil der Folie über die Breite des Folienwickels verlegt, um so einen möglichst zylindrischen Folienwickel zu erreichen.
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Abweichend wird hier vorgeschlagen, dass das bekannte Konzept eines reversierenden Wendeabzugs mit dem ersten Aspekt der Erfindung kombiniert wird. Der reversierende Wendeabzug verlegt dabei etwaig auftretende Foliendickenunterschiede im mittleren Bereich der Folienbahn während die Dünnstellen aus dem Blaskopf so austreten, dass sie jeweils auf die Falz der Folienbahn treffen. Die Dünnstellen werden also gezielt symmetrisch um die Falz der doppelt flachgelegten Folienbahn ausgebildet und nicht von dem reversierenden Wendeabzug verlegt.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass etwaig auftretende Dickenunterschiede im mittleren Foliendickenprofil der Folienbahn von dem reversierenden Wendeabzug verlegt werden, wodurch die Qualität des Folienwickels hinsichtlich der Zylindrizität erhöht werden kann. Gleichzeitig wird dieser Vorteil mit den Vorteilen der beiden Dünnstellen aus dem ersten Aspekt der Erfindung kombiniert.
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Optional wird als Blaskopf eine Ringschlitzdüse mit einer festen Kontur verwendet.
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Die Kontur der Ringschlitzdüse wird dabei so gewählt, dass das gewünschte Foliendickenprofil mit den zwei gegenüberliegenden Dünnstellen erzeugt wird.
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Im Fall eines reversierenden Wendeabzugs rotiert die Ringschlitzdüse dabei im Blaskopf entsprechend der Erfordernisse durch den reversierenden Wendeabzug.
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Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass Folien mit dem hier gewünschten inhomogenen Foliendickenprofil mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen direkt durch die vorgegebene Kontur der Ringschlitzdüse erzeugt werden können.
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Bevorzugt wird als Blaskopf eine Ringschlitzdüse mit einer einstellbaren Kontur verwendet.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das Foliendickenprofil mit den beiden gegenüberliegenden Dünnstellen direkt von dem Blaskopf durch die einstellbare Ringschlitzdüse erzeugt werden kann.
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Im Fall einer Kombination mit einem reversierenden Wendeabzug können die beiden Dünnstellen durch Konturanpassungen der Ringschlitzdüse im Blaskopf so über den Umfang der Folienblase nachgeführt werden, dass sie in der gewünschten Weise auf die Falz der doppelt flachgelegten Folienbahn treffen. Damit wird eine Rotation der Ringschlitzdüse oder des Blaskopfes in diesem Fall nicht weiter notwendig.
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Optional rotiert der Blaskopf um eine Extrusionsachse der Blasfolienanlage.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die beiden gegenüberliegenden Dünnstellen durch die Rotation des Blaskopfes der Reversierbewegung des Wendeabzuges nachgeführt werden und somit immer optimal symmetrisch verteilt auf die Falz der doppelt flachgelegten Folienbahn auflaufen.
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Bevorzugt wird die Kontur der Ringschlitzdüse manuell vorgegeben.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das gewünschte Foliendickenprofil manuell vorgegeben werden kann. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft erreicht werden, dass die Randschichtbreite manuell verstellt und somit optimiert werden kann.
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Optional wird die Kontur der Ringschlitzdüse automatisch vorgegeben.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Bediener einen optimalen Bedienkomfort erhält und die Regelung das gewünschte Foliendickenprofil automatisch auf seine Bedürfnisse anpasst und so optimiert, dass möglichst wenig Material im Randbereich der doppelt flachgelegten Folienbahn abgeführt und abgetrennt werden muss.
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Bevorzugt verwendet die Blasfolienanlage ein Foliendickenprofilmessgerät.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das Foliendickenprofil gemessen werden kann und die Messwerte der Foliendickenregelung zugeführt werden können, damit ein optimales Foliendickenprofil erreicht werden kann, durch welches möglichst wenig Material abgeschnitten und abgeführt werden muss.
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Optional weist die Blasfolienanlage eine Reckanlage zum Verstrecken der Folienbahn auf, wobei die Folienbahn zuerst verstreckt wird und im Anschluss die Folienrandbereiche abgetrennt werden.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
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Ein „Verstrecken“ der Folien bezeichnet ein Dehnen der Folie bei gleichzeitiger Änderung der Foliendicke durch ein Kräftepaar mit entgegengesetzten Richtungen. Eine Folie kann „monoaxial“ oder „biaxial“ verstreckt werden. Die Anlage zum Verstrecken der Folie nennt man „Reckanlage“. Eine „verstreckte Folie“ nennt man auch „gereckte Folie“.
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Bei der Längsverstreckung in einer Reckanlage wird die Folie entsprechend des Reckgrades in Maschinenrichtung gedehnt, was eine Dickenreduzierung zur Folge hat. Eine weitere Folge ist das Einspringen der Folienränder, wodurch sich die Breite der Folie verringert. Diese Einschnürung hat ihre Ursache in einer geringeren Spannung in der Folie, da an den Rändern die jeweils rechten oder linken Nachbarpartikel fehlen. Diese geringere Spannung führt dazu, dass die Dicke der verstreckten Folie in Richtung der Folienränder zunimmt. Bei diesem Prozess entsteht somit an den Rändern der Folienbahn jeweils eine Dickstelle.
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Der Stand der Technik sah bislang vor, dass in solchen Fällen ein Folienschlauchprofil erzeugt wurde, welches zwei gegenüberliegende Dünnstellen aufweist und der Reckanlage so zugeführt wird, dass die Dünnstellen im Bereich der Falz der doppelt flachgelegten Folienbahn jeweils symmetrisch um die Falz verteilt auf die Reckanlage auflaufen. Dabei wurden die beiden Dünnstellen derart dimensioniert, dass hinter der Reckanlage ein Foliendickenprofil mit einer über die gesamte Breite der doppelt flachgelegten Folienbahn konstanten Foliendicke abläuft.
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Abweichend wird hier vorgeschlagen, die Dünnstellen gegenüber dem Vergleich mit dem Stand der Technik wesentlich dünner zu machen und von der Zielsetzung abzurücken nach der hinter der Reckanlage ein Foliendickenprofil mit einer über die gesamte Breite der doppelt flachgelegten Folienbahn konstanten Foliendicke abläuft.
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Es soll vielmehr erreicht werden, dass die hinter der Reckanlage ablaufende doppelt flachgelegte Folienbahn an ihren Rändern auch nach dem Verstrecken noch jeweils eine Dünnstelle aufweist.
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Obgleich die Folienbahn beim Verstrecken relativ zur Folienmitte betrachtet an den Rändern dicker wird, soll die ablaufende Folienbahn an den Rändern eine Dünnstelle aufweisen.
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Diese Dünnstellen werden im Verlauf der Folienbahn vor dem Wickler abgeschnitten und abgeführt.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass insgesamt weniger Material abgeschnitten und abgeführt werden muss und somit die Produktivität bei der Herstellung monoaxial in Maschinenrichtung verstreckter Blasfolie gesteigert werden kann.
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Ursächlich hierfür ist, dass beim Verstrecken der Folie die Anordnung der Moleküle und damit eine Eigenschaft des Materials beeinflusst wird. Ziel des Verstreckens ist es, möglichst homogene Materialeigenschaften zu erzielen.
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Während im mittleren Segment der Folienbahn beim monoaxialen Verstrecken in Maschinenrichtung hauptsächlich Normalspannungen wirken, verändert sich das Schubspannungsniveau, aus der Folienmitte heraus betrachtet, zu den Rändern der Folienbahn kontinuierlich. Zu erkennen ist dies an der Querkontraktion der Folie beim Verstrecken in Längsrichtung. Die im Inneren der Folie wirkenden Spannungen werden zu den Rändern hin immer inhomogener und beeinflussen die Veränderung der Anordnung der Moleküle beim Verstrecken und damit auch die Materialeigenschaften.
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Zur Gewährleistung der Qualität der Folienbahn, insbesondere der Homogenität der Materialeigenschaften, sollten Randbereiche nach dem monoaxialen Verstrecken der Folie hinter der Reckanlage abgeschnitten und abgeführt werden.
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In Folge der hier vorgeschlagenen ausgeprägten Dünnstellen im Foliendickenprofil kann die Menge des dazu abzuschneidenden und abzuführenden Materials reduziert werden.
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Bevorzugt ist das Foliendickenprofil im Randbereich zwischen 15 % und 500 %, bevorzugt zwischen 25 % und 500 %, insbesondere bevorzugt zwischen 50 % und 500 %, dünner als die mittlere Foliendicke ohne die Randbereiche.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Dünnstellen im Randbereich der doppelt flachgelegten Folienbahn so dünn sind, dass möglichst optimal wenig Material der Randstreifen abgetrennt und abgeführt werden muss und somit die Produktivität des Prozesses der Blasfolienherstellung gesteigert werden kann.
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Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Foliendicke in den Randbereichen der doppelt flachgelegten Folienbahn nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Dickenbereiches liefern.
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Optional sind die dünner ausgebildeten Randbereiche bezogen auf die Gesamtbreite der Folie schmal.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass lediglich kleine Randbereiche mit einer dünneren Foliendicke gebildet werden, welche vor dem Wickler abgeschnitten und abgeführt werden sollen. Somit kann eine optimale Produktivität des Herstellungsprozesses der Blasfolie erreicht werden.
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Bevorzugt weisen die dünner ausgebildeten Randbereiche eine Breite von 5 mm bis 25 mm, bevorzugt eine Breite von 5 mm bis 20 mm, insbesondere bevorzugt eine Breite von 5 mm bis 15 mm, auf.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass lediglich kleine Randbereiche mit einer dünneren Foliendicke gebildet werden, welche vor dem Wickler abgeschnitten und abgeführt werden sollen. Somit kann eine optimale Produktivität des Herstellungsprozesses der Blasfolie erreicht werden.
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Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Breite der Randbereiche der doppelt flachgelegten Folienbahn nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der hier vorgeschlagenen Breite des Randbereiches liefern.
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Optional weisen die dünneren Randbereiche der doppelt flachgelegten Folie eine in der Mitte eines jeweiligen Randbereichs liegende Dickstelle auf.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Dickstelle im Randbereich beim monoaxialen Verstrecken der doppelt flachgelegten Folienbahn in Maschinenrichtung größere Querkräfte aufnehmen kann. Somit unterstützt die Dickstelle im Randbereich dabei ein Einspringen der Folienbreite zu reduzieren.
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Weiterhin kann durch die Dickstelle im Randbereich erreicht werden, dass beim Verstrecken der doppelt flachgelegten Folienbahn außerhalb der Randstreifen ein homogenerer Spannungszustand erreicht wird. Damit können auch eine homogenere Anordnung der Moleküle und damit eine homogenerer Eigenschaft des Materials erreicht werden. Die homogeneren Materialeigenschaften in der monoaxial in Maschinenrichtung verstreckten Folie können bei hohen Anforderungen an die Homogenität der verstreckten Folie zu geringeren Folienrandbereichen führen, die abgeschnitten und abgeführt werden müssen. Trotz dem mit einer Dickstelle verstärkten Randbereich kann bei geeigneter Gestaltung des Randbereiches erreicht werden, dass insgesamt ein kleineres Materialvolumen abgeschnitten und abgeführt wird sowie dafür, dass die nutzbare Breite der verstreckten Folie steigt.
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Insgesamt kann also erreicht werden, dass weniger Material im Randbereich der Folie abgeschnitten und abgeführt werden muss, wodurch die Produktivität der Herstellung der Blasfolie gesteigert werden kann.
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Bevorzugt wird die extrudierte Schlauchfolie über ihren Umfang auf das vorgegebene Dicken-Sollprofil geregelt.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine Regelung das für die jeweilige Zielsetzung optimale Foliendickenprofil überwacht und Regelabweichungen abstellt. Damit kann erreicht werden, dass weniger Material im Randbereich der Folie abgeschnitten und abgeführt werden muss, wodurch die Produktivität der Herstellung der Blasfolie gesteigert werden kann.
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Optional wird die durch den Wendeabzug entstehende Sollprofilverlegung über die Folienbreite berücksichtigt und kontinuierlich nachgeregelt, wobei eine Zuordnung eines oder mehrerer Umfangspunkte der flachgelegten Schlauchfolie zu einer oder mehreren Regelzonen im Algorithmus der Regelung zur Regelung der segmentierten Regelzone berücksichtigt wird.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das optimale Foliendickenprofil, welches zur höchstmöglichen Produktivität des Herstellungsprozesses der Blasfolie führt, von einer Regelung der segmentierten Regelzonen des Blaskopfes so überwacht wird, dass das optimale Foliendickenprofil auch nach der Profilverlegung durch den reversierenden Wendeabzug vorliegt, wobei etwaige Regelabweichungen ausgeregelt werden.
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Bevorzugt wird das Dicken-Sollprofil über einen Algorithmus aus den Werten eines Foliendickenprofilmessgeräts geregelt, welches das Foliendickenprofil nach dem monoaxialen Verstrecken der Folienbahn in Maschinenrichtung bestimmt.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das gewünschte Foliendickenprofil nach dem monoaxialen Verstrecken der Folienbahn in Maschinenrichtung durch das Foliendickenprofilmessgerät überwacht werden kann, wodurch der Regelalgorithmus Regelabweichungen zu einem gewünschten Foliendicken-Sollprofil bestimmen und ausregeln also reduzieren kann.
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Optional besteht der Algorithmus zur Ansteuerung der einzelnen segmentierten Regelzonen zumindest aus einer Überlagerung eines Grundprofils aus der Foliendickenprofilregelung der Folienblasanlage und des Reckprofils aus der Verlegung der Schlauchfolie durch den Wendeabzug unter weiterer Berücksichtigung von Einflüssen durch den Reckprozess.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Regelalgorithmus mittels des Grundprofils und des Reckprofils robuster und schneller etwaige Regelabweichungen ausregeln und damit reduzieren kann.
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Bevorzugt wird der schmale dünner ausgebildete Randbereich weggeschnitten, um so eine Folie mit einem über ihre Breite gleichmäßigen Dickenprofil zu erhalten.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die resultierende Folienbahn ein möglichst homogenes konstantes Foliendickenprofil erreicht. Die Folie kann damit höchsten Qualitätsanforderungen gerecht werden.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Verwendung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zum Herstellen einer Folienbahn an einer Blasfolienanlage.
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Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Blasfolienanlage einen Extruder, einen Blaskopf, eine Flachlegung, ein Abquetschwalzenpaar, eine Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einen Wickler aufweist, wobei aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit einem Foliendickenprofil zuläuft, und zwar mit einem inhomogenen Foliendickenprofil der Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit den zwei Dünnstellen, insbesondere den Dünnstellen in einem Randbereich, wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Verwendung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zum Herstellen einer Folienbahn an einer Blasfolienanlage erstreckt.
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Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist.
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Nach einem dritten Aspekt löst die Aufgabe eine Blasfolienanlage, mit einem Extruder, einem Blaskopf, einer Flachlegung, einem Abquetschwalzenpaar, einer Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einem Wickler, wobei der Blaskopf eine Ringschlitzdüse mit einem Foliendickenprofilgeber aufweist, sodass im Betrieb aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung ein Foliendickenprofil aufweist, wobei die Blasfolienanlage eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit eine Programmierung aufweist, wobei die Programmierung zum Ausführen eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
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Eine „Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit“ ist eine elektronische Einheit, die organisiert mit Datenmengen umgeht und dabei das Ziel verfolgt, Informationen über diese Datenmengen zu gewinnen oder diese Datenmengen zu verändern. Dabei werden die Daten in Datensätzen erfasst, nach einem vorgegebenen Verfahren durch Mensch oder Maschine verarbeitet und als Ergebnis ausgegeben.
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Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Verfahren zum Betreiben einer Blasfolienanlage zum Herstellen einer Folienbahn, wobei die Blasfolienanlage einen Extruder, einen Blaskopf, eine Flachlegung, ein Abquetschwalzenpaar, eine Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einen Wickler aufweist, wobei aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit einem Foliendickenprofil zuläuft, und zwar mit einem inhomogenen Foliendickenprofil der Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung mit den zwei Dünnstellen, insbesondere den Dünnstellen in einem Randbereich, wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Blasfolienanlage, mit einem Extruder, einem Blaskopf, einer Flachlegung, einem Abquetschwalzenpaar, einer Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einem Wickler, wobei der Blaskopf eine Ringschlitzdüse mit einem Foliendickenprofilgeber aufweist, sodass im Betrieb aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Folienbahn vor der Abtrennvorrichtung ein Foliendickenprofil aufweist, wobei die Blasfolienanlage eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit aufweist, wobei die Datenverarbeitungs- und - auswerteeinheit eine Programmierung aufweist, wobei die Programmierung zum Ausführen eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist, erstreckt.
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Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
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Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Abquetschwalze für eine Blasfolienanlage, mit einem Extruder, einem Blaskopf, einer Flachlegung, einem Abquetschwalzenpaar, einer Abtrennvorrichtung für die Randbereiche der Folienbahn und einem Wickler, wobei aus dem Blaskopf ein Folienschlauch mit zwei gegenüberliegenden Dünnstellen austritt, wobei die Abquetschwalze in den Randbereichen der Walze gegenüber einem mittleren Walzensegment eine Modifizierung aufweist, wobei die Modifizierung dazu geeignet ist die Luft an einer Falz der Folienbahn abzuquetschen, wenn die Falz der Folienbahn eine dünnere Foliendicke aufweist.
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Der Stand der Technik sah bislang vor, eine Abquetschwalze mit homogenen Eigenschaften über die Länge ihrer Erstreckung einzusetzen.
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Abweichend wird hier vorgeschlagen die Abquetschwalze in den Randbereichen der Walze gegenüber einem mittleren Walzensegment zu modifizieren, wobei die Modifizierung dazu geeignet ist die Luft an einer Falz der Folienbahn abzuquetschen, wobei die Falz der Folienbahn eine dünnere Foliendicke aufweist.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass auch in den dünneren Randbereichen der Folie gewährleistet werden kann, dass nach dem Abquetschen keine Luft zwischen den Lagen der doppelt flachgelegten Folienbahn zurückbleibt. Besonders bei im Verlauf monoaxial in Maschinenrichtung verstreckten Folien kann dadurch gewährleistet werden, dass etwaig in den Randbereichen eingeschlossene Luftmengen zu einer Verschlechterung der Homogenität der Materialeigenschaften während dem Verstrecken der doppelt flachgelegten Folienbahn führen.
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Es sei ausdrücklich daraufhingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen
- 1 in schematischer Ansicht eine Blasfolienanlage,
- 2 einen Foliendickenverlauf vor dem Verstrecken und
- 3 einen Foliendickenverlauf nach dem Verstrecken.
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Die Blasfolienanlage 1 besteht im Wesentlichen aus einem Extruder 2, einem Blaskopf 3, einem reversierenden Wendeabzug 4, einer Behandlungsstrecke 5 und einem Wickler 6.
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Der Extruder 2 fördert und plastifiziert eine Kunststoffschmelze, welche durch eine Ringspaltdüse (nicht beziffert) im Blaskopf 3 austritt. Die austretende Kunststoffschmelze formt eine Folienblase 7 aus, welche in einer Flachlegung 8 zu einer doppelt flachgelegten Folienbahn 13 zusammengelegt wird.
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Die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 wird von einem Abzugswalzenpaar 9, 10 abgezogen und weiter in den reversierenden Wendeabzug 4 geleitet.
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Der reversierende Wendeabzug 4 wird von einem Motor 11 angetrieben und führt eine Reversierbewegung 12 aus, durch welche Abweichungen im Foliendickenprofil der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 verlegt werden.
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Hinter dem reversierenden Wendeabzug 4 wird die doppelt flachgelegte Folienbahn der Behandlungsstrecke 5 zugeführt, welche die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 in diesem Ausführungsbeispiel monoaxial in Maschinenrichtung verstreckt.
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Hinter der Behandlungsstrecke 5 wird die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 dem Wickler 6 zugeführt und dort zu einem Folienwickel aufgewickelt.
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Zwischen der Behandlungsstrecke 5 und dem Wickler 6 passiert die doppelt flachgelegte Folienbahn 13 ein Foliendickenprofilmessgerät 14, welches ein Foliendickenprofil 15 der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 bestimmt.
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Das Foliendickenprofil 15 der doppelt flachgelegten Folienbahn 13 wird gemeinsam mit einem Reversierwinkel 16 des reversierenden Wendeabzugs 4 einer Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit 17 zugeführt.
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Die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit 17 ist dazu eingerichtet, ein Verfahren zum Bestimmen einer Dickenverteilungssystematik sowie ein Verfahren zum Anpassen des Foliendickenprofils durchzuführen und die Ringspaltdüse des Blaskopfes 3 zu steuern.
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Das Foliendickenprofil 30 vor dem monoaxialen Verstrecken der doppelt flachgelegten Folienbahn in einer Behandlungsstrecke 5 ist als Verlauf der Dicke 31 über dem Umfangswinkel 32 der aufgeklappten doppelt flachgelegten Folienbahn in 2 schematisch dargestellt (Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist die Folienbahn hier abweichend gedanklich an einer Falz aufgeschnitten und aufgeklappt dargestellt.).
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Als Referenz für das Foliendickenprofil 30 kann die mittlere Foliendicke 33 dienen. Als charakteristisches Merkmal weist das Foliendickenprofil 30 die Dünnstellen 34, 35 an der ersten Falz 36 und der zweiten Falz 37 auf.
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Das Foliendickenprofil 40 nach dem monoaxialen Verstrecken der doppelt flachgelegten Folienbahn in einer Behandlungsstrecke 5 ist als Verlauf der Dicke 41 über dem Umfangswinkel 42 der aufgeklappten doppelt flachgelegten Folienbahn in 3 schematisch dargestellt (Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist die Folienbahn hier abweichend gedanklich an einer Falz aufgeschnitten und aufgeklappt dargestellt.).
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Als Referenz für das Foliendickenprofil 40 kann die mittlere Foliendicke 43 dienen. Nach dem monoaxialen Verstrecken weist das Foliendickenprofil 40 die Dünnstellen 44, 45 an der ersten Falz 46 und der zweiten Falz 47 auf.
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Die Dünnstellen 44, 45 werden nach der Behandlungsstrecke 5 und vor dem Wickler 6 an den Schnittstellen 48, 49, 50, 51 abgeschnitten und abgeführt (nicht dargestellt).
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Das nach dem Abschneiden und Abführen der Randstreifen zurückbleibende Foliendickenprofil weist über die gesamte verbleibende Folienbreite eine Weitestgehend konstante Foliendicke auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blasfolienanlage
- 2
- Extruder
- 3
- Blaskopf
- 4
- reversierender Wendeabzug
- 5
- Behandlungsstrecke
- 6
- Wickler
- 7
- Folienblase
- 8
- Flachlegung
- 9
- Abzugswalze
- 10
- Abzugswalze
- 11
- Motor
- 12
- Reversierbewegung
- 13
- doppelt flachgelegte Folienbahn
- 14
- Foliendickenprofilmessgerät
- 15
- Foliendickenprofil
- 16
- Reversierwinkel
- 17
- Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit
- 30
- Foliendickenprofil
- 31
- Dicke
- 32
- Umfangswinkel
- 33
- mittlere Foliendicke
- 34
- Dünnstelle
- 35
- Dünnstelle
- 36
- erste Falz
- 37
- zweite Falz
- 40
- Foliendickenprofil
- 41
- Dicke
- 42
- Umfangswinkel
- 43
- mittlere Foliendicke
- 44
- Dünnstelle
- 45
- Dünnstelle
- 46
- erste Falz
- 47
- zweite Falz
- 48
- Schnittstelle
- 49
- Schnittstelle
- 50
- Schnittstelle
- 51
- Schnittstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2277681 B1 [0027, 0029]
